GRIJANJE NA DRVA-PIROLIZA

NASLOVNICA > GRIJANJE NA DRVA-PIROLIZA

TEME:

Općenito

Što je Piroliza i kako rade pirolitički kotlovi?

Da li je pirolitički kotao jedino što trebam kupiti?

Kakav dimnjak je potreban za pirolitički kotao?

Koliko mjesta zauzima takva kotlovnica?

Primjeri izrade kotlovnica

Koje kotlove preporučamo?

Korisni linkovi za ostvarivanje poticaja na obnovljive izvore energije

Općenito

Stalni rast cijena plina i loživog ulja kao vodećih energenata kod grijanja kućanstava te rastuća svijest o očuvanju okoliša prirodno nameće drvo kao tradicionalan i ekonomičan način grijanja. Drvo je za razliku od zemnog plina i loživog ulja obnovljiv izvor energije.

Obnovljive izvore energije možemo podijeliti u dvije glavne kategorije: tradicionalne obnovljive izvore energije poput biomase i velikih hidroelektrana, te na takozvane "nove obnovljive izvore energije" poput energije Sunca, energije vjetra, geotermalne energije itd.

Iz obnovljivih izvora energije dobija se 18% ukupne svjetske primarne energije u čemu je najzastupljenija biomasa u kojoj drvo čini oko 70%.

Prilikom izgaranja fosilnih goriva raste emisija sumpora i CO2 u atmosferi što rezultira porastom stakleničkih plinova te pojave "kiselih kiša" (sumpor + vlaga=sumporna kiselina).

Pogledajte ilustriranu priču o obnovljivim izvorima energije!Edukativna ilustrirana priča o obnovljivim izvorima energije

Kod izgaranja drva emisija ugljicnog dioksida je neutralna jer drvo pri rastu potroši onoliko CO2 koliko ga emitira pri izgaranju te nema sumpora. Nestabilna politička situacija ne utječe na gospodarenje drvom, za razliku od zemnog plina i loživog (diesel) ulja, što je dodatna prednost pri razmatranju drva kao energetskog izvora.

Kako bi se od drva dobila što veca ogrjevna vrijednost, treba ga osušiti. Tek posjeceno drvo sadrži do 60% vlage i ima ogrjevnu vrijednost oko 2 kWh/kg, dok drvo koje je 1,5 godinu sušeno u prirodi ima oko 20% vlage i ogrjevnu vrijednost 4 kWh/kg. Tako pripremljena drva sa sadržajem vlage manjim od 20% mogu se koristiti u kotlovima s modernom tehnologijom izgaranja, odnosno s izgaranjem uz otplinavanje (pirolizu), u kojima se ostvaruje iskoristivost veca od 90%. Mjerenje vlažnosti drva je jednostavno, obavlja se malim ručnim digitalnim uređajima koji imaju dvije mjerne igle koje se utaknu u drvo da bi se na ekranu očitao postotak vlaznosti.

Pogledajte Buderus animaciju za tri komercijalna načina grijanja drvom:

Što se ogrijevne vrijednosti drva tiče također je važno utvrditi ubraja li se ono u listače ili četinjače (izbjegavaju se zbog visokog udjela smole), odnosno u meko ili tvrdo drvo, jer je udio pojedinih sastojaka pri tome različit, a različita je i tvar koja se može koristiti kao gorivo. U tvrdo drvo za loženje (cjenjenije i kvalitetnije) ubrajamo: bukovinu, grabovinu, cerovinu i hrastovinu a u meko: brezovinu, topolovinu, vrbovinu i johovinu.

Što je Piroliza i kako rade pirolitički kotlovi?

Piroliza je proces toplinskog raspadanja materijala (nama je zanimljivo drvo) pri temperaturama većim od 100°C uz oslobađanje plinova "zarobljenih" u materijalu koji izgara. Ima široku primjenu u industriji (proizvođnja plastičnih polimera, keramike, visokotemp.materijala i sl.), kemiji (proizvodnja vodika krekiranjem ugljikovodika), kućanstvu (pećnice na principu pirloze), gospodarenju otpadom itd.

