1.9. Przewodzenie i przenikanie ciepła. Promieniowanie cieplne. Rodzaje wymiany ciepła.
2.9. Pompy ciepła
Zasada działania pompy ciepła
Urządzenia te rożnią się źrodłem, z ktorego pobierają ciepło, a są nim najczęściej: powietrze atmosferyczne, grunt (za pośrednictwem roztworu glikolu krążącego w kolektorach lub sondach gruntowych) lub woda gruntowa. Wspomniane płyny przepływając przez parownik w pompie ciepła (UWAGA! Nie dotyczy to wody gruntowej, w przypadku ktorej należy stosować wymiennik pośredni.), powodują odparowanie znajdującego się tam czynnika roboczego o niskiej temperaturze wrzenia(czynnik o niskim ciśnieniu). Ten, odparowując, pobiera pewną ilość ciepła. Dalej sprężarka zasysa i spręża odparowany czynnik roboczy. Wywołanemu wzrostowi ciśnienia towarzyszy wzrost temperatury. Para czynnika o podwyższonym ciśnieniu i temperaturze „przechodzi” do skraplacza (kondensatora), gdzie ulega skropleniu. Podobnie, jak odparowując czynnik pobierał ciepło, tak skraplając się, oddaje je do wody grzewczej, ktora rownież przepływa przez kondensator. Energia przekazana wodzie grzewczej stanowi sumę ciepła pobranego w parowniku oraz energii elektrycznej zużytej przez sprężarkę (pomniejszonych o pewne straty, ktorych żaden układ nie może uniknąć).Następnie czynnik roboczy poprzez zawor rozprężny powraca do parametrow wyjściowych (niskie ciśnienie i temperatura) i ponownie ulega odparowaniu
3.9. Budownictwo niskoenergetyczne i pasywne
Budynek niskoenergetyczny
Obiekt, który cechuje niższe niż w przypadku tradycyjnego budownictwa zapotrzebowanie na ciepło. Nazywany jest też domem energooszczędnym. Zapotrzebowanie na ciepło dla domu niskoenergetycznego kształtuje się na poziomie od 30 do 60 kWh / (m²•rok). W przypadku budynku tradycyjnego wzniesionego zgodnie z obowiązującymi przepisami wartość ta wynosi od 90 do 120 kWh/ (m²•rok). Dom pasywny potrzebuje poniżej 15 kWh / (m²•rok).
Charakterystyka budynków niskoenergetycznych
· Obiekty wznoszone w standardzie domu niskoenergetycznego mają dobrą izolację przegród zewnętrznych i okna o niskim współczynniku przenikania ciepła. Szczególną uwagę poświęca się miejscom, w których na skutek przerwania ciągłości izolacji cieplnej mogą tworzyć się tzw. mostki termiczne. Nie stosuje się w nich okien połaciowych.
· Stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury budynku jest z reguły niższy niż w tradycyjnych obiektach.
· Pomieszczenia są tak usytuowane, by można było korzystać z energii słonecznej do ich dogrzewania i oświetlania (tzw. ogrzewanie pasywne).
· Stosuje się wyłącznie wentylację mechaniczną z rekuperacją, aby wykorzystywać ciepło zawarte w powietrzu usuwanym na zewnątrz jako urządzenie dodatkowe stosuje się gruntową czerpnię powietrza.
Technologie wykorzystywane w budynkach niskoenergetycznych
Aby obniżyć zużycie energii, w domach niskoenergetycznych, podobnie jak w domach pasywnych, powszechnie stosuje się kolektory słoneczne, pompy ciepła, rekuperatory czy gruntowe wymienniki ciepła służące do pozyskiwania energii termalnej ze źródeł odnawialnych nie zapominając o buforach (akumulatorach) ciepła.
Budynek pasywny
Standard wznoszenia obiektów budowlanych, który wyróżniają bardzo dobre parametry izolacyjne przegród zewnętrznych oraz zastosowanie szeregu rozwiązań, mających na celu zminimalizowanie zużycia energii w trakcie eksploatacji. Praktyka pokazuje, że zapotrzebowanie na energię w takich obiektach jest ośmiokrotnie mniejsze niż w tradycyjnych budynkach wznoszonych według obowiązujących norm (zapotrzebowanie energetyczne w budynkach pasywnych wynosi poniżej 15 kWh/(m²·rok),
W domach pasywnych redukcja zapotrzebowania na ciepło jest tak duża, że nie stosuje się w nich tradycyjnego systemu grzewczego, a jedynie dogrzewanie powietrza wentylacyjnego. Do zbilansowania zapotrzebowania na ciepło wykorzystuje się również promieniowanie słoneczne, odzysk ciepła z wentylacji (rekuperacja), a także zyski cieplne pochodzące od wewnętrznych źródeł, takich jak urządzenia elektryczne i mieszkańcy. Idea domów pasywnych nie jest opatentowana, zastrzeżona ani nie podlega innym formom ochrony prawnej. Możliwe jest wznoszenie domów pasywnych w różnych technologiach budowlanych.
Dom pasywny wyróżnia bardzo niskie zapotrzebowanie na energię do ogrzewania – poniżej 15 kWh/(m²·rok). Oznacza to, że w ciągu sezonu grzewczego do ogrzania jednego metra kwadratowego mieszkania potrzeba 15 kWh, co odpowiada spaleniu 1,5 l oleju opałowego, bądź 1,7 m³ gazu ziemnego, czy też 2,3 kg węgla. Istotą budownictwa pasywnego jest maksymalizacja zysków energetycznych i ograniczenie strat ciepła. Aby to osiągnąć wszystkie przegrody zewnętrzne posiadają niski współczynnik przenikania ciepła. Ponadto zewnętrzna powłoka budynku jest nieprzepuszczalna dla powietrza. Podobnie stolarka okienna wykazuje mniejsze straty cieplne niż rozwiązania stosowane standardowo. Z kolei system nawiewno-wywiewnej wentylacji zmniejsza o 75-90% straty ciepła związane z wentylacją budynku. Rozwiązaniem często stosowanym w domach pasywnych jest gruntowy wymiennik ciepła. W okresie zimowym świeże powietrze po przefiltrowaniu przechodzi przez to urządzenie, gdzie jest wstępnie ogrzewane. Następnie powietrze dostaje się do rekuperatora, w którym zostaje podgrzane ciepłem pochodzącym z powietrza wywiewanego z budynku. Charakterystyczny dla standardu budownictwa pasywnego jest fakt, że w przeważającej części zapotrzebowanie na ciepło zostaje zaspokojone dzięki zyskom cieplnym z promieniowania słonecznego oraz ciepłu oddawanemu przez urządzenia i przebywających w budynku ludzi. Jedynie w okresach szczególnie niskich temperatur stosuje się dogrzewanie powietrza nawiewanego do pomieszczeń.
Obecnie koszt budowy domu pasywnego w Polsce to 8 do 15 procent (a nawet do 35%) więcej w stosunku do budowy standardowej. W Niemczech koszty dodatkowe wynoszą jedynie 3-8 procent.
hermiasta