Geotermalna toplinska pumpa - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{Cite book +{{Citiranje knjige)

2022-01-02T10:08:15Z

Bot: Automatska zamjena teksta (-{{Cite book +{{Citiranje knjige)

←Starija inačica		Inačica od 2. siječanj 2022. u 10:08
Redak 28:		Redak 28:
	! prirodni plin !! loživo ulje !! električno grijanje		! prirodni plin !! loživo ulje !! električno grijanje
	\|-		\|-
	\| Kanada \|\| 223 tona/GWh<ref name="EEA">{{~~Cite book~~\|last=European Environment Agency\|title=Energy and environment report 2008\|url=http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_6\|accessdate=2009-03-22\|series=EEA Report \|volume=No 6/2008\|year=2008\|publisher=Office for Official Publications of the European Communities\|location=Luxemburg\|isbn=978-92-9167-980-5\|issn=1725-9177\|doi=10.2800/10548\|page=p83\|postscript=<!--None-->}}</ref><ref name="EIA" /><ref>{{Citiranje knjige \| title = National Inventory Report 1990–2006:Greenhouse Gas Sources and Sinks in Canada \| publisher = Government of Canada \|date = May 2008\| chapter = annex 9 \| url = http://www.ec.gc.ca/pdb/ghg/inventory_report/2004_report/ta9_7_e.cfm \| issn = 1706-3353 \| isbn = 978-1-100-11176-6 }}</ref> \|\| 2.7 tona/god \|\| 5.3 tona/god \|\| 3.4 tona/god		\| Kanada \|\| 223 tona/GWh<ref name="EEA">{{Citiranje knjige\|last=European Environment Agency\|title=Energy and environment report 2008\|url=http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_6\|accessdate=2009-03-22\|series=EEA Report \|volume=No 6/2008\|year=2008\|publisher=Office for Official Publications of the European Communities\|location=Luxemburg\|isbn=978-92-9167-980-5\|issn=1725-9177\|doi=10.2800/10548\|page=p83\|postscript=<!--None-->}}</ref><ref name="EIA" /><ref>{{Citiranje knjige \| title = National Inventory Report 1990–2006:Greenhouse Gas Sources and Sinks in Canada \| publisher = Government of Canada \|date = May 2008\| chapter = annex 9 \| url = http://www.ec.gc.ca/pdb/ghg/inventory_report/2004_report/ta9_7_e.cfm \| issn = 1706-3353 \| isbn = 978-1-100-11176-6 }}</ref> \|\| 2.7 tona/god \|\| 5.3 tona/god \|\| 3.4 tona/god
	\|-		\|-
	\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god		\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god

WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

2021-11-17T23:15:41Z

Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

←Starija inačica		Inačica od 17. studeni 2021. u 23:15
Redak 32:		Redak 32:
	\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god		\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god
	\|-		\|-
	\| SAD \|\| 676 tona/GWh<ref name="EIA">{{~~cite web~~ \| last = Energy Information Administration, US Department of Energy \| title = Voluntary Reporting of Greenhouse Gases, Electricity Emission Factors \| year = 2007 \| url = http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/pdf/Appendix%20F_r071023.pdf \| accessdate = 2009-03-22 \| postscript = <!--None-->}}</ref> \|\| style="color:red" \| -0.5 tona/god \|\| 2.2 tona/god \|\| 10.3 tona/god		\| SAD \|\| 676 tona/GWh<ref name="EIA">{{Citiranje weba \| last = Energy Information Administration, US Department of Energy \| title = Voluntary Reporting of Greenhouse Gases, Electricity Emission Factors \| year = 2007 \| url = http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/pdf/Appendix%20F_r071023.pdf \| accessdate = 2009-03-22 \| postscript = <!--None-->}}</ref> \|\| style="color:red" \| -0.5 tona/god \|\| 2.2 tona/god \|\| 10.3 tona/god
	\|-		\|-
	\| Kina \|\| 839 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| style="color:red" \| -1.6 tona/god \|\| 1.0 tona/god \|\| 12.8 tona/god		\| Kina \|\| 839 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| style="color:red" \| -1.6 tona/god \|\| 1.0 tona/god \|\| 12.8 tona/god

WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite book +{{Citiranje knjige)

