MODULUL 3. Proiectarea și integrarea sistemului

Modulele anterioare s-au concentrat pe funcționarea internă a pompelor de căldură: ciclul lor termodinamic și componentele cheie. În acest modul, perspectiva se schimbă. Pompa de căldură nu este tratată ca o mașină izolată, ci ca un echipament care trebuie integrat în sistemul HVAC al unei clădiri. Scopul este de a înțelege cum se comportă unitatea odată ce este conectată la emițătoare, sisteme de stocare, comenzi și alte surse de energie.

Începem prin a examina performanța pompelor de căldură în condiții reale de funcționare și constrângerile care le guvernează comportamentul ( Lecția 14 ). Aceasta include impactul temperaturii exterioare, al temperaturii de alimentare, al funcționării la sarcină parțială, al ciclurilor de dezghețare și al anvelopei de funcționare definite de producător. Aceste aspecte sunt legate de indicatorii de performanță instantanee și sezonieri, care sunt esențiali pentru dimensionarea corectă și pentru anticiparea modului în care pompa de căldură va funcționa pe parcursul sezonurilor de încălzire și răcire.

Modulul se îndreaptă apoi către sistemele pe care pompa de căldură trebuie să le deservească: climatizarea spațiului ( Lecția 15 ) și apa caldă menajeră ( Lecția 16 ). Analizăm emițătorii tipici utilizați cu pompele de căldură (radiatoare, încălzire prin pardoseală, ventiloconvectoare și unități similare) și modul în care cerințele lor de temperatură sunt foarte importante atunci când se utilizează pompe de căldură. Pentru apa caldă menajeră, trecem în revistă schemele de amenajare, conceptele de stocare, regulile de dimensionare și constrângerile operaționale, cum ar fi stratificarea și controlul Legionella.

Deoarece pompele de căldură hidronice sunt cea mai comună tehnologie în proiectele de înlocuire a cazanelor, se acordă o atenție deosebită sistemelor pe bază de apă. În Lecția 17 studiem componentele hidraulice care trebuie adăugate sau adaptate pentru a asigura funcționarea corectă: rezervoare tampon, pompe de distribuție, supape de bypass, separatoare hidraulice, supape de deviere, protecție antigel și alte elemente care stabilizează debitul, temperatura și presiunea sistemului. Pe baza acestui lucru, Lecția 18 prezintă scheme tipice care combină pompele de căldură, emițătoarele, rezervoarele de stocare și sistemele auxiliare în instalații rezidențiale și comerciale mici practice.

Odată ce schemele de bază sunt înțelese, accentul se mută pe proiectare și control. Lecția 19 introduce estimarea sarcinii de încălzire și răcire, definește cererea de vârf și sezonieră și arată cum acestea se leagă de dimensionarea pompei de căldură în diferite condiții de clădire. Apoi, în Lecția 20 trecem în revistă strategiile de control care conectează puterea pompei de căldură cu cererea clădirii, inclusiv controlul compensat în funcție de vreme, programele orare, termostatele inteligente, amplasarea senzorilor și principalele secvențe de control pentru reglarea temperaturii și a debitului.

În cele din urmă, modulul abordează integrarea cu alte surse regenerabile ( Lecția 21 ). Examinăm modul în care pompele de căldură interacționează cu sistemele fotovoltaice și solare termice, modul în care surplusul de energie electrică fotovoltaică poate fi utilizat pentru a susține funcționarea și modul în care sistemele combinate împart producția de apă caldă menajeră. Modulul se încheie cu o introducere în sistemele de pompe de căldură geotermale ( Lecția 22 ), principalele tipuri de colectoare ale acestora, aspectele legate de instalare și problemele operaționale care afectează performanța pe termen lung.

Împreună, aceste subiecte oferă o imagine completă a modului în care pompele de căldură sunt proiectate, integrate și operate în cadrul sistemelor reale ale clădirilor.