Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z teoretycznymi i praktycznymi zagadnieniami związanymi z wykorzystaniem energii geotermalnej i energii termicznej otoczenia oraz projektowaniem i zastosowaniem pomp ciepła.

Ogólne informacje o zajęciach: Przedmiot obowiązkowy dla studentów 5 semestru

Inne: Obowiązujące rozporządzenia i normy z zakresu wykorzystania odnawialnych źródeł energii

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Rubik M.	Chłodnictwo i pompy ciepła	Grupa Medium, Warszawa.	2020
2	Nowak W., Stachel A. A., Borsukiewicz-Gozdur A.	Zastosowania odnawialnych źródeł energii	Wydaw.Uczel.Politech.Szczec., Szczecin.	2008
3	ed. Ernst Huenges ; aut. Mando G. Blöcher at al.	Geothermal energy systems : exploration, development, and utilization	WILEY-VCH Verlag, Weinheim.	2010
4	Oszczak Wojciech	Ogrzewanie domów z zastosowaniem pomp ciepła	Warszawa, WKiŁ.	2021
5	Strzelczyk Franciszek	Energetyka geotermalna i pompy ciepła	Kielce, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej.	2017
6	Rubik Marian	Pompy ciepła w systemach geotermii niskotemperaturowej	Warszawa, MULTICO Ofic. Wydaw..	2011

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Pisarev Vyacheslav	Projektowanie instalacji grzewczych z pompami ciepła	Rzeszów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2013
2	Pisarev Vyacheslav	Alternatywne źródła energii: instalacje z pompami ciepła: materiały pomocnicze	Rzeszów, Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej.	2012

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Zalewski Wojciech	Pompy ciepła sprężarkowe, sorpcyjne i termoelektryczne: podstawy teoretyczne: przykłady obliczeniowe	Gdańsk, IPPU MASTA.	2001
2	Lewandowski Witold	Proekologiczne odnawialne źródła energii	Warszawa, Wyd. WNT.	2012
3	Rubik Marian	Pompy ciepła: poradnik	Warszawa, Ośrodek Informacji "Technika Instalacyjna w Budownictwie".	2006

