SISTEM OPTIMIZAT DE PRODUCERE A ENERGIEI TERMICE DIN SURSE REGENERABILE UTILIZAND POMPA DE CALDURA - opthp

Contract de finantare nr 22-128/2008

   Ingrijorarea manifestata pe plan mondial si european pentru reducerea modificarilor climatice a generat preocupari sustinute pentru trecerea la utilizarea pe scara larga a surselor de energie regenerabile si la utilizarea de tehnologii energetice eficiente.
   Prezentul proiect isi propune sa dezvolte metode de optimizare din punct de vedere energetic pentru un sistem de producere a energiei termice pe baza energiei solare inmagazinate in sol cu ajutorul unei pompe de caldura, rezultatele cercetarilor urmand a se concretiza intr-un model functional care va servi la incalzirea unei sere floricole la Gatejesti - Valcea. Avand in vedere ca parametrul care defineste performanta energetica a unei pompe de caldura este coeficientul de performanta (COP - Coefficient Of Performance), a carui valoare este data de raportul intre puterea termica produsa si puterea electrica absorbita, rezulta ca pentru maximizarea acestuia eforturile de cercetare trebuie sa se indrepte in doua directii: micsorarea cantitatii de energie electrica absorbitasi cresterea cantitatii de energie termica furnizata. Cea mai mare parte a energiei electrice absorbite serveste alimentarii compresorului si pompelor de recirculare. Studierea sistemelor de automatizare si control ale functionarii compresorului si pompelor de recirculare urmareste sa conduca la obtinerea de algoritmi de control optimizati, care sa permita, prin controlul turatiei motorului pompelor, in functie de temperatura ambianta, sa se realizeze micsorarea presiunii de condensare, reducand astfel puterea electrica necesara functionarii compresorului.
   O reducere si mai importanta a puterii electrice absorbite de compresor se va realiza prin punerea la punct a unui algoritm continuu al functionarii acestuia, ca alternativa la cel de tip "on/off" utilizat pana in prezent. In ceea ce priveste maximizarea cantitatii de energie termica furnizata de sistem, elementul care o influenteaza hotarator este schimbatorul de caldura din sol (GHE-Ground Heat Exchanger).
   Proiectul urmareste punerea la punct a unui model functional complex al schimbatorului de caldura, avand in vedere faptul ca modelele de calcul existente sunt in general modele de regim stationar, care au in vedere doar influenta caracteristicilor fizico-chimice ale solului (compozitie, structura, dimensiunea particulelor). Caracterul original si novator al cercetarilor care se vor desfasura pe aceasta tema in proiect consta in faptul ca se vor studia fenomenele de transfer de masa si caldura la interfata conducta-sol, considerand si efectul umiditatii asupra proprietatilor termice ale solului (capacitate calorica, conductivitate termica), deoarece consideram ca acest efect este unul important, mai ales in cazul solurilor compacte, iar neglijarea sa are efecte negative asupra dimensionarii GHE si a functionarii pompei de caldura.
   Studiile pe aceasta tema, efectuate pentru prima data pe plan national, vor fi atat teoretice, de modelare a fenomenului, cat si experimentale, urmand a se realiza un model la scara redusa a GHE pe care se va implementa un sistem de masura cuprinzand o retea de traductoare de masura (temperaturi, debite, umiditate) care va permite validarea modelului si, prin aceasta, dimensionarea optima a schibatorului de caldura. Functionarea sistemului de incalzire cu pompa de caldura este influentata puternic si de caracteristicile energetice ale constructiei pe care urmeaza sa o alimenteze cu energie termica, astfel ca in proiect se va efectua o analiza din acest punct de vedere, care se va finaliza cu solutii de minimizare a pierderilor de caldura. Rezultatele obtinute din studiile teoretice si experimentale mentionate se vor utiliza pentru proiectarea modelului functional al sistemului de incalzire a unei sere utilizand pompa de caldura, model care va fi realizat, pus in functiune si testat in vederea determinarii performantelor sale energetice si a carui utilitate si functionalitate se vor demonstra public. Se va acorda o atentie speciala diseminarii pe scara larga a rezultatelor pentru tinerii specialisti in domeniu. Consideram ca rezultatul cel mai important al proiectului va fi acela de a pune la indemana specialistilor care instaleaza pompe de caldura sol-apa informatiile necesare pentru a asigura obtinerea in practica a performantelor declarate de producatori si a contribui la raspandirea pe scara larga a utilizarii pompelor de caldura.