地中熱利用ヒートポンプとは?

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この質問は、直接というより間接的によく聞かれるものです。

この答えは通常、従来の(おそらく既存の)空調ユニットやチラーを地中熱交換器に接続できるかという質問に対して提供されています。

これは単純な「いいえ」の答えですが、私たちは比較的技術的な自由な説明を提供したいと思います。

ヒート ポンプ

ヒート ポンプ自体からはじめましょう。 ヒートポンプは、単にある場所から別の場所に熱を転送するポンプです。 ほとんどの場合、これは蒸気圧縮冷凍サイクルを介して達成される。 ほとんどの人にとって最も身近な例は家庭用冷蔵庫であり、それは次のように動作します:

  • あなたは冷蔵庫にあなたの約室温食料品(牛乳、野菜など)を置き、ドアを閉める。
  • 追加の熱は感知され、冷蔵庫の背面と空気中にあなたの食料品から “黒いメッシュ”(ほとんどの古いユニットに表示)にそれを移すことによってleanatonサイクルを使用して除去されています。 このため、冷蔵庫の後部が熱くなり、その熱が逃げやすい密閉型の冷蔵庫は効率が悪くなるのです。
  • コンプレッサーと冷凍システムは、あらかじめ決められた温度設定値(通常は約 4℃)に達するまで、熱を取り除くために働き続けます。

これは非常にローテクな例ですが、ヒートポンプの基本的な機能を理解する一助になれば幸いです。 (注: より詳細な技術的説明はこちらをご覧ください)。

ヒート ポンプとエアコン

ヒート ポンプは、熱の移動が必要な場所で使用することができます。 熱は常に熱いところから冷たいところへ移動することに注目。 そのため、一般的な理解に反して、家庭の空調は、実際にはそこから熱を除去し、それに寒さをポンピングしないことを意味します。

空調部門では、ヒートポンプの最も一般的なタイプは、次のように定義されています:

  • 空気源ヒートポンプ。
  • 水熱源ヒートポンプ: 外気を熱源またはヒートシンクとして使用します。
  • 水熱源ヒートポンプ:熱源またはヒートシンクとして水を使用し、商業用アプリケーションでより一般的です。 水温は通常、ボイラー(加熱)または冷却塔(冷却)により、定義された温度制限内に収まるように制御されます。 これは通常15~35℃の範囲であるが、一部は各方向にもう少し広がることもある。

地熱源ヒートポンプの定義は、おそらく岩や土を汲み上げるヒートポンプを想像するのは難しいので、ここでもう少し説明が必要です!

  • 地熱源ヒートポンプ:熱源または熱吸収として地面を使用。 それは地上の源のヒート ポンプが水源のヒート ポンプの単に展開であるこの要素にあります。 地上の源のヒート ポンプが熱源か脱熱器として地上の熱交換器を通してポンプでくまれる水を使用するところ。

    この進化は geoexchange システムの初期の日に起こりました。 システム設計者はすぐに地上の熱交換器に水源ヒートポンプを接続することが水源ヒートポンプの動作限界を超えた閉ループシステム内の水温で起因したことに気づいた。

    例えば、加熱モードで地面から熱を抽出すると、閉ループ地上の熱交換器内の水温を減少させる。 それは閉じたループシステムであるので、水温はそれがヒートポンプの作り付けの安全遮断点に達するまで減り続ける。 水熱源ヒートポンプはそれに最低の入る水温(EWT)を維持するためにボイラー(または類似)を持っています、地面熱交換器と存在しない何か。

    それはかなり大きい地面熱交換器を取付けるより熱ポンプの EWT 範囲を変更することははるかに費用効果があります-従って地面源の熱ポンプは生まれました!

    だから概要では、地面源の熱ポンプは単に「延長範囲」の水源ヒートポンプです。 地上の源のヒートポンプの典型的な EWT の範囲は 45C に -5C であり、従ってかなり小さい地上の熱交換器は接続することができます:

    地上の源のヒート ポンプは次の通り 2 主要なタイプ入って来ます:

    • 水への空気地上の源のヒート ポンプ。 暖房モードでは、建物内の空気に地上の熱交換器内の水からの熱を転送します。 住宅の文脈では、これは導かれた逆サイクル エアコンに類似しています; または
    • 水対水地上の源のヒート ポンプ。 暖房モードでは、建物内の水に地上の熱交換器内の水から熱を転送します。 住宅の文脈では、これは床暖房、ラジエーターまたはプールのためのあなたの水熱システムです。

    すべての地上の源のヒート ポンプは冷たい空気および冷水の両方がまた上記の例で作り出すことができるようにリバーシブルです。 また hydronic heating.

    のためのダクト システムそして熱湯のための熱い/冷気両方を作り出すことができる組合せの単位を開発したある製造業者があります。

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