Automobil DKW iz 1934. na pirolizu

Kod pirolitičkih kotlova na drvo, faza pirolize je naglašena zahvaljujući posebnoj konstrukciji kotla, regulaciji i ugrađenom ventilatoru. Kotlovi na pirolizu najčešće imaju dvodjelno ložište i ventilator s promjenjivim brojem okretaja koji dobavlja potrebnu količinu zraka. U gornjem dijelu ložišta dolazi do sušenja drva, njegove toplinske razgradnje i stvaranja žara. Ventilator u gornji dio ložišta dovodi zrak pri čemu u području oko žara dolazi do rasplinjavanja, odnosno intenzivnog stvaranja drvnog plina. Količina dovedenog primarnog zraka u gornji dio ložišta dovoljna je samo za rasplinjavanje ali ne i za potpuno izgaranje. Zbog podtlaka/predtlaka (ovisno o mjestu ugradnje ventilatora) nastali drvni plin prelazi u donji dio ložišta. Prolaskom kroz područje žara i kroz sapnicu, plin se upali i u potunosti izgara. Potpunost izgaranja osigurana je dovođenjem sekundarnog zraka kroz sapnicu. Kvaliteta i izgled plamena podsjeća na izgaranje ulja ili plina na klasičnim plamenicima.

Princip rada pirolitičkog kotla Viessmann, tip: Vitolig150

Prikaz pozicije sapnice između dva ložišta

Izgled pirolitičkog plamena koji prolazi kroz sapnicu

Pogled u ložište klasičnog kotla na drva (na slici Buderus G201)

Da li je pirolitički kotao jedino što trebam kupiti?

U tehnici ne bi trebalo biti kompromisa. Samo tehnički ispravna instalacija sa svim potrebnim komponentama radi ispravno, sigurno i isplativo. Prilikom izrade kotlovnice naša tvrtka inzistira na ugradnji slijedećih komponenti:

1. Regulator povratne temperature kotla- pumpna stanica s termostatskim mješačkim ventilom osigurava minimalnu temperaturu od 60-75 °C (ovisno o proizvođaču kotla) zbog izbjegavanja rošenja ložišta i stvaranja nakupina čađe.

2. Termostatski ventil za termičko osiguranje kotla- ukoliko se temperatura kotla digne iznad 95°C otvara se ventil prema hladnoj vodi koja cirkulira kroz izmjenjivač i tako smanjuje temperaturu pregrijanog kotla.

3. Spremnik ogrijevne vode- pirolitički kotao ima najveću iskoristivost kada se proces izgaranja ne prekida. Jedno punjenje ložišta osigurava proces izgaranja u trajanju od 6-10 sati zato je potrebno proizvedenu energiju "uskladištiti" u posebnom spremniku ogrijevne vode kako bi se, po potrebi, iz njega slala topla voda u sistem grijanja. Dimenzioniranje kapaciteta spremnika radi se po formuli: 40-50 litara/kW snage kotla. Primjer: kotao od 25kW bi trebao imati spremnik ogrijevne vode kapaciteta minimum 1000 litara.

4. Expanziona posuda za grijanje- obavezan sigurnosni element svakog sistema, kapacitet ovisi o količini vode u sistemu grijanja

Tvrtka EKO-PULS d.o.o. pomoći će vam u stručnom izboru opreme

Kakav dimnjak je potreban za pirolitički kotao?

Prije odluke o kupnji i instaliranju pirolitičkog kotla, za provjeru ispravnosti postojećeg dimnjaka, potrebno je pozvati okružnog dimnjačara kako bi provjerio ispravnost i funkcionalnost istog te provjerio uvijete za rad. Ukoliko su minimalni uvijeti zadovoljeni dimnjačar izdaje pozitivni nalaz na osnovu kojeg se kasnije vrši ovlaštena montaža i puštanje u pogon novog kotla.

Osnovne informacije o visini i promjeru dimnjaka možete vidjeti iz ovog dijagrama i primjera:

Pirolitički kotao snage 25kW :

korisna visina= 8,5m

promjer dimnjaka= ø 200mm

Koliko mjesta zauzima takva kotlovnica?

