Blog in novice geotermalnih toplotnih črpalk Thermia

← Nazaj na prejšnjo stran

2020-09-24 21:37:11 / 7 min branja

Ponovni vzpon geotermalnih toplotnih črpalk

Avtor: Jožica Ekart

Razširjenost geotermalnih toplotnih črpalk v Sloveniji vztrajno raste

Kako je razširjeno koriščenje geotermalnih virov energije v Sloveniji in zakaj so geotermalne toplotne črpalke v porastu, smo se pogovarjali z g. Jodeh Yasinom iz podjetja Atlas trading. V oktobru so za zainteresirano strokovno javnost v Ljubljani in Mariboru organizirali seminar in predstavili najnovejše trende za ekstrakcijo toplote iz tal v primerjavi s klasičnimi rešitvami, ter prednosti inverterskih geotermalnih toplotnih črpalk s funkcijo sočasnega ogrevanja, hlajenja in priprave vroče sanitarne vode do 95°C.

 Švedi vidno izstopajo po inovacijah na področju sodobne ogrevalne tehnike obnovljivih virov energije. Primer dobre prakse prestrezanja obnovljivih virov energije z geotermalno toplotno črpalko je švedski Stockholm, ki razpolaga s 13.000 geotermalnih vrtin. Zato ni naključje da švedski proizvajalec geotermalnih toplotnih črpalk Thermia in Mouvitech, švedski proizvajalec polimernih tehnologij – geotermalne opreme, uspešno poslujeta tudi v Sloveniji.

Geotermalne toplotne črpalke lahko zelo učinkovito koristimo tako za ogrevanje kot hlajenje objektov. Zaradi učinkovitosti razširjenost geotermalnih toplotnih črpalk, ki izkoriščajo toploto zemljine, vodonosnikov in kamenin narašča, saj Slovenija glede na pogostost zaznanih plitvih geotermalnih virov leži na sorazmerno ugodnem območju alpskega prostora. 

V praksi se najpogosteje uporabljajo trije načini pridobivanja toplote iz tal. Energijo lahko pridobivamo neposredno iz podtalne vode, pri tem gre za odprt sistem, kjer na eni strani črpamo podtalnico v toplotni prenosnik in jo ohlajeno vračamo nazaj v globino. Preostala dva načina delujeta po principu zaprtega krogotoka – v prvem primeru je zbiralnik toplote (kolektor) položen vodoravno pod površjem zemlje na globini enega do dveh metrov in sprejema sončno energijo, ki se vsako leto regenerira. Druga izvedba je navpični kolektor, vstavljen v izvrtino globine približno sto metrov, ta črpa toploto, ki je razmeroma stalna, se skorajda ne izrablja. V sistemih z zaprtim krogotokom je poraba energije za obtok medija praviloma bistveno nižja, kot v odprtem sistemu, temperatura tekočine pa primerljiva, zato lahko s tovrstnimi sistemi dosegamo najvišja letna grelna števila in s tem največje prihranke energije.

Kaj je Geosonda

Geosonda je zbiralnik zemeljske energije, vgrajen v vertikalno vrtino globine od 60 do 150 metrov, v skamndinaviji tudi do 300 m.  Sonda je sestavljena iz enega ali dveh parov cevi, povezanih v zanko v obliki črke U. Prostor med steno vrtine in cevmi je zapolnjen s posebno maso, ki zagotavlja dobro toplotno prevodnost in stabilnost vgrajene sonde. Skozi sondo kroži tekočina, ki pridobiva toploto iz globine, toplotna črpalka pa preko hladilnega procesa to toploto prenese na drugo tekočino, ki nato ogreva objekt. Na strani vira se temperature gibljejo od +10 pa do 0°C, na strani ogrevanja pa do 65°C oz. v primeru koriščenja vroče pare hladiva tudi do 100°C. Toplotna črpalka na geosondo torej deluje v dveh zaprtih krogih in v izjemno stabilnih delovnih pogojih, kar je ključ za dolgotrajno visoko energijsko učinkovitost in dolgo življenjsko dobo naprave.

Na dogodku ste strokovni javnosti predstavili geo opremo Muovitech, na kratko, kje so glavne prednosti?

Pomembna prednost dobavitelja Muovitech je celovit pristop k sistemskim rešitvam, od podpore pri načrtovanju, izbire idealne kombinacije globine in števila sond in celovit program geotermalne opreme, od same sonde in vsega kar instalacija zahteva, do vstopa v objekt.

