Grijanje i hlađenje toplotnom pumpom - dio 3

Toplotne pumpe iz zemlje

Toplotne pumpe iz zemlje koriste zemlju ili podzemnu vodu kao izvor toplotne energije u režimu grejanja, i kao ponor za odbijanje energije kada su u režimu hlađenja. Ove vrste sistema sadrže dvije ključne komponente:

• Zemljani izmjenjivač topline: Ovo je izmjenjivač topline koji se koristi za dodavanje ili uklanjanje toplinske energije iz zemlje ili tla. Moguće su različite konfiguracije izmjenjivača topline, koje su objašnjene kasnije u ovom odeljku.
• Toplotna pumpa: Umesto vazduha, toplotne pumpe sa zemljom koriste fluid koji teče kroz razmenjivač toplote zemlje kao izvor (u grejanju) ili ponor (u hlađenju).
  Sa strane zgrade, mogući su i vazdušni i hidraulični (vodeni) sistemi. Radne temperature na strani zgrade su vrlo važne u hidrauličkim primjenama. Toplotne pumpe rade efikasnije kada se griju na nižim temperaturama ispod 45 do 50°C, što ih čini boljim prikladnim za zračne podove ili sisteme ventilatorskih konvektora. Treba biti oprezan ako razmišljate o njihovoj upotrebi s visokotemperaturnim radijatorima koji zahtijevaju temperaturu vode iznad 60°C, jer te temperature općenito premašuju granice većine toplinskih pumpi za stanovanje.

U zavisnosti od interakcije toplotne pumpe i izmenjivača toplote zemlje, moguće su dve različite klasifikacije sistema:

• Sekundarna petlja: Tečnost (podzemna voda ili antifriz) se koristi u razmenjivaču toplote zemlje. Toplotna energija koja se prenosi sa zemlje na tečnost isporučuje se toplotnoj pumpi preko izmenjivača toplote.
• Direktna ekspanzija (DX): Rashladno sredstvo se koristi kao fluid u izmjenjivaču topline zemlje. Toplotna energija koju rashladno sredstvo izdvaja iz zemlje koristi se direktno od strane toplotne pumpe – nije potreban dodatni izmenjivač toplote.
  U ovim sistemima izmjenjivač topline zemlje je dio same toplinske pumpe, koji djeluje kao isparivač u načinu grijanja i kondenzator u načinu hlađenja.

Toplotne pumpe iz zemlje mogu zadovoljiti niz potreba za udobnošću u vašem domu, uključujući:

• Samo grijanje: Toplotna pumpa se koristi samo za grijanje. To može uključivati ​​i grijanje prostora i proizvodnju tople vode.
• Grejanje sa „aktivnim hlađenjem“: Toplotna pumpa se koristi i za grejanje i za hlađenje
• Grejanje sa „pasivnim hlađenjem“: Toplotna pumpa se koristi u grejanju, a premošćena u hlađenju. Prilikom hlađenja, fluid iz zgrade se hladi direktno u izmjenjivaču topline zemlje.

Operacije grijanja i “aktivnog hlađenja” opisane su u sljedećem odjeljku.

Glavne prednosti sistema toplotnih pumpi iz zemlje

Efikasnost

U Kanadi, gdje temperature zraka mogu pasti ispod -30°C, sistemi iz tla mogu raditi efikasnije jer koriste prednosti toplijih i stabilnijih temperatura tla. Tipične temperature vode koja ulazi u toplotnu pumpu iz zemlje su generalno iznad 0°C, što daje COP od oko 3 za većinu sistema tokom najhladnijih zimskih mjeseci.

Ušteda energije

Sistemi iz zemlje će značajno smanjiti vaše troškove grijanja i hlađenja. Uštede troškova energije za grijanje u poređenju sa električnim pećima su oko 65%.

U prosjeku, dobro dizajniran sistem iz izvora iz zemlje će donijeti uštede koje su oko 10-20% više nego što bi to omogućila najbolja u klasi toplotna pumpa sa izvorom zraka sa hladnom klimom veličine da pokrije većinu grijanja zgrade. To je zbog činjenice da su podzemne temperature zimi više od temperature zraka. Kao rezultat toga, toplotna pumpa iz zemlje može da obezbedi više toplote tokom zime nego toplotna pumpa sa izvorom vazduha.

Stvarne uštede energije će varirati u zavisnosti od lokalne klime, efikasnosti postojećeg sistema grejanja, troškova goriva i električne energije, veličine instalirane toplotne pumpe, konfiguracije bušotine i sezonskog energetskog bilansa, kao i efikasnosti toplotne pumpe u CSA. uslovi ocenjivanja.

Kako funkcioniše sistem zemaljskog izvora?

Toplotne pumpe sa zemljom sastoje se od dva glavna dela: izmenjivača toplote zemlje i toplotne pumpe. Za razliku od toplotnih pumpi sa vazdušnim izvorom, gde se jedan izmenjivač toplote nalazi napolju, u sistemima sa izvorom toplote, jedinica toplotne pumpe se nalazi unutar kuće.

Konstrukcije zemljanih izmjenjivača topline mogu se klasificirati na:

• Zatvorena petlja: Sistemi zatvorene petlje prikupljaju toplotu iz zemlje pomoću kontinuirane petlje cijevi zakopanih pod zemljom. Rastvor protiv smrzavanja (ili rashladno sredstvo u slučaju DX sistema sa zemljom), koje je rashladni sistem toplotne pumpe ohladio na nekoliko stepeni hladnije od spoljašnjeg tla, cirkuliše kroz cevovod i apsorbuje toplotu iz tla.
  Uobičajeni rasporedi cjevovoda u sistemima zatvorene petlje uključuju horizontalne, vertikalne, dijagonalne i podzemne sisteme ribnjaka/jezera (ovi rasporedi su razmotreni u nastavku, pod Razmatranjima dizajna).
• Otvorena petlja: Otvoreni sistemi iskorištavaju toplotu zadržanu u podzemnoj vodenoj površini. Voda se uvlači kroz bunar direktno u izmjenjivač topline, gdje se izvlači njena toplina. Voda se zatim ispušta ili u nadzemno vodno tijelo, kao što je potok ili ribnjak, ili natrag u isto podzemno vodno tijelo kroz poseban bunar.

Izbor spoljnog cevovodnog sistema zavisi od klime, uslova tla, raspoloživog zemljišta, lokalnih troškova instalacije na lokaciji kao i opštinskih i pokrajinskih propisa. Na primjer, sistemi otvorene petlje su dozvoljeni u Ontariju, ali nisu dozvoljeni u Kvebeku. Neke opštine su zabranile DX sisteme jer je opštinski izvor vode vodonosni sloj.

Ciklus grijanja

Napomena:

Neki od članaka preuzeti su sa interneta. Ako postoji bilo kakvo kršenje, kontaktirajte nas da ga izbrišemo. Ako ste zainteresovani za proizvode toplotnih pumpi, slobodno kontaktirajte kompaniju OSB toplotnih pumpi, mi smo vaš najbolji izbor.