Chłodzenie pasywne z pompy ciepła

Chłodzenie pasywne i regeneracja dolnego źródła w układach pomp ciepła.

W układach pomp ciepła coraz częściej stosuje się układy chłodzenia pasywnego w okresie letnim.
Temperatury zasilania z gruntu w przypadku pionowych wymienników ciepła (sond głębinowych) wahają się od 6-8ºC w okresach od kwietnia do czerwca do około 9-10ºC w końcu sezonu chłodniczego.
Przy pracy w układach separowanych wymiennikami ciepła (np. dodatkowy wymiennik płytowy) temperatury te są o około 2K wyższe.
W instalacjach gdzie niezbędne jest zachowanie stałej temperatury zasilania w całym okresie chłodniczym możliwe jest zastosowanie tzw. aktywnych układów chłodzenia, które proponuje np. firma AlphaInnotec. Podczas wzmożonego zapotrzebowania na energię chłodniczą oprócz chłodu pasywnego (z dolnego źródła) w odpowiednim momencie uruchamiane są pompy ciepła dostarczając dodatkowy chłód do układu utrzymując w ten sposób odpowiedni parametr chłodniczy.
Większość układów chłodzenia pasywnego oparte jest jednak na typowych układach (bez układu aktywnego – pompy ciepła). W tym przypadku koszty eksploatacyjne są bardzo niskie gdyż do wytworzenia chłodu potrzeba jedynie energię elektryczną do napędu pomp obiegowych. W momencie pracy układu chłodu pasywnego odbywa się równocześnie proces regeneracji dolnego źródła (odbieramy chłód z gruntu dostarczając tam ciepło zgromadzone w domu).
Podczas produkcji c.w.u. latem następuje dodatkowe dostarczanie chłodu z pracującego układu chłodniczego pompy ciepła (w tym momencie mamy aktywny układ chłodzenia), co powoduje chwilową poprawę parametrów dla instalacji chłodu.
Układy pasywnego chłodzenia doskonale sprawdzają się również gdy w naszej instalacji planujemy np. basen. W momencie ogrzewania wody basenowej lub c.w.u. obniżamy temperaturę medium dolnego źródła (roztworu glikolu lub roztworu spirytusu technicznego) czyli poprawiamy parametry pracy układu chłodzenia.
W pełni i najlepiej wykorzystany układ chłodzenia pasywnego to układ oparty na klimakonwektorach (kasetonowe, naścienne, kanałowe) oraz układ wentylacji mechanicznej (rekuperacji) wyposażony w chłodnicę kanałową. Chłodzenie pasywne można realizować za pomocą:

Chłodzenie / Ogrzewanie podłogowe

Ogrzewanie podłogowe może służyć zarówno do ogrzewania jak i chłodzenia budynku i pomieszczeń. Włączenie hydrauliczne ogrzewania podłogowego w obieg solanki następuje za pomocą chłodzącego wymiennika ciepła. Aby dopasować zapotrzebowanie chłodnicze pomieszczeń do temperatury zewnętrznej konieczny jest mieszacz. Podobnie jak w przypadku krzywej grzewczej, wydajność chłodnicza może zostać dokładnie dopasowana do zapotrzebowania przy zastosowaniu krzywej chłodzenia za pomocą mieszacza w obiegu chłodniczym sterowanego regulatorem pomp ciepła.
Wydajność chłodnicza podłóg zależna jest od rodzaju wykończenia i rozstawu rur.
Płytki ceramiczne: Rozstaw 75mm - 46W/m2, 300mm - 25W/m2
Dywan: Rozstaw 75mm - 32W/m2, 300mm - 20Wm2
W celu zapewnienia przyjemnej temperatury pomieszczenia i uniknięcia tworzenia się rosy należy przestrzegać wartości granicznych odnośnie temperatury powierzchniowej. Nie należy przekraczać temperatury powierzchniowej ogrzewania podłogowego w eksploatacji chłodniczej wynoszącej 20 °C.
W celu uniknięcia tworzenia się kondensatu na powierzchni ogrzewania podłogowego na zasilaniu ogrzewania podłogowego można wbudować czujnik wilgotnościowy (czujnik punktu rosy). Dzięki temu można zapobiec tworzeniu się kondensatu.
Chłodzenie poprzez ogrzewanie podłogowe wymaga separacji układu grzewczego (wodny) od układu źródła (z reguły glikolowy) za pomocą płytowego wymiennika ciepła z dodatkową pompą obiegową. Wymagane jest utrzymywanie temperatury zasilania poniżej punktu rosy. Ten typ chłodzenia nie jest w stanie zapewnić temperatur komfortu w ciepłe letnie dni, a jedynie poprawia go w niewielkim stopniu. Dodatkowym aspektem może być poczucie dyskomfortu z racji zimnych podłóg.

Chłodnica na kanale nawiewnym do centrali wentylacyjnej lub rekuperatora.

Chłodnica może pracować w układzie bezpośredniego zasilania ze źródła (gruntu) lub w układzie odseparowanym poprzez wymienniki płytowe.
W małych instalacjach (domy jednorodzinne) wyposażonych w centrale rekuperacyjne można stosować układ zasilania bezpośredniego. Ze względu na niskie stopnie sprężania central rekuperacyjnych należy stosować chłodnice wodną/glikolową o niskich oporach przepływu powietrza. Na podstawie ilości zrealizowanych instalacji w oparciu o taki układ udowodniło, że rozwiązanie to daje doskonały efekt obniżenia temperatury w pomieszczeniach. Układ chłodu sterowany jest zaworem mieszającym trójdrogowym z siłownikiem 0-10V z rekuperatora (np. rekuperatory z nowej serii z silnikami energooszczędnymi EC firmy Systemair).

Chłodnica kanałowa instalowana na kanale nawiewnym	zawór trójdrogowy	siłownik do zaworu trójdrogowego	Rekuperator VR 700 DCV	Sterownik CD obsługujący układ chłodzenia

Klimakonwektory

Klimakonwektory są najpewniejszym rozwiązaniem utrzymania odpowiedniej temperatury w okresie letnim pod warunkiem prawidłowego ich doboru pod kątem wydajności. Kluczową wartością przy doborze klimakonwektorów jest temperatura zasilania i powrotu ( z reguły 4K poniżej zasilania). Przy układach pracujących wyłącznie w układzie chłodzenia pasywnego temperatura doboru wynosi 10ºC-12ºC. W układach wspomaganych pompami ciepła temperaturę doboru można przyjąć na poziomie 8ºC. Należy zwrócić uwagę, na którym biegu wentylatora jest dokonywany dobór. W budynkach mieszkalnych jak i wszędzie tam gdzie poziom szumu musi być zachowany na niskim poziomie należy wykluczyć możliwość pracy urządzenia na najwyższym biegu. Bieg ten używany jest zwykle tylko do chwilowego szybkiego obniżenia temperatury w pomieszczeniu.