Prije kupovine opreme i izvođenja radova vrlo je bitno dobro isplanirati prostor za smještaj svih elemenata pirolitičke kotlovnice. To se prvenstveno odnosi na dovoljno mjesta za posluživanje, čišćenje i periodično servisiranje kotla i opreme.

Primjer 1:

Izrada i povezivanja pirolitičke/kondenzacijske kotlovnice

POSTOJEĆE STANJE: Kotlovnica s kondenzacijskim bojlerom od 35kW i akumulacijskim spremnikom PTV od 120 litara. Jedan krug grijanja za tri etaže kuće.

ZADATAK: Izraditi pirolitičku kotlovnicu u drugom objektu (udaljenom cca. 35m) i spojiti je paralelno s kondenzacijskom kotlovnicom unutar kuće uz mogućnost izbora pogona (drvo ili plin).

RJEŠENJE:

1. Izvršen je iskop kanala u zemlji koji povezuje dvije kotlovnice u koji su položene dvije toplinski/hidro izolirane polibutenske cijevi PB-1 (proizvođač tvrtka Flexalen) uz koje je povučena PE-LD Okiten cijev za vodu i strujni kablovi u izolaciji za povezivanje, komunikaciju i upravljanje radom obje kotlovnice.

2. Izrađena je pirolitička kotlovnica koja se sastoji od:

pirolitičkog kotla Viessmann Vitoligno 100-S/ 40kW

spremnika ogrijevne vode (pufferspeicher) Centrometal CAS 1501 kapaciteta 1500 litara

Oventrop seta za podizanje temperature povratnog voda kotla

transportne pumpe Grundfos Alpha2 koja vrši optok između spremnika ogrijevne vode i hidrauličke skretnice koja se nalazi u kondenzacijskoj kotlovnici

uranjajući termostat u spremniku ogrijevne vode za postizanje minimalne temperature optoka

visokotlačne expanzione posude od 300 litara

komandni ormar za upravljanje sistemom usklađen s komandnim ormarom u kondenzacijskoj kotlovnici

3. U kondenzacijskoj kotlovnici izvršeno je:

ugradnja hidrauličke skretnice u koju se transportnom pumpom doprema voda iz pirolitičke kotlovnice

na hidrauličku skretnicu nastavljen je razdjelnik s 3 pumpne stanice (dvije grane grijanja + PTV)

izvršeno je paralelno spajanje spremnika PTV tako da može raditi ili preko kondenzacijskog bojlera ili preko pumpne stanice upravljane uranjajućim termostatom u spremniku

ugradnja komandnog ormara za upravljanje sistemom usklađen s pirolitičkom kotlovnicom tako da se paljenjem bilo koje od 3 pumpe pokreće optočna pumpa Grundfos Alpha2 u pirolitičkoj kotlovnici

Primjer 2:

Izrada i povezivanja kotlovnice na kamin i toplinske pumpe

POSTOJEĆE STANJE: Kuća s dvije etaže s razvodom podnog grijanja cca.180m2

ZADATAK:

1. Kamin na drva s izmjenjivačem za centralno grijanje od 9kW kao primarni izbor

2. Toplinska pumpa zrak-voda kao sekundarni izbor grijanja nakon montaže solarnih kolektora za proizvodnju struje

RJEŠENJE:

1. Postojeća instalacija podnog grijanja priključena je na tri pumpne stanice vođene digitalnom regulacijom u ovisnosti o vanjskoj temperaturi

2. Na kamin su montirani sigurnosni elementi (regulator povratne temperature kotla i ventil za toplinsko osiguranje kotla)

3. U kotlovnici su putem ventila hidraulički odvojeni polazni/povratni vodovi grijanja kamin/toplinska pumpa čime je korisniku data mogućnost da izabere vrstu grijanja.

NAPOMENA:Uz malu modifikaciju sistema (prerada hidraulike i dodavanje regulacije) moguće je paralelno korištenje oba sistema što u ovom slučaju nije bio zahtjev

Koje kotlove preporučamo?

