Ultimativni vodič za dizalice topline - Što su, kako rade i podjela

Povijest dizalica topline

Početci tehnologije dizalica topline sežu u 19. stoljeće, kada su znanstvenici počeli istraživati koncepte termodinamike. Prvi koraci u razvoju ove tehnologije bili su skromni, ali su postavili temelje za budući razvoj. Prvi eksperimenti započeli su krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Inženjeri i znanstvenici kao što su Lord Kelvin i Peter von Rittinger istraživali su mogućnosti prijenosa topline iz jednog medija u drugi.

Tijekom 20. stoljeća, Europa je postala središte inovacija u modernoj tehnologiji. Posebno su se istaknuli Švedska i Njemačka, gdje su inženjeri razvijali prve praktične primjene dizalica topline za kućanstva i industriju.

Ulaskom u 21. stoljeće, tehnologija je doživjela  nove brojne inovacije. Geotermalne dizalice topline postale su popularne zbog svoje visoke učinkovitosti i održivosti. One koriste stabilnu temperaturu tla za prijenos topline, pružajući izvanredne rezultate u svim klimatskim uvjetima.

Popularnost i primjene

Danas su popularne zbog svoje energetske efikasnosti i ekološke prihvatljivosti. Broj korisnika značajno raste, posebno u regijama s umjerenom klimom gdje mogu pružiti optimalne performanse tijekom cijele godine.

Stambeni objekti

U kućanstvima, one se koriste ne samo za grijanje prostora zimi, već i za hlađenje ljeti, te za zagrijavanje sanitarne vode, čime se postiže sveobuhvatna energetska rješenja koja smanjuju ukupne troškove za energiju. Ove sustave je moguće integrirati s postojećim sustavima grijanja i hlađenja, što olakšava prijelaz na učinkovitiji i ekološki prihvatljiviji način upravljanja energijom u domu.

Poslovni objekti

U industriji, koriste se za različite svrhe, uključujući grijanje proizvodnih pogona, skladišta i uredskih prostora, kao i za procese koji zahtijevaju kontrolu temperature, poput sušenja i hlađenja proizvoda. Ove tehnologije omogućuju tvrtkama da koriste obnovljive izvore energije, smanjujući ovisnost o fosilnim gorivima i time također doprinose smanjenju emisija stakleničkih plinova.

Osnovni princip rada

Kako točno one rade?

Jedan od načina kako se može razumjeti njihov rad jest kroz Carnotov ciklus, idealni termodinamički ciklus koji definira maksimalnu učinkovitost koju može postići toplinski stroj koji radi između dvije temperature.

Iako stvarne dizalice topline ne rade točno prema Carnotovom ciklusu, ovaj princip pruža temeljno razumijevanje njihovog rada. Da bismo razumjeli kako zapravo rade, moramo prvo zaviriti u svijet termodinamike i prijenosa topline.

Termodinamika i prijenos topline

Princip rada temelji se na prijenosu topline iz hladnijeg područja u toplije, koristeći radni medij koji se komprimira i širi kroz sustav. Ključni aspekt je da ovaj proces koristi manje energije nego tradicionalni sustavi grijanja.

One koriste fizikalni princip prijenosa topline iz jednog medija u drugi. Rashladno sredstvo apsorbira toplinu iz vanjskog zraka, tla ili vode i prenosi je unutar sustava. Ovaj proces omogućava grijanje prostora tijekom zime i hlađenje tijekom ljeta, čineći dizalice topline višenamjenskim sustavom!

Kompresorski ciklus

Kompresor stlačuje radni medij prijenosnika energije, povećavajući njegovu temperaturu. Zagrijani medij potom prolazi kroz kondenzator gdje predaje toplinu unutarnjem prostoru. Nakon toga, medij se širi i hladi u ekspanzijskom ventilu prije nego što ispari u isparivaču, apsorbirajući toplinu iz vanjskog zraka ili tla.

Glavni dijelovi kompresorskog ciklusa uključuju isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzijski ventil.

