Pompy ciepła

Kaskadowe łączenie pomp ciepła

Kaskada pomp ciepła.
Dwie pompy ciepła o mocy 44 kW (na zdjęciu po lewej stronie) połączone kaskadowo odbierają ciepło z oleju transformatora wielkiej mocy i ogrzewają budynek w sąsiedztwie stacji transformatorów. Większy ze zbiorników pełni rolę bufora, mniejszy zaś jest zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. Duży płytowy wymiennik odbiera energię z oleju nagrzewanego ciepłem strat transformatora. Przykład wykorzystania ciepła, które w normalnych warunkach jest przez energetykę tracone bezpowrotnie, a koszty tego ponoszą wszyscy płacąc taką a nie inną cenę za 1 kWh energii elektrycznej.

Tytuł tego rozdziału może wprowadzać w błąd. Słowo kaskada oznacza przecież spiętrzanie czyli szeregowe łączenie pomp ciepła, a tego się nie robi, bo jakiż sens miałoby wprowadzanie do drugiej pompy ciepła cieczy schłodzonej już przez pierwszą pompę? Ale skoro we wszystkich materiałach takie określenie się na dobre zagnieździło, to pozostaniemy przy nim, choć w przypadku pomp ciepła „kaskada” oznacza równoległe połączenie pomp po stronie źródła ciepła oraz po stronie grzewczej.

W następnym rozdziale będzie mowa o zmniejszaniu mocy grzewczej dostarczanej przez pompę, po to aby moc jej nie była zbyt duża w okresach o mniejszym zapotrzebowaniu na ciepło. Tu zajmiemy się problemem zbyt małej mocy grzewczej, którą może mieć pojedyncza pompa ciepła. Istnieją takie budynki, które wymagają mocy grzewczych powyżej 100 kW. Pojedyncze pompy ciepła na ogół mają moce mniejsze od 100 kW. Co zatem zrobić aby ogrzać budynek jeśli potrzeba do ogrzewania mocy na przykład 180 kW? Odpowiedź nasuwa się właściwie sama. Trzeba połączyć ze sobą dwie lub więcej pomp ciepła w celu zwielokrotnienia mocy wyjściowej. I tak to się właśnie robi, lecz zadanie to nie jest takie proste jak mogłoby się wydawać.

Połączenia hydrauliczne na ogół nie stwarzają większych problemów. Prawdziwy kłopot związany jest ze sterowaniem takiego zestawu. Tylko nieliczne firmy oferują odpowiednie rozwiązania. Jeśli pompy ciepła pracują w zestawie, to wtedy gdy zapotrzebowanie na ciepło wynosi połowę wartości maksymalnej, pracuje tylko jedna pompa ciepła. Poprawne sterowanie rozkłada równomiernie czas pracy każdej z pomp. Bardzo ważny jest też fakt, że ewentualna awaria jednej z pomp ciepła nie blokuje pracy systemu co oznacza, że w czasie awarii pozostaje do dyspozycji jeszcze 50% mocy grzewczej, jeżeli wspólny blok sterowania taką możliwość dopuszcza. Warto o to zawsze zapytać.