VIŠENAMJENSKA DIZALICA TOPLINE: ZA GRIJANJE

O
bnovljivi izvori energije
prof. dr. sc. Orest FABRIS, dipl. ing.
Danko GOVORČIN, dipl. ing.
VIŠENAMJENSKA DIZALICA TOPLINE: ZA GRIJANJE,
HLAĐENJE, POTROŠNU TOPLU VODU I KLIZALIŠTE!
Iako je o dizalicama topline gotovo sve
poznato, uvijek se pojavi neko novo,
domišljato rješenje koje njihovu primjenu
još više proširuje i potiče. Jedno od takvih
posebnih rješenja, pri čemu dizalica
topline ostvaruje nekoliko zadataka za
potrebe hotela, opisano je u ovom članku.
Iako je dizalica topline sastavljena od
uvoznih komponenti, predstavlja hrvatski
proizvod zbog ideje, proračuna, nacrta,
izvedbe i puštanja u pogon.
Toplinska shema
Počelo se od uobičajenog projektnog zahtjeva za sustav
grijanja i hlađenja za hotel ‘Plaža’ u Omišu. Opredjeljenje
investitora i projektanta bilo je centralno postrojenje s dizalicom topline koja bi osiguravala toplu vodu za grijanje
hotela zimi i hladnu vodu za njegovo hlađenje ljeti. Iako
je hotel lociran sasvim blizu mora, zbog više razloga nije
MKFUJ
[JNJ
HSJKBOKFIMBËFOKF
PCKFLUB
[SBÃOJJ[NKFOKJWBÃ
MKFUJ
MKFUJ
Ilustracija 1
Pojednostavljena
toplinska shema
postrojenja
[JNJ
[JNJ
se mogla odabrati dizalica topline tipa more - voda, pa je
odabrana dizalica topline tipa zrak - voda.
U daljnjoj razradi projekta bilo je logično da se i potrošna topla voda za potrebe hotela priprema u sklopu istog
postrojenja (eng. heat recovery). Ono što se zatim pojavilo
kao dodatna mogućnost i originalna ideja bio je zahtjev
da isto postrojenje stvara i održava led na manjem rekreativnom klizalištu ispred hotela. Na taj se način pojavljuju
dva nova režima rada, pri čemu se dio energije dobiva
posve besplatno.
Ali, ni to nije sve, kako se vidi iz opisa rada, odnosno
toplinske sheme prikazane na il. 1.
Prikazana pojednostavljena toplinska shema sastoji se
od: kompresora, izmjenjivača topline za PTV (potrošnu toplu
vodu), izmjenjivača topline cirkulacijske vode za grijanje,
odnosno hlađenje hotela, zračnog izmjenjivača topline kao
izvora i ponora energije iz okolice te izmjenjivača topline
za hlađenje smjese glikola i vode za potrebe rekreativnog
klizališta. Pri tome se ostvaruju četiri osnovna i dva tzv.
pomoćna režima rada.
Ljeti kompresor tlači paru freona R407C kroz izmjenjivače za PTV i zračni izmjenjivač. Na taj se način zagrijava
PTV. U zračnom izmjenjivaču freonu se odvodi preostala
toplina (ili sva toplina, ako je PTV već zagrijan) te se on
IMBËFOKFTNKFTF
HMJLPMBJWPEF
QSJQSFNB157B
LPNQSFTPS
140
ege.indd 140
3/2007
6/14/07 9:19:13 PM
O
bnovljivi izvori energije
pretvara u tekućinu. Nakon prigušivanja freon ima niski tlak
i temperaturu te prolazi kroz izmjenjivač topline za hlađenje
cirkulacijske vode i izmjenjivač za hlađenje smjese glikola
i vode. Pumpa za cirkulaciju smjese glikola i vode u tom
režimu (hlađenje) nije u radu pa se cijelokupan učinak
hlađenja prenosi na cirkulacijsku vodu koja cirkulira kroz
ventilokonvektore ("fan-coile"), klima-komoru i druge potrošače u hotelu. Nastalu freonsku paru usisava kompresor te
ponovo tlači. Na taj je način ciklus zatvoren. Ako se računa
da ljeti postrojenje radi prvenstveno za potrebe hlađenja
hotela, onda je tako dobiven PTV posve besplatan.
Zimi, kada je istodobno potrebno zagrijavati PTV i cirkulacijsku vodu za potrebe grijanja hotela, ciklus se obrće
tako da vruća para freona R407C iz kompresora odlazi
u izmjenjivač za PTV, a potom u izmjenjivač za cirkulacijsku vodu. Toplinu freona preuzimaju oba izmjenjivača te
on prelazi u tekuće stanje. Tekući freon se prigušuje te
prolazi kroz zračni izmjenjivač, a potom kroz izmjenjivač
za hlađenje smjese glikola i vode. Freon niskog tlaka i
temperature u zračnom izmjenjivaču preuzima toplinu od
okolnog zraka pa isparava. Isparen prolazi kroz izmjenjivač
glikola i vode koji nije u funkciji zbog isključene pumpe
za cirkulaciju smjese. Ciklus se, naravno, zatvara odsisavanjem pare freona i njezinom ponovnom kompresijom.
Kako je u tom, zimskom režimu rada potrebna paralelna
priprema PTV-a i grijanje hotela, logično je da dizalica
topline mora raditi s većim kapacitetom (praktično ona
radi oko 10 - 20% dulje) da bi zadovoljila obje potrebe.
