Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Pompy Ciepła
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Dorota Chwieduk
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Energetyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty obieralne
Kod przedmiotu:
NS540
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych 30, w tym:: a) udział w wykładach - 15 godzin. b) udział w ćwiczeniach - 15 godz., ćwiczenia polegają na rozwiązywaniu przedstawionego przez prowadzącego problemu teoretycznego i praktycznego, oraz na rozwiązywaniu zadań obliczeniowych. Student może w ramach ćwiczeń przygotować i zaprezentować wybrane zagadnienie z zakresu pomp ciepła. 2) Praca własna studenta - 20 godz., w tym: a) bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń - 15 godz. b) przygotowywanie się do kolokwium - 5 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,2 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych 30, w tym:: a) udział w wykładach - 15 godzin. b) udział w ćwiczeniach - 15 godz
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1, 2 punktu ECTS - 30 godz., w tym: a) udział w ćwiczeniach - 15 godz., ćwiczenia polegających na rozwiązywaniu przedstawionego przez prowadzącego problemu teoretycznego i praktycznego, oraz na rozwiązywaniu zadań obliczeniowych. Student w ramach ćwiczeń przygotowuje i prezentuje wybrane zagadnienie z zakresu pomp ciepła. b) bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń - 15 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład225h
  • Ćwiczenia225h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
kurs: termodynamika, wymiana ciepła
Limit liczby studentów:
150 – wykład, 30 – ćwiczenia
Cel przedmiotu:
Cele przedmiotu: Przedstawienie podstaw teoretycznych działania pomp ciepła, rodzajów i własności czynników roboczych oraz podstawowych elementów pomp ciepła. Nauczenie formułowania bilansów energetycznych budynków i innych obiektów oraz wyznaczania ich zapotrzebowania na ciepło i chłód. Zaprezentowanie podstawowych typów pomp ciepła: sprężarkowych, absorpcyjnych, adsorpcyjnych, termoelektrycznych, strumieniowych. Nauczenie sposobu wyznaczania parametrów ilościowych i jakościowych dolnych źródeł ciepła. Zapoznanie się z tworzeniem koncepcji technicznej układów oszczędzających zużycie energii z wykorzystaniem pomp ciepła. Nauczenie się sposobu wyznaczania efektywności energetycznej pomp ciepła (wydajności grzewczej, chłodniczej, sprawności egzegetycznej, efektywności wykorzystania paliwa pierwotnego). Przedstawienie koncepcji projektowanie pionowych i poziomych gruntowych wymienników ciepła.
Treści kształcenia:
Treści merytoryczne przedmiotu: Wykład: Podstawy termodynamiczne działania pomp ciepła różnego typu i stosowanych czynników roboczych. W trakcie wykładu studenci nabywają podstawowych informacji o budowie pomp ciepła różnych typów: sprężarkowych, sorpcyjnych, termoelektrycznych, strumienicowych. Analiza jakościowa i ilościowa warunków odbioru ciepła z dolnych źródeł różnego rodzaju. Przegląd górnych źródeł ciepła. Bilans cieplny budynków i innych obiektów. Koherentność dolnych źródeł z górnymi – obciążenia grzewcze/ chłodnicze, rozkład w czasie. Analiza funkcjonowania różnych typów pomp ciepła pod kątem zużycia energii końcowej, pierwotnej, wydajności grzewczej, chłodniczej, sprawności egzegetycznej. Studenci także zapoznają się z modelem wymiany ciepła w gruntowych pionowych i poziomych wymiennikach ciepła i z zasadami ich projektowania. Ćwiczenia: Prowadzą obliczenia termodynamiczne różnych obiegów pomp ciepła. Wyznaczają ich parametry pracy, ciepło przekazywane w dolnym i górnym źródle ciepła, współczynniki wydajności grzewczą oraz chłodniczą. Uczą się porównywać efektywność energetyczną rozwiązań technicznych na podstawie zużycia energii pierwotnej i sprawność egzegetycznej systemu. Poznają zasady projektowania najczęściej spotykanych instalacji wykorzystujące pompy ciepła z typowymi urządzeniami sprężarkowymi i sorpcyjnymi. Dla wybranych przykładów formułują bilanse energetyczne budynków i innych obiektów oraz wyznaczają ich zapotrzebowania na ciepło i chłód. Poznają zasady projektowania gruntowych poziomych i pionowych wymienników ciepła. Mają okazję zapoznać się z pracą pompy ciepła w rzeczywistych warunkach – ćwiczenia wyjazdowe w postaci wycieczki technicznej.
Metody oceny:
Metody oceny: http://zapich.itc.pw.edu.pl/dydaktyka_PC.html zaliczenie z oceną pozytywną 2 kolokwiów, udział w zajęciach Praca własna: Przygotowywanie się do zajęć. Przygotowanie referatu na wybrany temat, który może dać podstawę do opracowywania zagadnień do pracy przejściowej, dyplomowej.
