Dizalica topline tlo - voda s jednim od najvećih polja bušotinskih izmjenjivača topline (toplinskim sondama) u Europi koristi se za grijanje i hlađenje prestižne Savezne tehničke visoke škole (ETH) u Zürichu u Švicarskoj. Ukupna duljina bušotinskih izmjenjivača topline u sustavu ugrađenom u sveučilišnom kampusu Hönggerberg iznosi 86 km, no sustav se i dalje proširuje.

Tri polja sondi

Ugrađena su tri polja sondi: jedno s 207 bušotina, drugo sa 126 i treće sa 101 bušotinom (il. 1). Dubina polaganja okomitih izmjenjivača iznosi 200 m, dok je razmak sondi 5 m. Polje od 207 bušotina smješteno je ispod jedne od zgrada kampusa.


Ilustracija 1
Shema polja bušotina dizalice topline u ETH-ovom kampusu Hönggerberg

Vodoravni centralni razvod izveden je od polietilena visoke gustoće (PEHD) i ima dimenzije cijevi 600 mm (il. 2). Uz to, u tehničkom hodniku najvećeg polja postavljeno je 20 minirazdjelnika (il. 3).


Ilustracija 2
Vodoravni centralni razvod polja od 207 bušotina

Kao posredni medij na strani toplinskih izvora i ponora koristi se voda


Ilustracija 3
Minirazdjelnik

Niskotemperaturno grijanje i hlađenje

Godišnja potrebna energija za grijanje kampusa iznosi 29 GW h, a za hlađenje 23 GW h. Nazivni toplinski učin iznosi 5,5 MW, a rashladni učin 4,5 MW. Kompresori dizalica topline frekvencijski su upravljani s opterećenjem u rasponu 0 - 100% (il. 4).


Ilustracija 4
Dizalica topline nazivnog učina 900 kW

Za vrijeme posjeta hrvatske delegacije s Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu, na čelu s neumornim promicateljem primjene dizalica topline u Hrvatskoj, prof. dr. sc. Vladimirom Soldom, dipl. ing. (ujedno i autorom ovog prikaza), radna točka grijanja s temperaturom polaznog voda 35 °C davala je vrijednost toplinskog množitelja (COP) svedenu na snagu kompresora približno 10 (il. 5). Drugim riječima, pri Φgr = 326 kW i Pkomp = 32,4 kW, vrijedilo je COP = 10. Grijanje u ljetnom načinu rada koristi se za obradu zraka u klima-komorama.


Ilustracija 5
Prof. Soldo u društvu domaćina posjeta, prof. Rybacha

Sustav podnog grijanja kampusa je niskotemperaturni. Godišnja učinkovitost u načinu rada za grijanja, izražena kao sezonski toplinski množitelj, iznosi SCOP ≈ 6,0. Pri hlađenju su učinkovitosti veće, budući da se koristi i slobodno hlađenje.

Nastavak tradicije

U Zürichu je inače instalirana prva dizalica topline u Europi i to još 1938. godine. Kao toplinski izvor koristila je vodu rijeke Limmat, a radna tvar bila je R 12. Koristila se za grijanje i hlađenje Gradske vijećnice, a toplinski učin iznosio je 100 kW (il. 6 i 7). No, 2001. godine zamijenjena je novom dizalicom topline s radnom tvari R 134a i učinom 134 kW.


Ilustracija 6
Gradska vijećnica Züricha na rijeci Limmat

I za kraj, vrijedi naglasiti da se ETH ponosi s dvojicom hrvatskih nobelovaca, Vladimirom Prelogom i Lavoslavom Ružičkom i da dvije ulice spomenutog sveučilišnog kampusa ETH Hönggerberg nose njihova imena.


Ilustracija 7
Izvorna strojarnica