2021-11-17T01:12:49Z

Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite book +{{Citiranje knjige)

←Starija inačica		Inačica od 17. studeni 2021. u 01:12
Redak 28:		Redak 28:
	! prirodni plin !! loživo ulje !! električno grijanje		! prirodni plin !! loživo ulje !! električno grijanje
	\|-		\|-
	\| Kanada \|\| 223 tona/GWh<ref name="EEA">{{Cite book\|last=European Environment Agency\|title=Energy and environment report 2008\|url=http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_6\|accessdate=2009-03-22\|series=EEA Report \|volume=No 6/2008\|year=2008\|publisher=Office for Official Publications of the European Communities\|location=Luxemburg\|isbn=978-92-9167-980-5\|issn=1725-9177\|doi=10.2800/10548\|page=p83\|postscript=<!--None-->}}</ref><ref name="EIA" /><ref>{{~~cite book~~ \| title = National Inventory Report 1990–2006:Greenhouse Gas Sources and Sinks in Canada \| publisher = Government of Canada \|date = May 2008\| chapter = annex 9 \| url = http://www.ec.gc.ca/pdb/ghg/inventory_report/2004_report/ta9_7_e.cfm \| issn = 1706-3353 \| isbn = 978-1-100-11176-6 }}</ref> \|\| 2.7 tona/god \|\| 5.3 tona/god \|\| 3.4 tona/god		\| Kanada \|\| 223 tona/GWh<ref name="EEA">{{Cite book\|last=European Environment Agency\|title=Energy and environment report 2008\|url=http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_6\|accessdate=2009-03-22\|series=EEA Report \|volume=No 6/2008\|year=2008\|publisher=Office for Official Publications of the European Communities\|location=Luxemburg\|isbn=978-92-9167-980-5\|issn=1725-9177\|doi=10.2800/10548\|page=p83\|postscript=<!--None-->}}</ref><ref name="EIA" /><ref>{{Citiranje knjige \| title = National Inventory Report 1990–2006:Greenhouse Gas Sources and Sinks in Canada \| publisher = Government of Canada \|date = May 2008\| chapter = annex 9 \| url = http://www.ec.gc.ca/pdb/ghg/inventory_report/2004_report/ta9_7_e.cfm \| issn = 1706-3353 \| isbn = 978-1-100-11176-6 }}</ref> \|\| 2.7 tona/god \|\| 5.3 tona/god \|\| 3.4 tona/god
	\|-		\|-
	\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god		\| Rusija \|\| 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> \|\| 1.8 tona/god \|\| 4.4 tona/god \|\| 5.4 tona/god

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-10-03T23:19:18Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[Datoteka:HeatAndColdStorageWithHeatPump.svg|mini|desno|Princip rada toplinske pumpe ljeti i zimi]]

'''Geotermalna [[toplinske pumpe|toplinska pumpa]]''', '''toplinska pumpa s izvorom u zemlji''', ili '''geotermalna dizalica topline''' je vrsta [[centralno grijanje|centralnog grijanja]] i/ili rashladnog sustava koji pumpa toplinu u zemlju ili iz nje.

Geotermalna toplinska pumpa koristi zemlju kao toplinski izvor (zimi) ili toplinski ponor ([[Ljeto|ljeti]]). Prednost ovakve konstrukcije je u tome da koristeći umjerene temperature zemlje povećava učinkovitost i smanjuje pogonske troškove sustava za grijanje i hlađenje, a može biti kombinirana sa [[Solarno grijanje|solarnim grijanjem]] čineći [[geosolarni sustav]] s još većom učinkovitosti. Naziv geotermalne toplinske pumpe može dovesti do krivog zaključka da one koriste toplinu nastalu u unutrašnjosti Zemlje, no one koriste toplinu iz površinskog sloja Zemlje nastalu [[Sunce|Sunčevim]] zračenjem pa bi točniji naziv bio '''toplinske pumpe s izvorom u zemlji''', ali taj naziv nije uvriježen u struci.

