Verwarmen en koelen met een warmtepomp - Deel 3

Grondbronwarmtepompen

Aardwarmtepompen gebruiken de aarde of het grondwater als bron van thermische energie in de verwarmingsmodus, en als put om energie af te stoten in de koelmodus. Dit soort systemen bevatten twee belangrijke componenten:

• Grondwarmtewisselaar: Dit is de warmtewisselaar die wordt gebruikt om thermische energie aan de aarde toe te voegen of te verwijderen. Er zijn verschillende warmtewisselaarconfiguraties mogelijk, die verderop in dit hoofdstuk worden uitgelegd.
• Warmtepomp: In plaats van lucht gebruiken bodemwarmtepompen een vloeistof die door de bodemwarmtewisselaar stroomt als bron (bij verwarming) of als afvoer (bij koeling).
  Aan de gebouwzijde zijn zowel lucht- als hydronische (water)systemen mogelijk. Bedrijfstemperaturen aan de gebouwzijde zijn van groot belang bij waterzijdige toepassingen. Warmtepompen werken efficiënter bij verwarming bij lagere temperaturen van minder dan 45 tot 50 °C, waardoor ze beter passen bij vloerverwarming of ventilatorconvectorsystemen. Voorzichtigheid is geboden bij het gebruik ervan bij hogetemperatuurradiatoren die een watertemperatuur boven de 60°C vereisen, aangezien deze temperaturen over het algemeen de limieten van de meeste residentiële warmtepompen overschrijden.

Afhankelijk van de interactie tussen de warmtepomp en de bodemwarmtewisselaar zijn er twee verschillende systeemclassificaties mogelijk:

• Secundaire lus: Er wordt een vloeistof (grondwater of antivriesmiddel) gebruikt in de bodemwarmtewisselaar. De thermische energie die van de grond naar de vloeistof wordt overgebracht, wordt via een warmtewisselaar aan de warmtepomp geleverd.
• Directe expansie (DX): Er wordt een koelmiddel gebruikt als vloeistof in de bodemwarmtewisselaar. De thermische energie die door het koelmiddel uit de grond wordt gehaald, wordt rechtstreeks door de warmtepomp gebruikt – er is geen extra warmtewisselaar nodig.
  In deze systemen is de bodemwarmtewisselaar een onderdeel van de warmtepomp zelf en fungeert deze als verdamper in de verwarmingsmodus en condensor in de koelmodus.

Aardwarmtepompen kunnen voorzien in een reeks comfortbehoeften in uw huis, waaronder:

• Alleen verwarming: De warmtepomp wordt alleen gebruikt voor verwarming. Dit kan zowel ruimteverwarming als warmwaterproductie omvatten.
• Verwarmen met “actieve koeling”: De warmtepomp wordt gebruikt voor zowel verwarming als koeling
• Verwarming met “passieve koeling”: De warmtepomp wordt gebruikt voor verwarming en wordt omzeild voor koeling. Bij koeling wordt vloeistof uit het gebouw direct in de bodemwarmtewisselaar gekoeld.

De verwarmings- en “actieve koeling”-bewerkingen worden in de volgende sectie beschreven.

Belangrijke voordelen van grondgebonden warmtepompsystemen

Efficiëntie

In Canada, waar de luchttemperatuur onder de –30°C kan komen, kunnen grondbronsystemen efficiënter werken omdat ze profiteren van warmere en stabielere grondtemperaturen. Typische watertemperaturen die de bodemwarmtepomp binnenkomen, liggen over het algemeen boven 0°C, wat voor de meeste systemen tijdens de koudste wintermaanden een COP van ongeveer 3 oplevert.

Energiebesparingen

Grondbronsystemen zullen uw verwarmings- en koelingskosten aanzienlijk verlagen. De besparingen op energiekosten voor verwarming in vergelijking met elektrische ovens bedragen ongeveer 65%.

Gemiddeld levert een goed ontworpen grondbronsysteem besparingen op die ongeveer 10-20% meer zijn dan die welke zouden worden gerealiseerd door een luchtwarmtepomp met het beste formaat in een koud klimaat, die zo groot is dat hij het grootste deel van de verwarmingsbelasting van het gebouw kan dekken. Dit komt doordat de ondergrondse temperaturen in de winter hoger zijn dan de luchttemperaturen. Hierdoor kan een bodemwarmtepomp in de winter meer warmte leveren dan een luchtwarmtepomp.

De werkelijke energiebesparing zal variëren afhankelijk van het plaatselijke klimaat, de efficiëntie van het bestaande verwarmingssysteem, de kosten van brandstof en elektriciteit, de grootte van de geïnstalleerde warmtepomp, de boorveldconfiguratie en de seizoensgebonden energiebalans, en de efficiëntieprestaties van de warmtepomp bij CSA. beoordelingsvoorwaarden.

Hoe werkt een grondbronsysteem?

Grondwaterwarmtepompen bestaan ​​uit twee hoofdonderdelen: een bodemwarmtewisselaar en een warmtepomp. In tegenstelling tot luchtwarmtepompen, waarbij één warmtewisselaar zich buiten bevindt, bevindt de warmtepompunit zich bij bodemwarmtepompen in de woning.

Ontwerpen van grondwarmtewisselaars kunnen worden geclassificeerd als:

• Gesloten lus: Gesloten lussystemen verzamelen warmte uit de grond door middel van een continue lus van ondergrondse leidingen. Een antivriesoplossing (of koelmiddel in het geval van een DX-grondbronsysteem), dat door het koelsysteem van de warmtepomp is gekoeld tot enkele graden kouder dan de buitengrond, circuleert door de leidingen en absorbeert warmte uit de grond.
  Veel voorkomende leidingsystemen in gesloten-lussystemen omvatten horizontale, verticale, diagonale en vijver-/meergrondsystemen (deze regelingen worden hieronder besproken, onder Ontwerpoverwegingen).
• Open Loop: Open systemen profiteren van de warmte die wordt vastgehouden in een ondergronds waterlichaam. Het water wordt via een put rechtstreeks naar de warmtewisselaar gezogen, waar de warmte wordt onttrokken. Het water wordt vervolgens geloosd in een bovengronds waterlichaam, zoals een beek of vijver, of via een aparte put terug naar hetzelfde ondergrondse waterlichaam.

De keuze voor een buitenleidingsysteem is afhankelijk van het klimaat, de bodemgesteldheid, de beschikbare grond, de lokale installatiekosten op de locatie en gemeentelijke en provinciale regelgeving. Open-lussystemen zijn bijvoorbeeld toegestaan ​​in Ontario, maar niet in Quebec. Sommige gemeenten hebben DX-systemen verboden omdat de gemeentelijke waterbron de watervoerende laag is.

De verwarmingscyclus

Opmerking:

Een deel van de artikelen is van internet gehaald. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen. Als u geïnteresseerd bent in warmtepompproducten, neem dan gerust contact op met het OSB-warmtepompbedrijf, wij zijn uw beste keuze.