Топлотна пумпа са земљом обезбеђује ниже трошкове грејања од ваздушне пумпе. Добро осмишљен и направљен измењивач топлоте у земљи утиче на ефикасан рад пумпе. ВОДИЧ: све што треба да знате о топлотној пумпи из земље.

Топлотна пумпа са земљом је потпуно аутоматски уређај за грејање који се може користити за грејање вашег дома и производњу топле воде за домаћинство, као и за хлађење вашег дома током лета. Добро одабрана топлотна пумпа са земљом ће радити у таквој примени без потребе за улагањем у други уређај за грејање који би га подржавао зими на веома ниским температурама.Потреба за уградњом додатног грејног уређаја не само да би повећала цену система грејања, већ би приморала инсталацију да се продужи и закомпликује. Топлотна пумпа из земље црпи енергију из земље, чија је температура на одређеној дубини, чак и зими током великих мраза, константна и увек позитивна. Топлотна пумпа са земљом је еколошки прихватљива - користи обновљиву енергију акумулирану у земљишту и не емитује никакве загађиваче у атмосферу. Топлотна пумпа са земљом може се уградити у било коју кућу, нову или модернизовану, посебно тамо где нема приступа гасној или топловодној мрежи. Иако је улагање у топлотну пумпу са земљом скупо, уређај вам омогућава јефтино добијање топлотне енергије. Најбољи ефекат се постиже снабдевањем топлотне пумпе земље електричном енергијом из фотонапонске инсталације. Зашто су трошкови улагања у топлотну пумпу са земљом високи? Пошто је потребно извршити тзв доњи извор, који може бити хоризонтални колектор положен на дубини од 1,5 м.Изградња вертикалног колектора је много скупља од хоризонталног, јер су за то потребне бушотине, чак и преко 50 м дубине.

Садржај

  1. За кога је топлотна пумпа из земље
  2. Теплотна пумпа у пољској клими
  3. Теплотна пумпа за земљу - да ли ми треба грађевинска дозвола или обавештење?
  4. Како ради топлотна пумпа на земљи
  5. Компресор топлотне пумпе за земљу
  6. Приземна топлотна пумпа са хоризонталним измењивачем топлоте
  7. Која величина измењивача топлоте у земљи?
  8. Израчунавање површине хоризонталног измењивача топлотне пумпе за земљу
  9. Терминални измењивач топлотне пумпе за земљу
  10. Израчунавање дужине вертикалног измењивача топлотне пумпе за земљу
  11. Теплотна пумпа - мање снаге значи јефтинију инсталацију
  12. Које цеви за измењивач топлотне пумпе за земљу?
  13. Радни флуид у инсталацији топлотне пумпе на земљи
  14. Цена топлотне пумпе за земљу

За кога је топлотна пумпа из земље

Када је инсталација грејања још у фази пројектовања, нема проблема да се она прилагоди параметрима сваке топлотне пумпе, а на неизграђеној парцели обично нема препрека за изградњу измењивача потребног за пријем топлоте из терен. Треба знати да топлота у земљи на дубини од 1,5 м долази скоро искључиво од падавина и сунчеве енергије, тако да површина изнад измењивача топлоте треба да буде добро изложена сунчевој светлости и мора да буде водопропусна. Немогуће је посадити биљке изнад ње, чије би корење у будућности могло оштетити цев. Такође се мора узети у обзир да рад топлотне пумпе смањује температуру тла за неколико степени, чиме се ремети вегетација биљака. Из тог разлога, инсталација топлотне пумпе на земљишту на дуго изграђеној парцели често представља превише проблема.