Muovitech je nedavno predstavil najnovejši dosežek lastnega razvoja – novo zemeljsko sondo imenovano TurboCollector 2x45 mm ali TC45. Gre za nov standard, novo dimenzijo, ki se uveljavlja tudi pri drugih proizvajalcih. Glavna prednost nove sonde je v tem, da v primerjavi s klasično sondo 4x32mm za optimalen učinek zahteva skoraj polovico manjši pretok tekočine in deluje s polovico nižjim padcem tlaka. To v praksi pomeni skoraj štiri-krat nižjo porabo obtočne črpalke. Tako lažje zagotovimo minimalno upornost sonde, dejavnik, nižja kot je upornost, večji so prihranki energije. Z drugimi besedami, z novo sondo TC45 povečamo verjetnost, da bomo iz celotne globine sonde, v katero smo investirali, dobili največ.

Zakaj se med geotermalnimi črpalkami uveljavlja inverterska tehnologija, kaj prinašajo zadnji izsledki iz Thermie na področju ogrevanja objektov in področju ogrevanja sanitarne vode?

Thermia je na osnovi 50-letnih izkušenj v geotermiji v zadnjih letih razvila povsem svoj inverter sistem za geotermalne toplotne črpalke. Za razliko od konkurentov, tudi nekateri drugi so že na poti inverterske geotermalne tehnologije, je Thermia razvila lastno tehnologijo od sestavnih delov v sodelovanju s proizvajalci komponent, kot sta Emerson in Danfoss, do najpomembnejšega – 100 % lasten, patentiran nadzorni sistem, ki upravlja s prav vsemi deli naprave. Tako naprave delujejo vedno v okviru varnih delovnih pogojev, dosegajo optimalne učinke in maksimalne prihranke energije, v vsakem momentu, v vseh pogojih. Thermia je ubrala obratno pod od običajne – najprej je razvila največji model, moči približno 100 kW, potem pa je napredno tehnologijo uporabila tudi na manjših. Najnovejša je Inverter Mini, moči 1,5 – 7 kW.

V čem je Thermia v prednosti pred konkurenco, za program hišne rabe in program komercialne rabe?

Thermia poleg inverter tehnologije v geotermalnih toplotnih črpalkah zagotavlja nekaj pomembnih prednosti pred konkurenco. Napredna regulacija omogoča sočasno ogrevanje in hlajenje, torej namesto da toplotna črpalka deluje za hlajenje z izkoristkom 1:3 in za gretje z izkoristkom 1:4, sočasno opravlja oboje z izkoristkom 1:7. Druga prednost pa je patentirana tehnologija HGW za  izkoriščanje vroče pare hladiva za ogrevanje sanitarne vode na temperaturo tudi do 95°C. Vroča para je namreč približno 30-40°C bolj topla od temperature vtoka v ogrevanje – ko Thermia ogreva objekt s temperaturo vtoka 40-50°C, bo vroča sanitarna voda dosegla z lahkoto 75-80°C, tudi do 95°C. To so temperature, ki so konkurenci nedosegljive. Dodatna prednost – kljub visokim temperaturam deluje z izjemno visokim koeficientom učinkovitosti. Tovrstne prednosti pridejo do izraza v sodobnih hišah, hotelih, športnih centrih, bazenih, bolnicah, domovih za ostarele, aplikacij, kjer ima Thermia ključne prednosti in je edina z rešitvami je mnogo. In naloga nas, kot distributerja je, da pomagamo investitorju prepoznati in izkoristiti vire toplote objektu – notranji toplotni viški so daleč najcenejši vir za ogrevanje na drugi strani.

Koliko toplote lahko odvzamemo plitvim geotermalnim virom je  predvsem odvisno od vrste tal

Meritve do globine 20 m pod zemljo  kažejo spremenljivo temperaturo, na večjih globinah pa se temperatura ustali in predstavlja odličen obnovljiv vir za prestrezanje toplote. Toploto, ki se nahaja v plitvem geotermalnem viru lahko odvzamemo s toplotno sondo oziroma geosondo. Temperatura pod zemljo na vsakih 100 m globine naraste za tri stopinje, za učinkovit sistem geotermalne toplotne črpalke je potrebna vrtina od 60 do 140 m. Trend v skandinaviji so vse globje globine, do 300m je pri njih normalna globina vrtanja – z vsakim dodatnim metrom se namreč temperatura vira povečuje in s tem izkoristek naprave. 

Kako se obrestuje investicija – kaj pokaže praksa

Sogovornik pojasni, da je sistem geotermalne toplotne črpalke sicer dražji od drugih sistemov ogrevanja, vendar so stroški obratovanja geotermalne toplotne črpalke izredno nizki in jih ni možno primerjati z drugimi ogrevalnimi sistemi, tudi s toplotnimi črpalkami zrak – voda ne. Praksa kaže, da letni stroški ogrevanja v primeru energetsko učinkovite, nove stanovanjske hiše površine 180 m2 znašajo približno 250 evrov letno. Od tega je za ogrevanje sanitarne vode porabljeno zgolj 40 – 50 evrov elektrike čez celo leto.

Pomembno je razumeti da je življenjski cikel pri sistemu z geosondo najdaljši – sonda ima življenjsko dobo 100 ali več let, sama toplotna črpalka pa med 25 in 30, nekatere naprave Thermia, vgrajene pred skoraj 40 leti delujejo do danes.