Viessmann, Vitoligno 100(25-80kW)

Vitoligno 100-S je kotao za grijanje na drva postupkom pirolize s nazivnim toplinskim učinom od 25 do 80 kW posebno povoljne cijene.

Pregled prednosti:

Kotao na kruta goriva po principu pirolize, nazivni toplinski učin: 25 do 80 kW

Kotao od čelika za cjepanice do 50 cm

Dobra iskoristivost goriva kroz visoku učinkovitost i niske temperature dimnih plinova

Princip pirolize kroz visoko učinkoviti usisni ventilator

Ložište od silicij-karbida

Ručno podesive klapne za primarni i sekundarni zrak

Jednostavno rukovanje i brza montaža

Dugo izgaranje zbog velikog ložišta

Jednostavno punjenje od naprijed preko velikih vrata

Jednostavno čišćenje grijaćih površina i dugi intervali čišćenja

Detalji o proizvodu

Buderus, Logano S121(18-35kW)

Pirolitički kotao Logano S121 djeluje prema principu donjeg izgaranja, time se štedi gorivo i postiže veća ogrjevna toplina, uz niže vrijednostiemisija.

Pregled prednosti:

Kvalitetan proizvod i dug vijek trajanja

Duga vremena izgaranja

Manje vrijednosti emisije zahvaljujući donjem izgaranju

Jednostavno posluživanje i održavanje

Može se koristiti kao samostalni kotao na drva ili u kombinaciji s uljnim ili plinskim kotlovima

Detalji o proizvodu

Centrometal Bio-Tec(35/45kW)

Toplovodni kotlovi za centralno grijanje predviđeni za loženje drvom, sadržaja vlage ispod 25 %.Suvremeni kotlovi u kojima principom pirolize temeljito izgara gorivo. Temeljitost izgaranja opisuje potreba za čišćenjem koje je potrebno provoditi tek svaka tri do četiri dana ako kotao radi s maksimalnom snagom ili rijeđe ako je kotao manje opterećen.

Konstrukcijska rješenja vođenja plinova izgaranja i njihovo dodatno izgaranje osiguravaju visoki stupanj iskorištenja kotla (do 91,0%), što ih čini “iznimno štedljivim”.Ekološki su prihvatljivi jer postižu niske sadržaje štetnih sastojaka u izlaznim dimnim plinovima.Velika vrata i ložište kotla omogućuju loženje krupnim gorivom te nadasve jednostavno čišćenje i održavanje.

Detalji o proizvodu

Provjerite aktualne cijene!

Korisni linkovi za ostvarivanje poticaja na obnovljive izvore energije

Detaljne upute za dobivanje poticaja za Grad Zagreb

Detaljne upute za dobivanje poticaja za Karlovačku županiju

Detaljne upute za dobivanje poticaja za Krapinsko-zagorsku županiju

Detaljne upute za dobivanje poticaja ua Zadarsku županiju

Fond za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost

Regionalna energetska agencija sjeverozapadne Hrvatske

Program ujedinjenih naroda za razvoj (UNDP)

Zagrebačka banka i "Zeleni krediti"

TOPLINSKE PUMPE

NASLOVNICA > TOPLINSKE PUMPE

TEME:

Prije uvoda nekoliko riječi o terminologiji

Uvod

Princip rada toplinske pumpe

Sastavni dijelovi toplinske pumpe

Podjela toplinskih pumpi s obzirom na izvore topline

Primjena toplinskih pumpi za grijanje

Koje proizvođače toplinskih pumpi preporučamo ?

Primjer ugradnje toplinske pumpe na VANJSKI ZRAK

Prije uvoda nekoliko riječi o terminologiji

TOPLINSKA PUMPA, TOPLINSKA CRPKA ili DIZALICA TOPLINE?

