POMPY CIEPŁA I EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA CHWIEDUK D. RED. Bankowa.pl

Pompy ciepła i efektywność energetyczna

Obecnie pompy ciepła stają się podstawowym urządzeniem instalacji energetyki rozproszonej, mikro i małej skali. Jednocześnie stają się podstawowym elementem sieci ciepłowniczych nowej generacji, gdzie ich stosowanie utożsamiane jest z elektryfikacją ciepłownictwa i tutaj reprezentują już średnia i dużą skalę.

Publikacja Pompy ciepła i efektywność energetyczna zawiera KOMPLEKSOWE UJĘCIE podejmowanego tematu: od podstawy termodynamiki, przez rys historyczny pomp ciepła, współczesne rozwiązania i zastosowania oraz kierunki rozwoju technologicznego pomp ciepła oraz systemów energetycznych, których są podstawowym elementem, aż po przewidywany obszar ich wykorzystania.

Dzięki eko-świadomości wykorzystanie pomp ciepła szybko rozpowszechnia się, nie tylko w nowoczesnych eko-inwestycjach, ale tez standardowych instalacjach grzewczych. Stały się one atrakcyjną finansowo ofertą, zwłaszcza w czasach koniecznego dostosowania polskiej energetyki i ciepłownictwa do wymogów zeroemisyjności.

Czytelnik w tej publikacji – kompendium nt. pomp ciepła znajdzie m.in. odpowiedzi na następujące zagadnienia:

- efektywność energetyczna a pompy ciepła,

- dolne i górne źródła pomp ciepła sprężarkowych,

- rola pomp ciepła w zmniejszaniu zużycia energii,

- integracja pomp ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi małej skali,

- pompy ciepła w systemach energetycznych nowoczesnych zero-emisyjnych miast,

- przykłady obliczeniowe funkcjonowania sprężarkowych pomp ciepła,

- zastosowania pomp ciepła. Budownictwo jednorodzinne,

- zastosowania pomp ciepła. Budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej.

Autorami tej wyjątkowej publikacji są specjaliści, naukowcy, a jednocześnie praktycy z branży pomp ciepła – w tym jej redaktor naukowa: PROF. DR HAB. INŻ. DOROTA CHWIEDUK, członek Komitetu Problemów Energetyki PAN i członek jego Prezydium, członek i Wice Przewodnicząca Komitetu Termodynamiki PAN, a także przewodnicząca Polskiego Towarzystwa Energetyki Słonecznej PTES-ISES.

Wydawnictwo Naukowe PWN poleca tę pozycję przede wszystkim studentom studiów I, II i III stopnia na wydziałach energetyki, inżynierii i ochrony środowiska, budownictwa i architektury (przykładowe przedmioty: Pompy ciepła, Technika cieplna, Ogrzewnictwo, Współczesne systemy energetyczne, Gospodarka energetyczna, Chłodnictwo i pompy ciepła, Źródła ciepła, Racjonalizacja zużycia ciepła). Może być również wykorzystana przez specjalistów z tej branży: projektantów, architektów, inżynierów, ubiegających się o certyfikaty energetyczne, a także właścicieli, serwisantów i operatorów urządzeń chłodniczych.

Wprowadzenie    XI

1. Czym są współczesne pompy ciepła 1

2. Efektywność energetyczna a pompy ciepła 9
2.1. Czym jest efektywność energetyczna 9
2.2. Rola pomp ciepła w poprawie efektywności energetycznej               12
2.3. Pompy ciepła w polityce energetycznej Polski                     19

3. Rys historyczny powstania i rozwoju pomp ciepła                     25
3.1. Wprowadzenie                                   25
3.2. Chronologia ważniejszych wydarzeń, które wpłynęły na rozwój pomp ciepła       26
3.3. Podsumowanie                                   34

4. Podstawy termodynamiczne działania pomp ciepła                    37
4.1. Idealny obieg Carnota. Silnik cieplny                         38
4.2. Idealny obieg Carnota wstecz. Pompa ciepła, chłodziarka               . 41
4.3. Działanie pompy ciepła. Obieg idealny i teoretyczny                  44
4.4. Straty w rzeczywistych obiegach parowych                      . 48
4.5. Obiegi termodynamiczne parowych pomp ciepła w układzie ciśnienie–entalpia     . 53

