Pompa di calore della sorgente d'acqua Introduzione, dimensionamento, guida dei costi di corsa

Cos'è la pompa di calore della fonte d'acqua?

Una pompa di calore della fonte d'acqua (WSHP) è un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) che utilizza l'acqua come fonte di calore o radiatore per fornire riscaldamento, raffreddamento e acqua calda a un edificio. Funziona allo stesso modo di altre pompe di calore, ma utilizza acqua (da laghi, fiumi, pozzi o altri corpi idrici) anziché aria o terra come mezzo per lo scambio di calore.

Come funziona:

Processo di trasferimento del calore:

In modalità di riscaldamento, una pompa di calore estrae il calore da una fonte d'acqua (anche se l'acqua è relativamente fredda) e la consegna in casa a riscaldare l'edificio.

In modalità di raffreddamento, la pompa di calore trasferisce il calore dell'edificio alla fonte d'acqua, raffreddando efficacemente lo spazio interno.

Componenti chiave:

Evaporatore bobine: assorbire il calore da una fonte d'acqua durante il riscaldamento o il rilascio del calore nell'acqua durante il raffreddamento.

Compressore: aumenta la temperatura del refrigerante comprimendo il refrigerante.

Bobine del condensatore: rilasciare calore nell'edificio (modalità di riscaldamento) o nella fonte d'acqua (modalità di raffreddamento).

Valvola di espansione: regola il flusso del refrigerante e riduce la pressione del refrigerante.

Fonte d'acqua:

L'acqua utilizzata può provenire da diverse fonti, come:

Acqua sotterranee: pozzi o falde acquifere.

Acqua di superficie: laghi, fiumi o stagni.

Sistema a circuito chiuso: un sistema di ricircolo in cui viene utilizzata l'acqua ripetutamente.

Vantaggi della pompa di calore della fonte d'acqua:

Alta efficienza: l'acqua ha un'alta capacità termica, rendendo le pompe di calore della fonte d'acqua più efficienti delle pompe di calore della fonte d'aria, specialmente nei climi estremi.

Eclimalmente: rispetto ai tradizionali sistemi HVAC, utilizzano energia rinnovabile da fonti idriche, riducendo le emissioni di gas serra.

Versatilità: riscaldamento e raffreddamento, nonché acqua calda.

Prestazioni costanti: la temperatura dell'acqua è più stabile della temperatura dell'aria, garantendo un funzionamento affidabile durante tutto l'anno.

Spazio: i sistemi centralizzati, spesso utilizzati in grandi edifici, riducono la necessità di vaste condotte.

Programma applicativo:

Edifici commerciali: uffici, hotel e ospedali.

Costruzione residenziale: in particolare un'area con accesso alle acque di terra o superficiale.

Equipaggiamento industriale: utilizzato per il riscaldamento o il raffreddamento di processo.

Sistemi di riscaldamento e raffreddamento distrettuale: sistemi di grandi dimensioni che servono più edifici.

Sfida:

Disponibilità dell'acqua: è richiesto l'accesso a una fonte d'acqua adatta.

Costo dell'installazione: la configurazione iniziale può essere costosa, soprattutto per i sistemi a circuito chiuso.

Manutenzione: è necessaria una manutenzione regolare per prevenire problemi come il ridimensionamento o la corrosione del ciclo dell'acqua.

Una pompa di calore della fonte d'acqua è una soluzione HVAC a efficienza energetica e rispettosa dell'ambiente che utilizza l'acqua come mezzo di scambio di calore, rendendola ideale per le applicazioni di riscaldamento e raffreddamento in una varietà di ambienti.

Come dimensionare una pompa di calore idonea adatta?

1. Determinare il carico di riscaldamento e raffreddamento

Calcola il carico dell'edificio:

Utilizzare il manuale J (metodo standard per la costruzione residenziale) o software equivalente per edifici commerciali per calcolare il carico termico e freddo.

Fattori da considerare:

Le dimensioni e il layout dell'edificio.

Livello di isolamento.

Tipo di finestra e orientamento.

Occupazione e guadagno di calore interno (ad esempio, illuminazione, elettrodomestici).

Clima e temperature esterne estreme.

Carico di picco:

Determinare il carico di calore di picco e il carico di raffreddamento (in BTU o KW) per garantire che il sistema possa gestire la più alta domanda.

2. Valutare la fonte d'acqua

Temperatura dell'acqua:

Misurare la temperatura delle fonti d'acqua come laghi, fiumi, pozzi o sistemi a circuito chiuso.

La temperatura influisce sull'efficienza e sulla capacità delle pompe di calore:

L'acqua calda può migliorare l'efficienza del riscaldamento.

L'acqua di raffreddamento può migliorare l'efficienza di raffreddamento.

Volume del traffico:

Determinare la portata dell'acqua richiesta (galloni al minuto, gpm) per soddisfare i requisiti di scambio di calore.

Usa la formula:

La differenza di temperatura è il cambiamento di temperatura dell'acqua in quanto passa attraverso una pompa di calore.