U hrvatskoj stručnoj literaturi nailazi se na trojaku uporabu naziva jednog te istog uređaja. Izrazi TOPLINSKA PUMPA ili TOPLINSKA CRPKA doslovni su prijevodi engleskog izraza "Heat pump" ili njemačkog izraza za "Wärmepumpe". Naziv DIZALICA TOPLINE uveo je najveći hrvatski autoritet na području tehničke termodinamike, prof.dr.sc. Fran Bošnjaković (1902.-1993.) u svojim hrvatskim izdanjima poznatog udžbenika "Nauka o toplini" čime je na orignalan način strani izraz približio hrvatskom prijevodu. Ne upuštajući se u jezične rasprave smatramo da s tehničke točke gledišta bilo koji od ovih izraza odgovara temi o kojoj govorimo, iz tog razloga poslužit ćemo se izrazom TOPLINSKA PUMPA kao općeprihvaćeniim u eri globalizacije i interneta.

Uvod

Raspoloživost fosilnih goriva plina i nafte vremenski je ograničena. Ova činjenica zaokuplja sve više svijest ljudi kao i potreba za zaštitom okoliša. Iz tog razloga korištenje obnovljivih izvora energije dobiva sve više na značaju. Za razliku od drugih obnovljivih izvora energije kao što je solarna energija i energija vjetra, toplina iz okoliša (zemlja, voda, zrak) dostupna je za non-stop korištenje tijekom cijele godine. Toplinskom pumpom, bez dodatnog izvora energije, moguće je pokriti sve potrebe za toplinskom energijom jedne kuće za grijanje i PTV. U Švicarskoj se danas svaka treća novogradnja oprema nekom od tipova toplinskih pumpi, u Švedskoj 7 od 10 novogradnji a u Njemačkoj i Islandu jedna četvrtina.

U tom okviru toplinske pumpe doživljavaju svojevrsnu renesansu. Otklonjene su tehničke nesavršenosti koje su popratile prvi "bum" početkom 80-tih godina da bi danas toplinske pumpe predstavljale pouzdan, ekonomičan i ekološki sustav grijanja koji će u bliskoj budućnosti biti vodeći način grijanja i hlađenja.

Princip rada toplinske pumpe za grijanje

Toplinske pumpe su uređaji koji omogućavaju prijenos toplinske energije iz sustava niže temperaturne razine (zemlja, voda,zrak) u sustav više toplinske razine (centralno grijanje ili PTV) korištenjem dodatne energije rada (struja za kompresor) pomoću kružnog procesa prikladnog radnog medija (freon).

Princip rada toplinske pumpe je jednostavan, mogli bi ga usporediti s kućanskim hladnjakom samo u obrnutoj funkciji: on grije umjesto da hladi.

Energija okoline (zemlja, voda, zrak) prenosi se radnom tvari do kompresora koji tlači radnu tvar čime joj se povećava temperatura koja se putem kondenzatora i izmjenjivača unutar kondenzatora zaprima toplinu i šalje toplu ogrijevnu vodu u sistem centralnog grijanja. Nakon toga se radni medij preko ekspanzijskog ventila vraća u isparivač. U ekspanzijskom ventilu radni medij ekspandira s višeg tlaka kondenzatora na niži tlak isparivača i ohlađuje se. Time je zatvoren kružni proces isparavanje-kompresija-kondenzacija-ekspanzija koji se stalno ponavlja.

Kompresorskom krugu radni medij je freon (R 407C, R 404A itd.) Toplinske pumpe na električni pogon dobivaju cca. 3/4 topline za grijanje iz okoliša a preostalih 1/4 je električna energija potrebna za pokretanje kompresora. Iz omjera PREDANE topline grijanja i UTROŠENE električne energije dobije se koeficijent učinka (3+1=4) koji opisuje DJELOTVOTNOST toplinske crpke.

Radi standardizacije prihvaćen je jedinstveni COP koeficijent (coefficient of performance= faktor grijanja ili toplinski množitelj) koji opisuje omjer promjene topline prema uloženom radu. Jednostavnim riječnikom, ako toplinska pumpa ima COP 4 onda ona daje 4 kW energije za svaki 1 kW uložene energije.