5. Dolne i górne źródła pomp ciepła sprężarkowych                     57
5.1. Podstawy wyboru i podział źródeł ciepła pompy ciepła                . 58
5.2. Powietrze atmosferyczne                              . 62
5.3. Grunt                                       . 67
5.3.1. Podstawowe cechy gruntu jako dolnego źródła pompy ciepła          . 67
5.3.2. Powstanie idei wykorzystania gruntu jako źródła ciepła             . 71
5.3.3. Wymienniki gruntowe                            . 74
5.4. Wody gruntowe                                  . 81
5.5. Wody powierzchniowe                               . 83
5.6. Źródła ciepła odpadowego                             . 86

6. Zapotrzebowanie na energię użytkową, końcową i pierwotną. Rola pomp ciepła w zmniejszaniu zużycia energii                     . 89
6.1. Konieczność ograniczenia zużycia energii                       90
6.2. Zapotrzebowanie na energię użytkową                        93
6.3. Zapotrzebowanie na energię końcową                        . 96
6.4. Zapotrzebowanie na energię pierwotną                        100
6.5. Wyznaczanie zużycia energii końcowej i pierwotnej w hipotetycznym budynku z pompą ciepła                                   103

7. Systemy sprężarkowych pomp ciepła                          . 111
7.1. Różne systemy pomp ciepła i systemy z pompami ciepła                112
7.2. Sprężarkowa parowa pompa ciepła jako system energetyczny             . 113
7.2.1. Rewersyjna pompa ciepła                          . 113
7.2.2. Kaskadowa pompa ciepła                          . 116
7.2.3. Pompy ciepła z wielostopniowym sprężaniem                 . 119
7.3. Sprężarkowe pompy ciepła realizujące gazowe obiegi chłodnicze            121

8. Współczynniki wydajności cieplnej pomp ciepła                     . 127
8.1. Ocena efektywności energetycznej pomp ciepła                    128
8.2. Współczynnik wydajności cieplnej COP                        128
8.3. Sezonowy współczynnik wydajności cieplnej SCOP                  . 132
8.4. Sezonowy współczynnik efektywności energetycznej SPF               . 135
8.5. Współczynniki opisujące współpracę pompy ciepła ze słoneczną instalacją grzewczą   136
8.6. Współczynniki efektywności energetycznej urządzeń chłodniczych           . 138

9. Integracja pomp ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi małej skali    141
9.1. Wprowadzenie                                   142
9.2. Perspektywiczne rozwiązania technologiczne w sieciach ciepłowniczych        . 143
9.3. Pilotażowe instalacje sieci niskotemperaturowych                   144
9.3.1. Pierwsze niskotemperaturowe sieci ciepłownicze                144
9.3.2. Instalacja pilotażowa w Lystrup – Dania                    . 145
9.3.3. Instalacja pilotażowa w Kassel Feldlager – Niemcy               146
9.4. Analiza hipotetycznej niskotemperaturowej sieci ciepłowniczej zasilającej osiedle domów jednorodzinnych w warunkach krajowych               . 147
9.4.1. Hipotetyczne osiedle                             147
9.4.2. Niskotemperaturowy system grzewczy osiedla                 . 149
9.4.3. Zapotrzebowanie na ciepło w budynkach                   . 150
9.4.4. Działanie systemu grzewczego osiedla                     151

10. Pompy ciepła w systemach energetycznych nowoczesnych zeroemisyjnych miast     . 157
10.1. Formalne wsparcie do wykorzystania pomp ciepła w miastach            . 158
10.2. Metoda LCA – Ocena cyklu życia                          . 160
10.3. Pompy ciepła w inteligentnych miastach                      163
10.4. Osiedla dodatnie energetycznie                          168

11. Czynniki robocze stosowane w pompach ciepła                     . 175
11.1. Czynniki robocze obiegów podstawowych                     . 176
11.1.1. Charakterystyka czynników roboczych w sprężarkowych pompach ciepła                             . 177
11.1.2. Nazewnictwo                               179
11.2. Wymagania prawne dotyczące stosowania czynników roboczych           181
11.3. Podział czynników ze względu na skład i budowę cząsteczkową           . 186
11.4. Właściwości najpopularniejszych obecnie i perspektywicznych czynników roboczych                               190
11.5. Czynniki robocze w układach sorpcyjnych                     . 204
11.5.1. Woda–wodny roztwór bromku litu                     204
11.5.2. Amoniak–woda                              204
11.6. Czynniki robocze obiegów pośredniczących                     205
11.6.1. Wodne roztwory soli                           . 206
11.6.2. Wodne roztwory glikolu                          207
11.6.3. Roztwory alkoholi jednowodorotlenowych                 . 208
11.7. Podsumowanie                                 . 209