1. Proces počinje tako da isparivač apsorbira toplinu iz okoline (zraka, tla ili vode), uzrokujući isparivanje radnog medija (obično rashladnog sredstva).
2. Ispareni plin zatim ulazi u kompresor, gdje se pod visokim tlakom komprimira, što uzrokuje povećanje njegove temperature.
3. Vrući plin zatim prolazi kroz kondenzator, gdje se kondenzira i oslobađa toplinu koju je apsorbirao. Ova toplina se koristi za grijanje prostora ili vode.
4. Nakon što se radni medij kondenzira, prolazi kroz ekspanzijski ventil, gdje se ponovno širi i vraća u tekuće stanje, spreman za novi ciklus apsorpcije topline u isparivaču.

Kako dizalice topline rade tijekom različitih sezona?

Njihov način rada prilagođava se sezonskim uvjetima. Tijekom zime, ona preuzima toplinu iz vanjskog zraka, tla ili vode, čak i kada su vanjske temperature niske, te tu toplinu prenosi u unutrašnjost kako bi zagrijala prostor.

U ljetnim mjesecima, proces se obrnuto odvija – one preuzimaju toplinu iz unutrašnjosti i prenosi je van, hladeći tako prostor.

PODJELA DIZALICA TOPLINE

VAŽNO: Najpopularnija vrsta su zrak-zrak, koje koriste vanjski zrak kao izvor topline. One su iznimno popularne zbog svoje jednostavnosti instalacije, pristupačnih troškova i fleksibilnosti primjene u različitim klimatskim uvjetima. Zrak-zrak dizalice topline zauzimanju daleko najveći udio hrvatskog tržišta.

U ovom članku, vrste ćemo podijeliti prema različitim kategorijama:

1. Vrsti prijenosnika energije koju koriste
2. Vrsti sustava
3. Temperaturnom režimu
4. Posebne namijene

Svaka od ovih kategorija odgovara posebnim zahtijevima i posjeduje specifične karakteristike, prednosti i nedostatke.

1. Prema vrsti prijenosnika energije

One se mogu podijeliti prema vrsti prijenosnika energije na tri glavne skupine: zrak-voda, voda-voda i zrak-zrak. Svaka vrsta ima specifične prednosti ovisno o dostupnim izvorima topline i uvjetima instalacije.

Dizalice topline na zrak (zračni sustavi;  zrak – zrak, zrak - voda)

One koriste vanjski zrak kao izvor topline. Popularne su zbog svoje jednostavnosti instalacije i nižih troškova. No, njihov učinak može varirati ovisno o vanjskim temperaturama.

Dizalice topline na tlo (geotermalni sustavi; tlo – zrak, tlo - voda)

One koriste geotermalnu energiju, odnosno toplinu pohranjenu u zemlji. Geotermalne dizalice su izuzetno učinkovite, jer tlo ima relativno stabilnu temperaturu tijekom cijele godine. Međutim, njihova instalacija je skuplja zbog potrebe za iskopima.

Dizalice topline na vodu (vodeni sustavi, voda-zrak,  voda - voda)

One koriste toplinu iz podzemnih voda ili površinskih vodenih tijela. Ove dizalice su vrlo učinkovite, ali njihova instalacija zahtijeva specifične uvjete, kao što je dostupnost odgovarajućeg vodnog izvora.

2. Prema vrsti sustava

Prema vrsti sustava, dijele se na monoblok i split sustave.

Monoblok sustavi

Monoblok dizalice topline sastoje se od jedne kompaktne jedinice koja se postavlja izvan ili unutar objekta. Jednostavne su za instalaciju i održavanje, ali mogu biti ograničene u pogledu kapaciteta. Pojedine izvedbe monoblok sustava mogu doći i sa kompaktnom unutarnjim jedinicom namijenjenom za hidrulički spoj na sustav grijanja / hlađenja.

Split sustavi

Split dizalice topline sastoje se od dvije jedinice - vanjske i unutarnje. Obično pružaju veću fleksibilnost i učinkovitost, ali njihova instalacija može biti složenija i skuplja.

Glavne razlike monoblok i split sustava

Monoblok i split dizalice topline razlikuju se po konstrukciji i instalaciji. Monoblok imaju sve komponente integrirane u jednu vanjsku jedinicu, što pojednostavljuje instalaciju i smanjuje potrebu za radovima unutar objekta. One su često lakše za održavanje jer je sve smješteno na jednom mjestu.

