Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Project of underfloor heating powered by a heat pump

Łukasz Sowiński

Abstract

The subject of this thesis is to design an underfloor heating system powered by a ground heat pump with vertical heat exchanger in a single-family house. In the introduction, a growing trend in use of renewable energy technologies was briefly described – it includes heat pumps designed for house heating. In chapter 2 a short history and theoretical basics of heat pumps were presented. Subsection 2.1 describes heat pump classification by operating principle and heat sources. The most used heat sources – ground, air and groundwater – were presented in detail. Different ways of collecting heat from heat source, such as vertical and horizontal ground heat exchangers and air-to-water split and monoblock heat pumps were depicted. In the next subsection the topic of compression heat pumps is discussed – thermodynamic cycle used in those devices is presented and explained. In the computational part of the thesis, heating load including domestic water heating of a hypothetical building located in 3rd climate zone was calculated. Based on the calculations, a ground heat pump covering the heating demand entirely was selected. In the next chapter the length of vertical ground heat exchanger was calculated using ASHRAE algorithm – detailed step by step calculations were presented. Chapter 5 presents basics of underfloor heating systems, including a brief history of this technology and its positive influence on air quality causing health benefits. Next, the thermal and hydraulic calculations were performed for every room in the analyzed building, and all the results were presented in tables. The thesis is concluded by a short cost analysis of the entire heating system.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Łukasz Sowiński (FPAE) Łukasz Sowiński,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Projekt ogrzewania podłogowego zasilanego pompą ciepła
Supervisor
Andrzej Grzebielec (FPAE/IHE) Andrzej Grzebielec,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
27-06-2019
Issue date (year)
2019
Pages
57
Internal identifier
MEL; PD-5139
Reviewers
Artur Rusowicz (FPAE/IHE) Artur Rusowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Andrzej Grzebielec (FPAE/IHE) Andrzej Grzebielec,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
pompa ciepła, ogrzewanie podłogowe, dobór pompy ciepła, algorytm Ashrae, gruntowy pionowy wymiennik ciepła
Keywords in English
heat pump, underfloor heating, heat pump selection, Ashrae algorithm, vertical ground heat exchanger
Abstract in Polish
Przedmiotem niniejszej pracy dyplomowej jest zaprojektowanie ogrzewania podłogowego zasilanego przez gruntową pompę ciepła z wymiennikiem pionowym w domu jednorodzinnym. We wstępie pokazano, że różne technologie energii odnawialnej stają się coraz bardziej popularne - w tym pompy ciepła do ogrzewania budynków. W rozdziale 2 przedstawiono krótki rys historyczny oraz podstawy teoretyczne działania pomp ciepła. W podrozdziale 2.1 opisano klasyfikację pomp ciepła ze względu na ich zasadę działania oraz ze względu na dolne źródła ciepła. Skupiono się na najczęściej wykorzystywanych naturalnych dolnych źródła ciepła – gruncie, wodzie gruntowej oraz powietrzu. Pokrótce przedstawiono różne rozwiązania czerpania ciepła z tych źródeł, m. in gruntowe pionowe i poziome wymienniki ciepła oraz powietrzne pompy ciepła typu split oraz monoblok. W kolejnym podrozdziale skupiono się na sprężarkowych pompach ciepła – przedstawiono i opisano zasadę działania oraz realizowany obieg termodynamiczny zwany obiegiem Lindego. W części obliczeniowej zajęto się obliczeniem zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania hipotetycznego budynku położonego w III strefie klimatycznej – obliczeń dokonano na podstawie normy PN-EN 12831. Uwzględniono również ciepło potrzebne na przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Dla otrzymanej wartości dobrano pompę ciepła mającą w całości pokryć zapotrzebowanie na ogrzewanie budynku, a następnie stosując przedstawiony algorytm ASHRAE obliczono wymaganą długość pionowego gruntowego wymiennika ciepła. Wszystkie etapy obliczeń zostały szczegółowo przedstawione wraz z założeniami. W rozdziale 5 przedstawiono rys historyczny ogrzewania podłogowego oraz podstawowe informacje o tym systemie, jak również jego wpływ na jakość powietrza w budynku i korzyści zdrowotne z tego wynikające. Następnie zajęto się przybliżonymi obliczeniami dotyczącymi niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego mającego współpracować z dobraną pompą ciepła – dla każdego pomieszczenia wykonano obliczenia termiczne oraz hydrauliczne a zestawienie wszystkich wyników przedstawiono w tabelach. Pracę dyplomową zamyka przybliżona analiza kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych instalacji.
File
  • File: 1
    Praca_inżynierska_-_Łukasz_Sowiński_-_finalna.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34908

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT9155799ee0b1482991b5bcef21da3569/
URN
urn:pw-repo:WUT9155799ee0b1482991b5bcef21da3569

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page