Reklama

Trochę o historii Pomp Ciepła i chłodnictwa.

Historia pomp ciepła to jest ściśle związana z potrzebą komfortu bytowania człowieka. Od epoki kamienia łupanego ludzkość jest w stanie wytwarzać ciepło poprzez rozpalenie ognia. Robiono to poprzez tarcie a potem krzesanie iskier.

maszyna do lodu Perkinsa
maszyna do lodu Perkinsa

Natomiast problem sztucznego chłodzenia był i jest znacznie bardziej złożony i nie został wcześniej rozwiązany do około 1750 roku, kiedy to pierwsi pionierzy chłodnictwa wymyślili maszyny chłodnicze. Te same maszyny mogą być stosowany do ogrzewania jako pompy ciepła. Ogromne zapotrzebowanie na chłodzenie doprowadziło do szybkiego rozwoju tej nowo odkrytej techniki i triumfalnego rozpowszechnienia na całym świecie. W odpowiednio zaprojektowanych budynkach mieszkalnych Europy Środkowej i Północnej to ogrzewanie jest niezbędne, aby zapewnić komfort w pomieszczeniach w zimnych porach roku. To jest dlatego w tych regionach urządzenia grzewcze są szczególnie interesujące. W przeciwieństwie do zimna ciepło może być wytwarzane przez tanie w produkcji kotły na gaz ziemny i olej. Ogrzewania pompą ciepła muszą spełniać wysokie wymagania w zakresie wydajności i całkowitych kosztów w roku aby konkurować z mniej złożonymi kotłami. Zwycięstwo w tym konkursie wciąż stanowi wyzwanie w interesie wyższej wydajności energii pierwotnej.

Reklama

Dlaczego pompa ciepła tylko do ogrzewania? Kocioł zawsze ma pewne straty. Dlatego kocioł produkuje mniej niż 100% ciepła użytkowego ze 100% energii pierwotnej. Jego stosunek energii pierwotnej (PER) jest poniżej 1. Oznacza to, że egzergia się nie obroni. Ta zasada epoki kamienia musi zostać zastąpiony kombinacją jednostek kogeneracyjnych lub nowoczesnym połączonym cyklem elektrowni i pomp ciepła.

Ze względu na wykorzystanie ciepła otoczenia ten układ taki wytwarza 150%, a nawet do 200% energii ze 100% zużyciu paliwa. Przy dzisiejszym sprzęcie, a w przyszłości da się osiągnąć więcej.

Historia pomp ciepła ma już ponad 200 lat i jest powiązana z odkryciami w dziedzinie chłodnictwa.

1748 – Pierwsze znane sztuczne chłodzenie zademonstrował William Cullen z University of Glasgow w Szkocji.

1810 – Szkocki naukowiec J.Leslie skonstruował pierwszy absorpcyjny agregat chłodniczy.

maszyna do lodu Perkinsa
maszyna do lodu Perkinsa

1834 – Amerykanin Jacob Perkins zbudował chłodziarkę sprężarkową.

Carnot
Carnot

1834 – Nicolas Léonard Sadi Carnot jako pierwszy dokonał opisu relacji między ciepłem i pracą. Książka Carnota została opublikowana prywatnie ale miała ogromny wkład w uporządkowanie zasad związanych z energią mechaniczną która może zostać przekształcona w energię cieplną całkowicie, natomiast ciepło jako źródło energii może być tylko częściowo przekształcone w energię mechaniczną.

1846 – Francuscy inżynierowie Ferdinand i Edmond Carré zaprojektowali agregat chłodniczy. Działanie polegało na sprężeniu i rozprężeniu powietrza.

1852 – Pochodzą pierwsze informacje na temat możliwości zastosowania pomp ciepła do ogrzewania. Ich autorem jest W. Thomson (Lord Kelvin), który opisał otwarty obieg powietrzny ze sprężarką i dwoma zbiornikami wody, spełniającymi rolę dolnego i górnego źródła ciepła. Trzy lata później skonstruował parownię w jednej z warzelni soli w Austrii. W wyniku sprężania powietrza maszyna ogrzewała opary solanki, a uzyskiwane ciepło trafiało ponownie do użytku. Dalszy rozwój technologii chłodniczo-grzewczej i pomp ciepła nastąpił dzięki rozpowszechnieniu energii elektrycznej.

Pierwsza pompa ciepła
Pierwsza pompa ciepła

1855–1857 Peter von Rittinger opracowuje i buduje i jest to pierwsza pompa ciepła. Poznał zasadę pompy ciepła podczas przeprowadzania eksperymentów z wykorzystaniem utajonego ciepła pary wodnej do odparowywania solanki solnej. W rezultacie w Austrii pompa ciepła została wykorzystana do suszenia soli na bagnach solnych.

1873 – Carl von Linde zbudował w Monachium pierwszą sprężarkową maszynę chłodzącą z amoniakiem jako czynnikiem chłodniczym.

1886 – Carl Benz odbył pierwszą jazdę próbną po Mannheim. To przełomowa data, którą uznaje się za początek światowej motoryzacji.

Patent na pierwsze dolne źródło
Patent na pierwsze dolne źródło

1912 – Heinrich Zoelly złożył wniosek patentowy 13 lutego 1912r., w którym opisano gruntowe źródło ciepła do pompy ciepła. Został wydany w 1919 r. jako szwajcarski patent nr 59350.

1928 – T.G.Haldane zbudował pierwszą w Anglii instalację do ogrzewania domu opartą na amoniakalnym urządzeniu sprężarkowym.

1928 – Aurel Stodola buduje jedną z pierwszych pomp ciepła których dolne źródło to wody z jeziora Genewskiego, która do dziś zapewnia ogrzewanie ratusza w Genewie.

W pełni poprawne i eksploatowane w sposób ciągły pompy ciepła zaczęły powstawać w latach trzydziestych ubiegłego stulecia.

źródło: Zogg M. 2008. “History of Heat Pumps – Swiss Contributions and International Milestones”

Przemek Ruszczyński 37 artykułów
tel.: +48 602 378 547
e-mail: przemek@ecieplo.pl

Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis!

Dodaj komentarz