پمپ های حرارتی منبع زمینی

پمپ‌های حرارتی منبع زمینی از انرژی عظیم موجود در خاک یا رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها برای گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها استفاده کامل می‌کنند. با توجه به استفاده از انرژی رایگان تجدید پذیر طبیعی، حفاظت از محیط زیست و اثر صرفه جویی در انرژی قابل توجه است.

اصل کار پمپ حرارتی منبع زمینی:

سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی یک سیستم تهویه مطبوع حلقه بسته است که از یک سیستم آب دو لوله تشکیل شده است که تمام واحدهای پمپ حرارتی منبع زمینی را در ساختمان به هم متصل می کند. در زیر یک عمق معین، دمای خاک زیرزمینی بین 13 تا 20 درجه سانتی گراد در طول سال ثابت خواهد بود. سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع که از انرژی خورشیدی ذخیره شده روی زمین به عنوان منبع سرما و گرما برای تبدیل انرژی استفاده می‌کنند، ویژگی‌های نسبتاً پایدار دمای خاک یا دمای آب زیرزمینی را دارند.

زمستان: هنگامی که دستگاه در حالت گرمایش است، پمپ حرارتی زمین گرمایی گرما را از خاک/آب جذب می کند، گرمای زمین را از طریق کمپرسورها و مبدل های حرارتی متمرکز می کند و آن را در دمای بالاتر در داخل خانه آزاد می کند.

تابستان: هنگامی که دستگاه در حالت خنک کننده است، واحد پمپ حرارتی زمین گرمایی انرژی سرد را از خاک/آب استخراج می کند، گرمای زمین گرمایی را از طریق کمپرسورها و مبدل های حرارتی متمرکز می کند، آن را در اتاق ادغام می کند و گرمای داخلی را همزمان به اتاق تخلیه می کند. زمان. خاک/آب به هدف تهویه مطبوع دست می یابد.

منبع زمین / پمپ های حرارتی زمین گرمایی ترکیب سیستم

سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی منبع زمینی عمدتاً شامل واحد پمپ حرارتی منبع زمینی، واحدهای فن کویل و لوله های زیرزمینی است.

میزبان یک واحد سرمایش/گرمایش آب خنک است. این واحد از یک کمپرسور هرمتیک، پوشش کواکسیال (یا صفحه) مبدل حرارتی آب/مبرد، شیر انبساط حرارتی (یا لوله انبساط مویرگی)، شیر معکوس چهار طرفه، کویل سمت هوا، فن، فیلتر هوا، کنترل امنیتی و غیره تشکیل شده است.

این واحد دارای مجموعه ای از دستگاه های سرمایش/گرمایش برگشت پذیر است که یک واحد تهویه مطبوع پمپ حرارتی است که می تواند مستقیماً برای سرمایش/گرمایش استفاده شود. لوله مدفون قسمتی است که در زمین مدفون می شود. لوله های مدفون مختلف به صورت موازی متصل می شوند و سپس از طریق هدرهای مختلف به میزبان پمپ حرارتی متصل می شوند.

انواع سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی یا زمین گرمایی

سه نوع اصلی از راه های اتصال پمپ حرارتی منبع زمین وجود دارد. افقی، عمودی و برکه/دریاچه‌ها سیستم‌های حلقه بسته هستند.

1. راه اتصال افقی واحد پمپ حرارتی منبع زمین:

این نوع نصب معمولاً برای تأسیسات مسکونی، به ویژه برای ساخت و سازهای جدید که زمین کافی در دسترس است، مقرون به صرفه ترین است. این به یک ترانشه نیاز دارد که حداقل چهار فوت عمق داشته باشد. رایج‌ترین طرح‌بندی‌ها یا از دو لوله استفاده می‌کنند، یکی در ارتفاع شش فوتی و دیگری در چهار پا، یا از دو لوله که در کنار هم در یک ترانشه به عرض دو فوت در زیر زمین قرار می‌گیرند. روش لوله حلقوی Slinky اجازه می دهد تا لوله های بیشتری در یک ترانشه کوتاه تر قرار گیرد، هزینه های نصب را کاهش می دهد و امکان نصب افقی را در مناطقی که با کاربردهای افقی سنتی امکان پذیر نیست، می دهد.

2. راه اتصال عمودی واحد پمپ های حرارتی منبع زمین گرمایی:

ساختمان‌ها و مدارس تجاری بزرگ اغلب از سیستم‌های عمودی استفاده می‌کنند، زیرا مساحت زمین مورد نیاز برای حلقه‌های افقی می‌تواند بازدارنده باشد. حلقه‌های عمودی نیز در جاهایی که خاک برای حفر ترانشه کم‌عمق است استفاده می‌شود و مزاحمت چشم‌انداز موجود را به حداقل می‌رساند. برای سیستم های عمودی، سوراخ هایی (به قطر حدود 4 اینچ) با فاصله حدود 20 فوت از هم و در عمق 100 تا 400 فوت سوراخ کنید. دو لوله را با یک خم U در پایین وصل کنید تا یک حلقه تشکیل شود، آن را داخل سوراخ قرار دهید و برای عملکرد دوغاب بزنید. حلقه عمودی با لوله های افقی (یعنی منیفولدها) متصل می شود، در ترانشه ها قرار می گیرد و به پمپ حرارتی در ساختمان متصل می شود.

