تاسیسات نوین | دوره آموزش و طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان شامل نرم افزار تاسیسات، کتابهای تاسیسات و مقالات آموزشی 
در این مقاله به ادامه مبحث سیستم های زمین گرمایی شامل راندمان سیستم، آنالیز انرژی، نرم افزار و نحوه طراحی و موارد دیگر پرداخته شده است.
راندمان در سیستم های زمین گرمایی
بصورت نمونه، به ازای هر کیلووات انرژی برق استفاده شده برای کارکرد هیت پمپ زمین گرمایی، 3 کیلووات انرژی از زمین گرفته می شود (رایگان). به عبارتی به ازای هر 1 دلاربرق مصرفی در این سیستم ، 3 دلار صرفه جویی در مصرف داریم.
با توجه به اینکه هیت پمپ ها، بخشی از انرژی را بصورت رایگان از زمین دریافت می کنند، میتوانند انرژی بیشتری نسبت به آنچه مصرف می کنند، را تولید کنند. راندمان گرمایش بین 30 تا 70 درصد و راندمان سرمایش بین 20 تا 50 درصد نسبت به سیستمهای دیگر مخصوصا با سوختهای فسیلی و انرژی برقی تخمین زده می شود.
در سیستم های زمین گرمایی، برای نشان دادن راندمان از COP برای حالت گرمایش و از EER یا SEER برای حالت سرمایش استفاده می شود. هیت پمپهای زمین گرمایی دارای COP بالای 1 هستند، به این دلیل که انرژی که دستگاه از زمین دریافت می کند خیلی بیشتر از انرژی برقی است که برای راه اندازی کمپرسور خود لازم دارد. بطور نمونه هیت پمپ ها دارای اعداد COP بین 2 تا 4 هستند.
جدول زیر مقایسه بین این اعداد را در لوپ بسته و لوپ باز در سیستم های زمین گرمایی نشان می دهد
یک تفاوت اصلی بین راندمان هیت پمپ های آبی با زمین گرمایی در رنج درجه حرارت آب ورودی می باشد. معمولا هیت پمپهای آبی در رنج درجه حرارت 60 تا 90 درجه فارنهایت کار می کنند اما هیت پمپ زمین گرمایی می تواند در حالت گرمایش، از دماهای پایین تر خاک مانند 35 درجه فارنهایت نیز استفاده کند. بهمین دلیل عددEER در هیت پمپهای آبی تا 22 و در زمین گرمایی تا 36 میرسد. همچنین در جدول زیر، تفاوت بین سه سیستم هیت پمپ آبی، هیت پمپ زمین گرمایی لوپ بسته و لوپ باز در فول لود و میان باری دیده می شود.
نکته: هر چه اختلاف دمای آب ورودی و گرمای منتقل شده از دستگاه بیشتر باشد، ضریب COP نیز افزایش پیدا خواهد کرد. به همین دلیل در مناطق سردسیر مانند آلاسکا و یا بخش هایی از کانادا، ضریب COP گرمایش به حدود 2 تا 3 افت می کند.
هزنیه در سیستم های زمین گرمایی
معمولا هزینه هیت پمپهای زمین گرمایی بدون در نظر گرفتن چاه ها و لوله های خارج از پروژه، چیزی حدود 2000 تا 2500 دلار به ازای هر تن سرمایشی است. این مبلغ به حدود 4000 تا 4500 دلار به ازای هر تن سرمایشی با تمام تجهیزات می تواند افزایش پیدا کند. برای مثال برای یک خانه مسکونی با مساحت 200 متر مربع در آمریکا و نیاز به 11 کیلووات انرژی گرمایی، سیستم هیت پمپ زمین گرمایی در حالت افقی (230 متر طول لوله کشی) حدود 30.000 دلار و برای حالت عمودی (165 متر لوله کشی در عمق زمین) حدود 34.000 دلار هزینه خواهد داشت.
برگشت سرمایه در پروژه های زمین گرمایی معمولا بین 2 تا 10 سال است. در حالیکه عمر سیستم داخلی بیش از 25 سال و عمر لوله های دفن شده داخل زمین بیش از 50 سال است. همچنین در کشور آمریکا، برای پروژه های اینچنینی که دارای کاهش مصرف انرژی بالایی هستند، تا 30% از مالیات فدرال کم خواهد شد.
بعنوان یک قاعده سرانگشتی برای هزینه های اولیه در سیستم های زمین گرمایی (پروژه های تجاری و مسکونی)
- هزینه به ازای هر فوت مربع ساختمان : 3 تا 3.5 دلار
- هزینه به ازای هر تن سرمایشی : 1500 تا 2000 دلار
- هزینه به ازای هر چاه : 700 تا 3000 دلار
هزینه های تعمیرات نگهداری در این سیستمها نیز بسیار پایین است. برای مثال در آنالیز زیر 4 سیستم متفاوت برای 20 ساختمان آموزشی مورد مقایسه قرار گرفت است.
- هیت پمپ زمین گرمایی (لوپ بسته عمودی)
- سیستم مرکزی چیلر هوا خنک و بویلر آب گرم
- سیستم مرکزی چیلرآب خنک و بویلر بخار
- سیستم مرکزی چیلرآب خنک و بویلر آب گرم
نتایج به شرح زیر خواهد بود که بر اساس آن سیستم اول (هیت پمپ زمین گرمایی) دارای هزینه های تعمیرات نگهداری پایین تری است.
محاسبات و طراحی در سیستم های زمین گرمایی
در ابتدا بایستی توسط نرم افزارهای محاسباتی چون ترین یا کریر، که قابلیت اضافه کردن سیستم هیت پمپ زمین گرمایی را دارد، محاسبات بارهای سرمایش و گرمایش هر فضا را انجام دهیم. برای مثال در نرم افزار ترین، سیستم در این بخش انتخاب می شود.
این مقاله ارزشمند را بصورت رایگان دریافت نمایید
مقاله سیستمهای زمین گرمایی – بخش اول
مقاله سیستم زمین گرمایی – بخش دوم
راهنمای آموزش
- تمام آموزش ها با قفل نرم افزاری ارائه شده و تنها در یک سیستم کامپیوتر یا موبایل قابل اجراست.
- جهت دانلود آموزش به پنل کاربری در سایت مراجعه فرمایید.
- حتما آموزشها را با دانلود منجر دانلود کنید.
تشکر بابت تمام زحماتی که برای جامعه تاسیسات کشور انجام می دهید