Obnovljivi izvori energije - Toplotne pumpe

Toplotne pumpe koriste 75% energije od sunca. Princip rada prikazan je na slici.

Izvor toplote - zemlja

Zemlja je vrlo dobar akumulator sunčeve toplote, budući da su temperature na dubini od cca. 1,2 - 1,5 metara tokom čitave godine relativno stalne i kreću se između 5ºC i 15ºC. Putem horizontalno postavljenih zemljanih kolektora ili putem vertikalno ukopanih dubinskih sondi, akumulirana toplota zemlje se tečnim hemijskim sredstvom (propilenglikol) prenosi do isparivača toplotne pumpe. Količina akomulirane i predate toplote u najvećoj meri zavisi od termofizičkih svojstava tla i od klimatskih uslova (količina sunčevog zračenja).

Kod postavljanja podzemnih horizontalnih kolektora (plastične cevi) važi nekoliko pravila:

• horizontalni kolektori sastoje se od sistema cevi položenih na dubini cca. 1,5 metara (oko 20 cm ispod granice smrzavanja tla)
• apsorpcija toplote zavisi od sastava tla, što je tlo vlažnije apsorpcija je veća
• ovaj tip kolektora posebno je prikladan za kuće koje su izgrađene na dovoljno velikim parcelama jedna sekcija cevi ne bi trebala biti duža od 100
• metara zbog previsokog pada pritiska
• sekcije cevi trebaju biti podjednake dužine kako bi se postigli ravnomerni protoci
• ukupna površina položenih kolektora mora biti u proseku barem 2 puta veća od stambene površine koju želimo grejati putem toplotne pumpe.
• na površini zemlje iznad položenih kolektora gradnja nije dozvoljena
• pravilne dimenzije podzemnog kolektora najvažniji su preduslov za pravilno funkcionisanje sistema

Kao alternativu postavljanju plastičnih cevi Vaillant u svom priboru nudi tzv. „kapilarne kolektore“ koji uz istu funkciju osiguravaju uštedu potrebnog prostora za postavljanje. Jedan komplet kapilarnog kolektora sastoji se od nekoliko kolektorskih podnožja koja se u zemlju postavljaju horizontalno, na dubini od 1,2 - 1,5 metara. Zahvaljujući kompaktnim dimenzijama, postavljanje kapilarnih kolektora snižava troškove postavljanja. Kapilarne kolektore nije preporučljivo upotrebljavati kod suvog ili peskovitog tla, a koriste se u kombinaciji sa toplotnom pumpom od 8 i 10 kW.

Postavljanje dubinskih vertikalnih sondi

U tlu je potrebno napraviti provrt od cca. 100 metara (porodična kuća od 150 m2 sa potrebnom snagom grejanja 7,5 kW), potom u nju spustiti cevi i potom sve zaliti sa suspenzijom dobre toplotne provodljivosti. Kroz cevi se provodi medij (propilen-glikol) koji na sebe preuzima toplotu tla i potom se vraća drugim krakom na površinu. Ako struktura tla ne dozvoljava verziju dubokih provrta, moguće je izvesti nekoliko plićih provrta sa napomenom da su dublje sonde manje osetljivije na spoljašnje klimatske promene. Postavljanje i verziju instalacije sonde potrebno je sprovesti u skladu sa zakonom (termička eksploatacija podzemlja).

Dubinska sonda

Dosadašnje iskustvo pokazuje da su dubinske sonde izuzetno efikasne za preuzimanje toplote zemlje. Pogodna je za objekte sa malim dvorištima. Dubina bušenja:     30m/kW suvo zemljište 15m/kW srednje vlažno 12,5 m/kW vlažno zemljište Postavljanje dubinske sonde      Prosečne dubine bušenja VRSTA ZEMLJIŠTA Potrebna dubina po kW Suvi sediment 30 m/kW Srednje vlažno 15 m/kW Vlažno 12,5 m/kW Krečnjak 12 m/kW Granit 10 m/kW Basalt 16 m/kW

Površinski kolektor – horizontalni kolektor

Kompakt kolektor

Sistem voda / voda

Ukoliko je Vaše zemljište pogodno za tu svrhu, korišćenje podzemnih voda putem usisnog i ispusnog izvora podzemne vode može biti vrlo efikasno. Podzemna voda je vrlo dobar rezervoar za dozračenu sunčevu energiju i čak i za vreme zimskih dana održava konstantnu temperaturu između +7 oC i +12 oC. Podzemne vode nema svuda u dovoljnoj količini i odgovarajćeg kvaliteta, međutim tamo gde su uslovi ispunjeni, iskoristivost je velika. Podzemne vode su najizdašniji toplotni izvor U poređenju sa drugim vidovima pruža najveći stepen iskorišćenja. COP ε ≈5,5 Potrebno je obezbediti dva bunara Bunar za snabdevanje mora imati mogućnost obezbeđivanja velike količine vode (240l/kWh) Tehnički zahtevi za sistem voda-voda Instalacija za vodu mora biti ukopana ispod granice smrzavanja 1,2 do 1,5 metara Bunar za snabdevanje mora imati mogućnost obezbeđivanja dovoljne količine vode (240l/kWh) Minimalno rastojanje između bunara mora biti 15 metara Dubina bunara ne treba da prelazi 15 metara Bunarska voda mora biti hemijski ispravna

Vaillant_prezentacija_toplotne_pumpe.pdf

Vaillant_toplotne_pumpe_geotherm.pdf