Absorpcyjna pompa ciepła małej mocy

Gazowe absorpcyjne pompy ciepła mogą stanowić zarówno źródło ciepła jak i chłodu dla budynku. Ich wyjątkowość polega na zastosowaniu, zamiast tradycyjnej sprężarki, do napędu urządzenia silnika termicznego (układu generator-absorber zasilanego poprzez palnik gazowy). W poniższym artykule skupimy się na gazowej absorpcyjnej pompie ciepła K18 do zastosowań w budynkach o niskim zapotrzebowaniu na energię cieplną rzędu 18 kW.

1. Technologia absorpcyjna – OZE z gazu.
2. Korzyści na każdym etapie inwestycji.
3. Przykład doboru pomp ciepła typu powietrze/woda.
4. Przykład doboru pomp ciepła typu grunt/woda.
5. Analiza eksploatacyjna urządzeń absorpcyjnych.
6. Spełnia warunki, oszczędza rachunki.
7. Instalacja hydrauliczna z GAHP.
8. Absorpcyjna pompa ciepła małej mocy.
9. Przykłady realizacji.

Gazowa absorpcyjna pompa ciepła o małej mocy – przykład

Gazowa absorpcyjna pompa ciepła K18 została wprowadzona na rynek w 2016 r. Urządzenie jest wynikiem projektu Heat4U, międzynarodowego projektu badawczego, nad którym pracowało wiele firm działający w sektorze przetwarzania energii, przemysłu oraz badawczym, m.in. Towarzystwo Fraunhofer, GrDF SA, Politechnika Mediolańska, Bosch. Celem projektu był rozwój technologii gazowych absorpcyjnych pomp ciepła i ich adaptacja w środowisku istniejących, jednorodzinnych budynków mieszkalnych, które w największej mierze przyczyniają się do zanieczyszczeń generowanych z tytułu ogrzewania w Europie.
Gazowa absorpcyjna pompa ciepła typu powietrze-woda przeznaczona jest zarówno do montażu zewnętrznego, jak i wewnętrznego. Zewnętrzna instalacja urządzeń pozwala na zredukowanie wielkości pomieszczenia technicznego. Pompa ciepła K18 może produkować medium grzewcze aż do temperatury 65 ⁰C. Dzięki wysokiej temperaturze na wyjściu z urządzenia często można przeprowadzić termomodernizację obiektu z wymianą wyłącznie źródła ciepła, bez konieczności przeprojektowania sieci odbiorczej. K18 może być zasilana gazem ziemnym lub LPG, dlatego sprawdzi się nawet tam, gdzie dostęp do gazu jest ograniczony. Moc nominalna pompy ciepła jest równa 18,9 kW, natomiast moc na palniku wynosi 11,2 kW.
W układzie chłodniczym gazowych absorpcyjnych pomp ciepła znajduje się naturalny czynnik chłodniczy, amoniak. Dla amoniaku potencjał niszczenia warstwy ozonowej oraz potencjał  tworzenia efektu cieplarnianego równy jest zero.

Zastosowanie pompy ciepła K18

Pompa ciepła K18 może być stosowana nie tylko w budynkach jednorodzinnych, jej parametry pozwalają na zastosowanie urządzenia również w innych typach obiektów, dla których zapotrzebowanie na moc jest niewielkie. Takim obiektem jest siedziba firmy Trojan technika grzewcza, w której  przeprowadzono modernizację źródła ciepła. Celem inwestycji było obniżenie kosztów eksploatacji budynku. Do pracy na cele grzewcze zamontowano gazową absorpcyjną pompę ciepła K18 firmy Gazuno, która stanowi podstawowe źródło ciepła i współpracuje z kotłem gazowym oraz kominkiem opalanym drewnem. Cała instalacja została w pełni opomiarowana i wyposażona w automatykę sterującą pracą trzech źródeł ciepła. Przeprowadzona inwestycja przyniosła ze sobą wysoki efekt ekonomiczny oraz ekologiczny. Koszt eksploatacji urządzeń grzewczych zmalał o 40 % w porównaniu do stanu przed modernizacją, w którym na cele grzewcze pracował wyłącznie kocioł i kominek. Kluczowym aspektem, związanym ze zmniejszonym zużyciem gazu ziemnego, była zmiana warunków umowy o przyłączeniu do sieci gazowej. Wykorzystanie niższej taryfy przełożyło się na zmniejszenie opłat stałych.

