Obliczenia i dobór gruntowego wymiennika ciepła dla pompy ciepła

W artykule przedstawiono rozwój rynku pomp ciepła w Polsce w latach 2010-2013. Dokonano analizy gruntu jako dolnego źródła ciepła dla pomp ciepła. Przedstawiono sposób doboru długości rur wymiennika ciepła stanowiącego ujęcie dolnego źródła ciepła dla pomp ciepła, wykorzystując wytyczne przedstawione przez Polską Organizację Rozwoju i Technologii Pomp Ciepła. Następnie przedstawiono algorytm wyznaczania gęstości strumienia ciepła i doboru długości rur wymiennika oraz porównano otrzymane wyniki obliczeń. Wyznaczanie ilości energii jaką można pozyskać z gruntu jest trudnym zagadnieniem. Aby otrzymać dokładne wyniki należy dla każdego przypadku sprawdzić rodzaj podłoża, w którym jest układany wymiennik ciepła. Rodzaj gruntu, z którego czerpana jest energia ma ogromne znaczenie dla doboru oraz projektowania dolnego źródła ciepła. Zawartość wilgoci w gruncie wpływa na współczynnik przewodzenia ciepła gruntu oraz ilość pobieranej energii. Wytyczne dotyczące wyznaczania długości rur poziomego wymiennika ciepła, opublikowane przez PORT PC mogą służyć do wstępnego oraz szybkiego doboru długości rur. Otrzymany wynik obarczony jest pewnym błędem, ze względu na zakładaną wartość gęstości strumienia ciepła. Określenie rodzaju gruntu jest zasadne. Pozwala dokładnie obliczyć jednostkową gęstość strumienia ciepła pobieraną z gruntu oraz dobrać odpowiednią długość rur wymiennika niezależnie od zastosowanej metody.

---

The paper present the expansion of heat pump market in Poland in years 2010-2013. The author carried out an analysis of the ground as the source of heat for heat pumps. The paper includes the presentation and comparison of different methods of selecting the pipe lengths for the heat exchanger which, according to the guidelines of PORT PC (Polish Organization Development and Technology of Heat Pump), is the ground heat source for heat pumps. It is followed by an algorithm for accurate calculation of heat flux rate and pipe length selection. The results are then compared with the previous ones. Estimating the amount of energy which could be gained from the ground is a complicated issue. In order to receive precise results, each type of ground the heat exchanger was placed in had to be examined. The kind of ground, which provides energy, is very important for design and selection of the ground heat source. The moisture content influences the ground thermal conductivity and the amount of absorbed energy. Guidelines about selecting the pipe lengths for vertical ground heat exchanger, published by PORT PC, can be used for initial and fast selection the pipe lengths. The obtained result has got some error in regard of presupposed value of heat flux. Recognition the kind of ground is important. Allows to carry out an accurate calculation of heat flux value gained from the ground, and select appropriate the pipe lengths regardless of implement method.