חימום וקירור באמצעות משאבת חום - חלק 3

משאבות חום מקור קרקע

משאבות חום מקור קרקע משתמשות באדמה או במי התהום כמקור לאנרגיה תרמית במצב חימום, וככיור לדחיית אנרגיה במצב קירור. מערכות מסוג זה מכילות שני מרכיבים מרכזיים:

• מחליף חום קרקע: זהו מחליף החום המשמש להוספה או הסרה של אנרגיה תרמית מהאדמה או מהאדמה. תצורות שונות של מחליף חום אפשריות, והן מוסברות בהמשך סעיף זה.
• משאבת חום: במקום אוויר, משאבות חום מקוריות משתמשות בנוזל הזורם דרך מחליף החום הקרקע כמקור שלהן (בחימום) או כיור (בקירור).
  בצד הבניין, הן מערכות אוויר והן הידרוניות (מים) אפשריות. טמפרטורות הפעלה בצד הבניין חשובות מאוד ביישומים הידרוניים. משאבות חום פועלות ביעילות רבה יותר בעת חימום בטמפרטורות נמוכות יותר של מתחת ל-45 עד 50 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותן להתאמה טובה יותר לרצפות זוהרות או למערכות סליל מאוורר. יש להיזהר אם שוקלים את השימוש בהם ברדיאטורים בטמפרטורה גבוהה הדורשים טמפרטורות מים מעל 60 מעלות צלזיוס, שכן טמפרטורות אלו בדרך כלל חורגות מהגבולות של רוב משאבות החום למגורים.

בהתאם לאופן שבו משאבת החום ומחליף החום הקרקע מתקשרים, שני סיווגי מערכות שונים אפשריים:

• לולאה משנית: במחליף החום הקרקע נעשה שימוש בנוזל (מי תהום או נגד הקפאה). האנרגיה התרמית המועברת מהאדמה לנוזל מועברת למשאבת החום באמצעות מחליף חום.
• הרחבה ישירה (DX): נוזל קירור משמש כנוזל במחליף החום הקרקע. האנרגיה התרמית המופקת על ידי הקירור מהאדמה משמשת ישירות את משאבת החום - אין צורך במחליף חום נוסף.
  במערכות אלו, מחליף החום הקרקעי הוא חלק ממשאבת החום עצמה, הפועל כמאייד במצב חימום וכמעבה במצב קירור.

משאבות חום מקור קרקע יכולות לשרת חבילה של צרכי נוחות בביתך, כולל:

• חימום בלבד: משאבת החום משמשת רק לחימום. זה יכול לכלול גם חימום חלל וגם ייצור מים חמים.
• חימום עם "קירור פעיל": משאבת החום משמשת הן לחימום והן לקירור
• חימום ב"קירור פסיבי": משאבת החום משמשת לחימום, ועוקפת בקירור. בקירור, נוזל מהבניין מקורר ישירות במחליף החום הקרקעי.

פעולות חימום ו"קירור פעיל" מתוארות בסעיף הבא.

היתרונות העיקריים של מערכות משאבות חום מקור קרקע

יְעִילוּת

בקנדה, שם טמפרטורות האוויר יכולות לרדת מתחת ל-30 מעלות צלזיוס, מערכות מקור קרקע מסוגלות לפעול ביעילות רבה יותר מכיוון שהן מנצלות את הטמפרטורות החמות והיציבות יותר של הקרקע. טמפרטורות מים טיפוסיות הנכנסות למשאבת החום מקור הקרקע הן בדרך כלל מעל 0°C, מה שמניב COP של כ-3 עבור רוב המערכות בחודשי החורף הקרים ביותר.

שמירת אנרגיה

מערכות מקור קרקע יפחיתו משמעותית את עלויות החימום והקירור שלך. חיסכון בעלויות אנרגיית החימום בהשוואה לתנורים חשמליים הוא בסביבות 65%.

בממוצע, מערכת מקור קרקע מתוכננת היטב תניב חיסכון של כ-10-20% יותר ממה שיסופק על ידי משאבת חום ממקור אוויר באקלים קר, הטובים בכיתה, בגודל שיכסה את רוב עומס החימום בבניין. זאת בשל העובדה שהטמפרטורות התת-קרקעיות גבוהות בחורף מטמפרטורות האוויר. כתוצאה מכך, משאבת חום מקורית יכולה לספק יותר חום במהלך החורף מאשר משאבת חום מקור אוויר.

החיסכון באנרגיה בפועל ישתנה בהתאם לאקלים המקומי, יעילות מערכת החימום הקיימת, עלויות הדלק והחשמל, גודל משאבת החום המותקנת, תצורת שדה הקידוח ומאזן האנרגיה העונתי, וביצועי יעילות משאבת החום ב-CSA תנאי דירוג.

כיצד פועלת מערכת מקור קרקע?

משאבות חום מקור קרקע מורכבות משני חלקים עיקריים: מחליף חום קרקע, ומשאבת חום. בניגוד למשאבות חום מקור אוויר, שבהן מחליף חום אחד ממוקם בחוץ, במערכות מקור קרקע, יחידת משאבת החום ממוקמת בתוך הבית.

עיצובים של מחליפי חום קרקעיים יכולים להיות מסווגים כאחד:

• לולאה סגורה: מערכות בלולאה סגורה אוספות חום מהאדמה באמצעות לולאה רציפה של צנרת שקבורה מתחת לאדמה. תמיסת אנטיפריז (או חומר קירור במקרה של מערכת DX מקור קרקע), שצונן על ידי מערכת הקירור של משאבת החום לקר יותר בכמה מעלות מהאדמה החיצונית, מסתובב בצנרת וסופג חום מהאדמה.
  סידורי צנרת נפוצים במערכות לולאה סגורות כוללים מערכות אופקיות, אנכיות, אלכסוניות ומערכות קרקע של בריכה/אגם (הסדרים אלה נדונים להלן, תחת שיקולי עיצוב).
• לולאה פתוחה: מערכות פתוחות מנצלות את החום שנשמר בגוף מים תת קרקעי. המים נמשכים דרך באר ישירות אל מחליף החום, שם מופק החום שלהם. לאחר מכן המים מוזרמים לגוף מים מעל הקרקע, כגון נחל או בריכה, או בחזרה לאותו גוף מים תת קרקעי דרך באר נפרדת.

בחירת מערכת הצנרת החיצונית תלויה באקלים, בתנאי הקרקע, בקרקע זמינה, בעלויות ההתקנה המקומיות באתר וכן בתקנות העירוניות והמחוזיות. לדוגמה, מערכות לולאה פתוחות מותרות באונטריו, אך אינן מותרות בקוויבק. חלק מהעיריות אסרו מערכות DX מכיוון שמקור המים העירוני הוא האקוויפר.

מחזור החימום

הֶעָרָה:

חלק מהמאמרים לקוחים מהאינטרנט. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה. אם אתה מעניין במוצרי משאבות חום, אנא אל תהסס לפנות לחברת משאבות חום OSB, אנחנו הבחירה הטובה ביותר שלך.