Toplotna pumpa u staroj gradnji – prvi deo

Zamena starih sistema grejanja igra značajnu ulogu u sanaciji i modernizaciji stambenih objekata. Primena toplotnih pumpi koje izvlače toplotu iz vazduha i tla, a pritom čuvaju okolinu, često su pravi izbor. U suštini, grejanje zasnovano na toplotnim pumpama može se primeniti i u starijim zgradama, dakle, potpuno je svejedno da li je zgrada stara pedeset ili više od pedeset godina. Vlasnici toplotnih pumpi njihov princip rada znatiželjnim poznavaocima rado objašnjavaju izjavom „rade na principu frižidera“. Umesto da toplotu uzimaju od namirnica, toplotne pumpe toplotu izvlače iz tla, podzemnih voda ili vazduha, a „upumpavaju“ je pri temperaturi pogodnoj za grejanje. Za pogono toplotne pumpe potrebna je električna energija. Za svaku potrošenu jedinicu električne energije. Zašto je potrebno da fosilna goriva poput gasa i lož ulja sagorevaju na 1000 stepeni C da bi zagrejali kuću na temperaturu od 22 stepena? Nasuprot tome, toplotne pumpe koriste energiju iz okoline da bi proizvele temperaturu u cirkulaciji u opsegu 30 do 55 stepeni C. Dakle, sve vreme rade na niskoj temperaturi. Zbog tga su one toliko efikasne i ekološke. Ništa nesagoreva, prljavština, čađ i neprijatni mirisi stvar su prošlosti. Toplotne pumpe ne koriste ni rezervoar na lož ulje ni dimnjak.

Toplotne pumpe se razlikuju na osnovu svog izvora toplote (vazduh, voda, tlo) po svojoj oblasti primene (grejanje prostorija, grejanje vode) i po svojoj snazi (u kilovatima). Toplotne pumpe za grejanje prostorija se često istovremeno koriste i za zagrevanje vode.

Osim toga, postoje i specijalne toplotne pumpe za toplu vodu koje kao svoj izvor toplote koriste vazduh. Važe za „uvodni nivo“ toplotnih pumpi jer se mogu dopuniti uređajem za zagrevanje prostorija sa pogonom na fosilna goriva. Pored toga, njihova upotreba idealno se slaže sa prednostima fotovoltaičnih sistema – što je veoma razumna kombinacija.

Toplotne pumpe za kuće u kojima živi jedna ili dve porodice ima snagu do 15kw, tačna vrednost se određuje na osnovu procenjene toplotne snage zgrade. Toplotne pumpe za toplu vodu po pravilu imaju snagu od 0,6 kw. Takođe, postoje i pumpe čija snaga prevazilazi 100 kw koje se svrstavaju u velike toplotne sisteme.

Što više koristi besplatnu toplotu iz okoline to jeftiniji postaje rad toplotne pumpe. Veličina koja izražava ovo je godišnja radna vrednost (na nemačkom Jahresarbeitszahl – JAZ). Ona predstavlja odnos između proizvedene količine toplotne energije i utrošene električne energije na godišnjem nivou.

Pumpa sa sondom za izvlačenje toplote iz zemlje

U sondama za izvlačenje toplote iz zemlje, u zatvorenom krugu kroz plastične cevi cirkuliše tečnost otporna na smrzavanje. Ovakva sonda zahteva malu površinu – prečnik bušene rupe odgovara muzičkom CD-u. Pošto je na dubini od 10 metara pirodno tokom cele godine prisutna konstantna temperatura nezavisno od godišnjeg doba, sonda za izvlačenje toplote iz zemlje omogućuje visoku efikasnost toplotne pumpe. Za instalaciju ovog tipa sonde zbog neophodnih radova na iskopavanju neophodno je pribaviti odgovarajuću dozvolu. Zadozvole je nadležna uprava voda.

Pumpa za izvlačenje toplote iz zemlje pomoću ravnog kolektora

Ovi kolektori rade pomoću vodoravnog sistema meandrirajućićih cevi postavljenih ispod površine slično sistemu za podno grejanje. One su ukupane na dubini na kojoj se tlo ne zamrzava od oko 1,5 metara. Površina koju kolektor treba da zauzme zavisi prevashodno od veličinepovršine koja će se grejati, kao i od sadržaja vode u tlu; po pravilu ovo iznosi koliko i površina zagrevanja stambene površine. Površina iznad kolektorane sme da bude izolovana niti na njoj sme bilo šta biti izgrađeno, jer tlo moraperiodično da obnovi svoje rezerve toplote putem sunčevog zračenja i atmosferskih voda. Za razliku od sondi za izvlačenje toplote iz zemlje, za kolektore nije potrebna dozvola, ali je obavezno njihovo prijavljivanje. Osim horizontalno postavljenih kolektora, postoji mnoštvo alternativnih rešenja poput korpastih i rovnih kolektora koji u slučaju nedostatka prostora predstavljaju dobru alternativu.

Pumpeza izvlačenje toplote iz podzemnih voda

Podzemne vode predstavljaju veoma dobro skladište toplote sa relativno konstantnom temperaturom tokom cele godine. Čak i u zimskim hladnim danima temperatura podzemnih voda zadržava temperaturu između 7 i 12 stepeni Celzijusa. Ako podzemnih voda ima u dovoljnoj količini i dobrog su kvaliteta, one se mogu iskoristiti kao izvor toplote. Za primenu ovakvih pumpi potrebno je bušenje dva bunara: iz dovodnog bunara pumpa za napajanje transportuje vodu do toplotne pumpe. U toplotnoj pumpi se temperatura vode snizi za oko pet stepena nakon čega se ponovo vraća u tlo preko odvodnog bunara. Treba voditi računa da je ovakav projekat potrebno prijaviti i za izvođenje je obavezno pribavljanje dozvole.

Pumpe za izvlačenje toplote iz vazduha

Pumpe za izvlačenje toplote iz vazduha koriste besplatan vazduhiz okruženja za grejanje. Veoma su pogodneza modernizaciju, fleksibilne su i mogu se montirati i u spoljašnjem i u unutrašnjem prostoru. Nije potrebno pribavljanje bilo kakvih dozvola. Treba voditi računa o propisima, naročito onim koji se tiču zaštite od buke. Postoje i bešumne toplotne pumpe koje su pogodne za montažu i u kućama koje se naslanjaju jedna na drugu. Čak i zimikada temperatura padne ispod tačke mržnjenja, grejanje će još uvek da radi. Za svaki slučaj, većina toplotnih pumpi koje toplotu uzimaju iz vazduha poseduje i električni grejač. U poređenju sa sistemima koji toplotu uzimaju iz tla, ove pumpe su nešto manje efikasne. Nasuprot tome, troškovi instalacije su manji zbog nepostojanja instalacija za crpljenje toplote. Ako neko želi da bude naročito inovativan, može na krov da postavi kombinaciju toplotne pumpe, termičkog rezervoara, akumulatora i sopstvenog fotovoltaičnog postrojenja. To ima smisla jer ako se nabavi novi fotovoltaični uređaj dobiće se još malo uštede zbog isporuke energije u energtski sistem. Ako se pak proizvedena energija troši u lokalu, štedi se tako što se ne plaća inače skupa električna energija iz elektroenergetske mreže. Čak i vlasnicima starijih fotovoltaičnih postrojenja ovo može biti od interesa kasnije po isteku 20 godišnjih povlastica za obnovljive izvore energije. Kod većine zgrada otprilike polovina potreba toplotne pumpe za električnom energijom se može podmiriti iz fotovoltaičnih postrojenja. Što su potrebe za toplotnom energijom manje, to je ovaj udeo veći. Pošto sunce sija samo preko dana, korišćenje akumulatora ima smisla za toplotu i električnu energiju. U kombinaciji sa sistemomza upravljanje energijo postiže se to da solarna energija ne mora da se upotrebi odmah, nego se može uskladištiti za noć ili oblačne dane.