Qualità dell'acqua:

Verificare che i contaminanti, il ridimensionamento o il potenziale di corrosione possano influire sulle prestazioni del sistema e sulla durata di servizio.

3. Selezionare 'Capacità della pompa di calore '

Requisiti di carico corrispondenti:

La capacità della pompa di calore (in BTU o tonnellate) è selezionata per soddisfare o superare leggermente i carichi di riscaldamento e raffreddamento calcolati.

Troppo grande porta a inefficienze e cicli abbreviati, mentre troppo piccolo non riesce a soddisfare la domanda.

Prendi in considerazione le prestazioni di carico parziale:

Le moderne pompe di calore della fonte d'acqua di solito hanno compressori a velocità variabile o design modulari per gestire in modo efficiente parte del carico.

4. Progetta sistema di riciclaggio dell'acqua

Loop Open Aop vs Closed Loop:

Apri anello: utilizzare l'acqua direttamente da una fonte d'acqua (ad es. Un lago) e scaricarla dopo l'uso. È richiesta una fonte d'acqua di alta qualità e può richiedere la filtrazione.

Loop chiuso: acqua circolante attraverso un sistema di condutture sepolto o sepolto. Il campo Loop deve essere adeguatamente dimensionato.

Dimensione del tubo e selezione della pompa:

Assicurarsi che i tubi e le pompe possano gestire il flusso richiesto con una caduta di pressione minima.

Dimensione dello scambiatore di calore:

Lo scambiatore di calore deve essere dimensionato per gestire il trasferimento di calore tra la fonte d'acqua e il refrigerante.

5. contabilità dell'efficienza del sistema

Coefficiente di performance (COP):

Controllare le modalità di riscaldamento e raffreddamento del poliziotto. Maggiore è il valore della COP, maggiore è l'efficienza.

Rapporto di efficienza energetica (EER):

Per il raffreddamento, un Eer più elevato significa prestazioni migliori.

Valore di carico delle parti integrate (IPLV):

La valutazione dell'efficienza in condizioni di carico parziale è importante per il funzionamento effettivo.

6. Prendi in considerazione il partizionamento e la distribuzione

Partizione:

Dividi l'edificio in aree con esigenze di riscaldamento e raffreddamento simili.

Utilizzare più pompe di calore più piccole o sistemi centralizzati con sistemi di tubazioni per servire diverse aree.

Sistema di tubazioni e distribuzione dell'aria:

Assicurarsi che il sistema di tubazioni sia adeguatamente dimensionato e isolato per ridurre al minimo la perdita di energia.

7. Controlla le informazioni del produttore

Utilizzare i dati sulle prestazioni forniti dal produttore della pompa di calore per abbinare la capacità e l'efficienza del sistema alle condizioni calcolate di carico e fonte d'acqua.

8. Lavora con i professionisti

Assumi un ingegnere o un appaltatore HVAC con esperienza nei sistemi di pompe di calore della fonte d'acqua:

Verificare il calcolo.

Garantire la conformità con le leggi e i regolamenti locali.

Ottimizza il design per la tua applicazione specifica.

Esempio di calcolo:

Carico dell'edificio: 60.000 BTU/HR (riscaldamento), 48.000 BTU/HR (raffreddamento).

Temperatura dell'acqua: 50 ° F (riscaldamento) e 70 ° F (raffreddamento).

Volume del traffico:

Portata (GPM)

Selezione della pompa di calore: capacità di riscaldamento di almeno 60.000 BTU/ora, capacità di raffreddamento di almeno 48.000 BTU/ora, COP 4.0 o superiore.

Seguendo questi passaggi, è possibile determinare le dimensioni del sistema della pompa di calore della fonte d'acqua per soddisfare le esigenze dell'edificio massimizzando l'efficienza e le prestazioni.

Quanta costo di corsa della pompa di calore della sorgente d'aria?

I costi operativi delle pompe di calore della fonte d'acqua sono influenzati da una varietà di fattori, tra cui l'efficienza delle apparecchiature, i prezzi dell'energia, il tempo di utilizzo e il clima regionale. Pertanto, è difficile fornire una cifra accurata sui costi operativi. I costi operativi della pompa di calore della fonte d'acqua includono principalmente i seguenti aspetti: Elettricità: la pompa di calore della fonte d'acqua deve consumare elettricità per funzionare, quindi l'elettricità è uno dei suoi principali costi operativi. Cariche idriche: le pompe di calore della fonte d'acqua devono utilizzare l'acqua per lo scambio di calore, quindi le spese idriche sono anche uno dei loro costi operativi. Costi di manutenzione: le pompe di calore della fonte d'acqua richiedono manutenzione e manutenzione regolari per garantire il loro normale funzionamento, quindi i costi di manutenzione sono anche uno dei loro costi operativi. In generale, i costi operativi delle pompe di calore della fonte d'acqua variano in base alla regione, alle attrezzature, all'utilizzo e ad altri fattori. Se si desidera conoscere costi operativi più accurati, si consiglia di consultare un fornitore o un ingegnere della pompa di calore della fonte d'acqua professionale.

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