Предности топлотне пумпе са земљом:

  • има већу ефикасност у поређењу са ваздушним, његови оперативни трошкови су веома ниски
  • је најефикаснији извор топлоте
  • стабилан рад чак иу најхладнијем периоду, захваљујући константној температури тла
  • је без одржавања
  • може да обезбеди јефтино хлађење лети
  • не прави буку напољу
  • добићете највећу субвенцију за његову куповину - проверите тренутне субвенције за топлотне пумпе

Дефекти топлотне пумпе за земљу:

  • високи трошкови куповине
  • морате имати простора на парцели за њен измјењивач топлоте
  • његова монтажа је проблематичнија од ваздушне пумпе, због потребе да се направи доњи извор

Теплотна пумпа у пољској клими

Температура земље је много стабилнија од температуре ваздуха, тако да топлотна пумпа извора земље не мора да ради у широком опсегу температура испаривача и њене компоненте стога могу бити јефтиније од ваздушне пумпе са добри параметри. На одређеној дубини испод површине земље, која се назива дубина смрзавања, температура је увек изнад 0оЦ. Пољска је подељена на четири зоне, где се дубина креће од 0,8 м (у зони И) до 1,4 м (у зони ИВ). Локално, температура тла може се разликовати од ових вредности (тло се може охладити, на пример, јаким ветром). Међутим, може се рећи да на дубини већој од 1,5 м тло увек има позитивну температуру. Што дубље идете, температура тла је стабилнија – не хлади се хладним ваздухом, али се и мање загрева због инсолације.

Теплотна пумпа за земљу - да ли ми треба грађевинска дозвола или обавештење?

Међу радовима наведеним у важећем Закону о грађењу за које није потребна грађевинска дозвола или обавештење је уградња топлотне пумпе.Међутим, нема помена о земаљском измењивачу. Међутим, пошто су појединачна постројења за пречишћавање отпадних вода и прикључци медија који захтевају сличне земљане радове као и за изградњу хоризонталног земног измењивача топлоте изузети од захтева за добијање дозволе, у пракси грађевинска дозвола можда неће бити потребна (најбоље је питати покрајинске власти) . Тада је довољно пријавити намеру градње и сачекати 30 дана на такозвану прећутну сагласност.

Земљани радови који се односе на уређење такве инсталације могу бити подложни ограничењима која произилазе из Закона о водама, ако одлука о успостављању заштитне зоне водозахвата садржи одредбу о забрани њиховог извођења.

Међутим, изградња вертикалног измењивача подлеже одредбама Закона о геологији и рударству. У том случају потребно је израдити план геолошких радова, који се доставља надлежном органу управе за геологију најкасније осам недеља пре предвиђеног датума почетка радова.Они се могу придружити ако у року од 30 дана од дана подношења пројекта, старешина одлуком не уложи приговор. Намјеру извођења радова на бушењу пријавити надлежном органу управе за геологију, органу за надзор рударства и начелнику општине, градоначелнику или предсједнику надлежном по мјесту рада - најмање двије седмице прије предвиђеног датума почетка. Бушење смеју да обављају само особе са одговарајућом квалификацијом. У року од шест месеци од завршетка радова органу геолошке управе мора се доставити „Документација о изведеним геолошким радовима у циљу коришћења топлоте земље“ која садржи преглед и сажетак изведених радова и истраживања.

Прочитајте такође:

  • Трошкови грејања са топлотном пумпом
  • Када улагати у топлотну пумпу из земље, а када у топлотну пумпу са ваздушним извором
  • Ефикасност топлотне пумпе - шта је то, како се мери?
  • Замена котла на угаљ топлотном пумпом - шта могу бити проблеми?

Како ради топлотна пумпа на земљи

Потребан је измјењивач топлоте земље да прима топлоту из земље. То је једноставно цев постављена у земљу стварајући петљу у којој циркулише течност која се обично назива слана вода. Петља (у пракси их је неколико) пролази кроз испаривач топлотне пумпе земљаног извора, у којој се температура слане воде смањује и постаје нижа од температуре земље. Настављајући да тече кроз цев у земљи, расол се постепено загрева. На крају се враћа у испаривач, где одаје топлоту. На тај начин посредује у његовој размени између земље и испаривача пумпе. Измјењивач може бити хоризонтални или вертикални. Избор решења може бити одређен величином парцеле - за израду хоризонталног измењивача потребно је неколико стотина квадратних метара, а за вертикалне сонде довољно је неколико десетина. Тренутно се најчешће уграђују топлотне пумпе земље са вертикалним измењивачем топлоте.Важно је да измењивач није премали - током целе грејне сезоне, пумпа добија неколико мегават сати топлоте из земље. Ако је премала, прехладиће се и самим тим пумпа за земљу не може правилно да ради. Управљачки систем топлотне пумпе са земљом га обично искључује када температура слане воде падне на -7оЦ, јер су испод ове вредности процеси у циклусу компресора прекомерно поремећени.