Z każdym rokiem zaostrzają się wymagania odnośnie maksymalnego wskaźnika wykorzystania energii pierwotnej w budynku. Dla budynków mieszkalnych jednorodzinnych wskaźnik EP od 2017 r. wynosi 95 kWh/m² rok, natomiast od 2021 r., zgodnie z przepisami, wynosić będzie 70 kWh/ m² rok. Gazowa absorpcyjna pompa ciepła K18 pozwoli na osiągnięcie wskaźnika EP poniżej dopuszczalnej wartości zgodnie z warunkami technicznymi w 2017 r., a przy odpowiedniej termomodernizacji budynku również zgodnie z warunkami technicznymi w 2021 r.
Aby zoptymalizować pracę gazowej absorpcyjnej pompy ciepła zespół Gazuno dobrał dedykowany zestaw armatury przeznaczonej do pracy z pompą ciepła K18, tzw. pakiet wysokiej efektywności. Najważniejszymi elementami tworzącymi pakiet jest płytowy wymiennik ciepła, przepływowy podgrzewacz wody spełniający rolę źródła szczytowego, pompy obiegowe oraz szafa automatyki sterującej.

Odpowiedni dobór armatury zaznaczonej na schemacie powyżej zapewnia poprawną pracę pompy ciepła przy niskich kosztach jej eksploatacji. Pakiet pozwala na pracę pompy ciepła w trybie modulowanej mocy. Dobrana ze starannością automatyka obejmuje sterowanie obiegami grzewczymi oraz pracę pompy ciepła po krzywej pogodowej dostosowując temperaturę zasilania do zapotrzebowania budynku. Pakiet wyposażony jest w programator pomieszczeniowy umożliwiający sterowanie pracą instalacji. Pakiet skompletowano dla budynków o zapotrzebowaniu równym 18 kW.
Ze względu na zapotrzebowanie rynkowe zespół Gazuno skomponował drugi pakiet armatury współpracujący z pompą ciepła K18. W tej konfiguracji pompa ciepła pracuje w funkcji włącz/ wyłącz nie modulując mocą palnika gazowego. Układ automatyki pozwala zarządzać zasilaniem zbiornika buforowego odczytując temperaturę z dwóch czujników w nim umieszczonych. Zapewnia również ładowanie zasobnika ciepłej wody użytkowej. Dobrana automatyka nie obejmuje sterowania obiegami grzewczymi. Nie zawiera również źródła szczytowego, zatem urządzenia należy dobrać dla budynków o zapotrzebowaniu nie większym, niż moc dostępna na palniku (11,2 kW). Istnieje jednakże możliwość rozbudowy automatyki i integracji wielu źródeł ciepła w jednym układzie np. kotła gazowego czy też kominka z płaszczem wodnym tak jak to uczyniono w siedzibie firmy Trojan.

Zespołowi badawczemu projektu Heat4U udało się stworzyć jedyne w swoim rodzaju absorpcyjne urządzenie grzewcze przeznaczone do budynków o niskim zapotrzebowaniu energetycznym. Planując budowę domu, ze względu na niskie koszty eksploatacji oraz szereg opisanych wcześniej zalet, warto zastanowić się nad zakupem gazowej absorpcyjnej pompy ciepła K18.

Patrycja Bialek - Dolna

Jako doradca techniczno-handlowy pracuję w zespole z Sebastianem Gencem. Razem współpracujemy z projektantami, audytorami oraz inwestorami z województwa podkarpackiego, opolskiego, świętokrzyskiego, małopolskiego oraz śląskiego.