12. Przykłady obliczeniowe funkcjonowania sprężarkowych pomp ciepła           213
12.1. Wprowadzenie do obliczeń energetycznych sprężarkowych pomp ciepła       . 214
12.2. Przykłady obliczeniowe                              221

13. Absorpcyjne pompy ciepła                               241
13.1. Wprowadzenie do obiegów absorpcyjnych                     . 242
13.2. Zasada działania absorpcyjnej pompy ciepła                    . 243
13.3. Absorpcyjna pompa ciepła pracująca wg obiegu idealnego – obieg Carnota                                  . 246
13.4. Właściwości roztworów                              249
13.5. Czynniki stosowane w absorpcyjnych pompach ciepła                252
13.6. Model obliczeniowy absorpcyjnego urządzenia (pompy ciepła/ urządzenia chłodniczego) z zespołem sorpcyjnym H2O-LiBr             . 254
13.7. Model obliczeniowy absorpcyjnego urządzenia (pompy ciepła/ urządzenia chłodniczego) z zespołem sorpcyjnym NH3-H2O              259
13.8. Przykład obliczeniowy z wyznaczeniem bilansu energetycznego dla absorpcyjnego urządzenia z zespołem sorpcyjnym H2O-LiBr            265
Załącznik 1                                      . 269
Załącznik 2                                      . 270

14. Adsorpcyjne pompy ciepła                               271
14.1. Wprowadzenie                                  272
14.2. Zasada działania adsorpcyjnych pomp ciepła/urządzeń adsorpcyjnych        . 273
14.3. Obieg termodynamiczny złoża adsorpcyjnego                    276
14.4. Zaawansowane obiegi adsorpcyjne                        . 280
14.5. Zespoły sorpcyjne do adsorpcyjnych pomp ciepła                  283
14.6. Podsumowanie                                 . 285

15. Wysokotemperaturowe pompy ciepła w zastosowaniach ciepłowniczych         . 287
15.1. Przesłanki do wykorzystania pomp ciepła w systemach ciepłowniczych        288
15.1.1. Przesłanki natury prawnej                         288
15.1.2. Przesłanki natury technicznej                       . 290
15.2. Warunki techniczne                                292
15.2.1. Uwarunkowania po stronie sieci ciepłowniczej               . 292
15.2.2. Dostępne źródła ciepła                          . 293
15.2.3. Konfiguracja układów                           295
15.2.4. Czynniki robocze                             299
15.3. Strategie doboru i sterowania pomp ciepła                     301
15.4. Uwarunkowania ekonomiczne                           303

16. Zastosowania pomp ciepła. Budownictwo jednorodzinne – mikroskala          . 307
16.1. Ogólna charakterystyka i wymagania stawiane układom z pompami ciepła
stosowanym w budownictwie jednorodzinnym                   . 307
16.2. Podział rozwiązań z pompami ciepła w zależności od sposobu przygotowania ciepłej wody                                   309
16.2.1. Pompa ciepła z kompaktowym modułem wewnętrznym           309
16.2.2. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym oraz podgrzewaczem wody o dużej pojemności                 . 311
16.2.3. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym oraz podgrzewaczem wody do współpracy z kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania przygotowania ciepłej wody użytkowej      . 312
16.2.4. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System z warstwowym zbiornikiem wielofunkcyjnym i przepływowym podgrzewaczem wody          . 315
16.2.5. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System ze zbiornikiem buforowym z wbudowanym dodatkowym zbiornikiem ciepłej wody           . 317
16.2.6. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System ze zbiornikiem buforowym wbudowaną wężownicą pełniącą rolę przepływowego podgrzewacza wody . 319
16.2.7. Projektowanie instalacji ze zbiornikiem wielofunkcyjnym           321
16.3. Rozwiązania z pompami ciepła typu powietrze–woda. Podział w zależności od budowy pompy ciepła                             322
16.3.1. Pompy ciepła powietrze–woda typu split                  322
16.3.2. Pompy ciepła powietrze–woda typu monoblok do montażu na zewnątrz budynku                           323
16.3.3. Monoblokowe pompy ciepła powietrze-woda do montażu wewnątrz budynku                            326
16.4. Typowe schematy hydrauliczne z pompami ciepła powietrze–woda typu split     . 328
16.4.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej            . 328
16.4.2. Układ ze zbiornikiem buforowym z funkcją sprzęgła hydraulicznego      329
16.4.3. Układ ze zbiornikiem buforowym w układzie szeregowo-równoległym     331
16.5. Typowe schematy hydrauliczne z pompami ciepła monoblok do montażu na zewnątrz budynku                               332
16.5.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej            . 332
16.5.2. Układ ze zbiornikiem buforowym z funkcją sprzęgła hydraulicznego      334
16.6. Schematy hydrauliczne z pompami ciepła współpracującymi z dolnym źródłem
w postaci sond gruntowych, z wykorzystaniem funkcji chłodzenia pasywnego     . 335
16.6.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej            . 335
16.6.2. Układ z wielofunkcyjnym zbiornikiem buforowym, kolektorami słonecznymi i chłodzeniem pasywnym                   337