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Rejestracja na piąty semestr studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka, Fizyka, Termodynamika, Mechanika płynów - poziom studiów technicznych pierwszego stopnia; wymiana ciepła - wiedza podstawowa.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność obliczeń z zakresu termodynamiki, hydrauliki i wymiany ciepła.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Świadomość skutków działalności inżynierskiej, uwzględnianie aspektów społecznych i ekologicznych w rozwiązaniach technicznych, świadomość konsekwencji własnych działań i odpowiedzialności za nie.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Ma szczegółową wiedzę w zakresie rodzajów pomp ciepła, ich zasady działania, budowy, zastosowań i charakterystyk.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W05++ K_W26+++	P6S_WG
02	Zna kryteria określania parametrów projektowych do obliczeń instalacji pomp ciepła	wykład, ćwiczenia, projekty	egzamin cz. pisemna, egzamin cz. praktyczna, kolokwium, obrona projektu	K_W05++ K_W26++ K_U18++	P6S_UW P6S_WG
03	Potrafi wykonywać obliczenia prostych instalacji pomp ciepła	ćwiczenia, projekty	kolokwium, obrona projektu, egzamin cz. praktyczna	K_U09++ K_U18++	P6S_UO P6S_UW
04	Potrafi dokonać pomiaru podstawowych wielkości stosowanych w instalacjach pomp ciepła	laboratorium	obserwacja wykonawstwa, sprawozdanie	K_U09+ K_U18++	P6S_UO P6S_UW
05	Ma świadomość obszerności zagadnień dotyczących instalacji pomp ciepła, rozwoju technologii oraz wynikającej z nich konieczności samokształcenia	wykład, ćwiczenia, laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_K01++ K_K05++	P6S_KO P6S_UU
06	Ma usystematyzowaną wiedzę w zakresie systemów pozyskiwania energii geotermalnej.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W05++ K_W26+++	P6S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
5	TK01	Jakość energii, Energia - anergia - egzergia, pojęcie i rodzaje egzergi, egzergia źródła substancji i egzergia źródła ciepła, bilans egzergii, prawo Gouy'a-Stodoli analiza egzergetyczna i zasady z niej wynikające.	W01-W02	MEK01 MEK05
5	TK02	Klasyfikacja i charakterystyka pomp ciepła, zasada działania sprężarkowych pomp ciepła, elementy sprężarkowych pomp ciepła, podstawowy obieg Lindego, teoretyczny i rzeczywisty obieg termodynamiczny, czynniki robocze sprężarkowych pomp ciepła - dobór czynników roboczych i parametrów pracy, dobór parametrów projektowych, bazy danych właściwości czynników roboczych - zawartość i wykorzystywanie, modelowanie obiegu pompy ciepła.	W03-W05	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK03	Odnawialne dolne źródła energii dla pomp ciepła - koherencja i inne właściwości. Grunt, wody powierzchniowe i gruntowe, powietrze, kolektory/stawy słoneczne itd. jako DZPC: właściwości, rodzaje kolektorów, wymagania instalacyjne i eksploatacyjne. Odpadowe dolne źródła energii dla pomp ciepła: komunalne, przemysłowe itd.: właściwości, systemy odbioru.	W06-W08	MEK01 MEK02
5	TK04	Górne źródła energii dla pomp ciepła: charakterystyki odbiorników ciepła, mikrosystemy CWU-CO, systemy grzewcze, instalacje budynkowe, komunalne, przemysłowe i inne.	W09-W10	MEK01 MEK02
5	TK05	Charakterystyki pomp ciepła. Sterowanie i regulacja pomp ciepła. Systemy alternatywne, równoległe. Punkty biwalentne. Układy kaskadowe.	W11-W12	MEK01 MEK02
5	TK06	Układy instalacji z pompami ciepła. GHP i systemy trigeneracyjne, Układy mono i biwalentne, układy wieloźródłowe i wielodbiornikowe. Układy dwu i wielorurowe. Błędy popełniane przy projektowaniu instalacji ze sprężarkowymi pompami ciepła.	W13-W15	MEK01 MEK02 MEK05
5	TK07	Absorpcyjne pompy ciepła: obieg termodynamiczny, układy sorpcyjne; właściwości, zakresy stosowania, COP, obieg z regeneracją, źródła napędowe, elementy sorpcyjnych pomp ciepła: warniki, absorbery, zawory dławiące, wymienniki regeneracyjne. Charakterystyka energetyczno-ekonomiczna pomp ciepła.	W16-W17	MEK01
5	TK08	Przechłodzenie i przegrzew czynnika roboczego pomp ciepła, wymienniki regeneracyjne, wielostopniowe i kaskadowe obiegi pomp ciepła, układy jednoczynnikowe i wieloczynnikowe, ziębica i skraplaczo-parownik w obiegu - wady i zalety. Elementy sprężarkowych pomp ciepła: sprężarki, zawory dławiące, skraplacze, parowniki, ziębice.	W18-W20	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK09	Komputerowe wspomaganie projektowania instalacji z pompą ciepła. Graficzne obrazowanie instalacji z pompami ciepła. Zasady opracowania dokumentacji dotyczącej realizacji projektu instalacji z pompą ciepła.Odbiory instalacji z pompami ciepła.	W21-W22	MEK01 MEK02
5	TK10	Energia geotermalna: mechanizm generacji, gradient geotermalny, natura i rodzaje źródeł geotermalnych, baseny hydrotermalne, możliwości wykorzystania ciepła geotermalnego, geotermia na świecie, europejskie i polskie zasoby geotermalne, polskie instalacje geotermalne.	W23-W24	MEK06
5	TK11	Sposoby pozyskiwania energii geotermalnej, organizacja odbioru ciepła, instalacje jedno i wielotworowe, charakterystyka nośnika ciepła, wymagania materiałowe, wymienniki geotermalne, elektrownie i ciepłownie geotermalne.	W25-W26	MEK06
5	TK12	Ciepłownie geotermalne - podstawowe schematy technologiczne, wpływ parametrów zasobu geotermalnego i górnego źródła, zastosowanie absorpcyjnych i sprężarkowych pomp ciepła, przykłady realizacji.	W27-W28	MEK01 MEK05 MEK06
5	TK13	Elektrownie geotermalne - podstawowe schematy technologiczne, wpływ parametrów zasobu geotermalnego, podstawowy obieg Rankine'a, układy otwarte i zamknięte, obiegi ORC, sprawność wytwarzania - wpływ parametrów termodynamicznych i czynnika roboczego.	W29-W30	MEK06
5	TK14	Obliczenia instalacji z pompami ciepła. Obliczenia lewo i prawobieżnych obiegów parowych.	C1-C15	MEK02 MEK03 MEK05