S druge strane, split sustavi imaju podijeljene komponente na vanjsku jedinicu koja sadrži kompresor i isparivač, te unutarnju jedinicu koja sadrži kondenzator (izmjenjivač topline).

Ovaj sustav omogućuje fleksibilniju instalaciju, bolju zvučnu izolaciju i veću energetski učinkovitost u nekim slučajevima (topla voda ne vodi se van objekta). Split sustavi su često izbor za kuće gdje je važno smanjiti razinu buke i optimizirati rad u različitim uvjetima.

3. Prema temperaturnom režimu

Prema temperaturnom režimu, sustavi dizalica topline dijele se na niskotemperaturne i visokotemperaturne.

Visokotemperaturne

Visokotemperaturne dizalice topline mogu proizvesti visoke temperature, što ih čini pogodnima za sustave centralnog grijanja s radijatorima. Idealne su za starije zgrade koje zahtijevaju veće temperature grijanja. Visokotemperaturni sustavi mogu doseći temperature iznad 65°C, što ih čini prikladnim za grijanje starijih zgrada s klasičnim radijatorima, gdje su potrebne više temperature za postizanje željene udobnosti.

Niskotemperaturne

Niskotemperaturne dizalice topline rade na nižim temperaturama, što ih čini idealnima za dobro izolirane zgrade. Ovi sustavi rade na temperaturama do 35°C i najčešće se koriste za podno grijanje ili ventilokonvektore. One su energetski učinkovitije, ali možda neće biti dovoljno učinkovite za starije zgrade.

4. Posebne namijene

Dizalice topline za bazene

Dizalice topline za bazene pružaju učinkovito i ekološki prihvatljivo rješenje za održavanje ugodne temperature vode tijekom cijele godine. One koriste vanjski zrak kao izvor topline, prenoseći tu toplinu u vodu bazena.

Dizalice topline za sanitarnu vodu

Dizalice topline za sanitarnu vodu su dizajnirane za zagrijavanje vode u kućanstvima i industrijskim prostorima. One koriste obnovljive izvore energije, poput zraka, za prijenos topline u vodu koja se koristi za svakodnevne potrebe poput tuširanja, pranja i kuhanja.

ISPLATIVOST DIZALICA TOPLINE

Ekološki-osvješten dom

One su pravi čarobnjaci među sustavima grijanja i hlađenja, jer koriste obnovljive izvore energije na pametan način. Zamislite ih kao velike "ekološke pumpice" koje izvode toplinu iz zraka, zemlje ili vode i prenose je u vaš dom.

Ne stvaraju novu energiju, već prenose onu koja je već prisutna u prirodi, čime smanjuju potrebu za fosilnim gorivima i emisiju stakleničkih plinova. Ovo ih čini izuzetno ekološki prihvatljivim rješenjem, jer koriste obnovljive izvore energije koje priroda stalno "puni", čime pomažu u očuvanju našeg planeta za buduće generacije.

Početno ulaganje - Koliko koštaju sami uređaji?

Investicija može biti veća u usporedbi s tradicionalnim sustavima grijanja. Međutim, dugoročna ušteda na energiji često opravdava početne troškove.

Cijena varira ovisno o tipu, veličini sustava i specifičnim potrebama objekta. Zračne dizalice topline (zrak-zrak) obično su najzastupljenije te najjeftinije, dok geotermalne i vodene sustavi mogu biti skuplji zbog složenosti instalacije.

Potrošnja električne energije

Potrošnja električne energije ovisi o nekoliko faktora, uključujući vrstu sustava, energetsku učinkovitost, veličinu prostora koji se grije, vanjske temperaturne uvjete i cijenu električne energije. Prosječna godišnja potrošnja energije za obiteljske kuće kreće se između 3000 i 6000 kWh, ovisno o sustavu i izolaciji objekta.

Ako pretpostavimo da je cijena električne energije oko 0,15 eura po kWh, godišnji trošak za rad sustava iznosi između 450 i 900 eura. Ova vrijednost može varirati, ali dugoročno, sustavi za prijenos topline često nude značajne uštede u odnosu na tradicionalne metode grijanja, poput plinskih ili električnih kotlova.
 