17. Zastosowania pomp ciepła. Budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej – mała i średnia skala                  339
17.1. Ogólna charakterystyka i wymagania stawiane układom z pompami ciepła stosowanym w budownictwie wielorodzinnym i budynkach użyteczności  publicznej                                    340
17.2. Rozwiązania z pompami ciepła powietrze-woda. Zastosowanie indywidualnych pomp ciepła dla poszczególnych mieszkań                     341
17.3. Rozwiązania z zastosowaniem zbiorczego układu pomp ciepła zasilającego instalację w budynku wielorodzinnym                       . 343
17.4. Rozwiązania mieszane z centralną instalacją niskotemperaturowych pomp ciepła oraz mieszkaniowymi pompami ciepła niskiej mocy podnoszącymi temperaturę czynnika                       . 350
17.4.1. Przykłady rozwiązań mieszanych – połączenie centralnej instalacji pomp ciepła z mieszkaniowymi pompami ciepła na potrzeby ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody                      350
17.4.2. Przykłady rozwiązań mieszanych – mieszkaniowe pompy ciepła współpracujące z sondami gruntowymi                   352
17.4.3. Przykłady rozwiązań mieszanych – połączenie centralnej instalacji pomp ciepła z ogrzewaniem podłogowym i mieszkaniowymi pompami ciepła woda–woda na potrzeby przygotowania ciepłej wody            . 353
17.4.4. Przykłady rozwiązań mieszanych w budynkach użyteczności publicznej, w szczególności budynkach biurowych – połączenie centralnej instalacji z pompą ciepła oraz pętlą wodną, miejscowymi pompami ciepła powietrze–woda/woda–powietrze i wieżą chłodniczą            . 355
17.4.5. Przykłady rozwiązań z pompami ciepła w budynkach użyteczności publicznej, obiekt hotelowy z instalacją pomp ciepła na potrzeby ogrzewania i chłodzenia budynku                     . 356
17.4.6. Przykłady rozwiązań z pompami ciepła w budynkach użyteczności
publicznej, wykorzystanie magistrali wodociągowej w funkcji dolnego źródła pomp ciepła                        358
17.4.7. Przykład rozwiązania z pompami ciepła z wykorzystaniem ciepła odpadowego w małej i średniej skali                    . 359

18. Zastosowania pomp ciepła. Skala makro                        . 363
18.1. Obiekty wielkokubaturowe – ogrzewanie i chłodzenie budynków, przygotowanie ciepłej wody                            363
18.2. Pompy ciepła w sieciach ciepłowniczych                      364
18.3. Pompy ciepła w zakładach produkcyjnych, gospodarka obiegu zamkniętego w procesach o temperaturze poniżej 100°C                     365
18.4. Pompy ciepła w zakładach produkcyjnych, gospodarka obiegu zamkniętego. Pilotażowe instalacje z pompami ciepła w procesach o temperaturze powyżej 100°C . 370

390 stron, Format: 16.5x23.5cm, oprawa miękka

Po otrzymaniu zamówienia poinformujemy pocztą e-mail lub telefonicznie,
czy wybrany tytuł polskojęzyczny lub anglojęzyczny jest aktualnie na półce księgarni.