Mažaenergiame pastate veikiančio gruntinio šilumos siurblio sistemos parametrų įtakos efektyvumui analizė

Abstract

Pastatuose šilumos šaltiniu pasirenkant šilumos siurblio sistemą remiamasi standartuose nurodytais arba praktiniais sistemos komponentų intervalais, tačiau nėra aiški verčių, iš nurodytų intervalų, įtaka sistemos veikimo efektyvumui. Darbe nagrinėjama bivalentė gruntinio šilumos siurblio sistema mažaenergiame pastate. Sudaryta skaičiuojamoji schema TRNSYS programoje. Įvertinta bivalentės temperatūros, gruntinio šilumokaičio gręžinių kiekio (ilgio) ir akumuliacinės talpos tūrio įtaka veikimo efektyvumui, apskaičiuotas sistemos sezoninio energinio efektyvumo rodiklis. Parenkant aukštesnę bivalentę temperatūrą, sumažėja gruntiniu šilumos siurbliu padengiama šilumos poreikio dalis ir temperatūrų skirtumas, rodiklis didėja. Didėjant gręžinių ilgiui, padidėja paviršiaus, kuriuo perduodama šiluma, plotas, rodiklis didėja. Didėjant akumuliacinės talpos tūriui, didėja tūris, kurį reikia pašildyti, rodiklis mažėja. Keičiant bivalentę temperatūrą skirtingais mėnesiais rodiklis sumažėjo iki 3 % ir padidėjo iki 9 %, keičiant gręžinių kiekį – sumažėjo iki 15 % ir padidėjo iki 17 %, keičiant akumuliacinės talpos tūrį – padidėjo iki 0,6 % ir sumažėjo iki 0,2 %, lyginant su pradiniu variantu. Parenkant bivalentę temperatūrą svarbu atsižvelgti į žemesnių, nei numatyta bivalanetė, temperatūrų trukmę, nuo to priklauso gruntiniu šilumos siurbliu padengiama šilumos poreikio dalis ir veikimo efektyvumas. Parenkant gręžinių ilgį, reikia tiksliai įvertinti pasirinkto ilgio vertę, kadangi skirtingais atvejais, iš standarte pateikiamo intervalo parinkus skirtingas vertes, gaunamų rezultatų pokytis yra žymus. Parenkant akumuliacinės talpos tūrį galima remtis numatytu praktiniu intervalu per daug nenukrypstant nuo siekiamo tikslo, kadangi skirtingais atvejais, iš numatyto intervalo parinkus skirtingas vertes, gaunami panašūs rezultatai.

When heat pump system is selected as a heat source for low energy building, the components design is based on intervals of the values from norms, however the impact of different values from the intervals for operation efficiency of the system is not clear. In this paper bivalent ground source heat pump operating in low energy building has been analysed. Calculation scheme has been made in TRNSYS program. The impact of bivalent temperature, amount (length) of ground source heat exchanger boreholes and volume of buffer tank for operating efficiency has been evaluated, seasonal performance factor has been calculated. When the higher bivalent temperature is chosen, the fraction of heat demand covered by ground source heat pump and the temperature difference decreases, the factor increases. When the length of boreholes increases, the heat transfer surface area increases, the factor increases too. When the volume of buffer tank increases, the volume to be heated increases, the factor decreases. The factor of different months decreased up to 3 % and increased up to 9 % when the bivalent temperature has been changed, the factor decreased up to 15 % and increased up to 17 % when the length has been changed, the factor increased up to 0,6 % and decreased up to 0,2 % when the volume has been changed comparing with initial value. The bivalent temperature should be chosen according to duration of lower than bivalent temperatures, because it influences the fraction of heat demand covered by ground source heat pump and operation efficiency. The chosen length of boreholes should be evaluated precisely because the results were different in each case when different values from the interval from norm have been chosen. Provided practical interval could be trusted selecting the volume of buffer tank to achieve the intention, because the results were similar in each case when different values from practical interval has been chosen.