Subvencije

Hrvatska vlada aktivno potiče korištenje obnovljivih izvora energije kroz različite subvencije i programe za ugradnju dizalica topline.

Državni poticaji omogućuju građanima i poduzećima značajne financijske olakšice prilikom nabave i instalacije ovih ekološki prihvatljivih sustava grijanja i hlađenja. Ove mjere ne samo da smanjuju početne troškove za korisnike, već i promiču energetsku učinkovitost te smanjenje emisija stakleničkih plinova, čime Hrvatska doprinosi globalnim naporima u borbi protiv klimatskih promjena.

Kroz programe Fonda za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost, korisnici mogu aplicirati za sufinanciranje projekata koji uključuju dizalice topline, čime se dodatno stimulira prelazak na održive energetske sustave.

Usporedba s ostalim sustavima centralnog grijanja

Dizalice topline nude visoku energetsku učinkovitost i ekološke prednosti, s COP-om između 3 i 4. Iako imaju visoke početne troškove (5.000-20.000 EUR, ovisno o potrebnoj snazi, izvedbi I izboru proizvođača), njihovi niski operativni troškovi i multifunkcionalnost čine ih dugoročno isplativim izborom.

Kada birate sustav centralnog grijanja, važno je razmotriti ne samo početne troškove instalacije već i dugoročne operativne troškove. Iako su skuplje za instalaciju, nude značajne uštede na energiji i ekološke prednosti.

S druge strane, električno grijanje može biti skupo u operativnom smislu, dok grijanje na lož ulje i plinsko grijanje imaju umjerene troškove energije s vlastitim prednostima i nedostacima. Peći na drva ili pelete predstavljaju ekonomičnu i ekološki prihvatljivu opciju, ali zahtijevaju dodatne napore za skladištenje i održavanje.

MOGU LI SAM ODABRATI I KUPITI DIZALICU TOPLINE?

Naravno. – ali nije baš preporučljivo! Odluka o nabavi i instalaciji dizalice topline zahtijeva detaljno poznavanje tehničkih specifikacija, energetskih potreba doma i lokalnih klimatskih uvjeta.

 Bez stručnog savjeta, postoji poveći rizik od odabira neprikladnog sustava koji može rezultirati povećanim troškovima, nižom energetskom efikasnošću i potencijalnim tehničkim problemima. Stručnjaci mogu pružiti precizne savjete o najprikladnijem tipu, optimalnom kapacitetu i idealnom načinu ugradnje, čime se osigurava maksimalna učinkovitost i dugoročnost sustava.

Prilikom odabira, važno je uzeti u obzir nekoliko faktora, kao što su klimatski uvjeti, veličina objekta, dostupnost izvora energije i budžet. Savjetovanje sa stručnjakom je najbolja solucija za najbolju odluku.

Proučite Termometal savjetnik za kupnju dizalica topline.

Što uzeti u obzir prilikom konzultacije sa stručnjakom?

Prvi korak u odabiru je procjena toplinskih potreba objekta. Ovo uključuje analizu površine, izolacije i klimatskih uvjeta.

Veličina i kapacitet

Odabir prave veličine i kapaciteta dizalice topline ključno je za postizanje optimalne učinkovitosti i udobnosti u vašem domu. Ako odaberete sustav koji nema dovoljnu snagu, mogla bi imati poteškoća s adekvatnim grijanjem ili hlađenjem prostora.

To se može manifestirati kao neugodna hladnoća tijekom zime ili prekomjerna toplina ljeti, što može negativno utjecati na vaš komfor i povećati troškove energije zbog neprekidnog rada sustava. S druge strane, ako odaberete dizalicu topline koja je prejaka za vaš dom, sustav može imati problem s učinkovitom regulacijom temperature. 

Važno je provesti detaljnu procjenu vaših potreba za grijanjem i hlađenjem kako biste odabrali pravu veličinu. Ova procjena obično uključuje analizu veličine vašeg doma, vrstu grijanja, kvalitetu izolacije, broj prozora i vrata, te sve druge karakteristike koje mogu utjecati na energetske potrebe. Profesionalni instalater može pomoći u izračunu potrebnog kapaciteta na temelju svih ovih faktora.

Klimatski uvjeti

Klimatski uvjeti u vašem području igraju značajnu ulogu u izboru. Ako živite u području s vrlo hladnim zimama ili vrućim ljetima, trebate odabrati onu koja može učinkovito raditi u ekstremnim uvjetima. Dizalice topline koje koriste zrak kao izvor topline mogu imati smanjenu učinkovitost u izuzetno hladnim područjima zbog smanjenja količine dostupne topline u vanjskom zraku.

Za takve uvjete, dizalice topline koje koriste vodu (voda-voda) ili tlo (zemlja-voda) mogu biti bolji izbor. Ove vrste sustava obično nude bolju izvedbu u ekstremnim klimatskim uvjetima jer su toplinski izvori stabilniji i manje podložni promjenama temperature. Prilikom odabira, važno je uzeti u obzir klimatske uvjete i osigurati da sustav može raditi u svim vremenskim uvjetima koji se javljaju u vašem području.

Troškovi instalacije

Troškovi instalacije dizalice topline mogu značajno varirati ovisno o vrsti sustava, složenosti instalacije i specifičnostima vašeg doma. Troškovi mogu uključivati različite komponente kao što su unutarnje i vanjske jedinice, potrebne dodatne komponente, cijevi i kablovi, te radna snaga. Također, troškovi mogu biti različiti ovisno o tome treba li vam dodatno pripremiti prostor za instalaciju ili ako je potrebno prilagoditi postojeći sustav grijanja ili hlađenja.

Prije nego što se odlučite, preporučuje se dobivanje nekoliko ponuda od različitih instalatera kako biste imali bolju predstavu o cijenama i mogli usporediti što je uključeno u svaki paket. Ne zaboravite uzeti u obzir dugoročne troškove, kao što su potrošnja energije i održavanje, kada procjenjujete ukupne troškove.

UGRADNJA I ODRŽAVANJE

Proces ugradnje

Postupak ugradnje dizalice topline može varirati u trajanju ovisno o nekoliko faktora, uključujući veličinu sustava, složenost instalacije i specifične uvjete na terenu. U prosjeku, evo kako izgleda vremenski okvir za ugradnju dizalice topline:

Pripremni radovi (1-2 dana)

• Procjena i planiranje: U ovoj fazi stručnjak će posjetiti vaš dom kako bi procijenio potrebe i odabrao najbolju vrstu. To može uključivati mjerenje prostora, procjenu instalacijskih uvjeta i pripremu prostora.
• Priprema lokacije: Ako je potrebno, izvodit će se radovi na pripremi lokacije za instalaciju, poput čišćenja područja ili postavljanja temelja za vanjsku jedinicu.

Instalacija sustava (2-4 dana)

• Postavljanje vanjske jedinice: Vanjski dio sustava, uključujući kompresor i izmjenjivač topline, bit će instaliran na vanjskom dijelu vaše kuće. Ovaj postupak može uključivati montažu na zid ili postavljanje na temelje.
• Instalacija unutarnjih jedinica: Unutarnje jedinice, uključujući jedinice za grijanje i hlađenje, bit će postavljene u vašem domu. Ovisno o sustavu, to može uključivati ugradnju sustava cijevi i montažu unutarnjeg isparivača.
• Povezivanje i ugradnja cijevi: Cijevi će se povezati između vanjskog i unutarnjeg dijela sustava, uključujući instalaciju cijevi za freon i električnih spojeva.

Testiranje i postavke (1-2 dana)

• Provjera funkcionalnosti: Nakon instalacije, sustav će biti testiran kako bi se osiguralo da sve komponente ispravno funkcioniraju. To uključuje provjeru pritisaka, temperature i funkcionalnosti kontrole.
• Podešavanje i kalibracija: Sustav će biti kalibriran za optimalnu učinkovitost i postavke će biti prilagođene vašim specifičnim potrebama.

Ukupno, cijeli postupak ugradnje dizalice topline obično traje između 4 i 8 dana. Imajte na umu da se vrijeme može produžiti ako se pojave neočekivani problemi ili ako su potrebni dodatni radovi na pripremi. Uvijek je dobro konzultirati se s profesionalcima kako biste dobili preciznu procjenu trajanja na temelju vaših specifičnih uvjeta.

Održavanje

Kao i svaki drugi sustav, one zahtijevaju redovno održavanje kako bi radile učinkovito i produžile svoj životni vijek. Redovno održavanje može uključivati provjeru i čišćenje filtara, provjeru razine tekućine u sustavu, i testiranje rada kompresora i ostalih ključnih komponenti. Ako se zanemari održavanje, može doći do smanjenja učinkovitosti sustava, povećanja troškova energije, pa čak i kvarova.

Preporučuje se da se posavjetujete s profesionalnim servisom za redovne preglede i održavanje. Često se preporučuje godišnje održavanje, ali točno učestalost može varirati ovisno o vrsti i uvjetima u kojima radi. Također, provjerite koje su usluge dostupne u vašem području i koliko su česte usluge održavanja kako biste izbjegli probleme i dodatne troškove.

ČESTE ZABLUDE O DIZALICAMA TOPLINE

Dizalice topline su samo za vrlo hladne ili vrlo tople klime.

Dizalice topline su učinkovite u širokom rasponu klimatskih uvjeta, uključujući umjerene i hladne klime. Moderni sustavi su dizajnirani da rade u različitim temperaturnim uvjetima i mogu se prilagoditi raznim klimatskim uvjetima.

Dizalice topline su preskupe i ne isplati se uložiti u njih.

Iako početni troškovi instalacije mogu biti viši, dugoročne uštede na energiji često čine ovu investiciju isplativom. Također, postoje poticaji i subvencije koji mogu smanjiti početne troškove.

Dizalice topline ne mogu pružiti dovoljno topline u vrlo hladnim uvjetima.

Moderni sustavi dizalica topline imaju sposobnost da rade učinkovito čak i pri vrlo niskim temperaturama. Većina suvremenih modela ima poboljšane komponente koje omogućuju rad u ekstremnim hladnoćama.

Instalacija dizalice topline je jednostavna i može se obaviti samostalno.

Instalacija dizalice topline zahtijeva stručnost i preciznost. Nepravilno postavljanje može dovesti do problema s učinkovitosti i performansama. Preporučuje se da instalaciju obavi kvalificirani tehničar.

Dizalice topline su bučne i mogu ometati svakodnevni život.

Moderni modeli dizalica topline su znatno tiši od starih verzija. Pravilno postavljanje i održavanje također mogu dodatno smanjiti razinu buke.

Dizalice topline zahtijevaju puno održavanja i skupe popravke.

Dizalice topline zahtijevaju redovito održavanje, ali to nije skupo niti komplicirano. Redoviti pregledi i čišćenje filtara obično su dovoljni za održavanje sustava u dobrom stanju.

Dizalice topline mogu uzrokovati visoke troškove zbog električne energije.

Dizalice topline su vrlo energetski učinkovite i obično smanjuju troškove energije u usporedbi s konvencionalnim sustavima grijanja. Iako koriste električnu energiju za rad, troškovi su često niži zbog njihove učinkovitosti.

Dizalice topline nisu prikladne za sve vrste zgrada ili kuća.

Dizalice topline mogu biti prilagođene različitim vrstama zgrada, uključujući stare i nove objekte. Postoji širok raspon modela koji se mogu prilagoditi specifičnim zahtjevima vašeg doma ili poslovnog prostora. Uvijek je najbolje konzultirati stručnjaka kako bi se osiguralo da je odabrani sustav prikladan za vaše specifične uvjete.

ZAKLJUČAK

Dizalice topline predstavljaju inovativno i energetski učinkovito rješenje za grijanje i hlađenje. Iako zahtijevaju početno ulaganje, dugoročne uštede na troškovima energije i pozitivni ekološki učinci čine ih atraktivnom opcijom. Kroz pravilno projektiranje, instalaciju i održavanje, dizalice topline mogu pružiti pouzdanu i održivu uslugu dugi niz godina. U konačnici, njihova sposobnost da koriste obnovljive izvore energije i smanje emisije štetnih plinova čini ih ključnim elementom u borbi protiv klimatskih promjena i u napredovanju prema održivoj budućnosti.

Pregledaj ponudu dizalica topline