Schematy i analiza europejskiego klasycznego systemu ogrzewania z pompą ciepła

Pochodzenie Pompy ciepła Początki pomp ciepła sięgają XIX wieku. Po długim okresie praktycznego rozwoju, zarówno rodzaje technologii pomp ciepła (takie jak pompy ciepła czerpiące wodę z wody, pompy ciepła czerpiące wodę z gruntu, pompy ciepła czerpiące powietrze z powietrza itp.), jak i obszary ich zastosowań (duże instalacje komercyjne, małe gospodarstwa domowe, systemy ciepłej wody użytkowej, systemy ogrzewania i chłodzenia itp.) osiągnęły wysoki poziom rozwoju za granicą. Szczególnie w Europie, kolebce pomp ciepła, ich rozwój jest stosunkowo zaawansowany. Przedstawmy klasyczne schematy techniczne systemów ogrzewania pompami ciepła w Niemczech i Szwecji i zobaczmy, jak działają ich systemy ogrzewania pompami ciepła.

Rysunek projektu ogrzewania pompą ciepła w Niemczech

Wieloźródłowa koordynacja energii słonecznej, pomp ciepła itp. z oddzielną wodą do kąpieli i wodą z pompy ciepła

Przegląd najważniejszych wydarzeń:

1. Konfiguracja wieloźródłowa: dostępna jest zarówno energia słoneczna, jak i pompy ciepła, a nawet awaryjne wspomaganie elektryczne.

2. Woda do celów solarnych i woda do ogrzewania są wymieniane poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie jest mieszana.

3. Woda do kąpieli i woda będąca nośnikiem ciepła również wymieniają się poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie może się mieszać.

4. Woda stanowiąca ośrodek grzewczy w każdym miejscu jest codziennie rozprowadzana przez małą pompę zamiast zastępowana dużą pompą.

5. Recyrkulacja ciepłej wody użytkowej jest niezbędna, aby uniknąć jej marnotrawstwa.

Na schemacie technicznym widać wiele zaworów, czujników, zbiorników wyrównawczych itp. Należy zauważyć, że jest to po prostu standardowy system ogrzewania domowego. Wielu konsumentów, dealerów, a nawet producentów pomp ciepła uważa go za zbędny. Wymagania dotyczące ogrzewania pompami ciepła w naszym kraju kładą nacisk na dobrą jakość i niską cenę, a oszczędności są poszukiwane wszędzie tam, gdzie to możliwe. To naprawdę odzwierciedla surowość Niemców.

Z powyższego schematu inżynierii ogrzewania pompą ciepła wynika, że w rzeczywistości każda niemiecka rodzina jest zbudowana zgodnie ze standardem stacji cieplnej. Taka może być również wizja rozwoju systemów domowych w przyszłości – domowa stacja energetyczna, połączona z domowymi danymi big data, analizuje zapotrzebowanie na chłodzenie, takie jak lodówki, dystrybutory wody, klimatyzatory i systemy uzdatniania powietrza, i przesyła tam ciepło; zapotrzebowanie na ciepło, takie jak ogrzewanie, suszenie, pranie i kąpiel, i przesyła tam ciepło, jednocześnie odzyskując ciepło chłodzenia do wykorzystania w trybie gotowości! To jednak bardzo ambitna wizja, z długą drogą do przebycia.

Rysunek projektu ogrzewania pompą ciepła w Szwecji

Układ przełączania pomp i zaworów trójdrożnych, oddzielne zasilanie wody kąpielowej i grzewczej

Przegląd najważniejszych wydarzeń:

1. Pompa ciepła jest głównym źródłem ciepła i jest wyposażona we wspomaganie elektryczne.

2. Zbiornik buforowy na wodę jest standardem, a wzór na jego rozmiar i pojemność jest bardzo przejrzysty.

3. Zawór trójdrożny służy do przełączania zapotrzebowania na ciepło do kąpieli i ogrzewania.

4. Woda kąpielowa i woda będąca nośnikiem ciepła wymieniane są poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie jest mieszana, jak w systemie niemieckim.

5. To rozwiązanie wykorzystuje jedną pompę wodną.

System dwupompowy, oddzielna woda do kąpieli i woda grzewcza

Przegląd najważniejszych wydarzeń:

1. Konfiguracja wieloźródłowa: dostępna jest zarówno energia słoneczna, jak i pompy ciepła, a nawet awaryjne wspomaganie elektryczne.

2. Woda do celów solarnych i woda do ogrzewania są wymieniane poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie jest mieszana.

3. Woda do kąpieli i woda będąca nośnikiem ciepła również wymieniają się poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie może się mieszać.

4. Woda stanowiąca ośrodek grzewczy w każdym miejscu jest codziennie rozprowadzana przez małą pompę zamiast zastępowana dużą pompą.

5. W tym rozwiązaniu do zaspokojenia zapotrzebowania na ciepłą wodę i ogrzewanie służą dwie pompy.

Pompa ciepła połączona z kotłem gazowym ściennym do ogrzewania grzejnikowego

Przegląd najważniejszych wydarzeń:

1. Pompa ciepła stanowi główne źródło ciepła i jest również wyposażona w montowany na ścianie kocioł gazowy lub dodatkowe ogrzewanie elektryczne.

2. Zawór trójdrożny służy do przełączania zapotrzebowania na ciepło do kąpieli i ogrzewania.

3. Wymiana wody w kąpielisku i wody będącej nośnikiem ciepła odbywa się poprzez wymianę ciepła typu woda-woda, przy czym woda nie jest mieszana, jak w systemie niemieckim.

4. To rozwiązanie wykorzystuje jedną pompę wodną.

5. Wszystkie grzejniki są zamontowane równolegle, aby zmniejszyć opór wody.

Z powyższych schematów ogrzewania pompą ciepła można podsumować dwa punkty:

1. Ogrzewanie za pomocą pomp ciepła jest bardzo rozwinięte w Europie. Ogrzewanie za pomocą pomp ciepła i grzejników jest również rozwinięte za granicą.

2. Niezależnie od tego, czy chodzi o rozwiązanie grzewcze z pompą ciepła w Niemczech czy w Szwecji, istnieją dostawy z wielu źródeł, a woda użytkowa i woda grzewcza są przetwarzane oddzielnie, bez mieszania wód.

Wielu Chińczyków uważa, że ciepła woda w kąpielisku powinna być cieplejsza, najlepiej 50-60°C. Jak wymiana ciepła woda-woda może osiągnąć tak wysoką temperaturę? W rzeczywistości, gdy Europejczycy stosują wymianę ciepła woda-woda, po pierwsze, aby zapewnić niezawodność systemu; po drugie, aby woda miała kontakt z ciałem; po trzecie, aby o ile rurociąg ma dobrą izolację i doskonałą recyrkulację ciepłej wody, wystarczająca jest temperatura wody w kąpielisku powyżej 45°C.

Ponadto, obciążenie instalacji pompy ciepła za granicą wynosi zasadniczo 40-60 W/m² (W/㎡), co jest po prostu nieosiągalne w Chinach. Głównym powodem jest słaba izolacja budynków w wielu miejscach w Chinach. Chociaż w ostatnich latach kraj podniósł standardy energooszczędności budynków, sytuacja izolacji domów na obszarach wiejskich, obrzeżach miast i wsi oraz w starych miastach nie uległa zmianie. Zwłaszcza dla odbiorców ogrzewania na południu, w oczach Niemców, jest to równoznaczne z brakiem izolacji!