Toplotna črpalka voda - voda zahteva prestrezanje toplote podtalne vode. Takšen sistem ogrevanja je energetsko zelo ugodno, vendar tehnično zahteven. Preden se lotimo takega projekta, moramo izvesti ustrezne geološke preiskave in pridobiti potrebna soglasja. Toplotna črpalka voda - voda potrebuje za delovanje prečrpamo vodo iz vrtine. To vodo ohlajeno skozi toplotno črpalko vračamo skozi drugo vrtino nazaj v zemljo.
Energija iz vodnjaka ali vrtine
Podtalnico za ogrevanje običajno črpamo iz vrtine s premerom okrog 100 mm, če nimamo na razpolago obstoječega vodnjaka z zadostno količino vode. Globina in premer vrtine sta odvisna od nivoja gladine podtalnice, prepustnosti zemljine in količine prečrpane vode. S črpanjem ustvarjamo okrog vrtine podtlak, ki povzroči znižanje statičnega nivoja podtalnice, ki ima lijakasto obliko. Ta dinamični nivo je odvisen od prepustnosti zemljine in količine črpanja, zato se mora mesto črpanja vedno nahajati pod najnižjim dinamičnim nivojem, pri čemer upoštevamo tudi sušna obdobja.
Vodo do toplotne črpalke izčrpamo s potopno črpalko, nameščeno na dnu vrtine. Potem, ko vodi odvzamemo del toplote, jo v podzemlje vračamo skozi odtočno vrtino, ki je enostavnejše izvedbe kot izvorna. Ugotoviti moramo tudi smer podzemnih tokov, in odtočno odprtino v primerni oddaljenosti postaviti za sesalno, da nebi ohlajene podtalnice spet vračali v hladilni obtok.
Na topli strani sistema
Temperatura podtalne vode pri nas znaša med 8 in 17°C, toplotna črpalka pa jo ohladi za okrog 5°C. Višja je temperatura podtalnice, učinkovitejše je delovanje sistema. Voda lahko struja neposredno preko izparilnika ali posredno preko toplotnega izmenjalnika, kar je ekološko neoporečna varianta, saj ob morebitni netesnosti izparilnika, hladilni plin ne more preiti v podtalnico. Kompresor toplotne črpalke nato toploto prenese v kondenzator, kjer se prenaša v sistem ogrevanja stavbe na temperaturnem nivoju med 40 in 55°C. Ogrevalna telesa v hiši morajo imeti zaradi nižje temperature ogrevnega medija velike površine. Obstoječe radiatorje je potrebno zamenjati z večjimi, talno, stensko ali stropno nizkotemperaturno ogrevanje pa so idealne rešitve za ta način ogrevanja.
Toplotna črpalka voda - voda s podtalnico je energetski zmagovalec
Podtalnica je skupaj z geosondo najbolj neobčutljiva na spremembe zunanje temperature in zato najbolj primeren in energetsko učinkovit izvor toplote za toplotne črpalke. Grelna števila toplotnih črpalk s podtalno vodo se gibljejo med 4 in 5,5. V primeru TČ voda- voda grelno število nekoliko zmanjšuje poraba energije črpalk za črpanje podtalnice, vendar je ta poraba zanemarljiva v primerjavi z pridobljeno energijo. Če izvore toplote za delovanje toplotne črpalke razvrstimo od najbolj do manj učinkovitega, vodi geosonda, sledi podtalnica, zemeljski kolektor in zunanji zrak.
Znižanje nivoja podtalnice med črpanjem.
Toplotna črpalka voda - voda pokriva vse potrebe
Ker je podtalnica neobčutljiva na zunanje temperaturne spremembe je smiselno in ekonomsko upravičeno izbrati toplotno črpalko, ki bo v popolnosti pokrivala toplotne potrebe objekta. Odpadejo dodatni kotli in druga rezervna ogrevala, torej vsi bivalentni sistemi. O njih razmišljamo samo, če dobava vode iz vrtine ni zanesljiva. Ko vodo ohladimo za 5°C pridobimo iz nje dovolj toplote za ogrevanje povprečno velike hiše, pri tem pa moramo prečrpati nekaj več kot 2 kubična metra vode na uro.
Letni prihranek
Prikazali bomo okviren izračun in oceno prihranka energije z ogrevanjem s toplotno črpalko voda - voda z upoštevanim grelnim številom (COP) 4,7*
*če ima toplotna črpalka npr. COP 4, pomeni, da proizvede štiri-krat več energije, kot jo potroši.
Na razpolago imamo toplotno črpalko voda-voda za enodružinsko hišo, v kateri živijo štiri osebe, 150 m2 ogrevalne površine, v dveh energijskih razredih, C (40 kWh/m2) in D (80 kWh/m2).
Energijske potrebe hiše za celoletno ogrevanje hiše in ogrevanje sanitarne vode so v primeru hiše v energijskem razredu C - 8.920 kW/h, v energijskem razredu D - 14.920 kW/h. Primerjava je narejena s potrošnjo in stroški v primerjavi z ogrevanjem s kurilnim oljem.
Primerjava letnih stroškov ogrevanja različnih virov
Za ogrevanje hiše in sanitarne vode s toplotno črpalko bomo tako za enaki objekt v energijskem razredu C letno privarčevali 645 EUR, v energijskem razredu D pa 1.077 EUR v primerjavi z ogrevanjem s kurilnim oljem. Ugotovimo, da je ogrevanje s prestrezanjem toplote podtalnice veliko cenejše .
S tabelo si lahko na osnovi porabe kurilnega olja pomagete izračunati v kateri energijski razred spada vaša hiša. Letno porabo kurilnega olja v litrih delite s kvadraturo ogrevalne površine.
Lahko tudi hladimo
Potrebna je majhna dogradnja sistema ogrevanja s toploto podtalne vode, da lahko poleti s samo podtalnico ali v kombinaciji s toplotno črpalko, hladimo. Podtalnica je v poletnih mesecih izvrsten izvor hladu. Lahko jo neposredno vodimo preko ventilacijskih konvektorjev ali panelnih hladilnih stropov in skoraj zastonj ohladimo prostore. Druga možnost je vgradnja reverzibilne toplotne črpalke, ki s preklopom gretje - hlajenje v poletnem času omogoča energetsko varčno pripravo hladilnega medija.
Na vrhu energetske učinkovitosti
Izkušnje s tovrstnimi sistemi iz prakse potrjujejo zelo obetavne izračune porabe energije ob kombinaciji dobre toplotne izolacije in toplotne črpalke. Glede na to, da je v naših nižinskih krajih praviloma dovolj podtalnice, so potenciali prihranka energije ogromni. Pomisleki o ekološki primernosti so odveč, saj podtalnici nikakor ne zmanjšujemo kvalitete, le ohlajeno jo vračamo nazaj v podtalne bazene, kjer pa se kljub nižji temperaturi zaradi, velike akumulativnosti zemljine, zelo hitro vrne v prvotno stanje.
Povezane vsebine
