Oppvarming og kjøling med varmepumpe-del 3

Jordvarmepumper

Grunnvarmepumper bruker jorden eller grunnvannet som en kilde til termisk energi i oppvarmingsmodus, og som en vask for å avvise energi i kjølemodus. Disse typer systemer inneholder to nøkkelkomponenter:

• Jordvarmeveksler: Dette er varmeveksleren som brukes til å legge til eller fjerne termisk energi fra jorden eller bakken. Ulike varmevekslerkonfigurasjoner er mulige, og er forklart senere i denne delen.
• Varmepumpe: I stedet for luft bruker jordvarmepumper en væske som strømmer gjennom jordvarmeveksleren som kilde (ved oppvarming) eller synke (i kjøling).
  På bygningssiden er både luft og hydroniske (vann) systemer mulig. Driftstemperaturer på bygningssiden er svært viktige i hydroniske applikasjoner. Varmepumper fungerer mer effektivt ved oppvarming ved lavere temperaturer på under 45 til 50°C, noe som gjør dem til en bedre match for strålende gulv eller viftekonvektorsystemer. Det bør utvises forsiktighet hvis man vurderer bruk med høytemperaturradiatorer som krever vanntemperaturer over 60°C, da disse temperaturene generelt overskrider grensene for de fleste boligvarmepumper.

Avhengig av hvordan varmepumpen og jordvarmeveksleren samhandler, er to forskjellige systemklassifiseringer mulig:

• Sekundærsløyfe: En væske (grunnvann eller frostvæske) brukes i jordvarmeveksleren. Den termiske energien som overføres fra bakken til væsken, leveres til varmepumpen via en varmeveksler.
• Direkte ekspansjon (DX): Et kjølemedium brukes som væske i jordvarmeveksleren. Den termiske energien som trekkes ut av kjølemediet fra bakken, brukes direkte av varmepumpen – ingen ekstra varmeveksler er nødvendig.
  I disse systemene er jordvarmeveksleren en del av selve varmepumpen, og fungerer som fordamper i varmemodus og kondensator i kjølemodus.

Jordvarmepumper kan dekke en rekke komfortbehov i hjemmet ditt, inkludert:

• Kun oppvarming: Varmepumpen brukes kun til oppvarming. Dette kan omfatte både romoppvarming og varmtvannsproduksjon.
• Oppvarming med «aktiv kjøling»: Varmepumpen brukes både til oppvarming og kjøling
• Oppvarming med «passiv kjøling»: Varmepumpen brukes i oppvarming, og forbikobles i kjøling. Ved kjøling avkjøles væske fra bygget direkte i jordvarmeveksleren.

Oppvarming og "aktiv kjøling" er beskrevet i følgende avsnitt.

Store fordeler med bakkevarmepumpesystemer

Effektivitet

I Canada, hvor lufttemperaturen kan gå under –30 °C, er bakkesystemer i stand til å fungere mer effektivt fordi de drar fordel av varmere og mer stabile bakketemperaturer. Typiske vanntemperaturer som kommer inn i jordvarmepumpen er generelt over 0°C, noe som gir en COP på rundt 3 for de fleste systemer i de kaldeste vintermånedene.

Energisparing

Jordbaserte systemer vil redusere kostnadene for oppvarming og kjøling betydelig. Kostnadsbesparelser for varmeenergi sammenlignet med elektriske ovner er rundt 65 %.

I gjennomsnitt vil et godt utformet bakkesystem gi besparelser som er omtrent 10-20 % mer enn det som ville vært gitt av en best i klassen, kaldt klima luftkilde varmepumpe dimensjonert for å dekke det meste av bygningens varmebelastning. Dette skyldes det faktum at underjordiske temperaturer er høyere om vinteren enn lufttemperaturer. Som et resultat kan en bergvarmepumpe gi mer varme i løpet av vinteren enn en luftvarmepumpe.

Faktiske energibesparelser vil variere avhengig av det lokale klimaet, effektiviteten til det eksisterende varmesystemet, kostnadene for drivstoff og elektrisitet, størrelsen på den installerte varmepumpen, borefeltkonfigurasjon og sesongmessig energibalanse, og varmepumpens effektivitet ved CSA vurderingsbetingelser.

Hvordan fungerer et bakkekildesystem?

Jordvarmepumper består av to hoveddeler: En jordvarmeveksler og en varmepumpe. I motsetning til luftvarmepumper, hvor én varmeveksler er plassert utenfor, er varmepumpeenheten plassert inne i boligen i jordvarmeanlegg.

Jordvarmevekslerdesign kan klassifiseres som enten:

• Lukket sløyfe: Systemer med lukket sløyfe samler varme fra bakken ved hjelp av en kontinuerlig sløyfe av rør nedgravd under bakken. En frostvæskeløsning (eller kjølemiddel i tilfelle av et DX-grunnkildesystem), som har blitt kjølt av varmepumpens kjølesystem til flere grader kaldere enn jorda utenfor, sirkulerer gjennom rørene og absorberer varme fra jorda.
  Vanlige røropplegg i lukkede sløyfesystemer inkluderer horisontale, vertikale, diagonale og dam-/sjøgrunnsystemer (disse arrangementene er diskutert nedenfor, under Designhensyn).
• Åpen sløyfe: Åpne systemer drar nytte av varmen som beholdes i en underjordisk vannmasse. Vannet trekkes opp gjennom en brønn direkte til varmeveksleren, hvor varmen trekkes ut. Vannet blir deretter sluppet ut enten til en overjordisk vannmasse, for eksempel en bekk eller dam, eller tilbake til den samme underjordiske vannforekomsten gjennom en separat brønn.

Valget av utendørs rørsystem avhenger av klima, jordforhold, tilgjengelig areal, lokale installasjonskostnader på stedet samt kommunale og provinsielle forskrifter. For eksempel er åpne sløyfesystemer tillatt i Ontario, men er ikke tillatt i Quebec. Noen kommuner har forbudt DX-systemer fordi den kommunale vannkilden er akviferen.

Oppvarmingssyklusen

Bemerke:

Noen av artiklene er hentet fra Internett. Hvis det er noen krenkelse, vennligst kontakt oss for å slette den. Hvis du er interessert i varmepumpeprodukter, ta gjerne kontakt med OSB varmepumpefirma, vi er ditt beste valg.