Αντλίες θερμότητας αέρα και ήλιου (SASHP) με δάπεδο θερμικής αποθήκευσης από άμμο μελέτησαν ερευνητές από την Κίνα κατά τη διάρκεια έργων ανακαίνισης για καθαρή θέρμανση σε αγροτικές περιοχές. Το σύστημα δοκιμάστηκε σε μια μονοκατοικία στην Μογγολία, όπου η θέρμανση λειτουργεί έξι μήνες τον χρόνο.
Το σύστημα περιλάμβανε ηλιακό θερμικό συλλέκτη (STC), δεξαμενή αποθήκευσης (TST), αντλία θερμότητας αέρα (ASHP) και δάπεδο με σωληνώσεις περιβαλλόμενες από στρώμα άμμου 200 mm. Η άμμος αποθήκευε θερμότητα από τον ήλιο και τη μετέδιδε στον χώρο, ακόμα και τη νύχτα.
Οι ερευνητές εξέτασαν τέσσερις τρόπους λειτουργίας του συστήματος, με διαφορετικούς συνδυασμούς STC και ASHP, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Οι δοκιμές έδειξαν ότι το σύστημα διατηρούσε σταθερές εσωτερικές θερμοκρασίες (17,4-20,2°C) ακόμα και σε εξωτερικές θερμοκρασίες έως -18,4°C. Η προσομοίωση της λειτουργίας του συστήματος έδειξε ότι η λειτουργία 4 είχε την υψηλότερη απόδοση (COP 4,6, SF 77,9%), ενώ μείωσε την κατανάλωση ενέργειας κατά 405,2 kWh σε σχέση με τη λειτουργία 3.
Η μελέτη κατέληξε ότι η επιλογή του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας εξαρτάται από τις τοπικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας. Η λειτουργία 3 είναι οικονομικότερη για τα νοικοκυριά με διαφοροποιημένες τιμές ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ η λειτουργία 4 αποτελεί πιο βιώσιμη λύση για ενεργειακή απόδοση και μείωση εκπομπών.
«Στις αγροτικές περιοχές, όπου οι οικονομικοί περιορισμοί και οι συνθήκες συντήρησης είναι κρίσιμοι, εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη έρευνας σχετικά με την ενσωμάτωση οικονομικά αποδοτικών τεχνολογιών αποθήκευσης θερμότητας με συστήματα SASHP», εξήγησε η ερευνητική ομάδα. «Επιπλέον, η απόδοση και η οικονομική αποδοτικότητα τέτοιων ολοκληρωμένων συστημάτων δεν έχουν μελετηθεί διεξοδικά. Για να καλύψει αυτά τα ερευνητικά κενά, η παρούσα εργασία παρουσιάζει ένα καινοτόμο σύστημα θερμικού δαπέδου αποθήκευσης, το οποίο χρησιμοποιεί οικονομικά αποδοτικά και σταθερά πηνία γεμάτα με άμμο, ενσωματωμένα σε SASHP για αγροτική θέρμανση».