Sastavni dijelovi toplinske pumpe za grijanje:

Srce svake toplinske pumpe je kompresor koji služi za povećanje tlaka i temperature hladne strane (izvora topline) u odnosu na toplu stranu (krug grijanja). Za razliku od do nedavno korištenih klipnih kompresora hermetički Scroll kompresori odlikuju se dugotrajnošću, tihim radom, malom masom i malim utroškom el.energije. Komprimiranje medija unutar kompresora odvija pomoću dvije Arhimedove spirale.

Pogledajte simulaciju rada različitih tipova Buderus toplinskih pumpi:

Podjela toplinskih pumpi s obzirom na izvor topline

ZEMLJA KAO IZVOR TOPLINE:

1. Varijanta izvođenja sa ZEMLJANIM KOLEKTORIMA

2. Varijanta izvođenja sa ZEMLJANIM SONDAMA

1. Varijanta izvođenja sa ZEMLJANIM KOLEKTORIMA

Zemlja je dobar akumulacijski spremnik topline budući da su temperature unutar zemlje tijekom čitave godine relativno jednolične: 7-13°C na dubini 2m. Energija tla u gornjem sloju zemlje, za razliku od donjeg sloja zemlje (dubina ispod 2m), regenerira se solarnim zračenjem, kišom, rosom itd. odnosno korištenjem energije iz ekoloških utjecaja.

Količina iskoristive topline, a time i veličina potrebne površine, u znatnoj mjeri ovise o termofizikalnim svojstvima tla. Za svojstva tla mjerodavan je prije svega udio vode, mineralnih sastojaka (pjesak ili glinenac) te udio i veličina zrakom ispunjenih pora. Pojednostavljeno se može reći da su svojstva akumuliranja i sposobnost vođenja topline utoliko veći što je tlo više obogaćeno vodom i mineralnim sastojcima a što je manji udio poroznosti.

Specifično toplinsko odavanje topline (qe) za pojedine vrste tla:

Suho pjeskovito tlo, qe = 10 - 15 W/m2

Vlažno pjeskovito tlo, qe = 15 - 20 W/m2

Suho glinasto tlo, qe = 20 - 25 W/m2

Vlažno glinasto tlo, qe = 25 - 30 W/m2

Tlo sa podzemnim vodama, qe = 30 - 35 W/m2

Iskorištenje topline iz zemlje provodi se preko sustava plastičnih cijevi (PE) plošno položenih u obliku više sekcija na dubini od 1,2-1,5m. Jedna sekcija cijevi ne smije biti dulja od 100m zbog previsokog pada tlaka i velikog opterećenja optočne pumpe. Podjednakim duljinama sekcija osiguravaju se identični padovi tlaka, podjednaki protočni uvjeti i podjednako oduzimanje topline iz zemlje. Cijevi na njihovim krajevima završavaju u razdjelniku/sabirniku koji treba biti opremljen zapornim armaturama, odzračnim elementima i regulatorima protoka.Uz pomoć optočne pumpe kroz cijevi

cirkulira RASOLINA (otopina natrijevih ili kalcijevih soli u vodi, snižava točku ledišta vode i djeluje antikorozivno na sistem) koja iz zemlje uzima akumuliranu tolinu i predaje je tolinskoj pumpi.

2. Varijanta izvođenja sa ZEMLJANIM SONDAMA

Dok su za polaganje kolektora na dubinu od 1m potrebni veći zemljani radovi i relativno velika površina oko objekta, za ukopavanje zemljanih sondi modernim uređajima za bušenje potrebno je puno manje vremena i manje pripremnih radova na okolišu. Kod instalacija sa zemljanim sondama vrlo je bitno određivanje rasporeda sondi i dubina bušenja za što treba zatražiti usluge geologa i specijaliziranih tvrtki za bušenje.

Probna bušotina analizira se tako da geolog ispituje sastav uzoraka zemlje uzetih na svakom metru dubine na osnovu čega se stvara dijagram specifičnog učina zemlje na cijeloj dionici, što ujedno određuje iskoristivost TP i daje smjernice za dubinu bušenja. Nakon što se izvedu geološka ispitivanja i izbuše odgovarajuće rupe određenog promjera i dubine, u rupe se umeću predmontirane sonde i nakon toga se šupljine između cijevi sonde i rupe ispunjava punilom suspenzije cementa i betonita. Najčešće se ukopavaju 4 cijevi (sonda s dvostrukom U-cijevi).

