U dosadašnja dva ovogodišnja broja Koraka, obradili smo nekoliko segmenata teme dizalica topline koje predstavljaju jedan od načina korištenja geotermalne energije kao obnovljivog izvora, za proizvodnju toplinske energije. Dizalice topline predstavljaju energetski učinkovit, pouzdan i ekološki prihvatljiv sustav grijanja. Razvijene europske zemlje povoljnim kreditima te raznim subvencijama stimuliraju buduće korisnike da se odluče na korak nabave dizalica topline, dok pojedini distributeri u sprezi s Vladama nude i povoljne tarife za struju koja služi za njihov pogon.
Razlog je i opet isti i vječno ponavljan, međutim nije na odmet da se i ovdje ponovi s obzirom na njegovu važnost. Raspoloživost fosilnih goriva, nafte i plina nije neograničena, a osim toga izgaranjem fosilnih goriva dolazi do emisije stakleničkih plinova u atmosferu.
U našoj zemlji ovu temu obrađuje Zakon o energiji i Zakon o zaštiti okoliša. Donešena je Strategija energetskog razvitka koja definira povećanje energetske učinkovitosti, korištenje obnovljivih izvora energije. Zakonom o zaštiti okoliša osigurava se racionalno korištenje prirodnih izvora i energije na najpovoljniji način za okoliš.
Može se zaključiti da postoje neki od preduvjeta za širu primjenu dizalica topline u Republici Hrvatskoj, ali s obzirom na financijsku situaciju, konkretni programi i mjere potpore još nedostaju, tako da navedeni uređaji vrlo stidljivo kod nas nalaze svoje mjesto usprkos velikim prednostima.
Načini rada dizalica topline
Dizalice topline možemo primjenjivati s pogonom na tri načina: monovalentni, monoenergetski i bivalentni.
Podatak iz kojeg je vidljivo da u SAD-u, gdje je energetski izvor nafta vrlo jeftin, dobijanje energije iz GEOTERMALNIH izvora iznosi jedva 0,35% ukupno potrošene energije (podatak LLNL-a iz 2009. godine)
Monovalentni način rada
Ako cjelokupne potrebe objekta za toplinom tijekom cijele sezone grijanja pokrivamo dizalicom topline, što znači da je ona jedini toplinski izvor u sustavu grijanja i pripreme potrošne tople vode, tada govorimo o monovalentnom načinu rada. Da bi to osigurali, tijekom cijele godine moramo imati raspoloživ toplinski izvor kao što su podzemne i površinske vode, te duboki i površinski slojevi tla, a ponekad i okolni zrak.
Obiteljske kuće su tipično područje primjene monovalentnog načina rada. Grijanje se može realizirati s više krugova grijanja (npr. podno grijanje i radijatorsko grijanje ili grijanje ventilokonvektorima). Priprema potrošne tople vode u pravilu ima prioritet u odnosu na krug grijanja, a dogrijavanje PTV može se realizirati električnim grijačima.
Monoenergetski način rada
U ovom načinu rada postoji dodatni izvor topline za sustav grijanja i PTV koji koristi isti energent kao i dizalica topline – električu energiju. Koristi se prvenstveno u obiteljskim kućama za jednu ili dvije obitelji koje imaju jedinstveno ponašanje korisnika.
Bivalentni način rada
Bivalentni način rada dizalice topline podrazumijeva da se tijekom sezone grijanja pokriva samo jedan dio potreba objekta za toplinom, odnosno da u sustavu grijanja i pripreme PTV-a mora postojati još jedan izvor topline, bez obzira da li je riječ o plinskom, uljnom ili kotlu na kruta goriva. U tom slučaju istodobno rade oba proizvođača topline u paralelnom radu ili alternativno, ovisno o dimenzioniranju proizvođača topline. Kod alternativnog rada dizalica topline preuzima samo opskrbu toplinskom energijom iznad utvrđene vanjske temperature. Ako je vanjska temperatura niža, učinak dizalice topline neće biti dovoljan jer nije proračunata niti dimenzionirana za niže temperature, te se u tom slučaju instalacija prebacuje na rad drugog proizvođača topline koji preuzima kompletnu opskrbu toplinskom energijom, a dizalica topline se isključuje.
