משאבות חום מקור קרקע

משאבות חום מקור קרקע עושות שימוש מלא באנרגיה העצומה המצויה באדמת כדור הארץ או בנהרות, באגמים ובאוקיינוסים כדי להשיג חימום וקירור של מבנים. בשל השימוש באנרגיה חופשית מתחדשת טבעית, השפעת הגנת הסביבה וחיסכון באנרגיה יוצאת דופן.

עקרון עבודה של משאבת חום מקור קרקע:

מערכת משאבת החום הקרקעית היא מערכת מיזוג אוויר בלולאה סגורה המורכבת ממערכת מים כפולה המחברת את כל יחידות משאבת החום הקרקע בבניין. מתחת לעומק מסוים, טמפרטורת הקרקע התת-קרקעית תהיה קבועה בין 13°C ל-20°C לאורך כל השנה. מערכות החימום, הקירור ומיזוג האוויר המשתמשות באנרגיית השמש הנאגרת על פני כדור הארץ כמקור קור וחום להמרת אנרגיה בעלות מאפיינים של טמפרטורת קרקע או מי תהום בטמפרטורה תת-קרקעית יציבה יחסית.

חורף: כאשר היחידה במצב חימום, משאבת החום הגיאותרמית קולטת חום מהאדמה/מים, מרכזת את החום מהאדמה דרך מדחסים ומחלפי חום, ומשחררת אותו בתוך הבית בטמפרטורה גבוהה יותר.

קיץ: כשהיחידה במצב קירור, יחידת משאבת החום הגיאותרמית שואבת אנרגיה קרה מאדמה/מים, מרכזת את החום הגיאותרמי דרך מדחסים ומחלפי חום, משלבת אותו בחדר ומפרקת את החום הפנימי לחדר בו זמנית. זְמַן. אדמה/מים משיגים את מטרת המיזוג.

מקור קרקע/ משאבות חום גיאותרמיות הרכב המערכת

מערכת מיזוג האוויר של משאבת חום קרקע כוללת בעיקר את יחידת משאבת החום הקרקעית, יחידות סליל מאוורר וצינורות תת קרקעיים.

המארח הוא יחידת קירור/חימום מקורר מים. היחידה מורכבת ממדחס הרמטי, מעטפת קואקסיאלית (או פלטה) מחליף חום מים/קירור, שסתום התפשטות תרמית (או צינור התפשטות נימי), שסתום הפוך לארבעה כיוונים, סליל צד אוויר, מאוורר, מסנן אוויר, בקרת אבטחה וכו'.

ליחידה עצמה יש מערכת מכשירי קירור/חימום הפיכים, שהיא יחידת מיזוג משאבת חום שניתן להשתמש בה ישירות לקירור/חימום. צינור קבור הוא החלק שקבור באדמה. הצינורות הקבורים השונים מחוברים במקביל ואז מחוברים למארח משאבת החום באמצעות כותרות שונות.

סוגי מערכות משאבת חום מקור קרקע או גיאותרמית

ישנם שלושה סוגים בסיסיים של דרכים לחיבור משאבת חום מקור קרקע. אופקי, אנכי ובריכות/אגמים הן מערכות בלולאה סגורה.

1. דרך חיבור אופקית של יחידת משאבת חום מקור קרקע:

סוג זה של התקנה הוא בדרך כלל החסכוני ביותר עבור התקנות למגורים, במיוחד עבור בנייה חדשה שבה יש מספיק קרקעות. זה דורש תעלה בעומק של לפחות ארבעה מטרים. הפריסות הנפוצות ביותר משתמשות בשני צינורות, האחד קבור בגובה מטר וחצי והשני בגובה מטר וחצי, או שני צינורות הממוקמים זה לצד זה בתעלה ברוחב שני מטרים מתחת לאדמה. שיטת הצינור הטבעתי של Slinky מאפשרת להציב יותר צינור בתעלה קצרה יותר, מפחיתה את עלויות ההתקנה ומאפשרת התקנה אופקית באזורים שאינם אפשריים עם יישומים אופקיים מסורתיים.

2. דרך חיבור אנכית של יחידת משאבות חום גיאותרמיות מקור קרקע:

מבנים מסחריים ובתי ספר גדולים משתמשים לעתים קרובות במערכות אנכיות מכיוון ששטח הקרקע הנדרש ללולאות אופקיות יכול להיות אוסר. לולאות אנכיות משמשות גם כאשר האדמה רדודה מכדי לחפור תעלות, והן ממזערות את ההפרעה לנוף הקיים. עבור מערכות אנכיות, קדח חורים (בערך 4 אינץ' בקוטר) במרחק של כ-20 רגל זה מזה ובעומק של 100 עד 400 רגל. חבר את שני הצינורות עם כיפוף U בתחתית כדי ליצור טבעת, הכנס לתוך החור ודייס לביצועים. הלולאה האנכית מחוברת בצינורות אופקיים (כלומר סעפות), ממוקמת בתעלות ומחוברת למשאבת החום בבניין.

