Symulacja warunków i efektów pracy systemów ciepłowniczych wykorzystujących chłodne wody podziemne przy użyciu sprężarkowych pomp ciepła

W artykule zaprezentowano algorytm służący do modelowania warunków i efektów pracy systemu wykorzystującego energię odnawialną zakumulowaną w chłodnych wodach podziemnych przy użyciu pomp ciepła. Przez pojęcie "chłodne wody podziemne" rozumie się wody o temperaturach poniżej 25°C (Bujakowski 2005). Algorytm uwzględnia zmienność warunków pracy towarzyszącą eksploatacji sprężarkowych pomp ciepła, zależnie od charakterystyki odbiorcy i niskotemperaturowego nośnika energii. Dodatkowo ujęto zagadnienia ekonomiczne związane z oceną opłacalności realizacji koncepcji wykorzystania chłodnych wód podziemnych przy pomocy pomp ciepła. Szacunki ekonomiczne wykonano dla urządzeń dostępnych na rynku polskim i w polskich realiach dotyczących kosztów zakupu nośników energii. Model zastosowano dla opisania warunków i określenia efektów pracy działającego w rzeczywistości rozproszonego systemu wykorzystującego w celach grzewczych pompy ciepła o niewielkich mocach (do 22 kW), które korzystają ze wspólnego źródła energii niskotemperaturowej. Źródłem tym jest woda podziemna o średniorocznej temperaturze na powierzchni 16,8°C. Zaprezentowano obserwacje, wyniki pomiarów i symulacje dotyczące pracy systemów wykorzystujących pompy ciepła w różnych konfiguracjach i przy różnych układach odniesienia.

---

This article outlines an algorithm used to simulate the operating conditions and effects of a system utilizing renewable energy accumulated in the cold groundwater, with the use of heat pumps. The term "cold groundwater" is understood to mean waters at temperature below 25°C (Bujakowski 2005). The algorithm takes into consideration the variability of compressor heat pump working conditions stemming from the type and nature of the energy recipient. Also taken into consideration were economic issues connected with estimating the cost-effectiveness of utilizing cold groundwater using heat pumps in practice. Economic estimates were carried out for equipment available on the market in Poland and keeping in mind the costs of purchasing energy carriers in Poland. The obtained model was used to describe the conditions and determine in practice the effects of the operating of a distributed system utilizing for heating purposes low-power heat pumps (up to 22 kW) with a common low temperature energy source. This source is in the form of groundwater at an average annual temperature of about 16.8°C. Presented in this article were: observations, measurement results, and simulations concerning the operating of systems making use of heat pumps in various configurations and reference systems.