WP-OPT komputerowy program symulacyjny instalacji z pompami ciepła

Zasada działania

Wprowadzenie

Wraz ze wzrostem cen energii, wzrasta również zapotrzebowanie na alternatywne rozwiązania zapewniające niskie koszty eksploatacji. Są nimi systemy grzewcze korzystające z pomp ciepła. Wśród instalatorów i inwestorów występuje często niepewność, co do przewidywanych kosztów eksploatacyjnych, wielkości źródeł ciepła itp. Niestety w praktyce dosyć często mamy do czynienia z błędami prowadzącymi np. do zamrożenia dolnego źródła. Zastosowanie oprogramowania WP-OPT© zapewnia większą pewność projektowania i optymalizacji systemów grzewczych z pompami ciepła.

Specjalne funkcje w zakresie zastosowania instalacji grzewczych z pompami ciepła

Decydującym aspektem, przy podejmowaniu decyzji wyboru systemu grzewczego z pompą ciepła przez inwestorów jest duża niezawodność pracy i od najniższe możliwe zużycie energii a co za tym idzie najniższe koszty eksploatacji. Wzajemny wpływ na siebie parametrów technicznych pompy ciepła, temperatura w źródle i wody grzewczej, ciepłej wody utrudniają projektowanie i prognozowanie kosztów eksploatacyjnych. Program umożliwia obliczenie współczynnika SPF (sezonowego współczynnika efektywności pompy ciepła)

Współczynnik COP to stosunek przekazywanej do instalacji mocy grzewczej przez pompy ciepła do pobieranej przez pompę ciepła mocy elektrycznej. COP 4 oznacza, że moc użytkowa (grzewcza) pompy ciepła jest czterokrotnie wyższa niż pobrana moc elektryczna. Im wyższa jest wartość COP, tym wyższa efektywność pompy ciepła. Współczynnik efektywności COP odnosi się do jasno określonych warunków brzegowych. Zwykle dla pompy ciepła typu solanka / woda, temperatura solanki wynosi 0 ° C i temperatura zasilania ogrzewania 35 ° C. Wartość COP jest chwilową wartością i może być porównywany w tych samych warunkach pracy i typu urządzeń.

Współczynnik efektywności SPF jest to stosunek przekazanej energii grzewczej przez pompę ciepła do pobranej przez nią energii elektrycznej w dłuższy okresie czasu (np. miesiąca lub roku). Współczynnik SPF nie jest wartością chwilową a okresową.

Odpowiednie zużycie energii elektrycznej i przekazywanej mocy grzewczej przez pompę ciepła zależy od temperatury zasilania ogrzewania i temperatury źródła (zobacz tabela 1).

Angry face

Tabela 1: Dane techniczne pompy ciepła typu solanka-woda

Temperatury w źródle i wody grzewczej zmieniają się w ciągu (patrz rys. 1)

Angry face

Rysunek 1: Roczny przebieg temperatury gruntu w stanie niezakłóconym i poborem ciepła przez pompę ciepła

Można próbować samemu przeprowadzić obliczenia pamiętając jednak, że temperatura wody grzewczej pompy ciepła jest zależna od temperatury zewnętrznej, która jest zależna od wybranej lokalizacji geograficznej. Ma to wpływ na temperaturę źródła, określony pobór energii elektrycznej przez sprężarkę oraz czas pracy pompy ciepła. Przez pobraną energię z dolnego źródła następuje zmiana temperatury dolnego źródła, co powoduje również zmianę poboru energii elektrycznej… Wymagałoby to jednak podjęcia niezwykłego nakładu pracy!

Program komputerowy WP-OPT © zdejmuje tę pracę z użytkownika!

Zasada obliczeń symulacyjnych

Program oblicza miesięczną średnią temperaturę zewnętrznej dla wybranej lokalizacji budynku i zapotrzebowanie na ciepło w budynku, wymaganą ilości ciepła i chwilowe wartości temperatury zasilania wody grzewczej. Uwzględniany jest również współczynnik korekcyjny związany z istnieniem blokady czasowej. W przypadku ciepłej wody uwzględniany jest w obliczeniach rodzaj zasobnika oraz wymagania temperaturowe.

Odpowiednie parametry techniczne pompy ciepła wyliczane są na podstawie metody iteracyjnej z rozpoczęciem sezonu grzewczego, poprzez wychłodzenie źródła ciepła. W wymiennikach gruntowych (poziomy lub sondy) uwzględniane są rodzaje gruntu i geometria ułożenia wymiennika.

Przy wymiennikach z medium przeciwzamarzającym, przy wymianie ciepła uwzględniane są właściwości środka przeciwzamarzającego, rury absorbera i gruntu.
W zależności od chwilowej temperatury zasilania wody grzewczej i dolnego źródła ciepła otrzymuje się czasy działania i zużycie energii przez pompy ciepła.
Czasy pracy, zużycie energii i energia dolnego źródła są sumowane i wykorzystane do obliczenia sezonowego współczynnika efektywności lub kosztów eksploatacyjnych (patrz rysunek 2).

Angry face

Rys. 2: Przykład wyników obliczeń.

Przy opracowywaniu nowego projektu może wykorzystać własne standardy, które pozwolą nam zaoszczędzić czas, na przykład, typowe lokalne struktury taryfy energetyczne.
Standardy te można samemu dowolnie rozszerzyć.

Pomoc w wymiarowaniu

WP-OPT© zapewnia liczną pomoc w projektowaniu i mechanizmy kontroli np. :

Użytkownik może stworzyć szczegółowy wydruk komputerowy z wynikami, który może zawierać własne teksty i własny układ.