Ta pompa ciepła korzysta jednocześnie z dwóch źródeł energii

Międzynarodowa grupa badawcza zaprojektowała dwuźródłową pompę ciepła (DSHP), która oprócz powietrza atmosferycznego czerpie także temperaturę z powietrza wywianego z budynku. Podejście naukowców pozwoliło znacząco podnieść wydajność pompy, co pomogło zredukować koszty ogrzewania i obniżyć emisję CO2.

Biorąc pod uwagę to, że ogrzewanie budynków generuje gigantyczną konsumpcję energii, która nadal w głównej mierze opiera się na spalaniu paliw kopalnych, szacuje się, że sam ten proces przyczynia się do około 40 proc. światowej emisji dwutlenku węgla.

Pompy ciepła z roku na rok odgrywają coraz większą w rolę w procesach dekarbonizacji ogrzewania budynków. Kilka razy w roku pojawiają się doniesienia o nowych technologiach, które mają podnieść wydajność pracy urządzeń, a także zwiększyć zakres warunków środowiskowych, w których będą mogły pracować.

REKLAMA

Dwuźródłowa pompa ciepła

O nowym doniesieniu ze świata pomp ciepła dowiadujemy się z pracy naukowej brytyjsko-chińskiej grupy badawczej. Otóż zespół opracował dwuźródłową pompę ciepła (z ang. Dual-Source Heat Pump, DSHP), która czerpie energię cieplną poprzez pochłanianie jednocześnie powietrza atmosferycznego, jak i odpadowego ciepłego powietrza wywianego z budynku. Co więcej, badacze informują, że zaprojektowana przez nich dwuźródłowa pompa bardzo dobrze radzi sobie z odszranianiem, co również przekłada się na jej wyższą wydajność.

Prototyp DSHP zainstalowano na dachu jednego z budynków w Wielkiej Brytanii i poddano testom, które pozwoliły badaczom ocenić wydajność urządzenia oraz stopień redukcji emisji CO2.

Jak wynika z informacji dostarczonych przez portal „PV Magazine”, zaprojektowany przez brytyjsko-chiński zespół badawczy prototyp DSHP jest zbudowany m.in. z: dwóch parowników niskociśnieniowych, jednego parownika średniociśnieniowego, ekonomizera (urządzenia zapewniającego prawidłowy przebieg procesu obiegu chłodniczego i przyczyniającego się do podniesienia efektywności pracy urządzenia), skraplacza płytowego, sprężarki z wytryskiem pary, zaworów rozprężnych oraz pięciu wentylatorów.

Wykorzystanie dodatkowego źródła ciepła, jakim jest powietrze wylotowe z budynku, pozwala wytwarzać mieszaninę powietrza o wyższej temperaturze na wlocie do jednostki. To podnosi wydajność pracy urządzenia. Testowana pompa ciepła pracuje na czynniku chłodniczym R410a, a optymalna jego ilość – jak twierdzą naukowcy – w przypadku prototypu wynosi 13 kg.

REKLAMA

Poprawa procesu odszraniania

Grupa naukowców zwraca szczególną uwagę na to, że dotychczas przy opracowywaniu dwuźródłowych pomp ciepła nie przywiązywano wystarczająco dużej uwagi do oszronienia i jego wpływu na pogorszenie wydajności systemu. Jak tłumaczą badacze, w przypadku ich prototypu wykorzystanie powietrza wywiewanego z budynku ma pomóc w opóźnieniu procesu szronienia i przełożyć się na wyższą wydajność pracy urządzenia. Nie spowoduje to jednocześnie większego zużycia energii elektrycznej, jak ma to miejsce w związku z implementacją niektórych dotychczas proponowanych rozwiązań pomocnych w walce z tym zjawiskiem..
.

.
Dotychczasowe wyniki analiz i badań pokazały, że prototyp opracowany przez brytyjsko-chińską grupę badaczy jest w stanie wygenerować roczne oszczędności na rachunkach za ogrzewanie w zakresie 20,64-54,36 proc. oraz redukcję (w ujęciu rocznym) emisji dwutlenku węgla w zakresie 14,39-86,09 proc. w porównaniu z tradycyjnymi systemami grzewczymi opartymi na kotłach gazowych.

Wyniki swoich doświadczeń naukowcy opublikowali w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Energy”.