Grijanje pomoću obnovljivih izvora energije

Grijanje pomoću obnovljivih izvora energije

Zbog rasta cijena konvencionalnih goriva i buduće sigurnosti opskrbe gorivom, sve se više ljudi okreće sustavima grijanja koji koriste obnovljive izvore energije

 

Razvojem tehnike te usavršavanjem postojeće opreme, grijanje pomoću obnovljivih izvora predstavlja optimalan izbor kako za novogradnju, tako i za postojeće objekte. Obnovljivim izvorima energije (OIE) smatraju se izvori energije koji su sačuvani u prirodi i obnavljaju se u cijelosti ili djelomično, a ovdje ćemo promotriti sustave grijanja pomoću biomase (cijepanog drva i drvenih peleta) te zraka (dizalica topline zrak/voda) i sunca (dogrijavanje sustava grijanja i zagrijavanje potrošne tople vode (PTV)).

Kod odluke o sustavu grijanja, prvo se mora odlučiti koji energent za grijanje želimo tj. koje nam je gorivo za grijanje na raspolaganju te promotriti sve njegove prednosti i mane u odnosu na ostala dostupna goriva. Ovdje ćemo promotriti cijepano drvo, drvene pelete, zrak i sunce.

- Cijepano drvo – još uvijek najjeftiniji energent (naročito ako korisnik posjeduje svoju šumu, što je kod nas čest slučaj). Cijepano drvo se prije loženja mora pripremiti, tj. nacijepati i sušiti na zraku minimalno jednu godinu kako bi se vlaga u drvu spustila ispod 25% te se treba osigurati mjesto u blizini kotlovnice gdje će se drvo skladištiti prije loženja. Kao i kod svake drvne biomase, nakon izgaranja u kotlu ostaje pepeo koji se nakon loženja treba zbrinuti (u kućnim sistemima može i kao organsko gnojivo za vrt).

- Drveni peleti – su trenutno najzanimljivije gorivo iz šumske biomase zbog svoje jednostavnosti manipulacije, zauzimanja relativno malog prostora skladištenja te moguće automatizacije procesa grijanja. Peleti su prešani 'cilindri' koji nastaju prešanjem piljevine i drvnog ostatka pod visokim pritiskom. Njihova je osnovna prednost visok udio energije u malom obliku, standardiziranost (ENplus A1, A2…) te mali trošak transporta, odnosno skladištenja. Što je pelet bolje kvalitete manja je potreba za održavanjem kotla tj. čišćenja pepela. Obzirom da se drveni peleti proizvode iz drvne biomase, nakon izgaranja peleta u sistemu ostaje mala količina pepela (0,5-1,5%) koja se u određenim intervalima mora zbrinuti.

- Zrak – ima ga posvuda i besplatan je, koristi se za rad dizalica topline zrak/voda i zrak/zrak. U zimskim mjesecima, što je zrak niže temperature, to je manja efikasnost dizalice topline koja onda troši više električne energije.

- Sunce – ima ga posvuda i besplatno je, koristi se najčešće za zagrijavanje potrošne tople vode (PTV) te dogrijavanje niskotemperaturnih sustava grijanja. Godišnje, preko solarnog sustava možemo zadovoljiti 60-80% potreba za zagrijavanjem PTV i oko 30% potreba za dogrijavanjem grijanja. Važno je naglasiti da se ne smije pretjerivati s količinom toplovodnih kolektora, jer kada nema potrošnje energije kolektori odlaze u stagnaciju što dugoročno nije preporučljivo.

Na primjeru nZEB kuće od 100 m2 smještene u kontinentalnom dijelu, s potrebnom godišnjom toplinskom energijom za grijanje od oko 25 kWh/m2 i godišnjom potrebom za PTV od 2.000 kWh mogu se pokazati tri različita sustava grijanja koja koriste OIE.

 

Grijanje s pirolitičkim kotlom na cijepano drvo

Najefikasniji način loženja cjepanica je u pirolitičkom kotlu. Centrometalov pirolitički kotao tip BioTec-L s ugrađenom lambda sondom i digitalnom regulacijom s ekranom osjetljivim na dodir ima efikasnost od 93,4%. Uz pirolitički kotao obavezna je ugradnja akumulacijskog spremnika (min. 50 lit./kW) koji doprinosi velikoj efikasnosti kotla te povećanju komfora loženja. S obzirom na vrlo malu potrebu za snagom kuće iz primjera od oko 5-6 kW, ugradnjom najmanjeg pirolitičkog kotla BioTec-L 25 (25 kW), akumulacijski spremnik od 1.500 litara 'čuva' dobivenu energiju iz drva te grije kuću i do nekoliko dana bez potrebe za loženjem kotla. Za ovaj primjer odabran je zidni spremnik PTV s ugrađenim toplovodnim izmjenjivačem te elektrogrijačem za eventualno korištenje u ljetnim mjesecima kada se obično kotao ne loži. Također postoji varijanta zagrijavanja PTV preko kombiniranog akumulacijskog spremnika kao CAS-B (spremnik u spremniku) ili CAS-BS (spremnik u spremniku sa solarnim izmjenjivačem) kada se uz pomoć solarnih toplovodnih kolektora može preko ljeta zagrijavati PTV i eventualno u prijelaznom razdoblju i dogrijavati prostor. Kotao se može opremiti i Cm-WiFi box-om koji omogućava nadzor i upravljanje kotlom putem web aplikacije. Za ovakav sustav grijanja potrebna je kotlovnica od minimalno 5 m2 (ovisi o smještaju dimnjaka i ostalih dijelova u kotlovnici) te dimnjak promjera ca. 200 mm (ovisi o korisnoj visini). Za potrebe hlađenja moraju se ugraditi split klima uređaji (broj ovisi o želji investitora i rasporedu prostorija).

