Da bi se mogla napraviti kvalitetna analiza isplativosti alternativnog tehničkog rješenja potrebno je izvršiti energetsku analizu građevine. Dostatan podatak se dobiva unutar energetske iskaznice građevine. Iz potrebne energije za grijanje i hlađenje se može dobiti niz potrebnih proračunskih parametara. Ako se promatraju cijene svakog energenta ili ako se promatra emisija stakleničkih plinova. Najčešće se vrši usporedba samo potrebne energije za grijanje jer se klasični energenti koriste samo u ogrjevnim sustavima.
ΘH,nd [kWh/a] ili godišnja potrebna toplinska energija za grijanje za stvarne klimatske podatke
ΘC,nd [kWh/a] ili godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje građevine za godinu dana
Napravljena je usporedba nekoliko tipova klasičnih sustava grijanja sa sustavima geotermalnih dizalica topline. Korištene su postojeće cijene energenata na tržištu RH za ekonomsku analizu na osnovu cijene izvedbe sustava, pogonskih troškova kao i emisije onečišćujućih tvari (CO2)
Klasični sustavi:
- zemni plin 2,77 kn/m³
- UNP 5,9 kn/kg
- lož ulje 5,23 kn/L
- elektro-otporno 0,72 kn/kWh, srednja
Alternativni sustavi:
- dizalica topline zrak-voda COP=3,3
- dizalica topline tlo (sonda)-voda COP=4,3
- dizalica topline voda-voda COP=5,5
Usporedbom cijena energenata i potrebne energije za grijanje dobiva se i pogonski trošak. Najgrublja analiza je pokazala da i najlošija zračna dizalica s COP 3,3 može konkurirati svim današnjim klasičnim energentima (plin, ulje, el.otporno grijanje). Nedostatak zračnih dizalica je zaleđivanje u funkciji grijanja no i taj nedostatak rješava se adekvatnom konstrukcijom i razdiobom radnog medija unutar uređaja pa se dizalice zrak-voda mogu koristiti i u hladnijim klimatskim zonama.
Postoje tehnička rješenja na tržištu koja osiguravaju rad na nižim vanjskim temperaturama zraka. Po cijeni investicije dizalice topline zrak-voda se nalaze u rangu toplinskih generatora konkurentnih energenata. Ako se promatra emisija CO2 najmanju emisiju ima dizalica topline voda-voda s COP 5,5 što ima veliki značaj ako se odabir sustava vrši po tom kriteriju dok istovremeno sustav voda-voda ima i najmanje pogonske troškove.
| CIJENA POGONA (kn/god) | |||||||
| kWh/god | ZP | UNP | EL LU | EO | DT 3,3 | DT 4,3 | DT 5,5 |
| 5000 | 1.752 | 2.724 | 2.564 | 3.600 | 1.091 | 837 | 655 |
| 10000 | 3.504 | 5.448 | 5.127 | 7.200 | 2.182 | 1.674 | 1.309 |
| 50000 | 17.521 | 27.242 | 25.637 | 36.000 | 10.909 | 8.372 | 6.545 |
| 100000 | 35.041 | 54.483 | 51.275 | 72.000 | 21.818 | 16.744 | 13.091 |
| 500000 | 175.206 | 272.417 | 256.373 | 360.000 | 109.091 | 83.721 | 65.455 |
| 1000000 | 350.411 | 544.833 | 512.745 | 720.000 | 218.182 | 167.442 | 130.909 |
| EMISIJA CO2 (kg/god) | |||||||
| kWh/god | ZP | UNP | EL LU | EO | DT 3,3 | DT 4,3 | DT 5,5 |
| 5000 | 1.202 | 1.339 | 1.275 | 1.512 | 458 | 352 | 275 |
| 10000 | 2404 | 2678 | 2549 | 3024 | 916 | 703 | 550 |
| 50000 | 12.018 | 13.390 | 12.745 | 15.120 | 4.582 | 3.516 | 2.749 |
| 100000 | 24.035 | 26.780 | 25.490 | 30.240 | 9.164 | 7.033 | 5.498 |
| 500000 | 120.177 | 133.900 | 127.451 | 151.200 | 45.818 | 35.163 | 27.491 |
| 1000000 | 240.354 | 267.799 | 254.902 | 302.400 | 91.636 | 70.326 | 54.982 |
Uzimajući u obzir cijenu pogona i emisiju stakleničkog plina CO2 najprihvatljivije je grijanje putem dizalice topline. Cijena ukupne investicije raste sa složenošću sustava i regulacije koja upravlja sustavom. Dodatne subvencije na kamate, zajmovi ili donacije za smanjenjem investicije znatno bi doprinijele u širenju ove efikasne i nadasve ekološki prihvatljive tehnologije. Dodatne subvencije bi smanjile početni investicijski trošak i približile troškove izvedbe sustava dizalica topline s drugim energetskim sustavima.
Elektro-otporno grijanje je u pripremi da se njegova primjena ograniči i u potpunosti zabrani u EU s 2015 godinom. Iako su početna ulaganja u ovaj sustav najmanja, visoki pogonski troškovi uz visoku emisiju CO2 s pravom ga svrstavaju u sustave bez budućnosti.
Grijanje na zemni plin, lož ulje i UNP se može promatrati samo ako u blizini postoji distribucijski sustav ovih energenata. Centralni plinski opskrbni sustav pokazao je sve svoje nedostatke u Ukrajinsko-Ruskoj krizi tako da je nestašica plina poljuljala povjerenje u plin kao energent za grijanje na područjima koja su bila pogođena nestašicom plina.
Da bi sustav dizalica topline ispravno funkcionirao s visokim stupnjem korisnosti potrebno je pravilno dimenzionirati cijeli sustav grijanja i hlađenja građevine.
Da bi sustav dizalica topline ispravno funkcionirao s visokim stupnjem korisnosti potrebno je pravilno dimenzionirati cijeli sustav grijanja i hlađenja građevine.
*Potrebno je da ukupni faktor učina sustava bude iznad COP 2.6 da bi mogli govoriti o sustavu s obnovljivim izvorom energije prema Direktivi EU
*Za grijanje građevine je potrebno predvidjeti plošnu mrežu sa polaznom temperaturom od 35 do max 40 °C da bi radna električna snaga kompresora bila što niža te što niža temperatura kondenzacije radnog freona.
*Sve cirkulacijske crpke moraju biti energetske klase A da se što više smanji potrošnja energije za rad sustava
*Dodatne električne grijače treba izbjegavati jer oni dodatno smanjuju ukupni COP sustava.
*Sustave dizalica topline smiju projektirati te izvoditi samo ovlaštene specijalizirane tvrtke koje mogu garantirati visoku učinkovitost sustava u pogonu.
*Sustav u pogonu mora biti što jednostavniji sa što manje električnih elemenata.
*Priprema sanitarne potrošne vode mora biti kroz protočne sustave da se smanji mogućnost pojave bakterije legionele, pri čemu je kod protočnih sustava jako mala vjerojatnost razvoja te bakterije u odnosu na akumulacijske sustave. Koriste se dizalice topline koje mogu dogrijati vodu iznad 60°C.
*Polaznu temperaturu sanitarne tople vode treba održavati do max 45 °C jer nije potrebno rashlađivati vodu za tuširanje hladnom vodovodnom vodom.
Autor: Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.
Autor: Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.
