Toplotne črpalke zemlja-vir
Toplotne črpalke zemlja-voda uporabljajo zemljo ali podtalnico kot vir toplotne energije v načinu ogrevanja in kot ponor za odvajanje energije v načinu hlajenja. Te vrste sistemov vsebujejo dve ključni komponenti:
- Zemeljski toplotni izmenjevalnik: To je toplotni izmenjevalnik, ki se uporablja za dodajanje ali odvzemanje toplotne energije iz zemlje ali zemlje. Možne so različne konfiguracije izmenjevalnika toplote, ki so razložene kasneje v tem razdelku.
- Toplotna črpalka: Namesto zraka toplotne črpalke zemlja-voda kot vir (pri ogrevanju) ali ponor (pri hlajenju) uporabljajo tekočino, ki teče skozi zemeljski toplotni izmenjevalnik.
Na strani stavbe so možni tako zračni kot hidravlični (vodni) sistemi. Delovne temperature na strani stavbe so zelo pomembne pri hidravličnih aplikacijah. Toplotne črpalke delujejo učinkoviteje pri ogrevanju pri nižjih temperaturah pod 45 do 50 °C, zaradi česar se bolje ujemajo s sevalnimi tlemi ali ventilatorskimi konvektorji. Bodite previdni, če razmišljate o njihovi uporabi z visokotemperaturnimi radiatorji, ki zahtevajo temperaturo vode nad 60 °C, saj te temperature običajno presegajo omejitve večine stanovanjskih toplotnih črpalk.
Glede na medsebojno delovanje toplotne črpalke in zemeljskega izmenjevalnika toplote sta možni dve različni klasifikaciji sistemov:
- Sekundarna zanka: Tekočina (podtalnica ali sredstvo proti zmrzovanju) se uporablja v zemeljskem toplotnem izmenjevalniku. Toplotna energija, ki se prenaša iz zemlje v tekočino, se preko toplotnega izmenjevalnika dovaja toplotni črpalki.
- Neposredna ekspanzija (DX): hladilno sredstvo se uporablja kot tekočina v zemeljskem toplotnem izmenjevalniku. Toplotno energijo, ki jo pridobi hladilno sredstvo iz zemlje, neposredno uporablja toplotna črpalka – dodaten izmenjevalnik toplote ni potreben.
V teh sistemih je zemeljski izmenjevalnik toplote del same toplotne črpalke, ki deluje kot uparjalnik v načinu ogrevanja in kondenzator v načinu hlajenja.
Toplotne črpalke zemlja-voda lahko zadovoljijo niz potreb po udobju v vašem domu, vključno z:
- Samo ogrevanje: Toplotna črpalka se uporablja samo za ogrevanje. To lahko vključuje tako ogrevanje prostorov kot pripravo tople vode.
- Ogrevanje z “aktivnim hlajenjem”: Toplotna črpalka se uporablja tako za ogrevanje kot hlajenje
- Ogrevanje s “pasivnim hlajenjem”: Toplotna črpalka se uporablja pri ogrevanju, pri hlajenju pa bypass. Pri hlajenju se tekočina iz zgradbe ohladi neposredno v zemeljskem toplotnem izmenjevalniku.
Operacije ogrevanja in "aktivnega hlajenja" so opisane v naslednjem razdelku.
Glavne prednosti sistemov toplotne črpalke zemlja-voda
Učinkovitost
V Kanadi, kjer lahko temperature zraka padejo pod –30 °C, lahko sistemi z zemeljskim virom delujejo učinkoviteje, ker izkoriščajo toplejše in stabilnejše temperature tal. Običajne temperature vode, ki vstopa v toplotno črpalko zemlja-voda, so na splošno nad 0 °C, kar pomeni COP približno 3 za večino sistemov v najhladnejših zimskih mesecih.
Varčevanje z energijo
Sistemi z zemeljskim virom bodo občutno zmanjšali vaše stroške ogrevanja in hlajenja. Prihranki energije za ogrevanje v primerjavi z električnimi pečmi znašajo okoli 65 %.
V povprečju bo dobro zasnovan sistem zemeljskega izvora prinesel približno 10-20 % večje prihranke, kot bi jih zagotovila najboljša v svojem razredu toplotna črpalka zračni vir hladnega podnebja, ki bi lahko pokrila večino ogrevalne obremenitve zgradbe. To je posledica dejstva, da so podzemne temperature pozimi višje od temperature zraka. Posledično lahko toplotna črpalka zemlja-voda v zimskem času zagotovi več toplote kot toplotna črpalka zrak-voda.
Dejanski prihranki energije bodo odvisni od lokalnega podnebja, učinkovitosti obstoječega ogrevalnega sistema, stroškov goriva in električne energije, velikosti nameščene toplotne črpalke, konfiguracije vrtine in sezonske energetske bilance ter učinkovitosti toplotne črpalke pri CSA bonitetne pogoje.
Kako deluje sistem zemeljski vir?
Toplotne črpalke zemlja-voda so sestavljene iz dveh glavnih delov: zemeljskega toplotnega izmenjevalnika in toplotne črpalke. Za razliko od toplotnih črpalk zrak-vir, kjer je en toplotni izmenjevalnik nameščen zunaj, je v sistemih z zemeljskim virom enota toplotne črpalke nameščena znotraj doma.
Konstrukcije zemeljskega toplotnega izmenjevalnika lahko razvrstimo kot:
- Zaprta zanka: sistemi z zaprto zanko zbirajo toploto iz zemlje s pomočjo neprekinjene zanke cevi, ki so zakopane pod zemljo. Raztopina proti zmrzovanju (ali hladilno sredstvo v primeru zemeljskega sistema DX), ki je bila ohlajena s hladilnim sistemom toplotne črpalke na nekaj stopinj hladnejša od zunanje zemlje, kroži po cevovodih in absorbira toploto iz zemlje.
Običajne ureditve cevovodov v sistemih z zaprto zanko vključujejo vodoravne, navpične, diagonalne sisteme in talne sisteme v ribniku/jezeru (te ureditve so obravnavane spodaj, pod Premisleki o načrtovanju). - Odprta zanka: Odprti sistemi izkoriščajo toploto, ki se zadržuje v podzemnem vodnem telesu. Voda se črpa skozi vodnjak neposredno v izmenjevalnik toplote, kjer se odvzame njena toplota. Voda se nato izpusti v nadzemno vodno telo, kot je potok ali ribnik, ali nazaj v isto podzemno vodno telo skozi ločen vodnjak.
Izbira zunanjega cevnega sistema je odvisna od podnebja, pogojev tal, razpoložljivega zemljišča, lokalnih stroškov namestitve na lokaciji ter občinskih in pokrajinskih predpisov. Na primer, sistemi z odprto zanko so dovoljeni v Ontariu, niso pa dovoljeni v Quebecu. Nekatere občine so prepovedale sisteme DX, ker je občinski vodni vir vodonosnik.
Ogrevalni cikel
Opomba:
Nekateri članki so vzeti iz interneta. Če pride do kakršne koli kršitve, se obrnite na nas, da jo izbrišemo. Če vas zanimajo izdelki toplotnih črpalk，se obrnite na podjetje OSB toplotne črpalke，mi smo vaša najboljša izbira.
Čas objave: Nov-01-2022