Toplinske pumpe
Dizalice topline sve se više koriste za grijanje zgrada i pripremu potrošne tople vode. Kao što i samo ime govori, ti uređaji "pumpaju toplinu", što podrazumijeva uzimanje topline iz medija s nižom temperaturom (npr. Vanjski zrak, tlo ili voda) i prenošenje u medij čija je temperatura viša (npr. Zrak u sobi ili voda u instalaciji). ).
Svatko od nas poznaje ovu tehnologiju iz vlastitog doma, jer kućni hladnjaci rade po istom principu. Oni izvlače toplinu iz zraka unutar hladnjaka (koji je hladan) i prenose toplinu na sobni zrak.
Naravno, u prirodi nema spontanog fenomena prijenosa topline iz hladnijeg u topliji medij. Za prijenos topline toplinskom pumpom stoga je potrebna energija. U pravilu je za pogon kompresora električna struja.
Iako je skup nosač energije, toplinske pumpe vrlo su jeftine u radu, jer ti uređaji, trošeći 1 kWh električne energije, instalaciji dovode 3-4 kWh toplinske energije. Razlika od 2-3 kWh je toplina uzeta iz okoline zgrade. Na taj je način 1 kWh energije za grijanje kuće 3-4 puta jeftiniji nego kada se izravno koristi električna energija, na primjer za napajanje električnih grijača.
Nakon pretvorbe, ispada da je energija koju u toplinsku pumpu dovodi instalacija jeftinija od topline koju proizvodi kondenzacijski kotao na prirodni plin. Međutim, kao i uvijek, da biste uštedjeli, prvo morate uložiti. Što se tiče dizalica topline, ovo je ulaganje prilično skupo.
Učinkovitost dizalica topline
Tehnički podaci dizalica topline daju njihovu učinkovitost u obliku indeksa COP. Količnik je količine topline prenesene na instalaciju do količine električne energije koju kompresor troši.
U praksi zbroj količine energije uzete iz okoliša (zraka, vode ili tla) i snage kompresora dijelimo snagom kompresora. Na primjer, ako dizalica topline uzima 6 kW energije iz tla, a snaga kompresora je 2 kW, tada je COP (6 + 2) / 2 = 4.
COP nije konstantan; varira ovisno o temperaturi salamure i potrebnoj temperaturi u sustavu grijanja. Ovisno o temperaturi i vrsti izvora topline, COP se može kretati od nešto više od 2, pa sve do 5,5 i više.
Dane vrijednosti COP pretpostavljaju instalaciju na cijelom podu gdje maksimalna temperatura vode zimi neće prelaziti 35 ° C. Kada se instalira s radijatorima, učinkovitost će pasti čak i za 1-1,5. Na temelju toga može se reći da je najbolje rješenje koristiti podno grijanje u cijeloj kući. Ulaganje neće biti puno skuplje od korištenja grijača. Mora se uzeti u obzir da bi dizalica topline zahtijevala puno veće radijatore koji bi mogli grijati kuću na temperaturi vode od 55 ° C ili nižoj.
Učinkovitost cijele instalacije bit će visoka samo pažljivim odabirom same toplinske pumpe, kao i izvora topline i instalacije grijanja.
Čini se nerazumnim kupiti toplinsku pumpu, napraviti, na primjer, geotermalne sonde i koristiti grijače u kući koji zimi zahtijevaju zagrijavanje vode do 55 ° C. Korištenjem samo malo jeftinije instalacije s radijatorima umjesto podne ugradnje, značajno smanjujemo učinkovitost instalacija grijanja s dizalicom topline.
Toplinske pumpe i ekologija
Raspravlja se oko dizalica topline o njihovom utjecaju na okoliš. S jedne strane, to su uređaji koji u velikoj mjeri omogućuju korištenje obnovljive energije. S druge strane, 25% konvencionalne energije koja se koristi za njihovo napajanje je električna energija.
U Poljskoj se uglavnom proizvodi u elektranama na ugljen s učinkovitošću ne većom od 25-30%, uzimajući u obzir gubitke u prijenosu. Upotreba dizalica topline stoga povećava potrošnju električne energije čija je proizvodnja veliko opterećenje za okoliš.
Situacija je jednostavna u zemljama u kojima se električna energija uglavnom generira iz obnovljivih izvora energije. Korištenjem tamošnjih dizalica topline koristimo zelenu energiju, a istodobno dobivamo toplinu iz okolice kuće.