Компресор топлотне пумпе за земљу

Компресор је срце сваке топлотне пумпе. Заједно са експанзионим вентилом, користи се за компресију и експанзију расхладног средства и стварање размене топлоте у кондензатору и испаривачу. Већина топлотних пумпи са земљом користи он-офф ротационе спиралне компресоре, који обично имају фиксни капацитет. Али компресор може бити опремљен инвертером са глатким, променљивим капацитетом. Ово вам омогућава да модулишете снагу топлотне пумпе тла, односно да боље прилагодите њене радне параметре (снагу грејања) потребама зграде у датом тренутку.Када се користи са инвертер компресором, топлотна пумпа има бољи ЦОП и ради ређе, тако да кошта мање за рад.

Приземна топлотна пумпа са хоризонталним измењивачем топлоте

У случају хоризонталног цевног измењивача, оптимална дубина је 0,2-0,5 м испод линије мраза. Међутим, ако постоји водоток на релативно малој дубини, онда је најбоље решење постављање цеви у њега. Топлотна пумпа са земљом тада постиже већи ЦОП. Цеви хоризонталног измењивача се постављају у претходно припремљени ров димензија које одговарају потребној површини измењивача. Изводе се у облику котура (меандера) по целој површини ископа, са одређеним размацима између суседних делова. Размак не би требало да буде мањи од 0,4 м нити већи од 1,2 м - прилагођено врсти земљишта, што одређује његову способност "регенерације" (допуњавања топлоте).Што је дуже површина земље замрзнута, размак би требало да буде већи.

Имајте на уму да топлотна снага измењивача топлоте не произилази из дужине цеви, већ од површине тла на коју је положена. Мањи размак не дозвољава да се из њега узме више топлоте, али захтева дужу цев. Ово се претвара у веће инвестиционе и оперативне трошкове, јер је потребна снажнија циркулациона пумпа за пумпање слане воде кроз дужу цев. Међутим, превелико растојање између цеви значи да се топлота не прима у претпостављеној количини, па је снага измењивача мања.

Хоризонтална топлотна пумпа са земљом - дијаграм рада (сл. испод)

Израчунавање површине хоризонталног измењивача топлотне пумпе за земљу

Снага којом размењивач топлоте земље преноси топлоту зависи од врсте земљишта, а посебно од његовог садржаја влаге. У зависности од тога, следеће вредности топлотне ефикасности тла кг (за полиетиленске цеви) се користе за израчунавање површине хоризонталног измењивача топлоте:

  • пешчано суво - 10 В/м2
  • пешчано влажно - 15-20 В/м2
  • глина сува - 20-25 В/м2
  • влажна глина - 25-30 В/м2
  • мокро (аквифер) - 35-40 В/м2.

Наравно, ово су приближне вредности.

Тешко је проценити да ли је тло на целој површини измењивача топлоте исто док не почне изградња, па је сигурније користити нижу вредност за прорачун. У правилно направљеном систему, компресор топлотне пумпе ради од 1800 до 2400 сати годишње - мања термичка ефикасност тла резултира дужим радним сатима.

Површина измењивача се израчунава коришћењем следеће формуле: А=Кцхł/кг

Пример: Потреба куће за енергијом за грејање је 14 кВ и пумпа треба да је у потпуности задовољи (ради у моновалентном систему).Одабрани уређај постиже топлотну (грејну) снагу од 14 кВ за параметре Б0/В35, постижући коефицијент перформанси ЦОП=4,5. Расхладна снага је стога Кцхцх=(4,5-1)/4,5 14=10,9 кВ, тј. 10.900 В. Измјењивач се изводи у сувом глиновитом тлу, тако да његова површина треба да буде А=10 900/20=545 м2Имајте на уму да у случају водоносног слоја, измењивач може бити скоро упола мањи, али ако је тло песковито, његова површина прелази 1000 м2 У овој ситуацији, боље је поставити цеви вертикално - у бушотине.