 

Grijanje s kotlom na drvene pelete

Najkomforniji način grijanja drvnom biomasom je drvenim peletom. Kotao PelTec-Lambda 12 ima integriran spremnik peleta od 340 litara s ugrađenim osjetnikom razine peleta koji obavještava korisnika kada je spremnik skoro prazan da nadopuni pelete. Kotao ima automatski sustav čišćenja koji, u ovisnosti o korištenim peletima, svodi potrebu za iznošenjem pepela nakon 2-3 potrošena spremnika peleta. Kotao se može opremiti i Cm-WiFi box-om koji omogućava nadzor i upravljanje kotlom putem web aplikacije te automatskim punjenjem pelet spremnika, što u slučaju ovog primjera nije potrebno, s obzirom na vrlo malu potrošnju goriva. U ovom primjeru pelet kotao je spojen na akumulacijski spremnik (radi priključenja na niskotemperaturno grijanje) od 500 litara i zidni spremnik PTV s ugrađenim toplovodnim izmjenjivačem i elektrogrijačem. Isto kao i kod pirolitičkog kotla, ovisno o željama investitora, uz kotao se može ugraditi i kombinirani akumulacijski spremnik (spremnik u spremniku sa solarnim izmjenjivačem) kako bi se iskoristila energija Sunca. Za ovakav sustav grijanja potrebna je kotlovnica od minimalno 5m2 (ovisi o smještaju dimnjaka i ostalih dijelova u kotlovnici) te dimnjak promjera ca. 130 mm (ovisi o korisnoj visini). Za potrebe hlađenja moraju se ugraditi split klima uređaji (broj ovisi o želji investitora i rasporedu prostorija).

 

Grijanje s dizalicom topline zrak/voda

Dizalice topline su uređaji koji koristeći okoliš (kao OIE) zadovoljavaju potrebe za grijanjem i hlađenjem prostora te pripremu PTV s vrlo visokom učinkovitošću. Centrometal ima u svojoj ponudi dizalice topline zrak/voda u izvedbama monoblok i split, nazivnih kapaciteta 4-16 kW, uz mogućnost povezivanja više dizalica u kaskadu. Monoblok koriste R32 (5-16 kW) kao radni medij dok split izvedbe koriste i R32 (4-8 kW) i R410A (12-16 kW). Prednost monoblok izvedbe je da je cijela dizalica sa svim komponentama izvan kuće te da je radni medij tvornički prednapunjen pa instalater grijanja mora samo dovesti cijevi polaza/povrata do dizalice, no mora te cijevi dobro izolirati. Kod split izvedbe vanjska jedinica (u kojoj je kompresor) je povezana s unutarnjom (u kojoj je izmjenjivač i pumpa) sa cijevima u kojima je radni medij (koji ne smrzava). Zbog što veće iskoristivosti dizalice topline spajaju se na niskotemperaturne sisteme grijanja/hlađenja (podno grijanje i ventilokonvektori). Osim visoke učinkovitosti, dizalice topline osim grijanja mogu i hladiti, što je velika prednost u odnosu na tradicionalne sustave grijanja. U ovom primjeru uzeli smo monoblok izvedbu dizalice topline nazivne snage 9 kW za grijanje i hlađenje (ovisno o željama investitora spojenu na podno grijanje/hlađenje ili ventilokonvektore) spojenu na spremnik za zagrijavanje PTV s ugrađenim većim izmjenjivačem topline. Za ovakav sustav grijanja/hlađenja u kući je potrebno osigurati samo 1 m2 prostora u nekakvoj tehničkoj prostoriji, tj. nema potrebe za kotlovnicom, dok je s vanjske strane kuće dovoljno 0,5 m2.

U ovom tekstu su načelno prikazana tri moguća rješenja grijanja/hlađenja pomoću OIE jedne nZEB kuće. Naravno, mnogo je različitih mogućnosti nadogradnje sa svakim od rješenja tako da se prava cijena opreme i montaže može dobiti tek kada se definiraju sve želje investitora. Isto vrijedi i za stvarnu potrošnju i cijene nabavljenog goriva.

Više informacija potražite na www.centrometal.hr.