U Poljskoj se upotreba dizalica topline može tretirati kao poboljšanje učinkovitosti energetskog sustava. Ako elektroenergetika koristi samo 25% energije sadržane u gorivu, a u pumpi, trošeći 1 kWh električne energije, instalaciji možemo osigurati oko 4 kWh toplinske energije, to je kao da koristimo 100% energije sadržane u gorivu.
Svakako, upotreba dizalica topline više neće biti kontroverzna kada je moguće proizvoditi (i prodati) električnu energiju u vlastitom domu, na primjer korištenjem vjetroagregata ili fotonaponskih ćelija. Zahvaljujući njima, dio energije za pogon kompresora proizvest će se na ekološki način.
Zbog ove kontroverze, toplotne su pumpe tek 2009. godine uvrštene među uređaje koji koriste obnovljivu energiju u EU direktivi. Poznavajući princip rada dizalica topline, ne bismo trebali razmišljati o njihovoj klasifikaciji, već o tome kako proizvodnju električne energije učiniti učinkovitijom i ekološki prihvatljivijom.
Vrste crpki i niži izvori topline
Što se tiče investicijskih troškova, puno ovisi o vrsti dizalice topline. Trenutno na tržištu imamo velik broj rješenja. Toplinske pumpe su primarno podijeljene ovisno o vrsti izvora topline s kojim surađuju. Tri najvažnije vrste su uređaji koji koriste toplinu nakupljenu u zemlji, vodi i zraku.
TOPLINSKE PUMPE, TIP VODE ZA MORA Oni su uređaji koji crpe energiju iz tla. Da bi se to učinilo, polietilenske cijevi postavljaju se u zemlju u kojoj cirkulira tekućina protiv smrzavanja. Materijal cijevi skuplja toplinu iz tla i prenosi je u tekućinu. Toplinska pumpa zatim hladi otopinu glikola za 2-4 ° C i prenosi toplinu u sustav. Koliko god apstraktno izgledalo, zimi dizalica topline crpi energiju iz tla, koja je često na temperaturi od oko 0 ° C ili nižoj, i prebacuje je u sustavsku vodu, koja može biti i do 55-60 ° C (na primjer pri punjenju bojlera). voda).
Postrojenje za dobivanje topline iz zemlje koja se nalazi izvan zgrade naziva se donjim izvorom topline. To se može učiniti na nekoliko načina; najpopularnije su vertikalne geotermalne sonde i ravni vijugavi kolektor.
Okomite sonde. U bušotinama duljine oko 100 m postavlja se polietilenska cijev u obliku slova U. Za zgradu koju razmatramo bilo bi potrebno napraviti 1 ili 2 bušotine (ovisno o varijanti kuće i vrsti tla). Prednost ove vrste donjeg izvora je mogućnost izvođenja instalacije čak i na parceli s malom površinom. Nedostatak vertikalnih geotermalnih sondi je njihov znatan trošak; prosječna cijena bunara od 1 metra je 100-120, tako da naše bušotine mogu ukupno koštati od 10.000 do 24.000
. To je popularno i nešto jeftinije rješenje koje ne zahtijeva duboko bušenje. Cijevi se postavljaju na parcelu vodoravno, na maloj dubini. Nedostatak ravnog kolektora je, nažalost, potreba da se napravi malo prostora. Potrebno područje ovisi o snazi pumpe i vrsti tla; u suhim je tlima čak 2-3 puta veća nego u mokrim kohezivnim. Pod pretpostavkom prosječnih uvjeta za našu zgradu trebat će nam 200 do 400 m2 prostora za ravni kolektor. Međutim, cijena takve instalacije može biti gotovo 2 puta niža nego kod vertikalnih bušotina.
TOPLINSKE PUMPE VODA-VODA. Manje je popularno rješenje u kojem se toplina ne prikuplja iz zemlje, već iz podzemne vode. Najčešće se u tu svrhu izrađuju dvije bušotine - usisna i apsorpcijska (ispuštanje). Kada toplinska pumpa radi, podvodna pumpa se pokreće i opskrbljuje vodom iz crpnog izvora. Dizalica ga hladi za oko 2-4 ° C, nakon čega se ispušta u apsorpcijski bunar.
