Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Pompa di calore geotermica (GSHP)

Pompa di calore geotermica (GSHP)

1948
  • Robert C. Webber
Sistema di pompa di calore geotermica in applicazioni di tecnologia energetica residenziale.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Una fonte di calore geotermica pompa La pompa di calore geotermica (GSHP) è un sistema di riscaldamento e raffreddamento centralizzato che trasferisce calore da o verso il terreno. Sfrutta la temperatura relativamente costante del sottosuolo terrestre come fonte di calore in inverno e come dissipatore di calore in estate. Questa elevata inerzia termica rende le GSHP altamente efficienti, con coefficienti di prestazione (COP) elevati e stabili.

Una fonte di calore geotermica pompa system capitalizes on the stable temperature of the earth a few meters below the surface, which remains relatively constant year-round (typically 10-16°C or 50-60°F) regardless of the ambient air temperature. This provides a significant efficiency advantage over conventional air-source heat pumps, which must exchange heat with outdoor air that can be extremely cold in winter and hot in summer.

The system consists of three main parts: the heat pump unit itself, a liquid heat exchange medium (the ‘ground loop’), and an air delivery system (ductwork). The ground loop is a series of pipes, commonly made of high-density polietilene, buried in the ground near the building. It can be installed in horizontal trenches or vertical boreholes. A water or antifreeze solution is circulated through these pipes to absorb heat from the ground in winter and transfer it to the heat pump. The heat pump then concentrates this heat and delivers it to the building. In summer, the process is reversed: the heat pump extracts heat from the building’s interior and transfers it to the fluid in the ground loop, which then dissipates it into the cooler earth. Because the temperature difference between the source/sink (the ground) and the desired indoor temperature is smaller and more stable, the GSHP operates with a much higher and more consistent COP than its air-source counterparts.

UNESCO Nomenclature: 3313
Tecnologia energetica

Tipo

Sistema fisico

Interruzione

Incrementale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Il concetto teorico della pompa di calore di Lord Kelvin
  • l'uso consolidato del ciclo di refrigerazione a compressione di vapore
  • progressi nella tecnologia di perforazione per pozzi d'acqua e attività minerarie
  • sviluppo di materiali per tubazioni in plastica durevoli come il polietilene

Applicazioni

  • riscaldamento e raffreddamento residenziali ad alta efficienza
  • Sistemi HVAC per grandi edifici commerciali come scuole e uffici
  • reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento
  • controllo della temperatura della serra agricola
  • riscaldamento e raffreddamento di processi industriali dove sono richieste temperature stabili

Brevetti:

  • US Patent 2533447 (Robert C. Webber, 1950)

Idee e potenziali innovazioni

  • malte termicamente migliorate per fori verticali per migliorare il trasferimento di calore tra il circuito e la terra
  • tecniche di perforazione direzionale per installare circuiti di terra con minima interruzione della superficie, ideali per la ristrutturazione di proprietà esistenti
  • sistemi ibridi GSHP che incorporano una torre di raffreddamento o un collettore solare termico per assistere durante i picchi di carico
  • ‘energy pile’ foundations that integrate ground loop pipes directly into a building’s structural piles
  • sistemi GSHP a scambio diretto (DX) che fanno circolare il refrigerante direttamente attraverso tubi di rame interrati, eliminando il circuito dell'acqua
  • reti GSHP distribuite per interi quartieri, operanti come un'azienda di servizi termici
  • sistemi gshp progettati per immagazzinare il calore di scarto del raffreddamento estivo nel terreno per utilizzarlo nel riscaldamento invernale
  • sensori wireless integrati nel ground loop per monitorare le prestazioni termiche in tempo reale
  • integrazione con sistemi di riscaldamento radiante a pavimento per il massimo comfort ed efficienza
  • unità mobili GSHP per il controllo temporaneo del clima nei cantieri edili o negli eventi all'aperto
Argomenti correlati: pompa di calore geotermica, GSHP, energia geotermica, circuito interrato, scambiatore di calore, efficienza energetica, riscaldamento da fonti rinnovabili, COP, energia terrestre, HVAC.

Contesto storico

Pompa di calore geotermica (GSHP)

1940
1940
1940
1948
1950
1950
1950
1940
1940
1940
1945-01-01
1949
1950
1950
1950

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <