Šta je geotermalna energija?
Pojam geotermalna energija odnosi se na korišćenje toplote Zemljine unutrašnjosti koja u samom središtu iznosi 4000-7000°, što je približno temperaturi površine Sunca. Najpraktičnija za eksploataciju geotermalne energije su područja gde se vrela masa nalazi blizu površine zemlje. Na mnogim takvim lokacijama u svetu već postoje postrojenja – izmenjivači toplote koja na taj način zagrejanu vodu koriste za grejanje ili u industrijske svrhe.
Čovek je od najstarijih vremena koristio tople izvore i na njima gradio velika kupatila. Prvi javni sistem grejanja koji je koristio tople izvore sagrađen je 1892. godine u državi Ajdaho u Sjedinjenim Američkim Državama, dok je prva geotermalna elektrana sagrađena 1904. u Italji. Struktura Zemljine unutrašnjosti je takva da temepratura u zavisnosti od strukture slojeva raste od 10 do 30°C na svakih kilometar bliži jezgru.
Skoro nepromenljiva temperatura sloja Zemljine kore može se u velikom obimu iskoristiti za indirektno grejanje ili hlađenje stambenih i poslovnih objekata. Tokom zime, kada je tlo toplije od građevina na površini, sistem-izmenjivač preko cevi sa vodom prenosi toplotu tla na zgrade, dok leti, kada je tlo hladnije od površine, radi suprotno. Isti sistem tako služi i za grejanje i za hlađenje. Procenjeno je da zalihe geotermalne energije daleko prevazilaze energetske zalihe uglja, nafte, prirodnog gasa i uranijuma zajedno. Njena prednost su zanemarljivo mali negativan uticaj na okolinu i ogromni potencijal, dok su mane uslovljenost položajem, dubinom, temperaturom i procentom vode u određenom geotermalnom rezervoaru.
Šta je toplotna pumpa?
Toplotna pumpa je ekonomski i energetski najefikasniji sistem za grejanje i hlađenje prostora. Toplotna energija može da se uzme iz podzemnih voda koje su na temperaturi od oko 14°C tokom cele godine. Iz izbušenog bunara voda se prepumpava u razmenjivač toplote u kome se deo toplote iz podzemne vode prenosi u freon koji tada isparava. Takav sklop (pumpa+toplotni izmenjivač) naziva se toplotna pumpa.
Delimično ohlađena voda vraća se u drugi bunar koji je iste dubine kao i prvi tako da se tokovi podzemnih voda ne remete. Freon koji je sada u gasovitom stanju sabija se kompresorom i tada otpušta latentnu prenetu toplotu i predaje je vodi koja cirkuliše kroz kondenzator i sistem radijatorskog i/ili podnog sistema cevi u zgradi.
Prednosti ovakvog sistema za grejanje i hlađenje su sledeće: – Preko 70 % energije potrebne za grejanje prostora dobija se iz podzemne vode besplatno u toku celog veka eksploatacije toplotne pumpe.
Kako radi toplotna pumpa?
Treba napomenuti da se termin „toplotna pumpa“ koristi za fizičku pojavu „prepumpavanja toplote“, a pritom se ne misli na uređaj koji to radi. Ovu fizičku pojavu omogućavaju druge dve prirodne pojave, isparavanje i kondezacija, odnosno promena agregatnog stanja iz tečnog u gasovito i obrnuto.Treba napomenuti da se termin „toplotna pumpa“ koristi za fizičku pojavu „prepumpavanja toplote“, a pritom se ne misli na uređaj koji to radi. Ovu fizičku pojavu omogućavaju druge dve prirodne pojave, isparavanje i kondezacija, odnosno promena agregatnog stanja iz tečnog u gasovito i obrnuto. Isparavanje je fizička pojava koja je praćena oduzimanjem toplote okolini.
To je razlog što se znojimo kada nam je toplo. Znoj koji isparava odnosi sa sobom višak toplote sa našeg tela (hladi ga) i tako reguliše telesnu temperaturu. Kondezacija je suprotna pojava isparavanju i praćena je odavanjem (oslobađanjem) toplote. Voda koja je isparila iz neke posude (pretvorila se u vodenu paru), vratiće svu eneriju uloženu u isparavanje, kada se bude kondezovala (ponovo prešla u tečno stanje). Ove dve pojave neprekidno se dešavaju u uređajima koji rade na principu toplotne pumpe. Ovo je objašnjeno u tekstu koji sledi.
Gledajući sliku levo, možemo razumeti princip rada toplotne pumpe. U delu ciklusa koji je označen brojem 1, kompresor pogonjen električnom energijom, komprimuje freon i time mu povećava pritisak i temperaturu, a u delu ciklusa označenog brojem 2, kondezator ga hladi i time prevodi iz gasovitog u tečno stanje, to je ujedno deo gde freon predaje kondezatoru latentnu (prikrivenu) toplotu, ranije preuzetu od vode. U delu ciklusa koji je označen brojem 4 dolazi do rasterećenja (smanjenja pritiska), i freon počinje naglo da vri i isparava. Kao što smo već rekli, svako isparavanje oduzima energiju svojoj okolini, pa tako freon dok isparava hladi vodu i na taj način joj oduzima energiju koju će zatim ponovo u delu 2 predati kondenzatoru.
Koeficijent grejanja (COP)
Koeficijent grejanja je, u stvari, odnos između utrošene električne i dobijene obnovljive energije. Na primer, koeficijent 4 znači sledeće: Za jedan utrošeni kilovatčas (kWh) električne, dobijamo 3 kWh geotermalne energije. Praktično, Vaši troškovi grejanja smanjuju se 4 puta. Smanjenjem temperature grejanog fluida povećava se koeficijent grejanja (a time i ušteda). Iz tog razloga kombinacija toplotne pumpe i podnog grejanja daje najbolje rezultate, obzirom da podno grejanje zahteva nisku temperaturu vode (oko 40 °C). Dijagram sa desne strane ilustruje raspodelu temperature u podzemnim slojevima i pokazuje da nakon 15 metara nema kolebanja temperature u zavisnosti od doba godine. Nepromenjena temperatura bunarske vode garantuje visok koeficijent grejanja nasuprot toplotnim pumpama vazduh-voda kod kojih keficijent opada sa snižavanjem spoljne temperature.
Najbolji rezultati, odnosno najveća ušteda se postiže u kombinaciji sa podnim grejanjem, jer se sa snižavanjem temperature u sistemu, značajno povećava koeficijent grejanja, a poznato je da podno grejanje zahteva niže temperature od radijatorskog. Ventilo konvektor je dobro rešenje iz razloga što pored grejanja pruža i mogućnost hlađenja prostora, što kod podnog i radijatorskog grejanja nije moguće.
Toplotna pumpa - Investicija koja se uvek isplati
Ulaganje u toplotnu pumpu se uvek isplati, bez obzira na to da li gradite novi objekat ili renovirate stari. Smanjujete svoje izdatke za energiju, povećavate vrednost svog objekta i smanjujete emisiju CO2, na čemu će Vam buduće generacije biti zahvalne. Sa kvalitetnom toplotnom pumpom, 75% potrošene energije za grejanje objekta i sanitarne vode je besplatno. Ovo znači da će se toplotna pumpa sama otplatiti. Međutim, ne samo to, ukoliko nekada poželite da prodate svoj objekat, sigurno ćete postići veću cenu zahvaljujući ovakvom sistemu grejanja.
Nesigurna buduća situacija na tržištu energenata dodatno pojačava opravdanost investicije u toplotnu pumpu. Prilikom gradnje novog objekta, postoji mnoštvo važnih odluka koje treba doneti i jedna od njih je zasigurno dobar sistem grejanja. Toplotnom pumpom možete grejati svoj objekat, grejati sanitarnu vodu, hladiti objekat i čak zagrevati vodu u bazenu i time izbeći ulaganja u više različitih sistema za grejanje/hlađenje. Sem toga, mnoge zemlje, pa i naša, imaju određene visoke zahteve po pitanju energetske efikasnosti za nove objekte, a toplotna pumpa u potpunosti zadovoljava te kriterijume. Uštede koje se ostvaruju korišćenjem toplotne pumpe zavise od veličine objekta, njegove izolacije, načina na koji je izveden sadašnji sistem grejanja i geografskog područja na kojem se objekat nalazi.
Toplotna pumpa može biti prilagođena već postojećim sistemima grejanja, kao što su gas, pelet, peći na čvrsta goriva ili električni kotlovi. Svedoci smo napora da se smanji ljudski uticaj na prirodu,poput emisije ugljen-dioksida, eksploatacije fosilnih goriva, zagađenja vodotokova i sl. Toplotna pumpa je u tom smislu jedno od ’najčistijih’ rešenja, obzirom da je njen uticaj na prirodu gotovo zanemarljiv. Ugradnjom toplotne pumpe doprinosite tome da se ovi napori ostvare. Ne dozvolimo da naši potomci gledaju na nas kao na sebične pretke koji su potrošili sve što se dalo potrošiti. „Mi nismo nasledili zemlju od naših predaka, već smo je pozajmili od naših potomaka“ – rekao je indijanski poglavica Bik koji sedi.
Karakteristike Toplotne Pumpe
Izuzetno nizak nivo buke, visoka efikasnost, kvalitetne komponente, lepo dizajnirano kućište, potreba za servisiranjem svedena na minimalnu meru, izdržljivost, kompatibilnost sa drugim vidovima grejanja, jednostavno rukovanje uređajem, visok stepen automatizacije, mogućnost prilagođavanja kapaciteta (inverter tehnologija).
Visoka efikasnost
Kontrolisanje pregrevanja freonske pare ključni je faktor za efikasan rad svake toplotne pumpe. Do sada, za kontrolu koristio se termo-ekspanzioni ventil (kod većine proizvođača je i dalje u upotrebi), koji ima veoma sporo delovanje, pa samim tim i niži stepen efikasnosti. Dugogodišnjim radom na usavršavanju naše toplotne pumpe, razvili smo precizan sistem elektronskog upravljanja pregrevanja freonske pare, što je rezultiralo visokim stepenom efikasnosti.
Inverter tehnologija
U praksi se često pojavljuje potreba za ugradnjom akumulatora toplote zbog promenljivog toplotnog opterećenja objekta. Akumulatori toplote u načelu smanjuju koeficijent grejanja, zauzimaju prostor i povećavaju gubitke. U nastojanju da rešimo ovaj problem, razvili smo toplotnu pumpu koja ima sposobnost da prilagođava svoj kapacitet trenutnim potrebama objekta. Kontinualnom regulacijom broja obrtaja na kompresoru, postigli smo regulaciju snage od 50 do 100%. Osim toga, inverter tehnologija omogućava meki start toplotne pumpe, što dodatno produžava radni vek kompresora. Takođe, upotrebom invertera smanjuje se broj uključenja i isključenja toplotne pumpe, što doprinosi boljem ukupnom koeficijentu grejanja, što je prikazano na dijagramu ispod.
Izborom toplotne pumpe rešavate više problema
Osim grejanja i hlađenja Vašeg objekta, toplotnu pumpu možete koristiti i za zagrevanje tople potrošne vode i time uštedeti 75% električne energije koju biste inače utrošili u tu svrhu. Odabir rezervoara (bojlera) za toplu potrošnu vodu vrši se na osnovu broja korisnika i njihovih potreba za toplom vodom. Obično, u jednom četvoročlanom domaćinstvu koristi se rezervoar zapremine 200 litara. Toplotna pumpa može grejati objekat posredstvom radijatora, podnog grejanja ili Fan-coil uređaja. Osim toga, sve toplotne pumpe naše proizvodnje, opremljene su za zagrevanje tople potrošne vode. Upravljanje temperaturom u objektu, može biti izvedeno termostatom i/ili vođenjem prema spoljnoj temperaturi.
Inteligentna kontrola i upravljanje
Za potrebe kontrole i upravljanja toplotnom pumpom, razvili smo jedinstveni kontroler sa 5-inčnim displejom u boji koji je osetljiv na dodir (touch screen). Višejezični korisnički interfejs je tako izrađen da korisnik već pri prvom susretu shvata jednostavnost upotrebe. Kontroler je fabrički montiran na toplotnu pumpu, međutim, po želji korisnika može biti izmešten bilo gde u krugu od 100 metara.
Osim upravljanja toplotnom pumpom i komunikacije sa korisnikom, kontroler prikuplja i beleži sve važne parametre i dešavanja na toplotnoj pumpi, tako da možete pratiti parametre Vašeg uređaja. Na displeju se prikazuju: perfomanse sistema, potrošnju električne energije, količina dobijene geotermalne energije, radni sati i još mnogo toga.
