Dijagrami i analiza klasičnog evropskog sistema grijanja sa toplotnom pumpom zrak-voda

Porijeklo Toplotne pumpe sežu do 19. vijeka. Nakon dugog perioda praktičnog razvoja, i vrste tehnologija toplotnih pumpi (kao što su toplotne pumpe voda-voda, toplotne pumpe zemlja-voda, toplotne pumpe vazduh-voda itd.) i područja primjene toplotnih pumpi (veliki komercijalni objekti, mala domaćinstva, topla voda, grijanje i hlađenje itd.) postale su veoma zrele u inostranstvu. Posebno u Evropi, rodnom mjestu toplotnih pumpi, razvoj toplotnih pumpi je relativno napredan. Hajde da predstavimo klasične dijagrame inženjerskih sistema grijanja toplotnim pumpama u Nemačkoj i Švedskoj i pogledamo kako funkcionišu njihovi sistemi grijanja toplotnim pumpama.

Crtež projekta grijanja s toplinskom pumpom u Njemačkoj

Koordinacija više izvora solarne energije, toplotnih pumpi itd., sa odvojenom vodom za kupanje i vodom za toplotne pumpe

Najvažnije:

1. Konfiguracija s više izvora: Postoje i solarna energija i toplinske pumpe, pa čak i rezervna električna pomoć.

2. Voda za solarnu energiju i voda za grijanje se razmjenjuju putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

3. Voda za kupanje i voda toplotnog medija se također izmjenjuju putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

4. Voda kao toplinski medij na svakoj lokaciji cirkulira svakodnevno malom pumpom umjesto da je zamjenjuje velika pumpa.

5. Recirkulacija tople vode za kupanje je neophodna kako bi se izbjeglo rasipanje vode.

Može se vidjeti da na inženjerskom dijagramu postoji mnogo ventila, senzora, ekspanzionih posuda itd. Treba napomenuti da je ovo samo običan sistem grijanja u domaćinstvu. Mnogi domaći potrošači, trgovci, pa čak i proizvođači toplotnih pumpi smatraju da je to jednostavno nepotrebno. Zahtjevi za grijanje toplotnim pumpama u našoj zemlji naglašavaju dobar kvalitet i nisku cijenu, a uštede se prave gdje god je to moguće. Ovo zaista odražava strogost Nijemaca.

Iz gornjeg dijagrama inženjeringa grijanja toplotnom pumpom možemo shvatiti da je u stvari svaka njemačka porodica izgrađena prema standardu toplotne stanice. Ovo bi mogla biti i vizija budućeg razvoja kućnih sistema - kućna energetska stanica, u kombinaciji s velikim kućnim podacima, kako bi se analiziralo gdje je potrebno hlađenje, kao što su frižideri, dozatori vode, klima uređaji i tretman svježeg zraka, i tamo ga usmjerilo; gdje je potrebno grijanje, kao što su grijanje, sušenje, pranje rublja i kupanje, i tamo ga usmjerilo, dok se rashladna toplina koristi za upotrebu u stanju pripravnosti! Ali ovo je vrlo ambiciozna vizija s dugim putem pred sobom.

Crtež projekta grijanja s toplinskom pumpom u Švedskoj

Sistem prebacivanja pumpe i trokrakog ventila, odvojena voda za kupanje i voda za grijanje

Najvažnije:

1. Toplotna pumpa je glavni izvor toplote i opremljena je električnom pomoći.

2. Rezervoar vode je standardan, a postoji vrlo jasna formula za izračunavanje veličine i kapaciteta.

3. Trokraki ventil se koristi za prebacivanje potrebe za toplinom za kupanje i grijanje.

4. Voda za kupanje i voda toplotnog medija se razmjenjuju putem izmjene toplote voda-voda, a voda se strogo ne miješa, kao u njemačkom sistemu.

5. Ovo rješenje dijeli jednu vodenu pumpu.

Sistem sa dvije pumpe, odvojena voda za kupanje i voda za grijanje

Najvažnije:

1. Konfiguracija s više izvora: Postoje i solarna energija i toplinske pumpe, pa čak i rezervna električna pomoć.

2. Voda za solarnu energiju i voda za grijanje se razmjenjuju putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

3. Voda za kupanje i voda toplotnog medija se također izmjenjuju putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

4. Voda kao toplinski medij na svakoj lokaciji cirkulira svakodnevno malom pumpom umjesto da je zamjenjuje velika pumpa.

5. Ovo rješenje koristi dvije pumpe za zadovoljavanje potreba za toplom vodom i grijanjem.

Toplotna pumpa u kombinaciji sa zidnim plinskim bojlerom za sistem radijatorskog grijanja

Najvažnije:

1. Toplinska pumpa je glavni izvor topline i opremljena je i zidnim plinskim bojlerom ili električnim pomoćnim grijanjem.

2. Trokraki ventil se koristi za prebacivanje potrebe za toplinom za kupanje i grijanje.

3. Voda za kupanje i voda kao toplinski medij se razmjenjuju putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa, kao u njemačkom sistemu.

4. Ovo rješenje dijeli jednu vodenu pumpu.

5. Radijatori su svi instalirani paralelno kako bi se smanjio otpor vode.

Iz gornjih dijagrama grijanja toplotnom pumpom mogu se sažeti dvije točke:

1. Grijanje toplotnim pumpama zrak-voda je veoma razvijeno u Evropi. Posebno je grijanje toplotnim pumpama i radijatorima takođe razvijeno u inostranstvu.

2. Bez obzira da li se radi o rješenju za grijanje pomoću toplotne pumpe u Njemačkoj ili Švedskoj, postoje opskrba iz više izvora, a potrošna voda i voda za grijanje se obrađuju odvojeno bez miješanja vode.

Mnogi Kinezi misle da bi topla voda za kupanje trebala biti toplija, po mogućnosti 50 - 60°C. Kako se izmjenom topline voda-voda može postići tako visoka temperatura? U stvari, kada Evropljani vrše izmjenu topline voda-voda, prvo je osigurati pouzdanost sistema; drugo je da je voda u kontaktu s tijelom vrlo strogo obavezna; i treće je da je, sve dok cjevovod ima dobru izolaciju i savršenu recirkulaciju tople vode, dovoljna topla voda za kupanje iznad 45°C.

Osim toga, vrijednost opterećenja konfiguracije toplotne pumpe u inostranstvu je u osnovi 40 - 60 vati/kvadratni metar (w/㎡), što jednostavno nije izvodljivo u Kini. Glavni razlog je taj što je izolacija zgrada u mnogim mjestima u Kini loša. Iako je zemlja posljednjih godina podigla standarde uštede energije u zgradama, situacija sa izolacijom kuća u ruralnim područjima, urbano-ruralnim rubovima i starim urbanim područjima se nije promijenila. Posebno za korisnike grijanja na jugu, u očima Nijemaca, to je ekvivalentno nedostatku izolacije!