Grijanje i hlađenje toplinskom pumpom-3.dio

Toplinske pumpe zemlja-izvor

Dizalice topline zemlja-izvor koriste zemlju ili podzemnu vodu kao izvor toplinske energije u načinu grijanja i kao ponor za odbijanje energije kada su u načinu hlađenja. Ove vrste sustava sadrže dvije ključne komponente:

• Zemaljski izmjenjivač topline: Ovo je izmjenjivač topline koji se koristi za dodavanje ili uklanjanje toplinske energije iz zemlje ili zemlje. Moguće su različite konfiguracije izmjenjivača topline, a objašnjene su kasnije u ovom odjeljku.
• Toplinska pumpa: umjesto zraka, toplinske pumpe iz zemlje koriste tekućinu koja teče kroz izmjenjivač topline u zemlji kao izvor (pri grijanju) ili ponor (pri hlađenju).
  Na strani zgrade mogući su zračni i hidronički (vodeni) sustavi. Radne temperature na strani zgrade vrlo su važne u hidroničkim primjenama. Dizalice topline rade učinkovitije pri grijanju na nižim temperaturama ispod 45 do 50°C, što ih čini boljim za podove sa zračenjem ili sustave ventilokonvektora. Treba biti oprezan ako razmatrate njihovu upotrebu s visokotemperaturnim radijatorima koji zahtijevaju temperaturu vode iznad 60°C, jer te temperature općenito prelaze ograničenja većine stambenih dizalica topline.

Ovisno o tome kako dizalica topline i zemljani izmjenjivač topline međusobno djeluju, moguće su dvije različite klasifikacije sustava:

• Sekundarna petlja: Tekućina (podzemna voda ili antifriz) koristi se u zemljanom izmjenjivaču topline. Toplinska energija prenesena iz tla u tekućinu isporučuje se toplinskoj pumpi preko izmjenjivača topline.
• Izravna ekspanzija (DX): Rashladno sredstvo se koristi kao tekućina u izmjenjivaču topline u zemlji. Toplinska energija koju rashladno sredstvo izvlači iz zemlje izravno koristi toplinska pumpa – nije potreban dodatni izmjenjivač topline.
  U tim je sustavima zemljani izmjenjivač topline dio same dizalice topline, djelujući kao isparivač u načinu grijanja i kondenzator u načinu hlađenja.

Dizalice topline sa zemljom mogu zadovoljiti niz potreba za udobnošću u vašem domu, uključujući:

• Samo grijanje: Toplinska pumpa se koristi samo za grijanje. To može uključivati ​​i grijanje prostora i proizvodnju tople vode.
• Grijanje s “aktivnim hlađenjem”: Dizalica topline koristi se i za grijanje i za hlađenje
• Grijanje s “pasivnim hlađenjem”: Dizalica topline se koristi u grijanju, a premoštena u hlađenju. U hlađenju se tekućina iz zgrade hladi izravno u zemljanom izmjenjivaču topline.

Operacije grijanja i "aktivnog hlađenja" opisane su u sljedećem odjeljku.

Glavne prednosti sustava toplinske pumpe s izvorom topline

Učinkovitost

U Kanadi, gdje temperature zraka mogu pasti ispod –30°C, sustavi s izvorom energije iz tla mogu učinkovitije raditi jer iskorištavaju prednosti toplijih i stabilnijih temperatura tla. Uobičajene temperature vode koja ulazi u dizalicu topline zemlja-izvor općenito su iznad 0°C, što daje COP od oko 3 za većinu sustava tijekom najhladnijih zimskih mjeseci.

Ušteda energije

Sustavi iz zemlje značajno će smanjiti vaše troškove grijanja i hlađenja. Ušteda energije za grijanje u usporedbi s električnim pećima iznosi oko 65%.

U prosjeku, dobro projektiran sustav s izvorom topline iz zemlje će donijeti uštede koje su oko 10-20% veće nego što bi to omogućila najbolja u klasi toplinska pumpa s izvorom topline iz zraka u hladnoj klimi čija veličina pokriva većinu opterećenja grijanja zgrade. To je zbog činjenice da su podzemne temperature zimi više od temperatura zraka. Kao rezultat toga, toplinska pumpa zemlja-izvor može osigurati više topline tijekom zime od toplinske pumpe zrak-izvor.

Stvarne uštede energije varirat će ovisno o lokalnoj klimi, učinkovitosti postojećeg sustava grijanja, troškovima goriva i električne energije, veličini instalirane toplinske crpke, konfiguraciji bušotine i sezonskoj energetskoj bilanci te učinkovitosti toplinske pumpe na CSA uvjeti ocjenjivanja.

Kako funkcionira sustav zemlja-izvor?

Dizalice topline zemlja-izvor sastoje se od dva glavna dijela: izmjenjivača topline zemlje i toplinske pumpe. Za razliku od dizalica topline zrak-izvor, gdje se jedan izmjenjivač topline nalazi vani, u sustavima s izvorom topline toplinska jedinica se nalazi unutar kuće.

Konstrukcije zemljanih izmjenjivača topline mogu se klasificirati kao:

• Zatvorena petlja: Sustavi zatvorene petlje prikupljaju toplinu iz zemlje pomoću kontinuirane petlje cijevi ukopanih u zemlju. Otopina protiv smrzavanja (ili rashladno sredstvo u slučaju DX sustava iz zemlje), koju je rashladni sustav dizalice topline ohladio na nekoliko stupnjeva hladnije od vanjskog tla, cirkulira kroz cjevovod i apsorbira toplinu iz tla.
  Uobičajeni raspored cjevovoda u sustavima zatvorene petlje uključuje vodoravne, okomite, dijagonalne sustave i sustave na tlu ribnjaka/jezera (o tim rasporedima raspravlja se u nastavku, pod Razmatranjima dizajna).
• Otvorena petlja: Otvoreni sustavi iskorištavaju toplinu zadržanu u podzemnom vodnom tijelu. Voda se uvlači kroz bunar izravno u izmjenjivač topline, gdje se izvlači njezina toplina. Voda se zatim ispušta ili u nadzemno vodno tijelo, kao što je potok ili jezerce, ili natrag u isto podzemno vodno tijelo kroz zaseban bunar.

Odabir vanjskog sustava cjevovoda ovisi o klimi, uvjetima tla, dostupnom zemljištu, lokalnim troškovima postavljanja na lokaciji kao i općinskim i pokrajinskim propisima. Na primjer, sustavi otvorene petlje dopušteni su u Ontariju, ali nisu dopušteni u Quebecu. Neke su općine zabranile DX sustave jer je izvor vode vodonosnik.

Ciklus grijanja

Napomena:

Neki od članaka preuzeti su s interneta. Ako postoji bilo kakvo kršenje, kontaktirajte nas da ga izbrišemo. Ako ste zainteresirani za proizvode toplinske pumpe，slobodno kontaktirajte tvrtku OSB toplinske pumpe，mi smo vaš najbolji izbor.