Izvor topline zrak
    Ponedjeljak, 21 Ožujak 2011 18:10

    Izvor topline zrak

    Zračne dizalica topline su poznate kao klima jedinice ili zrak-zrak uređaji koje se koriste masovno za hlađenje tijekom ljeta te za grijanje u krajevima koji imaju prosječne zimske projektne temperature na razini -5 do 0 °C odnosno u primorskoj Hrvatskoj. Prvenstveno se koriste za hlađenje, no moguće je i grijanje. Broj unutrašnjih jedinica može biti od jedne (mono sustavi) do nekoliko (multi-split sustavi).To su sustavi kod kojih je freon u cijevima prenosnik topline. Složeniji sustavi su VRV ili variable refrigerant volume, sustavi s promjenljivim volumenom radne tvari koji mogu istovremeno vršiti grijanje i hlađenje građevine. Složeni freonski sustavi koji se u praksi nisu pokazali idealnim za održavanje u slučaju puštanja freona na jednom od varova, spojeva cijevi. Oko cijevi se postavlja izolacija koja dodatno onemogućuje pronalazak mjesta propuštanja. Sustavi zrak-voda koriste vanjsku jedinicu koja crpi toplinu iz okolišnjeg zraka te se toplina prenosi vodom na sustav grijanja ili spremnik tople vode. 


    Preporuča se da sustav ima spremnik koji na sebe prima oscilacije energetskih potreba građevine te se primjenom toplinskog spremnika smanjuje broj paljenja i gašenja kompresora čime se povećava vijek trajanja uređaja. Toplinski spremnik ili buffer za obiteljske kuće bi trebao imati zapreminu od 60 do 200 litara ovisno o snazi sustava te modelu grijanaj da se smanji broj paljenja i gašenja dizalice topline. Vanjska jedinica ima u sebi isparivač, kompresor, eskpanzijski ventil te regulacijske elemente. Kod temperatura vanjskog zraka nižih od 5 do 7°C dolazi do postepenog zaleđivanja isparivača jer je temperatura freona u isparivaču niža za 5 do 10°C od vanjskog zraka da se ostvari prijelaz topline. Zbog zaleđivanja vanjske jedinice koje se koriste za grijanje moraju imati režim odleđivanja u kojem se proces rada dizalice topline okreće te se jedinica odleđuje toplim freonom. Kod odleđivanja toplina se odvodi iz građevine odnosno spremnika sanitarne vode te građevina postaje toplinski izvor. Tijekom procesa odleđivanje ne grije se građevina već se hladi te je potrebno dimenzionirati zračnu dizalicu topline na veću snagu nego nominalnu da se niveliraju oscilacije u toplinskom radu. Pojedini proizvođači garantiraju rad uređaja do temperatura vanjskog zraka od -15 do -20°C. Uređaji mogu teoretski raditi na niskim temperaturama ali im je SPF onda na razini 1,0-1,5 što je istovjetno grijanju klasičnim energentima ili električnim grijačima koji imaju COP 1,0. Koliki će biti iznos faktora suastava SPF ovisi prvenstveno o temperaturi okolišnjeg zraka te će SPF na svakoj lokaciji biti drugačiji. Treba obratiti pozornost na geografsku lokaciju kada se odabiru zračne dizalice topline jer kod krivog odabira najstaju dugoročno visoki troškovi energenta.

    Po investiciji je najpovoljnija zračna dizalica topline koja i u idealnim uvjetima ne može postići visoki faktor sustava, dok je po cijeni pogona u rangu s klasičnim energentom zemnim plinom. Velika prednost zračne dizalice topline je što joj je za pogon potrebna električna energija te se može koristiti kao uređaj za grijanje na izoliranim područjima koji imaju instalirane fotonaponske sustave za proizvodnju električne energije. Zračne dizalice mogu imati veliku primjenu na otocima gdje ne postoji plinska mreža, spremnici ukapljenog naftnog plina ili se žele zamjeniti postojeći sustavi grijanja lož uljem. Osnovni nedostatak zračnih dizalica je buka koju stvaraju tijekom rada, a riječ je o konstantnoj buci koja može negativno utjecati na korisnike prostora te susjedne građevine i korisnike.

     

    zrana-2 

    Slika 6. Zračni toplinski izvor: zračna dizalica [1]

    Koncepcija korištenja energije otpadnog zraka za grijanje građevine je nova i sustavi su predviđeni za grijanje građevina malih toplinskih zahtjeva kao što su pasivne građevine. Kanalima se zrak temperature oko 20°C odvodi iz sanitarija, kuhinje i hodnika te se vodi do zračne dizalice koja koristi otpadni zrak kao toplinski izvor koji ima stabilnu temperaturu. Zagrijani svježi zrak temperature oko 26 do 30°C  se potom ubacuje u građevinu u zone boravka dnevnu sobu i spavaće sobe. Koncepcija ove zračne dizalice se može kombinirati s radom rekuperatorske ili regeneratorske jedinice koja preko izmjenjivača vrši povrat topline otpadnog zraka građevine. Ovim sustavima se može napraviti klimatizacija građevine, grijanje i hlađenje zraka, povrat topline te filtriranje zraka. Na tržištu postoji mali broj uređaja koji mogu zadovoljiti tražene uvjete no očekuje se razvoj novih tehnoloških rješenja kako se bude povećavao udio pasivnih građevine jer su ove jedinice prvenstveno namjenjene za primjenu u kombinaciji sa solarnom pasivnom arhitekturom. Uređaj je namjenjen prvenstveno za grijanje građevine te se priprema tople sanitarne vode mora osigurati zasebnim sustavom kao što je solarni sustav.

      

    Slika 7. SPF ispitivanih zračnih dizalica topline [1]

    Ispitivane zračne dizalice topline su postigle faktore učinka u prosjeku 2,2 dok je maksimalni postignuti učinak sustava 3,2.  Postignuti COP samog uređaja je na razini minimalno 1,2 do maksimalnog učinka 3,3. Učinak zračnih dizalica topline ovisi o vanjskoj temperaturi zraka te im učinak pada sa snižavanjem okolišne temperature zraka, a i velike su oscilacije temperature toplinskog izvora odnosno zraka. Sustavi koji su postigli učinkovitost ispod 2,0 su pogrešno instalirani ili su instalirani na pogrešnim lokacijama. Zračne dizalice topline nisu u pravilu predviđene za instaliranje u krajevima s niskim temperaturama zraka u sezoni grijanja, a posljedica takih instalacija je učinak sustava od 1,2.

    Autor: Dario Hrastović, dipl.ing.stroj. 
    Pročitano 1803 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive