Tepelná čerpadla země-zdroj
Tepelná čerpadla země-voda využívají zemi nebo spodní vodu jako zdroj tepelné energie v režimu vytápění a jako jímku k odvádění energie v režimu chlazení. Tyto typy systémů obsahují dvě klíčové součásti:
- Zemní výměník tepla: Jedná se o výměník tepla používaný k přidávání nebo odebírání tepelné energie ze země nebo země. Jsou možné různé konfigurace výměníků tepla, které jsou vysvětleny dále v této části.
- Tepelné čerpadlo: Tepelná čerpadla země-voda místo vzduchu využívají jako zdroj (při vytápění) nebo jímku (při chlazení) tekutinu proudící přes zemní výměník tepla.
Na straně budovy jsou možné vzduchové i hydronické (vodní) systémy. Provozní teploty na straně budovy jsou v hydronických aplikacích velmi důležité. Tepelná čerpadla fungují efektivněji při vytápění při nižších teplotách pod 45 až 50 °C, takže se lépe hodí pro sálavé podlahy nebo systémy fancoilů. Při zvažování jejich použití s vysokoteplotními radiátory, které vyžadují teplotu vody nad 60 °C, je třeba dávat pozor, protože tyto teploty obecně překračují limity většiny bytových tepelných čerpadel.
V závislosti na vzájemném působení tepelného čerpadla a zemního výměníku jsou možné dvě různé klasifikace systému:
- Sekundární smyčka: V zemním výměníku tepla se používá kapalina (podzemní voda nebo nemrznoucí směs). Tepelná energie přenesená ze země do kapaliny je dodávána do tepelného čerpadla přes výměník tepla.
- Přímá expanze (DX): Chladivo se používá jako kapalina v zemním výměníku tepla. Tepelná energie odebraná chladivem ze země je využívána přímo tepelným čerpadlem – není potřeba žádný další výměník tepla.
V těchto systémech je zemní výměník součástí samotného tepelného čerpadla, v režimu vytápění funguje jako výparník a v režimu chlazení jako kondenzátor.
Tepelná čerpadla země-voda mohou posloužit řadě potřeb pohodlí ve vaší domácnosti, včetně:
- Pouze vytápění: Tepelné čerpadlo se používá pouze k vytápění. To může zahrnovat jak vytápění prostor, tak přípravu teplé vody.
- Vytápění s „aktivním chlazením“: Tepelné čerpadlo se používá pro vytápění i chlazení
- Vytápění s „pasivním chlazením“: Tepelné čerpadlo se používá pro vytápění a s obtokem pro chlazení. Při chlazení se kapalina z budovy ochlazuje přímo v zemním výměníku tepla.
Operace vytápění a „aktivního chlazení“ jsou popsány v následující části.
Hlavní výhody systémů tepelných čerpadel země-zdroj
Účinnost
V Kanadě, kde teploty vzduchu mohou klesnout pod –30 °C, jsou pozemní systémy schopny fungovat efektivněji, protože využívají výhod teplejších a stabilnějších teplot na zemi. Typické teploty vody vstupující do tepelného čerpadla země-voda jsou obecně nad 0 °C, což u většiny systémů poskytuje během nejchladnějších zimních měsíců COP kolem 3.
Úspory energie
Systémy země-zdroj podstatně sníží vaše náklady na vytápění a chlazení. Úspora nákladů na energii na vytápění ve srovnání s elektrickými pecemi se pohybuje kolem 65 %.
V průměru dobře navržený systém země-voda přinese úspory, které jsou asi o 10–20 % vyšší, než jaké by poskytlo nejlepší ve své třídě tepelné čerpadlo se studeným klimatem vzduch-zdroj dimenzované na pokrytí většiny tepelné zátěže budovy. To je způsobeno tím, že podzemní teploty jsou v zimě vyšší než teploty vzduchu. Výsledkem je, že tepelné čerpadlo země-voda může v průběhu zimy poskytnout více tepla než tepelné čerpadlo vzduch-voda.
Skutečné úspory energie se budou lišit v závislosti na místním klimatu, účinnosti stávajícího topného systému, nákladech na palivo a elektřinu, velikosti instalovaného tepelného čerpadla, konfiguraci vrtu a sezónní energetické bilanci a účinnosti tepelného čerpadla u ČSA. podmínky hodnocení.
Jak funguje systém pozemního zdroje?
Tepelná čerpadla země-voda se skládají ze dvou hlavních částí: zemního výměníku tepla a tepelného čerpadla. Na rozdíl od vzduchových tepelných čerpadel, kde je jeden tepelný výměník umístěn venku, v systémech země-zdroj je jednotka tepelného čerpadla umístěna uvnitř domu.
Konstrukce zemních výměníků tepla lze klasifikovat jako:
- Uzavřená smyčka: Systémy s uzavřenou smyčkou shromažďují teplo ze země pomocí kontinuální smyčky potrubí uloženého pod zemí. Nemrznoucí roztok (nebo chladivo v případě DX systému země-zdroj), který byl ochlazen chladicím systémem tepelného čerpadla o několik stupňů chladnější než venkovní půda, cirkuluje potrubím a absorbuje teplo z půdy.
Běžná uspořádání potrubí v systémech s uzavřenou smyčkou zahrnují horizontální, vertikální, diagonální a zemní systémy rybníků/jezer (tato uspořádání jsou diskutována níže v části Úvahy o návrhu). - Otevřená smyčka: Otevřené systémy využívají teplo zadržované v podzemním tělese vody. Voda je nasávána studnou přímo do výměníku tepla, kde je odebíráno její teplo. Voda je poté vypouštěna buď do nadzemního vodního útvaru, jako je potok nebo rybník, nebo zpět do stejného podzemního vodního útvaru prostřednictvím samostatné studny.
Výběr venkovního potrubního systému závisí na klimatu, půdních podmínkách, dostupném pozemku, místních nákladech na instalaci na místě a také na obecních a provinčních předpisech. Například systémy s otevřenou smyčkou jsou povoleny v Ontariu, ale nejsou povoleny v Quebecu. Některé obce zakázaly DX systémy, protože obecním zdrojem vody je vodonosná vrstva.
Topný cyklus
Poznámka:
Některé články jsou převzaty z internetu. Pokud dojde k nějakému porušení, kontaktujte nás, abychom jej odstranili. Pokud vás zajímají produkty tepelných čerpadel, neváhejte kontaktovat společnost s tepelnými čerpadly OSB, jsme vaše nejlepší volba.
Čas odeslání: List-01-2022