Teoretski, ovo rješenje ima velike prednosti. Prvo, prosječna temperatura unosa vode viša je od temperature tla (8-10 ° C umjesto 0-5 ° C). Ova naizgled mala razlika povećava učinkovitost dizalice topline s oko 3-4 na 5-5,5, tako da se operativni troškovi instalacije smanjuju. Uz to, izgradnja usisne i apsorpcijske bušotine često je jeftino rješenje, usporedivo s troškovima izrade ravnog kolektora. To, naravno, ovisi o hidrogeološkim uvjetima na parceli.
Glavni nedostatak korištenja podzemne vode kao izvora topline je rizik od pogoršanja performansi ili začepljenja tijekom vremena.
U mnogim poljskim regijama kemijski sastav vode uzrokuje da nakon godinu dana ili čak nekoliko mjeseci rada, ispust gubi svoju učinkovitost. Zidovi bunara zarastaju i on ne može redovito primati rashlađenu vodu. Rezultat je nedostatak protoka vode i hitno zaustavljanje crpke ili pojava opruge na našoj parceli, kada ispušni bunar ne može apsorbirati vodu.
Iz tog je razloga prije provedbe takvog postrojenja neophodno provesti ispitivanja svojstava vode kako bi se procijenio rizik od onečišćenja postrojenja.
Također je vrijedno provjeriti postoje li slične instalacije na tom području i nije li ispušni bunar u njima obrastao. Zbog ove pojave ova vrsta donjeg izvora nije popularna u Poljskoj.
TOPLINSKE PUMPE ZRAK-VODA . Kao što i samo ime govori, zrak koji okružuje zgradu koristi se kao donji izvor topline (u nekim slučajevima možemo koristiti i topli zrak uklonjen iz zgrade).
Kada toplinska pumpa radi, veliki ventilator tjera zrak kroz izmjenjivač topline. Nakon hlađenja uklanja se prema van. Najveća prednost ovog rješenja je što nema potrebe za izradom sondi za uzemljenje, ravnog kolektora ili usisnog i ispušnog bunara. Trošak ulaganja je stoga niži.
Međutim, ne može se reći da su uštede jednake troškovima zemaljskog izvora u obliku sondi ili bunara, jer zbog različitog, skupljeg i većeg izmjenjivača topline, dizalica topline zrak-voda košta više od modela slanica-voda ili voda-voda. Napokon, ako bismo takvu pumpu koristili u našoj „ciklus“ kući, troškovi ulaganja mogli bi se smanjiti za 5000 do 10 000.
Međutim, treba uzeti u obzir da je prosječna temperatura izvora topline u obliku zraka u sezoni grijanja mnogo niža od temperature tla ili podzemne vode. Slijedom toga, učinkovitost toplinske pumpe u ovom je slučaju niža, samo oko 2,8-3.
Iako neki modeli mogu dobiti toplinu čak i iz zraka s temperaturom od -20 ili čak -25 ° C, u pravilu, kako bi se zgrada u tom razdoblju mogla dobiti odgovarajućom količinom topline, dizalica topline mora biti poduprta električnim grijačem, što naravno smanjuje godišnju učinkovitost instalacije. .
Unatoč tome, dizalice topline zrak-voda postaju sve popularnije. Zanimljivo je da je ovo rješenje vrlo popularno u Švedskoj i Norveškoj, tj. Zemljama s oštrom klimom. U Poljskoj se dizalice topline zrak-voda često koriste kao izvor klasične instalacije, na primjer s plinskim kotlom. U takvom sustavu dizalica topline radi kada su njezini operativni troškovi niži od uobičajenog izvora topline. Na taj se način mogu smanjiti godišnji operativni troškovi instalacije, a razlika može biti značajna, jer smanjenje potrošnje plina može promijeniti tarifu prema kojoj se naplaćujemo. Kao rezultat, samo će se fiksni troškovi smanjivati za nekoliko stotina godišnje.
Izbor dizalica topline za pojedine varijante kuće.
Ispravan odabir snage dizalice topline i mogućeg pomoćnog izvora trebao bi osigurati grijanje zgrade i pripremu tople vode tijekom sezone grijanja, kao i održavanje odgovarajućih parametara donjeg izvora topline.
Primjerice, sa stajališta investicijskih troškova, bilo bi moguće koristiti toplinsku pumpu s kapacitetom od oko 20% nižim od izračunatih gubitaka topline. To će značiti da će tijekom jakih mrazova dizalicu topline podržavati konvencionalni izvor topline (na primjer električni grijač).
