Diagrammi e analisi del sistema di riscaldamento classico europeo con pompa di calore ad aria

L'origine delle pompe di calore può essere fatta risalire al 19° secolo. Dopo un lungo periodo di sviluppo pratico, sia i tipi di tecnologie delle pompe di calore (come pompe di calore ad acqua, pompe di calore geotermiche, pompe di calore ad aria, ecc.) sia i campi di applicazione delle pompe di calore (grandi strutture commerciali, piccole famiglie, acqua calda, riscaldamento e raffreddamento, ecc.) sono diventati molto maturi all’estero. Soprattutto in Europa, culla delle pompe di calore, lo sviluppo delle pompe di calore è relativamente avanzato. Introduciamo i classici schemi ingegneristici del sistema di riscaldamento a pompa di calore in Germania e Svezia e vediamo come funzionano i loro sistemi di riscaldamento a pompa di calore.

Disegno del progetto di riscaldamento con pompa di calore in Germania

Coordinamento multisorgente di energia solare, pompe di calore, ecc., con acqua di balneazione e acqua della pompa di calore separate

Punti salienti:

1.Configurazione multi-sorgente: sono disponibili sia energia solare che pompe di calore e persino assistenza elettrica di riserva.

2.L'acqua per l'energia solare e l'acqua per il riscaldamento vengono entrambe scambiate attraverso lo scambio di calore acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata.

3. Anche l'acqua di balneazione e l'acqua del mezzo termico vengono scambiate attraverso lo scambio di calore acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata.

4. L'acqua del mezzo di riscaldamento in ogni luogo viene fatta circolare quotidianamente da una piccola pompa invece di essere sostituita da una grande pompa.

5.Il ricircolo dell'acqua calda di balneazione è fondamentale per evitare sprechi d'acqua.

Si può vedere che sullo schema tecnico sono presenti molte valvole, sensori, vasi di espansione, ecc. Va notato che questo è solo un normale sistema di riscaldamento domestico. Molti consumatori domestici, rivenditori e persino produttori di pompe di calore ritengono che sia semplicemente inutile. I requisiti per il riscaldamento con pompa di calore nel nostro paese enfatizzano la buona qualità e il prezzo basso e, ove possibile, si mira al risparmio. Ciò riflette veramente il rigore dei tedeschi.

Dallo schema tecnico del riscaldamento della pompa di calore sopra riportato, possiamo capire che, in effetti, ogni famiglia tedesca è costruita secondo lo standard di una centrale termica. Questa potrebbe anche essere la visione futura dello sviluppo dei sistemi domestici domestici: la stazione energetica domestica, combinata con i big data domestici, per analizzare dove è necessario il raffreddamento, come frigoriferi, distributori d'acqua, condizionatori d'aria e trattamento dell'aria fresca, e inviarlo lì ; dove è necessario il riscaldamento, come riscaldamento, asciugatura, lavanderia e bagno, e inviarlo lì, recuperando il calore di raffreddamento per l'uso in standby! Ma si tratta di una visione molto ambiziosa con una lunga strada da percorrere.

Disegno del progetto di riscaldamento con pompa di calore in Svezia

Sistema di commutazione pompa e valvola a tre vie, acqua di bagno e acqua di riscaldamento separate

Punti salienti:

1.La pompa di calore è la principale fonte di calore ed è dotata di assistenza elettrica.

2. Il serbatoio dell'acqua tampone è standard ed esiste una formula di calcolo molto chiara per dimensioni e capacità.

3.Una valvola a tre vie viene utilizzata per commutare la richiesta di calore per il bagno e il riscaldamento.

4. Lo scambio dell'acqua di balneazione e dell'acqua del mezzo termico avviene tramite scambio termico acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata, come nel sistema tedesco.

5.Questa soluzione condivide una pompa dell'acqua.

Impianto a due pompe, acqua di balneazione e acqua di riscaldamento separate

Punti salienti:

1.Configurazione multi-sorgente: sono disponibili sia energia solare che pompe di calore e persino assistenza elettrica di riserva.

2.L'acqua per l'energia solare e l'acqua per il riscaldamento vengono entrambe scambiate attraverso lo scambio di calore acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata.

3. Anche l'acqua di balneazione e l'acqua del mezzo termico vengono scambiate attraverso lo scambio di calore acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata.

4. L'acqua del mezzo di riscaldamento in ogni luogo viene fatta circolare quotidianamente da una piccola pompa invece di essere sostituita da una grande pompa.

5.Questa soluzione utilizza due pompe per soddisfare rispettivamente la richiesta di acqua calda e di riscaldamento.

Pompa di calore abbinata a caldaia murale a gas per impianto di riscaldamento a radiatori

Punti salienti:

1.La pompa di calore è la principale fonte di calore ed è inoltre dotata di una caldaia murale a gas o di un riscaldamento ausiliario elettrico.

2.Una valvola a tre vie viene utilizzata per commutare la richiesta di calore per il bagno e il riscaldamento.

3. Lo scambio dell'acqua di balneazione e dell'acqua del mezzo termico avviene tramite scambio termico acqua-acqua e l'acqua è rigorosamente non miscelata, come nel sistema tedesco.

4.Questa soluzione condivide una pompa dell'acqua.

5.I radiatori sono tutti installati in parallelo per ridurre la resistenza all'acqua.

Due punti possono essere riassunti dai diagrammi di riscaldamento della pompa di calore sopra riportati:

1.Il riscaldamento con pompa di calore ad aria è molto maturo in Europa. Soprattutto all’estero il riscaldamento con pompe di calore e radiatori è maturo.

2.Indipendentemente dal fatto che si tratti della soluzione di riscaldamento con pompa di calore in Germania o Svezia, esistono forniture da più fonti e l'acqua sanitaria e l'acqua di riscaldamento vengono trattate separatamente senza miscelazione dell'acqua.

Molti cinesi pensano che l'acqua calda del bagno dovrebbe essere più calda, preferibilmente a 50 - 60°C. Come può lo scambio termico acqua-acqua raggiungere una temperatura così elevata? Infatti, quando gli europei effettuano lo scambio termico acqua-acqua, è necessario garantire l’affidabilità del sistema; la seconda è che l'acqua a contatto con il corpo è strettamente necessaria; e il terzo è che finché la tubazione ha un buon isolamento e un perfetto ricircolo dell'acqua calda, è sufficiente l'acqua calda per il bagno superiore a 45°C.

Inoltre, il valore di carico della configurazione della pompa di calore all'estero è sostanzialmente di 40 - 60 watt/metro quadrato (w/㎡), il che semplicemente non è fattibile in Cina. Il motivo principale è che in molte località della Cina l’isolamento degli edifici è scadente. Sebbene negli ultimi anni il Paese abbia innalzato gli standard di risparmio energetico degli edifici, la situazione dell’isolamento delle case nelle zone rurali, nelle frange urbano-rurali e nelle vecchie aree urbane non è cambiata. Soprattutto per i clienti del riscaldamento nel sud, agli occhi dei tedeschi, ciò equivale a nessun isolamento!