Терминални измењивач топлотне пумпе за земљу

Топлотна пумпа постиже већи ЦОП када се цеви измењивача постављају вертикално у земљу - у бушотине дубоке 40-150м.То је зато што је испод 10м температура тла око 10°Ц током целе годинеоЦ - тј. зими за скоро десет више него на дубини од 1,5 м.

Међутим, израда вертикалног измењивача је очигледно скупља од хоризонталног. То су вертикални сегменти цеви који формирају петљу (цев се спушта низ бунар, окреће се на дну и води према горе). Зову се геотермалне сонде. У овом случају, не рачуна се површина, већ укупна дужина измењивача, која се обично састоји од више од једне сонде.

У вертикалним бунарима постављају се један или два пара цеви (У-тип или дупло-У сонде). Убацивање цеви у бушотину олакшава глава - елемент који повезује вертикалне цеви, који се може прилагодити коришћењу додатне цеви за пуњење (гурање). Глава се гура у избушену рупу, а са њом и цеви измењивача топлоте. Затим се бетонско-цементна мешавина уноси у рупу кроз цев за пуњење.

У измењивачу типа У, течност тече до главе кроз једну цев и враћа се из ње кроз другу. У измењивачу двоструког У типа - тече кроз две цеви надоле и две нагоре.

Размак између бунара дубине до 50 м не би требало да буде мањи од 5 м, а код дубљих од 8 до 15 м. Треба да се налазе у линији која је окомита на правац тока подземних вода. .

Израчунавање дужине вертикалног измењивача топлотне пумпе за земљу

У овом случају, важно је сазнати како се својства тла мењају са дубином. Ове информације могу се пружити геолошким картама и документацијом бушотина претходно избушених у близини. На основу тога могуће је проценити дебљину појединих слојева тла и израчунати просечну вредност коефицијента топлотне проводљивости л за простор где се постављају цеви измењивача. Међутим, прорачуни нису у могућности да узму у обзир сва кретања подземних вода и у пракси се често дешава да се добијени резултат значајно разликује од реалног. Да би се осигурало да ће вертикални измењивач топлоте исправно функционисати, потребно је да се изврши испитивање тла на месту где треба да се направи.У овом случају, топлотни капацитет тла кг такође зависи од његовог типа.

За ПЕ80 цеви је:

  • суво песковито земљиште - 10-12 В/м;
  • пешчано влажно - 12-16 В/м;
  • средње сува глина - 16-18 В/м;
  • средње иловасто влажно - 19-21 В/м;
  • тешка глина сува - 18-19 В/м;
  • тешка глинаста мокра - 20-22 В/м;
  • мокро (аквифер) - 25-30 В/м.

Наравно, морате узети у обзир дебљину појединачних слојева одређене врсте тла и на основу тога израчунати укупне перформансе сваке сонде.

Термичка ефикасност тла и са сувим и са водоносним слојевима, коришћењем двоструких У сонди (четири цеви у бушотини), у просеку износи око 50 В/м. Као груби водич, стога се може претпоставити да у случају топлотне пумпе разматране у примеру прорачуна хоризонталног измењивача топлоте (са капацитетом хлађења од 10,9 кВ), бушотине укупне дужине Л=10.900/50=Потребно је 218 м, односно, на пример, четири по 55 м.

Вертикална топлотна пумпа са земљом - дијаграм рада (сл. испод)

Теплотна пумпа - мање снаге значи јефтинију инсталацију

Трошкови улагања у топлотну пумпу са земљом директно су пропорционални топлотној снази инсталације. Због тога, упркос чињеници да се коефицијент перформанси пумпе са извором земље не смањује са почетком јаког мраза, вреди размислити о употреби топлотне пумпе у бивалентном систему. Најлакши начин је да га опремите електричним проточним бојлером (обично се нуди као додатна опрема - за уградњу у кућиште топлотне пумпе). Затим се поставља бивалентна тачка и за њу се одређује потребна топлотна снага пумпе. Ако топлотна пумпа са земљом треба да загрева кућу која се налази у трећој климатској зони и претпостављамо да може бити подржана електричним грејачем испод спољне температуре -10оЦ, онда топлотна снага може бити 25% нижа од пројектованог топлотног оптерећења израчунатог у складу са ПН-ЕН 12831.Цена израде измењивача топлоте у земљи такође ће бити нижа.

