Dijagrami i analiza europskog klasičnog sustava grijanja toplinskom pumpom zrak-voda

Podrijetlo Toplinske pumpe seže u 19. stoljeće. Nakon dugog razdoblja praktičnog razvoja, i vrste tehnologija toplinskih pumpi (kao što su toplinske pumpe voda-voda, toplinske pumpe zemlja-voda, toplinske pumpe zrak-voda itd.) i područja primjene toplinskih pumpi (velike komercijalne, male kućanske, topla voda, grijanje i hlađenje itd.) postale su vrlo zrele u inozemstvu. Posebno u Europi, rodnom mjestu toplinskih pumpi, razvoj toplinskih pumpi je relativno napredan. Uvedimo klasične dijagrame inženjerskih sustava grijanja toplinskim pumpama u Njemačkoj i Švedskoj i pogledajmo kako funkcioniraju njihovi sustavi grijanja toplinskim pumpama.

Crtež projekta grijanja toplinskom pumpom u Njemačkoj

Koordinacija više izvora solarne energije, toplinskih pumpi itd., s odvojenom vodom za kupanje i vodom za toplinsku pumpu

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 izmjenjuju se putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

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

4. Voda toplinskog medija na svakoj lokaciji cirkulira svakodnevno malom pumpom umjesto da je zamjenjuje velika pumpa.

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

Na inženjerskom dijagramu se vidi mnogo ventila, senzora, ekspanzijskih posuda itd. Treba napomenuti da je ovo samo običan sustav grijanja kućanstva. Mnogi kućanski potrošači, trgovci, pa čak i proizvođači toplinskih pumpi smatraju da je to jednostavno nepotrebno. Zahtjevi za grijanje toplinskim pumpama u našoj zemlji naglašavaju dobru kvalitetu i nisku cijenu, a uštede se prave gdje god je to moguće. To zaista odražava strogost Nijemaca.

Iz gornjeg dijagrama inženjerstva grijanja toplinskom pumpom možemo shvatiti da je zapravo svaka njemačka obitelj izgrađena prema standardu toplinske stanice. To bi mogla biti i vizija budućeg razvoja kućnih sustava - kućna energetska stanica, u kombinaciji s velikim kućnim podacima, za analizu gdje je potrebno hlađenje, poput hladnjaka, dozatora vode, klima uređaja i obrade svježeg zraka, te slanje tamo; gdje je potrebno grijanje, poput grijanja, sušenja, pranja rublja i kupanja, te slanje tamo, uz istovremeno iskorištavanje rashladne topline za upotrebu u stanju pripravnosti! Ali ovo je vrlo ambiciozna vizija s dugim putem pred sobom.

Crtež projekta grijanja toplinskom pumpom u Švedskoj

Sustav prebacivanja pumpe i troputnog ventila, odvojena voda za kupanje i voda za grijanje

Najvažnije:

1. Toplinska pumpa je glavni izvor topline i opremljena je električnom pomoći.

2. Spremnik vode je standardan, a postoji vrlo jasna formula za izračun veličine i kapaciteta.

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

4. Voda za kupanje i toplinski medij voda izmjenjuju se putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa, kao u njemačkom sustavu.

5. Ovo rješenje dijeli jednu vodenu pumpu.

Sustav s 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 izmjenjuju se putem izmjene topline voda-voda, a voda se strogo ne miješa.

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

4. Voda toplinskog medija 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.

Toplinska pumpa u kombinaciji sa zidnim plinskim bojlerom za sustav radijatorskog grijanja

Najvažnije:

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

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

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

4. Ovo rješenje dijeli jednu vodenu pumpu.

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

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

1. Grijanje toplinskim pumpama zrak-voda vrlo je zrelo u Europi. Posebno je grijanje toplinskim pumpama i radijatorima također zrelo u inozemstvu.

2. Bez obzira radi li se o rješenju za grijanje toplinskom pumpom u Njemačkoj ili Švedskoj, postoje opskrbe iz više izvora, a potrošna voda i voda za grijanje obrađuju se odvojeno bez miješanja vode.

Mnogi Kinezi misle da bi topla voda za kupanje trebala biti toplija, po mogućnosti 50 - 60 °C. Kako izmjena topline između vode može postići tako visoku temperaturu? Zapravo, kada Europljani provode izmjenu topline između vode, prvo je osigurati pouzdanost sustava; drugo je da je voda u kontaktu s tijelom vrlo strogo obavezna; a treće je da je dovoljna topla voda za kupanje iznad 45 °C, sve dok cjevovod ima dobru izolaciju i savršenu recirkulaciju tople vode.

Osim toga, vrijednost opterećenja konfiguracije toplinske pumpe u inozemstvu iznosi u osnovi 40 - 60 vata/kvadratni metar (w/㎡), što jednostavno nije izvedivo 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, stanje izolacije kuća u ruralnim područjima, urbano-ruralnim rubovima i starim urbanim područjima nije se promijenilo. Posebno za korisnike grijanja na jugu, u očima Nijemaca, to je ekvivalentno nedostatku izolacije!