Pompa ciepła

Pompa ciepła jest to urządzenie  grzewcze, które nie wytwarza samodzielnie ciepła, ale korzysta z energii odnawialnej. Dzięki jej zastosowaniu  możemy  ogrzewać  pomieszczenia w domu oraz przygotowywać ciepłą wodę użytkową. Zasada jej działania jest prosta. Pompa  pobiera ciepło z zewnątrz budynku, następnie spręża je przez co powoduje podniesienie temperatury do wymaganej wartości  po to, by oddać je w środku budynku, w formie np. grzejników płaszczyznowych.

Pompa ciepła działa tak jak odwrócony agregat sprężający w każdej domowej lodówce – z tą różnicą, że sprężarka ma tutaj wielokrotnie większą sprawność i moc, a powietrze jest podgrzewane przez sprężanie. Jest kilka typów pomp ciepła w zależności od  źródła ciepła, z którego czerpią energię.

W pompach  powietrze-woda energia cieplna pobierana jest z powietrza. Z kolei  w pompach solankowo-wodnych ciepło z gruntu oddawane jest do wody krążącej w przewodach znajdujących się w ziemi, a pompy woda-woda działają podobnie do tych solankowo-wodnych z tą jednak  różnicą, że ciepło pobierane jest bezpośrednio z wody.

Pompa ciepła np. pobierając 1 kWh energii elektrycznej pobiera z otoczenia 1-4 kWh ciepła i następnie w łącznej ilości 2-5 kWh przekazuje to ciepło do otoczenia. Tak więc  dostarcza więcej ciepła, niż zużywa prądu.

Grafika: www.mgprojekt.com.pl

Ogniwo fotowoltaiczne

Ogniwo fotowoltaiczne jest to urządzenie, które zgodnie ze swoją nazwą łączy światło (photo) z elektrycznością (voltaic), dzięki czemu otrzymujemy elektryczność ze słońca. Głównym składnikiem  ogniwa fotowoltaicznego jest najczęściej krzem. Jest to pierwiastek powszechnie występujący na ziemi co powoduje, że jest  łatwo dostępnym i stosunkowo niedrogim materiałem do produkcji ogniw.

Oprócz krzemu ogniwo składa się zwykle z szyby,  która przepuszcza promienie słoneczne do środka, obudowy, w której umieszczone są płytki krzemu oraz z połączeń elektrycznych między komórkami krzemowymi. Pojedyncze komórki wytwarzają niewielką moc, dlatego łączy się je w całe moduły. Z  tych modułów tworzy się jeszcze większe jednostki w zależności od potrzeb podczas instalacji.

Jak to działa? Kiedy na ogniwo pada foton (jednostka światła) zostaje on  pochłonięty przez krzem. Półprzewodnikowa płytka krzemowa znajdująca się w ogniwie posiada barierę potencjału (zwykle złącze p-n). Padające światło wybija elektrony z części, gdzie jest ich najwięcej (strona n - negative), tworzą się tak zwane dziury, czyli miejsca o ładunku dodatnim. Jako, że ładunki te są rozdzielone przez barierę potencjału, to zaczynają się przemieszczać względem siebie i w urządzeniu płynie prąd.

Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne powstało w… 1883 roku.  Wykonane było z półprzewodnikowego selenu pokrytego  złotem. Sprawność jego wynosiła zaledwie 1 procent.

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC)

Gruntowy wymiennik ciepła zapewnia dopływ do budynku świeżego powietrza o stabilnych parametrach w ciągu całego roku. Jego zaletą jest m.in. schładzanie budynku w upalne dni, wspomaganie regulacji wilgotności w budynku przez cały rok, dogrzewanie powietrza wentylacyjnego zimą, wstępna filtracja powietrza, a także ochrona urządzeń wewnętrznych przed zamrożeniem.

Gruntowe wymienniki ciepła mogą być rurowe, płytowe lub żwirowe. Rurowy GWC powinien być montowany  na głębokości ok. 1,5 m pod ziemią, gdzie temperatura gruntu oscyluje na poziomie ok. 8°C. Z kolei płytowy GWC (można go już montować na głębokości 0,7 m) umożliwia w maksymalnym stopniu  pozyskiwanie zawartego w gruncie chłodu latem oraz ciepła w okresie grzewczym. W żwirowym GWC przepływające powietrze przez żwir jest latem ochładzane i osuszane, zimą podgrzewane i nawilżane, a przez cały rok filtrowane z pyłków roślin i bakterii. Prosta budowa z łatwo dostępnych i tanich materiałów, pozwala na wykonanie go w zasadzie w każdym miejscu i warunkach.

Grafika:www.gruntowy-wymiennik-ciepla.pl

Rekuperacja

Rekuperacja jest to wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła. Polega na wydalaniu zużytego powietrza na zewnątrz budynku i odbieraniu wcześniej poprzez wymiennik ciepła w nim zawartego. Powietrze przepływa przez specjalne kanały do rekuperatora. Rekuperacja zapewnia prawidłowy obieg powietrza w budynku, optymalny jego rozkład w pomieszczeniach, filtrację powietrza oraz usuwanie nieprzyjemnych zapachów i wilgoci.

Ogrzewanie powietrzne i rekuperacja to jedyne możliwe rozwiązanie, pozwalające na dostarczanie świeżego powietrza do wnętrza budynku. Podstawową zaletą systemu rekuperacji jest fakt, iż strumień powietrza usuwanego, z którego odzyskujemy ciepło wentylacyjne nie styka się bezpośrednio z nawiewanym świeżym powietrzem.

Najczęściej w instalacjach wentylacyjnych do odzyskiwania ciepła stosuje się rekuperatory: z czynnikiem pośrednim (glikol albo freon), gdzie strumienie powietrzne są od siebie całkowicie oddzielone, z ruchomym wypełnieniem (obrotowe), gdzie proces przekazywania ciepła odbywa się dzięki ruchowi obrotowemu wirnika wymiennika oraz płytowe - najchętniej stosowane w budownictwie jednorodzinnym.

Inteligentny budynek

Koncepcję  inteligentnego budynku przypisuje się amerykańskim dostawcom automatyki wykorzystywanej w budownictwie. To oni pierwsi zwrócili się do stawiających domy, by ci zainteresowali się technologiami mikroprocesorowymi do poprawy wydajności budowanego obiektu.

Chodziło o przekonanie wykonawców, by  ukierunkowywali swoje działania na  zapewnieniu przyszłym mieszkańcom możliwie najbardziej komfortowych i bezpiecznych warunków do efektywnej pracy, wypoczynku, leczenia, jak również do produkcji lub przechowywania przedmiotów, przy jednoczesnym minimalizowaniu ponoszonych nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Inteligentny budynek posiada zdolność, dostosowywania się i reagowania na warunki środowiska, mając na celu zapewnienie komfortowych warunków we wnętrzach i efektywne zużycie energii. Budynkami inteligentnymi mogą być np.: budynki biurowe, budynki handlowe, obiekty przemysłowe, szkoły, szpitale, rezydencje, domy prywatne  mające zintegrowany system zarządzania i nadzoru.

W inteligentnym budynku wszystkie zainstalowane w nim podsystemy współdziałają ze sobą tworząc przyjazne dla człowieka środowisko. Taki budynek  posiada zdolność do automatycznego reagowania na różne zagrożenia przy minimalnej ingerencji człowieka i relatywnie niskich kosztach.

Wincenty Bryński

Zobacz także:
Słownik pojęć cz. II
Słownik pojęć cz. I