V primerjavi z drugimi vrstami, na primer toplotno črpalko na zrak, kjer je življenjska doba 10 do 15 let, je kljub kljub višji investiciji v geosondo strošek življenjskega cikla bistveno nižji. Neprimerno nižji so namreč stroški obratovanja, vzdrževanja, kot tudi praktično nična verjetnost okvare – kar pri zračni toplotni črpalki, postavljeni na prostem, izpostavljani vsem možnim vremenskim vplivom, od – 20 do +40 °C, ne moremo trditi.

Geotermalne toplotne črpalke v številkah

V letu 2015 je znašala inštalirana kapaciteta za neposredno rabo okrog 202,2 MWt, letna izkoriščena geotermalna energija pa 1218,1 TJ ali 338,4 GWh, vključno z geotermalnimi toplotnimi črpalkami. Geotermalne toplotne črpalke plitvega podzemlja so prispevale 136,64 MWt letno, oziroma 732,1 TJ/leto. V letu 2015 smo tako imeli skupno v rabi 9.350 delujočih enot geotermalne toplotne črpalke različnih nazivnih grelnih moči. Od teh je okrog 312 večjih sistemov z nazivno močjo nad 20 kW, ki prispevajo 24,0 MWt in 132,7 TJ izkoriščene toplote. Aktivnosti v zvezi s spodbujanjem uporabe geotermalne energije se sicer izvajajo prek različnih deležnikov, med pomembnejšimi je Geološki zavod Slovenije, ki skrbi za pripravo kart in zemljevidov s potenciali geotermalne energije. Ena do aktivnosti je tudi priprava karte plitve geotermije, ki bi naj bila v kratkem dostopna tudi širši javnosti.

Kako se geotermalna primerja z ostalimi sistemi in kakšni so prihranki?

Prihranki se seveda razlikujejo od primera do primera in so odvisni od različnih faktorjev, kot je vaš obstoječ sistem ogrevanja, kakovost izolacije, podnebje, v katerem živite, velikost vašega doma, število oseb v gospodinjstvu ter številnih drugih.

Medtem, ko je investicija v sistem z geotermalno toplotno črpalko višja od ostalih alternativ, je celotni strošek v 20 letih uporabe najnižji. Tako bodo z vključeno investicijo v geotermalni sistem vaši stroški v naslednjih 20 letih približno 2-krat nižji, kot če bi se ogrevali na kurilno olje ali UNP – v 20 letih boste na račun visoke učinkovitosti z geotermalno toplotno črpalko za ogrevanje povprečne enodružinske hiše prihranili med 20.000 in 30.000 EUR.

Strošek življenjskega cikla
letni stroški ogrevanja sanitarne vode

Primerjalni izračun prikazuje letni strošek energije in celotni strošek življenjskega cikla z vključeno investicijo in vzdrževanjem. Primerjava velja za povprečno stanovanjsko hišo z letno potrebo po toploti 18.000 kWh, kar je na primer ekvivalentno 2.200 L olja, 2.000 m3 zemeljskega plina.

Strošek življenjskega cikla je izračunan za obdobje 20 let ob upoštevanju trenutno veljavnih cen energentov in upoštevanju investicijske vrednosti ter letnih stroškov energenta za ogrevanje.

Ob vsem tem je na račun visoke energijske učinkovitosti stopnja odvisnosti od gibanja cen energentov na trgu pri sistemu z geotermalno toplotno črpalko najnižja - in kar je bistveno, sistem po 20 letih deluje praktično kot nov in ni niti blizu koncu svojega trajnostnega cikla.

Želite natančen izračun za vaš dom?

Ker je vsak dom zgodba zase in je "čez palec" težko oceniti prihranke, smo za vas pripravili preprost kalkulator, ki vam bo na podlagi podatkov o velikosti vašega doma, številu oseb v gospodinjstvu in obstoječem ogrevalnem sistemu podal natančno oceno prihrankov, ki si jih lahko obetate po vgradnji!

Nadaljujte na izračun prihrankov za vaš dom >>

Z lastno ekipo zagotavljamo kakovostno izvedbo!

Naša ekipa svetovalcev, monterjev in serviserjev vam z veseljem priskoči na pomoč! Rezervirajte si termin za obisk našega strokovnjaka na domu.

Jo lahko vgradimo  v vsak objekt?

Boste tudi vi tako zadovoljni s prihranki?

Ker je vsak dom zgodba zase in je "čez palec" težko oceniti prihranke, smo za vas pripravili preprost kalkulator, ki vam bo na podlagi podatkov o velikosti vašega doma, številu oseb v gospodinjstvu in obstoječem ogrevalnem sistemu podal natančno oceno prihrankov, ki si jih lahko obetate po vgradnji!

Pošljite nam povpraševanje