Lämmitys ja jäähdytys lämpöpumpulla - Osa 3

Maalämpöpumput

Maalämpöpumput käyttävät maata tai pohjavettä lämpöenergian lähteenä lämmitystilassa ja nieluna hylkimään energiaa jäähdytystilassa. Tämäntyyppiset järjestelmät sisältävät kaksi avainosaa:

• Maalämmönvaihdin: Tämä on lämmönvaihdin, jota käytetään lisäämään tai poistamaan lämpöenergiaa maasta tai maasta. Erilaiset lämmönvaihdinkokoonpanot ovat mahdollisia, ja ne selitetään myöhemmin tässä osassa.
• Lämpöpumppu: Maalämpöpumput käyttävät ilman sijaan maalämmönvaihtimen läpi virtaavaa nestettä lähteenä (lämmityksessä) tai nieluna (jäähdytyksessä).
  Rakennuksen puolella sekä ilma- että vesijärjestelmät ovat mahdollisia. Rakennuksen puolen käyttölämpötilat ovat erittäin tärkeitä vesisovelluksissa. Lämpöpumput toimivat tehokkaammin, kun ne lämmittävät alhaisemmissa lämpötiloissa, alle 45–50 °C, joten ne sopivat paremmin säteileviin lattioihin tai tuuletinpatterijärjestelmiin. On oltava varovainen, jos harkitset niiden käyttöä korkean lämpötilan lämpöpatterien kanssa, jotka vaativat yli 60 °C:n veden lämpötilaa, koska nämä lämpötilat ylittävät yleensä useimpien asuinlämpöpumppujen rajat.

Riippuen siitä, miten lämpöpumppu ja maalämmönvaihdin toimivat yhdessä, kaksi erilaista järjestelmäluokitusta on mahdollista:

• Toissijainen silmukka: Maalämmönvaihtimessa käytetään nestettä (pohjavettä tai pakkasnestettä). Maasta nesteeseen siirtyvä lämpöenergia toimitetaan lämpöpumppuun lämmönvaihtimen kautta.
• Suoralaajeneminen (DX): Kylmäainetta käytetään nesteenä maalämmönvaihtimessa. Kylmäaineen maasta poistama lämpöenergia käytetään suoraan lämpöpumpussa – lisälämmönvaihdinta ei tarvita.
  Näissä järjestelmissä maalämmönvaihdin on osa itse lämpöpumppua, joka toimii höyrystimenä lämmitystilassa ja lauhduttimena jäähdytystilassa.

Maalämpöpumput voivat palvella kotisi mukavuustarpeita, mukaan lukien:

• Vain lämmitys: Lämpöpumppua käytetään vain lämmitykseen. Tämä voi sisältää sekä tilan lämmityksen että käyttöveden tuotannon.
• Lämmitys "aktiivisella jäähdytyksellä": Lämpöpumppua käytetään sekä lämmitykseen että jäähdytykseen
• Lämmitys "passiivisella jäähdytyksellä": Lämpöpumppua käytetään lämmitykseen ja ohitetaan jäähdytyksessä. Jäähdyttämisessä rakennuksesta tuleva neste jäähdytetään suoraan maalämmönvaihtimessa.

Lämmitys ja "aktiivinen jäähdytys" on kuvattu seuraavassa osassa.

Maalämpöpumppujärjestelmien tärkeimmät edut

Tehokkuus

Kanadassa, jossa ilman lämpötila voi laskea alle –30 °C, maaperäjärjestelmät pystyvät toimimaan tehokkaammin, koska ne hyödyntävät lämpimämpiä ja vakaampia maanlämpötiloja. Tyypilliset maalämpöpumppuun tulevan veden lämpötilat ovat yleensä yli 0 °C, jolloin COP on noin 3 useimmissa järjestelmissä kylmimpien talvikuukausien aikana.

Energiansäästö

Maapohjaiset järjestelmät vähentävät lämmitys- ja jäähdytyskustannuksiasi huomattavasti. Lämmitysenergian kustannussäästöt sähköuuneihin verrattuna ovat noin 65 %.

Hyvin suunniteltu maalämpöjärjestelmä tuottaa keskimäärin noin 10-20 % enemmän säästöjä kuin luokkansa paras kylmän ilmaston ilmalämpöpumppu, joka on mitoitettu kattamaan suurimman osan rakennuksen lämmityskuormasta. Tämä johtuu siitä, että maanalaiset lämpötilat ovat talvella korkeammat kuin ilman lämpötilat. Tämän seurauksena maalämpöpumppu voi tuottaa enemmän lämpöä talven aikana kuin ilmalämpöpumppu.

Todelliset energiansäästöt vaihtelevat paikallisen ilmaston, nykyisen lämmitysjärjestelmän hyötysuhteen, polttoaine- ja sähkökustannusten, asennetun lämpöpumpun koon, porauskentän konfiguraation ja vuodenajan energiataseesta sekä CSA:n lämpöpumpun hyötysuhteen mukaan. luokitusehdot.

Kuinka maalähdejärjestelmä toimii?

Maalämpöpumput koostuvat kahdesta pääosasta: maalämmönvaihtimesta ja lämpöpumpusta. Toisin kuin ilmalämpöpumpuissa, joissa yksi lämmönvaihdin sijaitsee ulkona, maalämpöjärjestelmissä lämpöpumppuyksikkö sijaitsee kodin sisällä.

Maalämmönvaihtimien mallit voidaan luokitella joko:

• Suljettu silmukka: Suljetun piirin järjestelmät keräävät lämpöä maasta jatkuvan maan alle haudatun putkiston avulla. Pakkasneste (tai DX-maajärjestelmässä kylmäaine), jonka lämpöpumpun jäähdytysjärjestelmä on jäähdyttänyt useita asteita ulkomaata kylmempään, kiertää putkiston läpi ja imee lämpöä maaperästä.
  Yleisiä putkistojärjestelyjä suljetun silmukan järjestelmissä ovat vaaka-, pysty-, diagonaali- ja lampi-/järvipohjajärjestelmät (näitä järjestelyjä käsitellään jäljempänä kohdassa Suunnittelunäkökohdat).
• Avoin silmukka: Avoimet järjestelmät hyödyntävät maanalaisessa vesistössä olevaa lämpöä. Vesi imetään kaivon kautta suoraan lämmönvaihtimeen, jossa sen lämpö otetaan talteen. Sitten vesi johdetaan joko maanpäälliseen vesistöyn, kuten puroon tai lampeen, tai takaisin samaan maanalaiseen vesistöön erillisen kaivon kautta.

Ulkoputkiston valinta riippuu ilmastosta, maaperän olosuhteista, käytettävissä olevasta maa-alueesta, työmaan paikallisista asennuskustannuksista sekä kunnallisista ja maakuntamääräyksistä. Esimerkiksi avoimen silmukan järjestelmät ovat sallittuja Ontariossa, mutta eivät Quebecissä. Jotkut kunnat ovat kieltäneet DX-järjestelmät, koska kunnallinen vesilähde on pohjavesi.

Lämmityssykli

Huomautus:

Osa artikkeleista on otettu Internetistä. Jos rikkomuksia ilmenee, ota meihin yhteyttä sen poistamiseksi. Jos olet kiinnostunut lämpöpumpputuotteista, ota rohkeasti yhteyttä OSB-lämpöpumppuyritykseen, olemme paras valintasi.