W ten sposób można poprawić wydajność powietrznych pomp ciepła
Włoscy naukowcy przeprowadzili badania nad poprawą wydajności powietrznych pomp ciepła stosowanych w budynkach mieszkalnych. Efekty prowadzą do nawet 30-proc. redukcji zużycia energii elektrycznej.
Badacze naukowi z Uniwersytetu w Padwie we Włoszech opracowali nowatorskie podejście mające na celu poprawę efektywności energetycznej budynków mieszkalnych, łącząc pracę powietrznej pompy ciepła z wymiennikiem ciepła powietrze-geoterma.
Badania przeprowadzono na budynku jednorodzinnym o powierzchni 150 m2 zlokalizowanym w Valtellinie we Włoszech. Dom został wybudowany zgodnie z wytycznymi standardu pasywnego, co w rezultacie zapewniło bardzo wysoką izolacyjność termiczną oraz efektywność wentylacji i odzysk ciepła.
Zestaw badawczy
Zaproponowany przez naukowców zestaw składał się z kluczowych elementów:
- geotermalnego wymiennika ciepła, który służył do wstępnego podgrzewania lub chłodzenia powietrza w zależności od pory roku;
- pompy ciepła Compact P, produkowanej przez duńską firmę Nilan, działającej jako system HVAC oraz generator ciepłej wody użytkowej (c.w.u.);
- wentylatorów odśrodkowych dostarczających klimatyzowane powietrze i odprowadzających powietrze wywiewane, pracujących z trzema różnymi prędkościami obrotowymi;
Analizę przeprowadzono przy użyciu oprogramowania MATLAB, które pozwoliło na śledzenie pracy systemu w warunkach rzeczywistych oraz symulowanych. Dane były zbierane przez system cały rok. Analiza koncentrowała się na identyfikacji głównych czynników wpływających na wydajność systemu oraz na ilościowym określeniu redukcji zużycia energii.
Nawet 30 proc. redukcji
Wyniki testów wykazały, że zastosowanie dodatkowego wymiennika ciepła powietrze-geoterma może mieć znaczący wpływ na utrzymanie zadowalającej wydajności systemu w pełnym okresie eksploatacji (niezależnie od pory roku).
Jak twierdzą naukowcy, dzięki zastosowaniu powietrzno-geotermicznego wymiennika ciepła zapotrzebowanie na ciepło i chłód w ciągu roku eksploatacji uległo znacznemu zmniejszeniu. Sprawność jednostki była średnio wyższa ze względu na niemal stałe warunki powietrza na wlocie do jednostki, gwarantowane przez geotermalny wymiennik ciepła.
Badacze określili, że w okresie zimowym 2019 r., gdyby dodatkowy wymiennik ciepła powietrze-geoterma nie został zastosowany, konsumpcja energii elektrycznej wzrosłaby o 30 proc. ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na ciepło.
Końcowym wnioskiem zespołu z Uniwersytetu w Padwie jest to, że instalacja geotermalnego wymiennika ciepła może pomóc w redukcji zużycia energii elektrycznej oraz może umożliwić zakup mniejszej jednostki pompy ciepła, co dalej przekłada się na obniżenie kosztów.
Szczegóły swoich badań opisali w artkule pt.: „Analysis of a domestic air heat pump integrated with an air-geothermal heat exchanger in real operating conditions: The case study of a single-family building” opublikowanym w czasopiśmie „Energy and Buildings”.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
Przydałoby się więcej informacji na temat budowy samego wymiennika powietrze-geoterma. Kluczowy i tak tu będzie koszt samej geotermii, która zazwyczaj jest dość droga a sama redukcja zużycia energii o 30% da realny zysk po kilkunastu lub więcej latach.
AQQ
Kluczowe to może być to że Włochy mają znacznie cieplejszy klimat więc latem używają więcej klimatyzacji co daje dużo energii odprowadzonej do tego magazynu ciepła. U nas nie przejdzie. Lepiej ciepło z klimatyzacji ładować do zasobnika CWU albo nawet zmarnowac
W naszym klimacie porownanie wymienika gruntowego do powietrzengo to jakies 4 do 3 COP wiec pytanie ile kosztuje prad rocznie i kosztuje wymiennik gruntowy. Dodatkowa kombinacja wymienika powietrzenego i gruntowego – to juz faktycznie moze byc przesada
To jak z 5tą dawką szczepionki na coronavirus. Ta to już naprawdę zadziała… Tylko zapłać 20 koła.
Koszt wymiennika będzie zaporowy. Bo skoro płace za pompę 1200 zł na rok, to te 30% z tej kwoty rocznie nie powala. Okres zwrotu wymiennika 10-30 lat?
Gdyby opracowano tanią metodę na odwierty ok 500m, pompy ciepła stały by się zupełnie zbędne. Dmuchało by z rury 25 stopni.
@nnn: Koszty odwiertów z roku na rok rosną a nie spadają. Jak ostatnio otrzymałem wycenę na planowaną przeze mnie PC gruntową to się lewą nogą przeżegnałem. Samo dolne źródło byłoby droższe od pompy, bufora, automatyki i całej hydrauliki razem z robocizną! PC powietrze wychodzi ponad dwa razy taniej.
Co do samej geotermii to rzadko kiedy jest tam woda o takim ciśnieniu, że sama wypłynie na powierzchnię. Zazwyczaj albo musisz użyć dość energochłonnych pomp albo wogóle pompować wodę do odwiertu i odzyskiwać ciepło z powracającej wody. Dlatego geotermia w większości miejsc w Polsce po prostu się nie sprawdzi. Sensowne minimum to temperatura dolnego źródła minimum 70st.C.
Do AQQ do pompy ciepła to max 20 stopni na parowniku więcej bym nie zaryzykował chyba że to jakiś inwerter ale nie w on off może się ktoś ze mną nie zgodzić ale w pierwszych miesiącach grzania przy podłogówce jak skraplanie idzie na 25 stopni to nie możecie podać 25 na parownik bo by się sprężarka przekręciła sam robiłem takie testy i musi być większa różnica temperatur pomiędzy parowaniem a skraplaniem a ty piszesz o 70 stopniach na parownik.
W tym artykule mówią o najtańszym sposobie geotermia pozioma i wstawienie dodatkowego wymiennika . To jak wykorzystać powietrze z rekuperatora czy z wentylacji przemysłowej do podgrzania wody cwu przez pompę.
1