Priprema PTV-a u tom slučaju nije besplatna, ali je 3 - 4
puta jeftinija u odnosu na izravno zagrijavanje električnom
energijom.
Zimi, kada je osim pripreme PTV-a i grijanja hotela,
potrebno stvoriti i održavati led na klizalištu, dizalica topline
radi na način sličan ranije opisanom. Potrošna topla voda
i cirkulacijska voda zagrijavaju se kako je već rečeno.
Međutim, na niskotlačnoj strani zaustavljaju se ventilatori
zračnog izmjenjivača, a pokreće cirkulacijska pumpa smjese glikola i vode. Tako u izmjenjivaču dolazi do hlađenja
smjese (na oko -5 do -10 °C) pa se na klizalištu stvara,
odnosno održava led. Kako se u tom režimu primarno
ostvaruje priprema PTV-a i grijanje hotela, stvaranje i održavanje leda je gotovo besplatno (zbog niže temperature
isparavanja freona učinkovitost dizalice topline je ipak nešto
niža). Korištenje tog režima predviđeno je kod vanjskih
temperatura nižih od +10 °C.
U međusezoni, kada hotel ne treba ni hladiti ni grijati, ali
treba pripremati PTV, uređaj radi slično kao u prethodna dva
režima, s time da su zaustavljene pumpe cirkulacijske vode
te smjese glikola i vode. Na taj se način sva kondenzacija
freona ostvaruje u izmjenjivaču PTV-a, dok je isparavanje
samo u zračnom izmjenjivaču. Cijena pripreme PTV-a, kao
što je ranije spomenuto, 3 - 4 puta je niža u odnosu na
izravno zagrijavanje električnom energijom.
Osim četiri opisana, osnovna režima rada, uređaj ostvaruje i dva pomoćna režima, oba u zimskom razdoblju:
3/2007
ege.indd 141
a - povremeno otapanje inja ili leda koji se nakupljaju na
vanjskim zračnim izmjenjivačima uključivanjem ljetnog
režima rada, pri čemu je posljedica lagano ohlađivanje
cirkulacijske vode za grijanje hotela, ali i čisti, zračni
izmjenjivači, raspoloživi za učinkovit rad
b - ostvaruje se kada na površini rekreativnog klizališta
nema leda, a vrijeme je sunčano i pogodno, pa se ta
površina zagrije iznad temperature okolice. Akumulirana
Sunčeva energija (površina klizališta služi kao kolektor
Sunčeve energije) koristi za podizanje temperature isparavanja freona tako da se uključuje pumpa smjese glikola
i vode te preko izmjenjivača predaje freonu.
Naravno, za ispravan rad i postizanje željenih učinaka
u pojedinom režimu postoji automatska regulacija rada
ventilatora zračnih izmjenjivača, pumpe za smjesu, pumpe
za cirkulaciju vode za grijanje, odnosno hlađenje hotela,
pumpe za cirkulaciju PTV-a, kompresora i drugih elemenata
radnog ciklusa.
Ostali podaci o postrojenju
Dizalica topline dimenzionirana je prema potrebama hotela ‘Plaža’ u Omišu i ima sljedeće osnovne parametre:
• kapacitet grijanja (kod -5/+50 °C): 188 kW
• kapacitet hlađenja (kod +5/+50 °C): 215 kW
• zagrijavanje samo PTV-a (kod 0/+60 °C): 197 kW
• hlađenje smjese glikola i vode (kod -10/+50 °C): 98
kW
• angažirana električna snaga (ovisno o režimu rada):
50 - 71 kW
• radni medij: R407C
• broj radnih ciklusa: 2
• broj kompresora (hermetičkih): 4.
Na il. 2, 3 i 4 vidi se nekoliko najbitnijih detalja opisanog
postrojenja dizalice topline.
Ilustracija 2
Pogled na dizalicu topline - kompresore
141
6/14/07 9:19:19 PM
O
bnovljivi izvori energije
Ilustracija 3
Pogled na zračne
izmjenjivače
topline
Rekreativno klizalište
Rekreativno klizalište ima dimenzije 16 × 11 m i zauzima
dio terase hotela, neposredno ispred hotelskog restorana.
U jutarnjoj sjeni borova, dvadesetak metara od prelijepe
plaže tu će ljeti biti stolovi pod sklopivom tendom, a zimi
(umjesto pustog i sumornog prostora) atraktivna zimska
rekreacija i restoran sa znatiželjnim gledateljima.
Na il. 5 i 6 prikazani su neki detalji snimljeni pri izgradnji
klizališta koje je izvedeno fiksno te bez leda nije primjetno.
Na il. 7 prikazan je konačni izgled klizališta natkrivenog
tendom.
Kako su objekt i postrojenje završeni tek u rano proljeće
2007. godine, prvi led na rekreativnom klizalištu samo je
probno ostvaren, dok se prava primjena i korištenje očekuju
tek u sezoni 2007/2008. Ostale funkcije dizalice topline
uspješno su provjerene.
Ilustracija 4
Pogled na glavni
elektro-ormar
Ilustracija 5
Postavljanje cijevi za klizalište
142
ege.indd 142
Ilustracija 6
Detalji razdjelnika
i sabirnika cijevi
Ilustracija 7
Klizalište s tendom
3/2007
6/14/07 9:19:34 PM

Download Report