Dizalice topline: grijemo se na hladnoći
Koji su razlozi koji nas sprječavaju da otpadnu toplinu koristimo za grijanje domova? Na primjeru dizalica topline, koje su raširene u svijetu, razmatraju se poteškoće s njihovom implementacijom u zemljama ZND-a.
Da biste bili sigurni da dizalice topline postoje i rade učinkovito, ne morate ići daleko. Dovoljno je posjetiti kuhinju i pogledati hladnjak. Unutra vladaju temperature ispod nule, a vruća rešetka za izmjenu topline na stražnjoj strani signalizira uspješno izvlačenje topline iz vaših proizvoda.
Dizalice topline često se nazivaju obrnutim hladnjacima. Ova analogija nije sasvim točna. Fizikalni principi rada hladnjaka i dizalice topline su identični, razlikuju se samo u dizajnu i namjeni: hladnjak izvlači toplinu iz zatvorenog volumena, "bacajući" je u okolinu. Naprotiv, dizalica topline izvlači niskotemperaturnu toplinu iz vanjskog, otvorenog okruženja, predajući je na kraju zatvorenom volumenu prostorije.
Načela rada toplinskih motora utemeljena su već u prvoj polovici 19. stoljeća, ali hladnjaci su imali više sreće: potreba za skladištenjem hrane pokazala se gorućim problemom od grijanja domova, pogotovo jer nije bilo problema s gorivom u ono doba za grijanje.
Prvi put se interes za toplinske pumpe pojavio u poslijeratnoj Europi, kada su propast i nedostatak osnovnih potrepština natjerali na potragu za nestandardnim načinima grijanja domova. Ali najsnažniji poticaj za poboljšanje dizalica topline bila je energetska kriza 1970-ih. Naglo povećanje cijena energetskih resursa učinilo je ekonomski isplativim korištenje niskotemperaturnih nositelja topline: vode u rezervoarima, geotermalne topline, tople otpadne vode iz gradova.
Do tada je industrija već razvila i proizvela pouzdane i ekološki prihvatljive sustave za različite primjene: od male snage za pojedinačne vikendice do snažnih sustava grijanja za građevinske komplekse.
Dizalice topline koje rade sa širokim spektrom medija (zrak, voda, tlo) s automatiziranim sustavima kontrole i upravljanja pumpama sada su dostupne na tržištu. Ali najsuvremenija tehnologija neće dati željene rezultate ako se pogriješi pri odabiru snage dizalice topline ili prilikom postavljanja sustava grijanja.
Za to se potrebno orijentirati u nekoliko ključnih karakteristika koje određuju učinkovit rad dizalice topline. Najvažniji od njih je "koeficijent grijanja", tj. omjer količine proizvedene toplinske energije i potrošene električne energije. Za moderne sustave kreće se od 3,5 do 4.
I tu počinju nijanse.Proizvođač ovu vrijednost navodi za najpovoljniji način rada dizalice topline, tj. za minimalnu temperaturnu razliku između vanjskog medija za grijanje i kruga grijanja. Na primjer, pri vanjskoj temperaturi od 10 stupnjeva Celzijusa (tlo na dubini od 150 m.) i temperaturi kruga grijanja od 40 stupnjeva (topli pod), koeficijent će stvarno biti oko 4. Ali već na 60 stupnjeva pada na 2, a na 80 stupnjeva jednak je 1. V U ovom slučaju lakše je i jeftinije koristiti konvencionalne električne grijače ili kotlove.
Drugi glavni problem je izračun kolektora (kruga odvoda topline) dizalice topline.Ovisno o sastavu tla, odvod topline varira od 10 W/m za cijevi od pijeska do 35 W/m za vlažna glinena tla. Ovo je u slučaju horizontalnog postavljanja kolektora. Za vertikalno ležište potrebno je poznavati geološki sastav slojeva, budući da je potrebno izbušiti ili duboku (više od 100 m) bušotinu ili sustav bušotina dubokih desetke metara.
Stoga zaključak: jednostavno je nemoguće bez sudjelovanja specijalizirane organizacije ili tvrtke koja će provesti studiju, izraditi projekt i odrediti sastav sustava grijanja. Horizontalni kolektor ne zahtijeva bušenje, ali polaganje stotina metara cijevi uključuje kopanje istog broja rovova do 2,5 metara dubine, tako da će vaše dobro održavano područje izgledati kao mjesto bombardiranja kada posao bude obavljen.
Ugradnja vertikalnog spremnika zahtijevat će bušenje do dubine veće od 10 metara, a to je, uz istraživačke i projektantske radove, povezano s dobivanjem dozvola od raznih organizacija.Podzemlje je danas vlasništvo države, a ono, pred dužnosnicima, može postati ozbiljnija prepreka od cijena opreme i radova na uvođenju dizalica topline.
Na kraju procjena cijene dizalice topline s radom. Za vilu s grijanom površinom od 200 m2 bit će potrebna dizalica topline kapaciteta oko 18 kWh toplinske energije. Kolektorske cijevi bit će dugačke oko 400 metara s optimističnim odvodom topline od 50 W/m. Oprema takvog kapaciteta vodećih njemačkih tvrtki košta oko 6.000-7.000 eura, ovisno o konfiguraciji. Radovi bušenja ili iskopa - unutar 3000 eura. Zbrojite projekt, suglasnosti i dobijete iznos od 10 000. To je kriterij za procjenu isplati li se običnom stanovniku danas ugraditi dizalicu topline i kada će se to isplatiti.
Za organizacije i poduzeća koja grade nove prostore, sada je moguće osigurati grijanje toplinskim pumpama. Takvi troškovi, u pozadini stalnog povećanja tarifa za energiju, mogu se nadoknaditi za 3-5 godina. Ali za stanovništvo za koje je država uspostavila povlaštene tarife ili subvencionirane troškove energije, korištenje dizalica topline dugo će biti neisplativo.