Geoservis AS

...put u središte zemlje

  • Povećaj slova
  • Resetiraj
  • Smanji slova

Izvori topline



IZVORI topline

Vaillantove električne kompresijske toplinske crpke geoTHERM predstavljaju sam vrh tehnologije korištenja obnovljivih izvora energije.

Uzevši u obzir visoki učinski koeficijent COP koji prema europskoj normi iznosi i do 5,7 ali i visoku kvalitetu izrade, svakako govorimo o proizvodu budućnosti čija će primjena biti sve češća.

Maksimalna ušteda energije, visoka razina udobnosti i očuvanje okoliša odlike su toplinskih crpki, a te je odlike moguće postići samo ako je cjelokupan sustav ispravno projektiran i izveden. Jedan od najvažnijih čimbenika, ako ne i najvažniji, odnosi se na izvore topline koje toplinske crpke upotrebljavaju za svoj radni proces.

Toplinska energija sunca nalazi se svugdje oko nas pohranjena u zemlji, vodi i zraku. Upotrebom posebnih sustava za izmjenu topline energija se dovodi u kružni proces toplinske crpke. Toplinski izvori posjeduju različitu izdašnost koja proizlazi iz različitih mogućnosti eksploatacije topline.

Sustavi toplinskih crpki koji se koriste zemljom kao izvorom topline danas su najrašireniji zbog mogućnosti njezine upotrebe gotovo na svakom području, a sukladno potrebama moguće je primijeniti različite načine eksploatacije topline od kojih su najčešće geotermalne sonde, zemni kolektori i kompaktni kolektori.

Geotermalne sonde pokazale su se kao najkvalitetnije rješenje za korištenje topline zemlje. Najznačajniji čimbenik svakako je konstantnost temperature tla koja je na dubini od cea 15 m konstantna i iznosi oko 10°C. Uzevši u obzir da se provrti za sonde rade do 100 m, prema potrebi je moguće i dublje, na tim je dubinama česta pojava podzemnih voda koje su svakako poželjne radi višeg koeficijenta oduzimanja topline. Važno je napomenuti da je upotreba pasivnog hlađenja moguća samo kod toplinskih crpki zemlja-voda koje se koriste geotermalnim sondama.

Za okvirni proračun uzima se da je po 1 kW toplinskog učinka crpke potrebna dubina sonde od 15 m što nas dovodi do činjenice da se gotovo nikada ne izrađuje samo jedan provrt već više njih. U tim slučajevima prakticira se odgovarajući broj sondi podjednake dužine i udaljenosti od razdjelnika/sabirnika kako bi pad tlaka bio jednak na svima -Tichelmann.

Za besprijekoran protok topline potrebno je injektiranjem zatvoriti slobodan prostor između sonde i stjenki provrta, a kao suspenzija za punjenje najčešće se koristi bentonit.

Zemni kolektori sastoje se od sustava cijevi koji se polažu na dubinu cea 20 cm ispod granice smrzavanja. Na dubini od 1,3 m do 1,8 m tijekom godine vlada relativno konstantna temperatura od 5°C do 15°C. Kolektori su izuzetno pogodni za objekte koji na raspolaganju imaju veliku površinu zemljišta. Srednja vrijednost za proračun ovog sustava iznosi 25 m2 potrebne površine za postavljanje cijevi po 1 kW toplinskog učinka crpke. Površina iznad postavljenih kolektora ne smije biti nadograđena objektima. Potrebna površina za postavljanje proizlazi iz izračuna toplinskih gubitaka objekta, a ne iz toplinskog učinka crpke.

 

Sonda_i_zemni_kolektor
Izvor topline zemlja - geotermalna sonda           Izvor topline zemlja - zemni kolektori
 Izvor topline zemlja - vanjski zrak

Kod kamenitog tla potrebno je voditi računa da se cijevi polažu u pijesak kako ne bi nastala oštećenja. Jednako tako svi krugovi moraju biti spojeno paralelno.

Kompaktni kolektor je rješenje koje štedi prostor u odnosu na klasičan zemni kolektor. Sastoji se od više kolektorskih polja koja se postavljaju na dubinu od 1,3 m do 1,8 m, ovisno o vrsti tla. Svako polje je dimenzija 6x1 m, a povezuje se paralelnim spojem preko razdjelnika/sabirnika. Postoje dvije vrste isporuka s 8 ili 12 polja i one su unaprijed definirane za toplinske crpke do 10 kW.

Podzemne vode su najizdašniji izvor topline s konstantnom temperaturom tijekom cijele godine te se u usporedbi s ostalim izvorima postižu najveći eksploatacijski učinci topline. Sustav se sastoji od dva bunara, usisnog unutar kojeg je instalirana podvodna crpka za dobavu podzemnih voda do toplinske crpke i ispušnog bunara

putem kojeg se podzemna voda vraća u tok. Udaljenost između dva bunara iznosi cca 15 m.

Kod toplinskih crpki voda-voda potrebno je voditi računa o dostatnoj količini podzemnih voda kako bi se osigurao besprijekoran rad. Usisni bunar mora biti postavljen ispred ispušnog bunara gledano na tok s preporučljivom dubinom do 15 m, ali prema potrebi moguće je izvesti bunare s većom dubinom. Pri projektiranju i eksploataciji podzemnih voda, osim količine najvažniji je faktor kvaliteta koja izravno utječe na životni vijek bunara (netopivi spojevi željeza i mangana) i izmjenjivača topline (aluminij, sulfat, klor i drugo) što dovodi do potrebe za konstantnom kontrolom kvalitete vode.

Upravo se zbog navedenih potreba često primjenjuju toplinske crpke zemlja-voda u kombinaciji s meduizmjenjivačem pomoću kojeg se toplina prenosi između podzemne vode i rasoline.

Zrak uslijed različitih godišnjih doba podliježe najvećim oscilacijama što za posljedicu ima da se toplinske crpke zrak-voda često kombiniraju s drugim proizvođačem topline čineći monoenergetska/bivalentna postrojenja. Dodatni nepovoljan faktor u zimskom periodu odnosi se na činjenicu da su toplinski gubici objekta sve veći uslijed niskih temperatura, a učinak toplinske crpke zrak-voda sve manji. Upravo iz navedenih razloga potrebno je odrediti bivalentnu točku pri projektiranju kako bi sustav bio optimiziran u najvećoj mjeri.

Prednost upotrebe vanjskoga zraka svakako je u dostupnosti te niskim troškovima instalacije zračnih kanala za dovođenje i odvođenje zraka. Dodatna pogodnost je ako postoji izvor otpadnog zraka koji ima višu temperaturu od vanjske (npr. restorani) čime se utječe na energetsku bilancu.

Za razliku od ostalih toplinskih crpki kod modela koji upotrebljavaju zrak kao izvor topline pažnju je potrebno posvetiti i emisiji buke koja stavlja dodatne zahtjeve pri odabiru mjesta za instalaciju.

Neovisno o odabiru ili mogućnosti odabira izvora topline Vaillantove toplinske crpke geoTHERM sastavljene su kako bi ostvarivale najveću moguću dobit uz zadovoljavanje svih potreba za udobnošću.

Izvor topline zemlja - kompaktni kolektori          Izvor topline zemlja - podzemna voda
Izvor: Vailant plus 2008
Ažurirano Utorak, 26 Listopad 2010 19:17