Preduvijet za planiranje i umetanje sondi je točno poznavanje svojstava tla, redoslijed slojeva tla, otpor tla te postojanje podzemnih ili površinskih voda uz obvezno određivanje smjera njenog strujanja. Kod instalacija sa zemljanom sondom može se kod normalnih hidrogeoloških uvijeta uzeti da je srednji učinak po jednom metru dužne sonde 50W (prema normativu za PE cijevi VDI 4640). Ako se sonda nalazi u podatljivom vodiću podzemnih voda mogu se ostvariti i viši učinci toplinskog oduzimanja. Za sonde duljine do 50m minimalna udaljenost između bušotina treba iznositi 5m dok za sonde duljine veće od 50m minimalna udaljenost između bušotina treba iznositi 6m. Kao radni medij koristi se rasolina tako da ne postoji opasnost od smrzavanja.

Ispitivanje uzoraka tla na svakih 1m nakon probnog bušenja

Specifično tolinsko odavanje topline (qe) za pojedine vrste podloga (tla):

Šljunak, suhi pjesak, qe = <20 W/m

Šljunak, mokri pjesak, qe = 55 - 65 W/m

Glina, ilovača, qe = 30 - 40 W/m

Vapnenac, qe = 45 - 60 W/m

Pješčanik, qe = 55 - 65 W/m

Kiseli magmatit (npr. granit), qe = 55 - 70 W/m

Bazični magmatit (npr. bazalt), qe = 35 - 55 W/m

Kristalasti škriljevac, qe = 60 - 70 W/m

VODA KAO IZVOR TOPLINE:

Čak i u hladnim zimskim danima podzemne vode zadržavaju konstantnu temperaturu od 7-12°C, temperatura površinskih voda (jezera, rijeka) također je razmjerno stalna i pri dnu nikada ne pada niže od 4°C, dok se temperatura morske vode kreće u rasponu od 11-24°C. Iz tog razloga COP toplinskih pumpi voda-voda je visok i relativno konstantan tijekom cijele godine.

Za iskopavanje podzemne vode kao toplinskog izvora treba izbušiti dvije bušotine na najmanjoj udaljenosti od 15m gledajući u smjeru toka vode. Najmanji protok vode treba iznositi 2m³/h što se može postići već na 5m dubine, što ovisi o hidrogeološkim značajkama.

Podzemna voda uzima se u eksploatacijskom bunaru i transportira do isparivača TP voda-voda. Nakon toga se ohlađena voda odvodi u bunar za vraćanje vode. Proizvođači TP preporučuju uporabu izmjenjivača topline međukruga jer su visokoučinkoviti pločasti izmjenjivači topline unutar TP osjetljivi na promjenjivu kvalitetu vode (pijesak, nečistoće, kamenac i sl.). Prijenos topline između izmjenjivača međukuga i toplinske pumpe odvija se putem rasoline.

Shematski princip rada:

ZRAK KAO IZVOR TOPLINE:

1. Toplinske pumpe na VANJSKI ZRAK

2. Toplinske pumpe naOTPADNI ZRAK

1. Toplinske pumpe na VANJSKI ZRAK

Najmanji izdatak za eksploataciju jednog izvora topline predstavlja vanjski zrak. On se usisava kroz kanal, ohlađuje u isparivaču TP i nakon toga ponovno predaje okolišu.

Suvremena toplinska pumpa zrak-voda može proizvesti toplinu grijanja do temperature vanjskog zraka od -20°C. Međutim, kod optimalnog dimenzioniranja kod ovako niskih temperatura TP ne može više potpuno pokriti potrebe za zagrijavanjem stambenog prostora i PTV zbog čega je poželjna ugradnja elektro-grijača u međuspremnik. Budući da izmjenjivač topline zrak-voda recirkulira relativno veliki volumen zraka (3000 do 4000 m3/h) kod rasporeda otvora za zrak u zgradi treba uzeti u obzir moguće stvaranje buke.