3. דרך חיבור בריכה/אגם של יחידת משאבות חום מקור קרקע/מקור מים:

אם באתר יש מספיק מקווי מים, ייתכן שזו האפשרות הזולה ביותר. קו אספקה ​​עובר מתחת לאדמה מהבניין לתוך המים ומפותל במעגל לפחות 8 מטרים מתחת לפני השטח כדי למנוע הקפאה. ניתן להציב סלילים רק במקורות מים העומדים בדרישות נפח, עומק ואיכות מינימליות

משאבת חום מקור קרקע תכונות מערכת

מזגני משאבות חום מסורתיים עומדים בפני סתירה בהפקת קור וחום מהאוויר: ככל שמזג האוויר חם יותר, כך האוויר חם יותר, וקשה יותר להוציא אנרגיה קרה מהאוויר; באופן דומה, ככל שמזג האוויר קר יותר, כך קשה יותר להוציא חום מהאוויר. לכן, ככל שמזג האוויר חם יותר, כך אפקט הקירור של המזגן גרוע יותר; ככל שמזג האוויר קר יותר, כך אפקט החימום של המזגן גרוע יותר וצורך יותר חשמל.

משאבת חום מקור קרקע שואבת קור ומחממת מהאדמה. מכיוון שכדור הארץ סופג 47% מאנרגיית השמש, השכבה העמוקה יותר יכולה לשמור על טמפרטורת קרקע קבועה כל השנה, שהיא הרבה יותר גבוהה מהטמפרטורה החיצונית בחורף ונמוכה מהטמפרטורה החיצונית בקיץ, כך שמשאבת החום מקור הקרקע יכולה להתגבר על המכשול הטכני של משאבת חום מקור אוויר, והיעילות משתפרת מאוד.

● יעילות גבוהה: היחידה משתמשת באנרגיה המתחדשת של כדור הארץ כדי להעביר אנרגיה בין כדור הארץ לחדר, כדי לספק 4-5kw של קירור או חום עם 1kw של חשמל. טמפרטורת הקרקע התת-קרקעית קבועה כל השנה, ולכן הקירור והחימום של מערכת זו אינם מושפעים משינויים בטמפרטורת הסביבה, ואין הנחתה בחום הנגרמת מהפשרה במהלך החימום, ולכן עלות התפעול נמוכה.

●חיסכון באנרגיה: בהשוואה למערכת הקונבנציונלית, המערכת יכולה לחסוך 40% עד 50% מצריכת האנרגיה של הבית במהלך הקירור בקיץ, ויכולה לחסוך עד 70% מצריכת האנרגיה במהלך החימום בחורף.

●הגנה על הסביבה: אין צורך לשרוף את מערכת משאבת החום הקרקעית במהלך הפעולה, ולכן היא לא תייצר גז רעיל ולא תתפוצץ, מה שמפחית מאוד את פליטת גזי החממה ומפחית את אפקט החממה, אשר תורם ליצירת סביבה ירוקה וידידותית לסביבה.

עמיד: תנאי ההפעלה של מערכת משאבת החום הקרקעית טובים יותר מזה של המערכת הקונבנציונלית, ולכן התחזוקה מופחתת. המערכת מותקנת בתוך הבית, לא חשופה לרוח ולגשם, וניתן גם להגן עליה מפני נזקים, אמין יותר, ואורך חיים ממושך; חיי היחידה הם יותר מ-20 שנה, צינורות תת-קרקעיים עשויים מצינורות פוליאתילן ופוליפרופילן מפלסטיק, עם תוחלת חיים של עד 50 שנה.

תועלת מקור קרקע/משאבת חום גיאותרמית:

מערכות מיזוג משאבת חום מקור קרקע הן מערכות מיזוג האוויר לקירור וחימום הידידותיות לסביבה והיעילות ביותר הקיימות כיום. זה יכול לחסוך יותר מ-40% יותר אנרגיה מאשר מערכת מיזוג אוויר עם משאבת חום אוויר, יותר מ-70% יותר חיסכון באנרגיה מחימום חשמלי, יותר מ-48% יעיל יותר מתנור גז, וחומר הקירור הנדרש הוא יותר מ-50% פחות. מזו של מזגן משאבת חום רגילה, ו-70% ממערכת מיזוג אוויר משאבת חום מקור קרקע האנרגיה הנ"ל היא אנרגיה מתחדשת המתקבלת מכדור הארץ. לחלק מהמותגים של יחידות יש גם טכנולוגיית אספקת חשמל משולשת (קירור, חימום, מים חמים), אשר מיישמת עוד יותר את הניצול המקיף והיעיל ביותר של האנרגיה בתעשייה.