Ostvarivanje održivog rada toplotne pumpe pomoću podzemnog skladišta i uz podršku sunčeve energije

Apstrakt

U radu je predstavljena metodologija dimenzionisanja održivog, grejno-rashladnog sistema sa toplotnom pumpom, prijemnicima sunčeve energije i u zemlju ukopanog vodenog rezervoara, kao sezonskog skladiša termičke energije. Metodologija se bazira na sukcesivnom i spregnutom energetskom bilansiranju svih elementa sistema, za vremenske intervale od po jednog sata, a tokom jedne reprezentativne kalendarske godine. Polazne pretpostavke za proračun čine veličina ukopanog rezervora, dubina ukopavanja rezervoara, veličina objekta koji se greje odnosno hladi i projektna temperatura vazduha u objektu. Za sprovođenje proračuna neophodno je raspolagati tzv. dinamičkim graničnim uslovima, koje čine: časovne temperature spoljašnjeg vazduha, časovna insolacija (dozračena energija sunčevog zračenja) i časovne temperature površine zemlje na dubini od jednog metra, a tokom jedne kalendarske godine. Rezultat proračuna predstavlja veličina površine prijemnika sunčeve energije, koja će obezbediti da ovaj sistem bude održiv, odnosno da se nakon rada u jednoj godini, u termičkom smislu vrati u početno stanje, ne narušivši pri tom prirodno okruženje u kome se koristi. U cilju predstavljanja metodologije, ali i provere uticaja pojedinih parametara na rad sistema, izvršena je numerička simulacija rada i određene potrebne površine prijemnika sunčeve energije jednog model – sistema. Posebno je izvršena analiza uticaja dubine ukopavanja rezervoara, veličine rezervoara i polazne temperature vode u rezervoaru na potrebnu veličinu PSE-a.