Teoretski, na taj način štedimo pri kupnji dizalice topline i prilikom izrade izvora topline. Međutim, operativni troškovi instalacije bit će nešto veći zbog potrebe za periodičnom uporabom električnog grijača.
Također se mora imati na umu da će toplinska pumpa snage niže od potrebe za toplinom za zgradu morati raditi jako dugo. Ako premaši 2.200-2400 sati godišnje, možemo očekivati da će temperatura salamure iz godine u godinu padati.
Isto će se dogoditi i s učinkovitošću dizalice topline. Dakle, kada tražimo uštedu u fazi gradnje kuće, zapravo bismo mogli koristiti toplinsku pumpu s malo nižom snagom, ali tada bi donji izvor topline trebao biti prevelik. Zahvaljujući tome, temperatura salamure neće brzo padati.
Da biste izbjegli pogrešan odabir, zbrojite snagu potrebnu za zagrijavanje zgrade snagom potrebnom za pripremu tople vode. 0,25 kW / osoba za malu potrošnju tople vode, 0,5 kW / osoba za veću potrošnju. Uz to, na kraju vrijedi podijeliti ukupnu potrebu za energijom za grijanje zgrade i pripremu tople vode snagom dizalice topline kako bi se utvrdilo njezino godišnje radno vrijeme. Ne bi trebao prelaziti 2000-2200 sati godišnje.
Odabrat ćemo dizalice topline tako da pružaju pravu količinu energije i za grijanje i za toplu vodu. Ovisit će o varijanti kuće.
VARIJANTA I. Za "standardnu" kuću s gubitkom topline od 9,9 kW, dodajemo snagu potrebnu za pripremu tople vode 4 × 0,25 kW, tj. 1 kW; ukupno će biti 10,9 kW. Ovdje bi bila idealna dizalica topline snage 11-12 kW. S obzirom na činjenicu da većina proizvođača ima dizalice topline snage oko 10 kW, a zatim odmah 14 kW, u konačnici pretpostavljamo snagu od 10,5 kW.
Troškovi kupnje i montaže instalacije su sljedeći: dizalica topline 10,5 kW - 38 500; donji izvor (oko 200 m bušotina) - oko 20.000-24.000; radna snaga i mala druga oprema - 3000-5000.
Ukupno će iznositi: 61.500-67.500.VARIJANT
II. U dobro izoliranoj kući, potreba za toplinom za grijanje zgrada iznosi oko 6,5 kW; uz dodatak za pripremu tople vode trebat će nam snaga 7,5-8 kW. Upotrijebit ćemo model snage oko 8 kW.
Troškovi ulaganja uključuju: dizalicu topline s ugrađenim spremnikom tople vode - 36.800; donji izvor (oko 150 m bušotina) - 15.000-18.000; radna snaga i mala druga oprema - 3000-5000.
Ukupno će iznositi: 54 800-61 800.
VARIJANTA III. Za dobro izoliranu kuću s mehaničkom ventilacijom ukupni investicijski troškovi su: najmanja dostupna dizalica topline snage približno 5,9 kW - 34.400; donji izvor (oko 100 m bušotina) - 10.000-12.000; radna snaga i mala druga oprema - 3000-5000.
Ukupno će iznositi: 47 400-51 400.
U tablici (vidi) usporedili smo operativne troškove dizalice topline za pojedine varijante naše kuće s operativnim troškovima kondenzacijskog kotla, o čemu smo govorili u kolovozskom izdanju; kretale su se od 2.375 do 5.434.
To pokazuje da su operativni troškovi dizalica topline znatno niži, ali mnogi se ljudi plaše visokih investicijskih troškova takvog rješenja. Podrazumijeva se da je u usporedbi crpki s kotlovima vrijeme povrata razlike u investicijskim troškovima prilično dugo. Iz tih razloga, u regijama opremljenim prirodnim plinom, čini se racionalnijim koristiti kotao umjesto toplinske pumpe.
Međutim, kod skupih nosača energije, poput UNP-a ili loživog ulja, vrijedi zamijeniti kotlove toplinskom pumpom. Operativni troškovi instalacije bit će nekoliko puta niži.
p class = "txt_upl"> Prijavite se na BILTENU. Svaki tjedan najnovije vijesti o gradnji, obnovi i unutarnjoj obradi na vaš e-mail: Pogledajte primjer
