Projekt Energie

13.07.2020

Wykorzystanie materiału PCM do ogrzewania pomieszczeń

Celem rozważań jest analiza możliwości wykorzystania współpracy sprężarkowej pompy ciepła (SPC) z dolnym źródłem ciepła wykorzystującym zjawisko krzepnięcia materiałów PCM (phase change material) do ogrzewania pomieszczeń. Przykłady takich rozwiązań istnieją w literaturze [1]. W celu ilustracji założono, że zapotrzebowanie ciepła do ogrzewania pomieszczenia wynosi Q ̇ = 2kW. Na  Rys. 1. przedstawiono schemat układu grzewczego składającego się z następujących  części: gruntowy wymiennik ciepła pobierający ciepło z gruntu, zbiornik materiału  i sprężarkowa pompa ciepła (SPC) ogrzewająca bezpośrednio pomieszczenie. W celu stabilizacji pracy pompy ciepła zastosowano pośredniczący w przepływie ciepła od gruntu do pompy ciepła zbiornik materiału PCM, który podawany jest kolejno procesom topienia przy akumulacji ciepła i krzepnięcia przy jego uwalnianiu.

W literaturze technicznej i naukowej na temat sprężarkowych pomp ciepła jest bardzo dużo opracowań i publikacji [2,3]. Pompy ciepła realizują lewo bieżny obieg termodynamiczny, powoduje on przepływ ciepła od źródła ciepła o temperaturze niższej do źródła ciepła o temperaturze wyższej. Bardzo ważnym parametrem dla oceny pracy pompy ciepła jest współczynnik wydajności cieplnej COP (coefficient of performance),  który określa jakość energetyczną SPC. Wyraża on stosunek ciepła oddanego do pomieszczenia ogrzewanego do mocy napędowej sprężarki. Wartość współczynnika  rośnie gdy różnica temperatur między źródłami ciepła maleje. Dlatego najlepszym rozwiązaniem dotyczącym wyboru tego sposobu ogrzewania pomieszczeń jest ogrzewanie powierzchniowe nazywane też niskotemperaturowym. 

Więcej informacji znajdą Państwo na Platformie Edukacyjnej.