Hlađenje s dizalicama topline
Neke dizalice topline mogu se koristiti i za hlađenje objekata. Razlikujemo dva različita postupka hlađenja i to:
– reverzibilni pogon – kod kojeg dizalica topline radi po principu hladnjaka
– izravno hlađenje – gdje rasolina ili podzemna voda, preko izmjenjivača topline prima toplinu iz kruga grijanja i odvodi je prema van. U tom pogonu dizalica topline je isključena sve do regulacije i optočnih crpki.
Dizalice topline u niskoenergetskim i pasivnim kućama
Trend u instaliranju tehnika grijanja prilagođava se stambenom prostoru, tako da se u skladu s rastućim zahtjevima na građevinski standard sve više koriste kompaktni uređaji.
Tipični sustavi dizalica topline s monovalentnim ili monoenergetskim pogonom su kompaktni uređaji specijalno razvijeni za niskoenergetske kuće, gdje se radi o kompletnim sistemskim rješenjima koja dizalicu topline, spremnik PTV i sve ostale komponente smješta na veličinu kombiniranog hladnjaka sa zamrzivačem.
Prema posebnim zahtjevima u pasivnim kućama, slična sistemska rješenja se nude i za ovakve objekte. S obzirom da se u pasivnim kućama provjetravanje objekta vrši u kontroliranim uvjetima što je nužno potrebno zbog nepropusne izvedbe konstrukcije objekta, u kompaktnim uređajima za pasivne kuće kombinira se dizalica topline s instalacijom za kontrolirano provjetravanje stambenog prostora.
Pogon i održavanje dizalica topline
Kod prvog uključivanja dizalice topline nakon njezinog instaliranja (postavljanja) na mjesto na kojem ćemo je koristiti, trebamo izvršiti provjere i ispitivanja neposredno prije, tijekom i neposredno nakon samog uključivanja:
– provjeru usklađenosti izvedbe s projektom
– provjeru spojeva svih priključaka
– provjeru cijevnih vodova
– provjeru električne instalacije
– provjeru sustava regulacije
– odzračivanje svih cijevnih vodova i ogrjevnih tijela sustava grijanja
– provjeru protoka ogrjevnog i posrednog medija
– ispitivanje razine buke u radu
Probni rad dizalice topline traje dok svi pogonski parametri ne dosegnu stabilnu i ekonomičnu razinu.
Što se održavanja tiče, obuhvaća njezine povremene preglede, popravljanja i servisiranja. Na samoj dizalici topline redovito treba provjeravati:
– tlakove u kondenzatoru i isparivaču
– onečišćenost kondenzatora i isparivača (kako bi se osigurala izmjena topline)
– sigurnosne elemente,
a na krugu posrednog medija redovito treba provjeravati:
– količinu ogrjevnog medija koji cirkulira, kako bi se otkrila mogućnost propuštanja
– rad i ispravnost cirkulacijske crpke i pripadajuće regulacije
– izolaciju vodova
– pojavu zraka i onečišćenja u ogrjevnom mediju.
Pri radu dizalica topline, najčešća smetnja do koje dolazi je neodgovarajući protok, odnosno količina ogrjevnog medija. Ukoliko je količina ogrjevnog medija premalena, povisuje se temperatura povratnog voda sustava grijanja pa visokotlačna sklopka isključuje dizalicu topline.
Ekonomičnost dizalica topline
Za sve dizalice topline vrijedi pravilo: što je manja razlika temperature između ogrjevne vode i topline iz okoliša, to je veća djelotvornost. Iz tog razloga su dizalice topline posebno pogodne za niskotemperaturne sustave grijanja, kao npr. podna grijanja, s max. temperaturom polaznog voda od 38°C.
Suvremene dizalice topline postižu koeficijente učinka od 3,5 do 5,5, što ovisi od odabranog izvora topline i temperature grijanja.
Dubravko Martinić, dipl.ing.stroj.
urednik časopisa Korak
Literatura:
• 1. Boris Labudović: “Osnove primjene dizalice topline”, Energetika Marketing d.o.o., Zagreb, 2009.
• 2. Josip Čižmešija, stručna publikacija “Dizalica topline”, Zagreb, 2006.
