Теплові насоси + поверхневі системи нагріву/охолодження = оптимальне рішення

З кожним роком збільшується частка об’єктів, які використовують теплові насоси для забезпечення оптимального мікроклімату всередині приміщень.

І ключовим фактором досягнення максимальної ефективності таких проектів є поєднання технології теплових насосів з низькотемпературною системою опалення/охолодження. В першу чергу це використання систем поверхневого нагріву/охолодження: підлогове опалення, теплі/холодні стіни та стельові панелі. Це дуже важливий момент, який обов’язково потрібно враховувати при проектуванні систем на основі теплових насосів. Адже зменшення на 1°C температури теплоносія призводить до збільшення СОР (коефіцієнту перетворення) на 2,5%.

Так підлогове опалення є майже еталонним типом нагріву і максимально наближене до ідеального для людини розподілу температур. Завдяки тому, що в такій системі основну частку тепла людина отримує за рахунок випромінювання, стає можливим досягати комфортного перебування при нижчих температурах. Дослідження показують що температура комфорту при підлоговому опаленні може бути на 2°C нижчою ніж у випадку систем з радіаторним опаленням. При цьому зниження кімнатної температури на 1°C призводить до зменшення споживання енергії на 6%.

Системи поверхневого охолодження також мають ряд суттєвих переваг в порівнянні з конвекійними установками. При традиційній системі холодне повітря змінює тільки температуру в приміщенні. Повітряна система не впливає на температуру поверхні і після вимкнення охолодження — поверхні продовжують випромінювати тепло. Якщо повітря системи кондиціонування має низьку температуру, його відносна вологість також буде низькою , що призведе до сухого та холодного повітря , яке викликатиме сухість в слизовій оболонці. При цьому значні конвекційні потоки створюють дискомфорт.

При повехневому охолодженні низька температура поверхонь дає змогу тілу здійснювати теплообмін за допомогою випромінювання, тим самим зменшуючи теплообмін за допомогою випаровування. При різниці температури між поверхнями та тілом людини в 8°C досягається оптимальний теплообмін. Повітря при контакті з холодними поверхнями охолоджується і створюється слабкий конвекційний рух повітря, який не викликає дискомфорту.

Одним з самих високоефективних рішень в сучасному будівництві є застосування спільно з тепловими насосами системи TABS (Термоактивні будівельні конструкції). TABS передбачає перетворення будівельної конструкції в систему тепло- / холодо забезпечення, тобто безпосередньо сама будівля виступає тепловим акумулятором. Для цього на стадії будівництва в бетонних перекриттях об’єкту (за потреби і стінах) закладаються поліетиленові труби, які і використовуються для нагріву та охолодження будинку. В таких проектах основне завдання інженерного оснащення забезпечити оптимальну температуру будівельної конструкції.

Системи TABS характеризується в зимовий період низькою потребою в тепловій енергії, а влітку незначними витратами на охолодження, але разом з тим відповідають всім вимогам, що пред’являються до забезпечення максимального комфорту.

Багато досліджень прогнозують подальше збільшення попиту на енергію для охолодження будівель в країнах Європи. Всі новозбудовані офіси і адміністративні будівлі оснащуються системами кондиціонування, а також очікується значний об’єм модернізації вже існуючих будівель. Тенденція зростання жарких періодів протягом літа призведе до збільшення витрат енергії на системи охолодження / кондиціонування повітря, які повинні забезпечити користувачам комфортний клімат в приміщенні. Термоактивні будівельні конструкції можуть одночасно використовуватись для обігріву та охолодження об’єктів і, таким чином, стати ефективною альтернативою як традиційним систем опалення та охолодження, так і повітряним установкам.

Надзвичайно ефективним є поєднання системи TABS з геотермальними тепловими насосами. В цьому випадку стає можливим застосування системи пасивного охолодження. Завдяки геотермальному полю ( грунтові зонди , енергетичні палі ), для роботи системи охолодження напряму використовується температура грунту (8-10 °C).

В даному випадку експлуатаційні витрати складаються лише з електроенергії, необхідної для роботи циркуляційних насосів. Завдяки систамам TABS витрати на охолодження будівель зменшуються на 90% в порівнянні з традиційними конвекційними системами. Щороку з’являються сотні нових проектів, в яких енергія Землі використовується для забезпечення мікроклімату об’єкту. Наш партнер — компанія Waterkotte, як лідер ринку теплових насосів , також постійно приймає участь в подібних проектах.

Один з таких реалізованих об’єктів це будівля Міністерства міського розвитку та навколишнього середовища в місті Гамбург / Німеччина. Загальна площа будівель — 60,089 м2. Зведений адміністративний комплекс став зразком енергоефективності та стійкого екологічного розвитку. В липні 2014 року будівля отримала золотий сертифікат Німецької Ради Сталого Будівництва (DGNB). Об’єкт характеризується низьким споживанням первинної енергії в рік — близько 60 кВт-год/м2, що було досягнуто завдяки дуже компактній структурі, відмінній теплоізоляції та системі сонцезахисту з оптимальною прозорістю фасаду. Теплопостачання будівлі відбувається за рахунок використання 1600 енергетичних паль в поєднанні з тепловими насосами Waterkotte та резервним догрівом від місцевої ТЕЦ. Котельня обладнана 2-ма тепловими насосами розсіл-вода DS6500 / Waterkotte , загальною потужністю 650 кВт.

Система опалення/охолодження об’єкту заснована на використанні Термоактивних будівельних конструкцій (TABS). Комбінована концепція вентиляції з можливістю нічного охолодження за допомогою вентиляційних заслінок на фасаді, нагрівання і охолодження з використанням термічно активних стель та ефективна рекуперація тепла системи вентиляції забезпечують максимальну комфортність в приміщенні з мінімальними енергетичними затратами.

Сьогодні компанія Сахара також готова запропонувати інженерні рішення на основі технології теплових насосів та системи TABS. Використовуючи власний потенціал та можливості, поєднуючи їх з досвідом компанії Waterkotte, ми можемо запропонувати ефективну, енергоощадливу та надійну систему тепло- та холодопостачання.

За матеріалами: https://caxapa.ua