5	TK15	1. Sprężarkowa i absorpcyjna pompa ciepła w instalacji wieloźródłowego systemu elektroenergetycznego. Analiza schematu instalacji. 2. Bilans energetyczny sprężarkowej pompy ciepła, wskaźnik COP dla różnych temperatur górnego i dolnego źródła. 3. Wskaźniki efektywności pracy sprężarkowej pompy ciepła w skali roku na podstawie wyników pomiarów ciągłych. 4. Wskaźniki efektywności pracy absorpcyjnej pompy ciepła w skali roku na podstawie wyników pomiarów ciągłych. 5. Modelowanie górnego źródła pompy ciepła w systemie Revit.	L1-L15	MEK02 MEK04 MEK05
5	TK16	Projekt instalacji z pompą ciepła	P1-P15	MEK02 MEK03 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 7.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 7.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 5)	Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 2.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 5)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 15.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 2.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 5)	Przygotowanie do egzaminu: 12.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 3.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Obecność na wykładach jest obowiązkowa i może być sprawdzana.
Ćwiczenia/Lektorat	Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa. Nieusprawiedliwiona nieobecność będzie stanowić podstawę obniżenia końcowej oceny z ćwiczeń. Zajęcia ćwiczeniowe przeznaczone są na realizację MEK03 i MEK05 oraz sprawdzenie stopnia jego osiągnięcia. Do ćwiczeń student jest zobowiązany przygotować się z materiału według wskazań prowadzącego. Podczas zajęć ćwiczeniowych studenci są proszeni o rozwiązywanie problemów przy tablicy - przygotowanie i sposób rozwiązywania zagadnień podlega ocenie. We wskazanym przez prowadzącego zajęcia terminie przeprowadzone zostanie kolokwium, w trakcie których należy rozwiązać zadania, obejmujące zagadnienia ćwiczone na wcześniejszych zajęciach. Kryteria oceny kolokwium oraz kryteria oceny osiągniecia efektu MEK03 prowadzący zajęcia ćwiczeniowe omawia na pierwszych zajęciach. Zaliczenie ćwiczeń wymaga osiągnięcia minimum zakładanych efektów MEK03 i oceniane jest na podstawie średniej ważonej z ocen uzyskanych w trakcie zajęć ćwiczeniowych lub poprzez ocenę sumarycznej ilości punktów uzyskanych w trakcie zajęć ćwiczeniowych.
Laboratorium	Obecność na laboratoriach jest obowiązkowa. W przypadku nieobecności obowiązuje odrobienie zaległego ćwiczenia laboratoryjnego z inną grupą. Wykonanie ćwiczenia jest poprzedzane kontrolą stopnia opanowania wiadomości teoretycznych, przypadających na dane ćwiczenie. Do ćwiczeń laboratoryjnych student jest zobowiązany przygotować się z materiału, którego zakres odpowiada treści kształcenia zdefiniowanych przez prowadzącego ćwiczenia laboratoryjne na poprzedzających zajęciach. Przygotowanie do ćwiczeń może być sprawdzone przed ćwiczeniem w formie ustnego odpytywania sprawdzającego realizację efektów kształcenia MEK04, MEK01 i MEK05. Rażąca niewiedza może skutkować niedopuszczeniem do realizacji ćwiczenia. Z każdego ćwiczenia student zobowiązany jest sporządzić sprawozdanie którego zakres określa prowadzący po wykonaniu ćwiczenia. Sprawozdanie zostanie przyjęte, jeżeli będzie poprawne pod względem formalnym, a jego zawartość merytoryczna zostanie przedstawiona w zadowalający sposób. Sprawozdanie jest oceniane pod kątem oceny realizacji modułowego efektu kształcenia MEK04. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych nastąpi po realizacji wszystkich ćwiczeń i oddaniu wszystkich sprawozdań. Ocena końcowa z zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest średnią z wszystkich ocen uzyskanych w trakcie semestru.
Projekt/Seminarium	Zaliczenie zajęć projektowych uzyskuje się na podstawie zawartości projektu oraz jego prezentacji. Zawartości projektu oceniana jest pod kątem realizacje efektów kształcenia MEK02 i MEK04, a jego prezentacja również pod katem realizacji efektu kształcenia MEK05. Brak szczegółowej znajomości prezentowanego projektu uniemożliwia jego skuteczne zaliczenie. Projekt zostanie zaliczony przy braku lub błędnym wykonaniu nie więcej niż 3 mniej istotnych elementów, lub 1 istotnego elementu z zakresu efektów kształcenia MEK02, MEK04 i MEK05. Ocena końcowa jest średnią ocen za jakość projektu, zawartość projektu oraz jego prezentację. Jeśli realizowane jest kilka projektów konieczne jest uzyskanie oceny pozytywnej z każdego projektu, a ocena końcowa jest średnią z ocen wszystkich projektów.
Ocena końcowa	Egzamin składa z części teoretycznej a w koniecznych przypadkach również ustnej. W trakcie części teoretycznej student pisemnie odpowiada na cztery pytania, po trzy z zakresu modułowych efektów kształcenia MEK01 oraz jedno z MEK06. Odpowiedź na każde pytanie oceniane jest w skali od 0 do 5 punktów. Aby zaliczyć tę część egzaminu należy uzyskać minimum 8 punktów, a 18 i więcej punktów oznacza ocenę najwyższą. Pomiędzy 12 i 17 punktów stosowana jest skala liniowa. Zaliczenie części teoretycznej upoważnia do przystąpienia do części ustnej w trakcie której sprawdzane jest zrozumienie treści kształcenia modułu. Jest ona realizowana w przypadku gdy osiągnięcie przez studenta efektów kształcenia MEK01 do MEK06 jest wątpliwe lub gdy student kwestionuje uzyskaną ocenę. Ocena końcowa jest średnią ważoną wszystkich ocen z wagami odpowiednio: 40% część teoretyczna egzaminu, 30% ćwiczenia, 20% projekty i 10% laboratorium. Zaliczenie egzaminu w terminie poprawkowym obniża ocenę końcową o co najmniej pół stopnia.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : tak

Dostępne materiały : W trakcie rachunkowej części egzaminu student ma prawo do posiadania własnoręcznie przygotowanych materiałów pomocniczych formatu A4 oraz wykresów i tablic pary wodnej i czynników chłodniczych.

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	M. Szewczyk	Wyznaczanie wilgotności powietrza	2024
2	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2021
3	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020
4	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2019