2. Toplinske pumpe na OTPADNI ZRAK

Toplinske pumpe koje koriste otpadni zrak kao izvor topline ubuduće će nalaziti povećanu primjenu u kućama sa vrlo malim potrebama za toplinom (pasivne kuće).

U tzv. kompaktnim uređajima TP se koriste i u kombinaciji sa sustavom za kontroliranu ventilaciju stanova. U ovim uređajima integrirana toplinska pumpa otpadni zrak-voda koristi udio topline otpadnog zraka iz stambenih prostorija koji se ne može iskoristiti za regeneraciju topline ventilacije i koristi se za dogrijavanje dovedenog svježeg zraka ili PTV. Ovisno o veličini TP na otpadni zrak pokrivanje potreba za toplinom za grijanje je osigurano dodatnim elektro-grijačem.

Primjena toplinskih pumpi za grijanje

Za sve toplinske pumpe vrijedi isto pravilo: što je manja temperaturna razlika između ogrijevne vode i topline iz okoliša to je veća djelotvornost. Zbog toga su TP posebno prikladne za:

Niskoenergetske sustave grijanja, kao što je podno grijanje, s maksimalnom temperaturom do 38°C

Niskoenergetske kuće u kojima se preferira ugradnja kompaktnih centrala za grijanje i PTV

Pasivne kuće u kojima se zbog nepropusne izvedbe konstrukcije zgrade preferira ugradnja TP otpadni zrak-voda kombinirane sa sustavima za rekuperaciju zraka uz pripremu PTV

U kombinaciji s drugim obnovljivim izvorima energije poput drva ili sunca za periode kada TP nije dovoljno efikasna

Koje proizvođače toplinskih pumpi preporučamo?

Primjer 1:

Ugradnja toplinske pumpe na VANJSKI ZRAK

Lokacija: Brezovica

Odabrani model: Viessmann, Vitocall 242-S /14kW

Namjena: grijanje i pasivno hlađenje prostora sistemom zidnog grijanja (slično kao podno) uz pripremu PTV preko integriranog spremnika 280 litara s mogućnošću dodatnog priključka na solarnu instalaciju

Zatečeno stanje: polazni i povratni vodovi zidnog grijanja u budućoj kotlovnici

Priprema za izvođenje radova: grupiranje cijevi, ugradnja zapornih i kontrolnih elemenata budućeg sistema

Spajanje grupa cijevi na pumpne stanice zbog distribucije energije

Finiš radova: ugradnja i spajanje spremnika od 200 litara ogrijevne/rashladne vode za grijanje/hlađenje

Konačni izgled kotlovnice s tri kruga grijanja/hlađenja (prizemlje, kat, kupaone) preko digitalne regulacije Vitotronic 200 HK3 ovisne o vanjskoj temperaturi

Unutarnja jedinica Vanjska jedinica (pogled od naprijed i sa strane)

Primjer 2:

Izrada i povezivanja kotlovnice na kamin i toplinske pumpe

POSTOJEĆE STANJE: Kuća s dvije etaže s razvodom podnog grijanja cca.180m2

ZADATAK:

1. Kamin na drva s izmjenjivačem za centralno grijanje od 9kW kao primarni izbor

2. Toplinska pumpa zrak-voda kao sekundarni izbor grijanja nakon montaže solarnih kolektora za proizvodnju struje

RJEŠENJE:

1. Postojeća instalacija podnog grijanja priključena je na tri pumpne stanice vođene digitalnom regulacijom u ovisnosti o vanjskoj temperaturi

2. Na kamin su montirani sigurnosni elementi (regulator povratne temperature kotla i ventil za toplinsko osiguranje kotla)

3. U kotlovnici su putem ventila hidraulički odvojeni polazni/povratni vodovi grijanja kamin/toplinska pumpa čime je korisniku data mogućnost da izabere vrstu grijanja.

NAPOMENA:Uz malu modifikaciju sistema (prerada hidraulike i dodavanje regulacije) moguće je paralelno korištenje oba sistema što u ovom slučaju nije bio zahtjev