3. راه اتصال برکه/دریاچه واحد پمپ های حرارتی منبع زمین/منبع آب:

اگر سایت دارای حجم آب کافی باشد، این ممکن است کم هزینه ترین گزینه باشد. یک خط تدارکات از ساختمان به داخل آب از زیر زمین می گذرد و برای جلوگیری از یخ زدگی به صورت دایره ای حداقل 8 فوت زیر سطح می پیچد. کویل ها را فقط می توان در منابع آبی قرار داد که حداقل نیازهای حجم، عمق و کیفیت را برآورده می کنند

ویژگی های سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی

تهویه مطبوع پمپ حرارتی سنتی در استخراج سرما و گرما از هوا با یک تناقض روبرو هستند: هر چه هوا گرمتر باشد، هوا گرمتر است و استخراج انرژی سرد از هوا دشوارتر است. به طور مشابه، هر چه هوا سردتر باشد، استخراج گرما از هوا دشوارتر است. بنابراین، هر چه هوا گرمتر باشد، اثر خنک کننده تهویه مطبوع بدتر است. هر چه هوا سردتر باشد، اثر گرمایشی کولر گازی بدتر می شود و برق بیشتری مصرف می شود.

یک پمپ حرارتی منبع زمینی، سرما را از زمین استخراج کرده و گرم می کند. از آنجایی که زمین 47 درصد از انرژی خورشیدی را جذب می کند، لایه عمیق تر می تواند دمای زمین را در تمام طول سال ثابت نگه دارد که بسیار بالاتر از دمای بیرون در زمستان و کمتر از دمای بیرون در تابستان است، بنابراین پمپ حرارتی منبع زمین می تواند بر موانع فنی پمپ حرارتی منبع هوا غلبه کنید و راندمان تا حد زیادی بهبود یافته است.

●راندمان بالا: واحد از انرژی تجدیدپذیر زمین برای انتقال انرژی بین زمین و اتاق استفاده می کند تا 4-5 کیلووات سرمایش یا گرما با 1 کیلووات برق تامین کند. دمای خاک زیرزمینی در تمام طول سال ثابت است، بنابراین سرمایش و گرمایش این سیستم تحت تأثیر تغییرات دمای محیط قرار نمی‌گیرد و افت حرارتی ناشی از یخ‌زدایی در هنگام گرمایش وجود ندارد، بنابراین هزینه عملیاتی پایین است.

●صرفه جویی در انرژی: در مقایسه با سیستم معمولی، این سیستم می تواند 40% تا 50% در مصرف انرژی خانه در هنگام سرمایش در تابستان صرفه جویی کند و می تواند تا 70% در مصرف انرژی در هنگام گرمایش در زمستان صرفه جویی کند.

●حفاظت از محیط زیست: سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی نیازی به سوزاندن در حین کار ندارد، بنابراین گاز سمی تولید نمی کند و منفجر نمی شود، که انتشار گازهای گلخانه ای را تا حد زیادی کاهش می دهد و اثر گلخانه ای را کاهش می دهد که منجر به ایجاد می شود. محیطی سبز و دوستدار محیط زیست

بادوام: شرایط عملکرد سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی بهتر از سیستم معمولی است، بنابراین تعمیر و نگهداری کاهش می یابد. این سیستم در داخل خانه نصب می شود، در معرض باد و باران قرار نمی گیرد و همچنین می تواند از آسیب محافظت شود، قابل اطمینان تر و عمر طولانی تر باشد. عمر واحد بیش از 20 سال است، لوله های زیرزمینی از لوله های پلی اتیلن و پلی پروپیلن پلاستیکی با طول عمر تا 50 سال ساخته شده اند.

مزیت پمپ حرارتی منبع زمین / زمین گرمایی:

سیستم های تهویه مطبوع پمپ حرارتی منبع زمینی سازگارترین و کارآمدترین سیستم های تهویه مطبوع سرمایش و گرمایش در حال حاضر با محیط زیست هستند. این می تواند بیش از 40٪ انرژی بیشتر از سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی هوا، بیش از 70٪ صرفه جویی در انرژی بیشتر از گرمایش الکتریکی، بیش از 48٪ کارآمدتر از یک کوره گازی، و مبرد مورد نیاز بیش از 50٪ کمتر است. نسبت به سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی معمولی و 70 درصد از منبع زمینی پمپ حرارتی سیستم تهویه مطبوع انرژی فوق انرژی تجدید پذیر است که از زمین به دست می آید. برخی از برندهای واحدها نیز دارای فناوری منبع تغذیه سه گانه (سرمایش، گرمایش، آب گرم) هستند که کارآمدترین استفاده جامع از انرژی را در صنعت محقق می کند.