У овом примеру, уместо 10,9 кВ капацитета хлађења, довољно је 8,2 кВ, стога хоризонтални измењивач топлоте може бити 410 м2уместо 545 м2, а вертикала 164 м уместо 218 м. Поред ниже цене, предност је и мање потребног простора.

Које цеви за измењивач топлотне пумпе за земљу?

Дужина једне петље (кола) је ограничена - то је резултат снаге циркулационе пумпе, којом је топлотна пумпа за земљу обично фабрички опремљена (ако није, дужина цеви и одговарајућу циркулациону пумпу бира пројектант инсталације). Дозвољена дужина цеви треба прочитати из техничких података уређаја. Зависи од пречника и врсте коришћеног радног флуида (саламури). Код топлотних пумпи снаге до неколико киловата користе се од једне до четири петље од по 100-400 м, направљене од цеви пречника ДН25 до ДН65 (у зависности, између осталог, од цеви материјал).За хоризонталне измењиваче топлоте најчешће се користе ПЕ100 полиетиленске цеви (ако нема камења у земљи) или ПЕ100 РЦ, за вертикалне цеви ПЕ80. Размењивачи топлоте у земљи су такође направљени од ПЕ-Кса, полибутилена (ПБ) и бакарних цеви са пластичним омотачем.

Цеви измењивача топлоте земље морају бити напуњене флуидом који се не смрзава на минус температурама, да би се уверили да се претпоставља да до -15оЦ, иако топлотна пумпа има заштиту која је искључује на - 7оЦ (тада престаје да хлади тло). Пошто атмосферски ваздух може бити и хладнији, цев измењивача топлоте ни на једном месту не сме бити изложена - мора бити закопана у земљу на дубини од најмање 0,5 м, евентуално топлотно изолована. У близини цеви које пролазе кроз зид зграде неопходна је изолација како би се спречило смрзавање тла до 2 м од темеља, што би могло изазвати грађевинску катастрофу.

Радни флуид у инсталацији топлотне пумпе на земљи

У прошлости се раствор НаЦл соли користио у инсталацијама за пренос топлоте из земље, па отуда и термин који и данас функционише - пумпе за слану воду. Расол је одавно ван употребе. Најпопуларнији је водени раствор пропилен гликола који се сматра еколошким. Генерално, препоручује се за пуњење инсталације - може се купити као готов радни флуид за ову примену. Приликом избора треба се придржавати препорука произвођача топлотне пумпе, јер течност може да садржи различите адитиве инхибитора, стабилизатора, антиоксиданата и антипена. Пропиленгликол не само да има довољно ниску тачку смрзавања, већ и не кородира метале, не раствара пластику и не захвата пумпе. Међутим, његова густина и вискозитет, који се преводе у количину енергије потребне за пумпање, већи су од воде, па се користи у малој концентрацији (34%). Постоје, наравно, многе течности које се не смрзавају на -15оЦ.Често се користи и раствор етилен гликола, али се сматра штетним по животну средину јер је отрован и не биолошки се разграђује.

Етанол такође има добра својства - његова највећа предност је низак вискозитет и густина, захваљујући чему његово пумпање троши мање енергије. Његова употреба није популарна због запаљивости, велике испарљивости, интензивног мириса и, пре свега, недостатка мазивих својстава, што прети да заплени циркулациону пумпу. Зато неки произвођачи забрањују његову употребу.

Цена топлотне пумпе за земљу

Цена топлотне пумпе са земљом се креће од скоро 30.000 ПЛН. на преко 60.000 ПЛН.

Категорија:

Реконструкција