Egzamin:
nie
Literatura:
Zalecana literatura: 1. Kazimierz Brodowicz, Tomasz Dyakowski: POMPY CIEPŁA, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1990. 2. Aleksander Paliwoda: URZĄDZENIA CHŁODNICZE STRUMIENICOWE, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1971. 3. Marian Rubik: POMPY CIEPŁA. PORADNIK, Ośrodek Informacji "Technika Instalacyjna w Budownictwie", 2006. 4. Wojciech Zalewski: POMPY CIEPŁA SPRĘŻARKOWE, SORPCYJNE I TERMOELEKTRYCZNE, IPPU Masta, 2001. Dodatkowe literatura:  J. Berghmans: Heat Pump Fundamentals, Series E: Applied Sciences – No 53., Martinus Nijhof Publisher, The Hague, 1983  H. Schulz, D. Chwieduk. Warme aus Sonne und Erde. Oekobuch Verlage, Stauen bei Freiburg, Germany, IV. 1995.  R. Radermacher, Y. Hwang. Vapor compression heat pumps with refrigerant mixes. Taylor & Francis Group, LLC, 2005  Materiały dostarczone przez wykładowcę w postaci elektronicznej i dostępne na stronie internetowej ITC
Witryna www przedmiotu:
http://estudia.meil.pw.edu.pl/ (dostęp chroniony)
Uwagi:
Przedmiot dotyczy z jednej strony fundamentalnych zagadnień termodynamiki i wymiany ciepła oraz pracy maszyn cieplnych, jakimi są pompy ciepła. Z drugiej strony dotyczy bardzo innowacyjnej technologii zapewniającej efektywność energetyczną stosowanych rozwiązań, oszczędność w zużyciu paliw kopalnych i zmniejszenie szkodliwych emisji do środowiska. Gwałtowny rozwój różnorodnych technologii pomp ciepła narzuca konieczność ciągłej modyfikacji i aktualizacji programu zajęć. Zainteresowanie studentów tą tematyką (przedmiotem) wzrasta z roku na rok.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt NS540_W_1
Zna zasady wymiarowania pomp ciepła i dobór źródeł ciepła
Weryfikacja: Rozwiązywanie zadań problemowych i obliczeniowych w czasie zajęć 1, kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: E1_W16, E1_W17, E1_W20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04
Efekt NS540_W_2
Zna podstawy teoretyczne działania pomp ciepła, rodzaje, własności czynników roboczych
Weryfikacja: Rozwiązywanie zadań problemowych i obliczeniowych 2, kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: E1_W05, E1_W11, E1_W12, E1_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W07
Efekt NS540_W_3
Posiada wiedzę tworzenia koncepcji technicznej systemów grzewczych mono i biwalentnych z pompą ciepła współpracującą z innymi odnawialnymi i konwencjonalnymi urządzeniami/ źródłami ciepła
Weryfikacja: Zadania problemowe 3, weryfikacja na rzeczywistych działajacych systemach 1, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: E1_W11, E1_W12, E1_W13, E1_W14, E1_W18
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04, T1A_W07
Efekt NS540_W_4
Zna zasady wyznaczania efektywności energetycznej i redukcji emisji pomp ciepła i kompleksowych systemów grzewczych z pompą ciepła
Weryfikacja: Zadania koncepcyjne 1, obliczeniowe 3, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: E1_W10, E1_W11, E1_W12, E1_W13, E1_W14, E1_W18, E1_W24
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt NS540_U_1
Posiada umiejętność stworzenia koncepcji technicznej systemów grzewczych z pompą ciepła skojarzoną z analizą ekonomiczną
Weryfikacja: Zadania koncepcyjne 1, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: E1_U03, E1_U14, E1_U15, E1_U16, E1_U17, E1_U22, E1_U27
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U03, T1A_U10, T1A_U11, T1A_U12, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U16
Efekt NS540_U_2
Potrafi wymiarować pompy ciepła i dokonywać wyboru źródeł ciepła
Weryfikacja: Zadania obliczeniowe 1, kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: E1_U01, E1_U03, E1_U07, E1_U17, E1_U22, E1_U28, E1_U29
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U03, T1A_U06, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U16, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U16
Efekt NS540_U_3
Potrafi analizować efektywność działania pomp ciepła
Weryfikacja: Zadania koncepcyjne 2, kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: E1_U01, E1_U03, E1_U07, E1_U17, E1_U22, E1_U29
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U03, T1A_U06, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U16
Efekt NS540_U_4
Potrafi przeprowadzić analizę techniczną i ekonomiczną możliwości współpracy systemów grzewczych mono i biwalentnych z pompą ciepła przy wykorzystaniu innych odnawialnychi i konwencjonalnych urządzeń/ źródeł ciepła
Weryfikacja: Zadania koncepcyjne 3, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: E1_U01, E1_U03, E1_U07, E1_U17, E1_U28, E1_U29
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U03, T1A_U06, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U16, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U16
Efekt NS540_U_5
Potrafi wyznaczać efektywność energetyczną i redukcję emisji zanieczyszczeń przy stosowaniu pomp ciepła i kompleksowych systemów grzewczych z pompą ciepła
Weryfikacja: Zadania obliczeniowe 2, kolokwium 2
Powiązane efekty kierunkowe: E1_U01, E1_U07, E1_U17, E1_U28
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U06, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U16

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt NS540_K_1
Potrafi prezentować na forum wyniki pracy
Weryfikacja: Opracowanie i prezentacja wybranego zagdnienia 1
Powiązane efekty kierunkowe: E1_K01, E1_K02, E1_K05, E1_K07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K02, T1A_K05, T1A_K07