Ulaz za korisnike

Dizalice topline zemlje

Dizalice topline zemlje

Princip djelovanja dizalica topline je primanje niže temperature, te podizanje te temperature na višu, korisniju razinu. Ukoliko toplina dolazi iz okoline (zrak) ili iz zemlje (zemljani kolektori, sonde), korištenje dizalica topline rezultira smanjenjem potrošnje fosilnih goriva te samim tim i smanjenjem emisija štetnih stakleničkih plinova.

Tlo kao izvor topline

Površinski i podzemni dijelovi zemlje apsorbiraju toplinsku energiju koja najvećim dijelom dolazi od Sunčeve energije koja je do tla došla zračenjem ili izmjenom topline s padalinama. Zemlja je dobar akumulacijski spremnik, s obzirom da su temperature unutar zemlje tijekom čitave godine u rasponu od 7 do 13°C (na dubini 2m) pa ta činjenica omogućava iskorištavanje te energije tijekom cijele godine.

Toplinu tla možemo iskoristiti dizalicama topline tlo-voda (rasolina-voda). Za samu izmjenu topline koristimo se:

• horizontalno položenim zemljanim kolektorima ili
• vertikalno ukopanim zemljanim sondama.

Posredni medij (rasolina) preuzima toplinu od tla, te ju predaje radnoj tvari na isparivaču topline. Bitno je onemogućiti smrzavanje medija u cijevima (potrebno je sniziti točku ledišta).

Horizontalni zemljani kolektori

Na dubini od 1,2 do 1,5 m polažemo plastične cijevi od polietilena koje imaju dobra toplinska i fizikalna svojstva (koeficijent toplinske vodljivosti, otpornost na tlak, vlagu,...). Radi opasnosti od prevelikog pada tlaka, moramo cijevi razvoditi po sekcijama, pri čemu jedna sekcija ne smije biti dulja od 100 m, a sve sekcije trebaju biti približno jednake duljine čime postižemo identične padove tlaka, a time i podjednake protočne uvjete.

Osnovna shematska izvedba horizontalnog zemljanog kolektora, te izvođenje na terenu takvog kolektora (slika 4) međutim postoji nekoliko izvedbi, koje primjenjujemo ovisno o terenu koji nam je na raspolaganju, kao npr. spiralni kolektor
Polazna vrijednost koju koristimo kod dimenzioniranja podzemnog toplinskog kolektora, rashladni je učin isparivača na dizalici topline.

Pažnju trebamo obratiti na:

• sastav tla jer o njemu ovisi toplinski kapacitet, mogućnost regeneracije tla, te izmjena topline
• raspoloživost tla kao toplinskog izvora (da li ga možemo koristiti cijelu godinu ili samo dio godine)
• način rada sustava grijanja s dizalicom topline (monovalentan ili bivalentan)
• raspoloživu površinu zemljišta
• izvedbu, odnosno način polaganja kolektora
• duljinu i dimenziju (promjer) cijevi

Monovalentan rad dizalice topline je rad u kojem kao raspoloživi izvor za grijanje koristimo isključivo samo dizalicu topline. Za razliku od monovalentnog, bivalentan rad je kada uz dizalicu topline koristimo i neki drugi izvor (npr. kotao).

Na temelju ulaznih podataka dimenzioniramo cijevni razvod te određujemo pogonske parametre kao npr. protok posrednog medija ili padove tlaka.
Cijevi kolektora moraju se polagati na dubini od 20-30 cm ispod razine smrzavanja tla, odnosno na područjima gdje se ne očekuje smrzavanje, najmanje na 80 cm dubine, jer u protivnom postoji opasnost od prevelikog utjecaja na biljni svijet.

U obzir treba uzeti moguće smrzavanje slojeva tla oko cijevi, što doduše ne utječe na izmjenu topline, no negativna posljedica može biti izdizanje tla iznad kolektora, pa samim tim i smanjeni prijenos topline. Nadalje, sve radove na polaganju kolektora trebalo bi izvoditi najmanje mjesec dana prije početka sezone grijanja, kako bi se tlo slegnulo, te tako omogućilo dobru izmjenu topline. Da se cijevi kolektora ne bi oštetile, kada izvedemo iskop, trebamo postaviti posteljicu od finog pijeska u koju polažemo cijevi, a cca 30 cm iznad cijevi postavljamo traku za označavanje. Kolektorski sustav puni se smjesom vode i glikola u omjeru 70 : 30%, uz pomoć crpke, pri čemu tlak punjenja iznosi 2-2,5 bara.