Temperatura na 6 metara dubine je približno jednaka '''godišnjoj prosječnoj temperaturi zraka''' <ref>[http://www.icax.co.uk/Mean_Annual_Air_Temperature.html Mean Annual Air Temperature]</ref> na toj [[Zemljopisna širina|zemljopisnoj širini]]. Ovisno o zemljopisnoj širini, [[temperatura]] ispod gornjih 6 metara Zemljine površine je približno konstantna i kreće se između 10 i 16 °C ako nema toplinske pumpe koja bi poremetila tu temperaturu. Kao [[hladnjak]] ili klimatizacijski uređaj, ovaj sustav koristi [[toplinske pumpe|toplinsku pumpu]] kako bi prisilno prenosio toplinu iz zemlje. Toplinska pumpa može prenositi toplinu iz hladnijeg prostora u topliji, protivno prirodnom smjeru prijenosa topline, trošeći pritom energiju (najčešće električnu) ili može potpomagati prirodni prijenos topline iz toplijeg u hladniji prostor. Srž toplinske pumpe je petlja kroz koju je pumpan rashladni medij koji prolazi [[ljevokretni proces]]. Toplinske pumpe koje koriste zrak kao toplinski izvor (npr. [[klimatizacijski uređaj]]i) imaju puno veću učinkovitost grijanja u usporedbi s čistim električnim grijalicama, čak i kada uzimaju toplinu iz hladnog [[Zima|zimskog]] [[zrak]]a, iako im učinkovitost značajno pada ako vanjska temperatura padne ispod 5 [[°C]]. Geotermalne toplinske pumpe izmjenjuju toplinu sa zemljom što je puno više energetski učinkovito jer je temperatura zemlje stabilnija nego temperatura zraka kroz godinu. Sezonske varijacije temperature padaju s dubinom i gube se ispod 7 metara dubine zbog toplinske inercije. Kao i kod [[špilje]], temperatura plitkog sloja zemlje je viša nego temperatura zraka na površini tijekom zime, a ljeti manja. Geotermalna toplinska pumpa zimi izvlači toplinu iz zemlje (potrebnu za grijanje), a ljeti vraća toplinu u zemlju (radi hlađenja prostora).

Sustavu s geotermalnim toplinskim pumpama dostižu prilično visoke faktore grijanja, 3-6, tijekom najhladnijih zimskih noći, dok toplinske pumpe koje koriste zrak kao izvor topline postižu faktore grijanja tek od 1,75-2,5 tijekom hladnih dana. Geotermalni sustavi su među najenergetski učinkovitim tehnologijama za provedbu [[klimatizacija|klimatizacije]] i grijanja vode. Sadašnji koeficijenti djelovanja geotermalnih sustava koji uključuju i snagu potrebnu za protok fluida kroz podzemne cijevi mogu biti niži od 2,5. Investicijski troškovi su viši u usporedbi s konvencionalnim sustavima, ali se razlika u cijeni najčešće vrati, kroz uštedu nekorištenjem konvencionalnih energenata, između 3 do 10 godina. Životni vijek sustava se procjenjuje na 25 godina za komponente izvan zemlje i 50+ godina za podzemne cijevi. Prema podatcima iz 2004., instalirano je preko milijun sustava u svijetu koji čine 12 GW toplinskog kapaciteta, a godišnje raste 10 [[%]].

==Povijest==
Dizalicu topline je prvi opisao [[William Thomson|Lord Kelvin]] 1853. godine, a prvu je napravio Peter Ritter von Rittinger 1855. Nakon eksperimentiranja sa zamrzivačem Robert C. Webber je napravio prvu istosmjernu geotermalnu toplinsku pumpu u kasnim 40-tima prošlog stoljeća. Prvi uspješni komercijalni projekt je bio instaliran u zgradi [[Commonwealth Building (Portland, Oregon)]] 1946. U 70-tim godinama ova tehnologija je postala popularno u Švedskoj i od tada postepeno raste njezino prihvaćanje u svijetu. Sustavi s otvorenom petljom su dominirali na tržištu dok nije razvoj polibutilenskih cijevi 1979. učinio sustave sa zatvorenim petljama ekonomski prihvatljivim. Svake godine se u SAD-u instalira oko 80,000 jedinica (geotermalna energija se danas koristi u svih 50 država SAD-a, što predstavlja veliki potencijal za brzi rast tržišta u kratkom vremenu i uštede energije) i 27,000 jedinica u Švedskoj.

==Toplinska efikasnost==
Kod efikasnosti toplinske pumpe treba uzeti u obzir efikasnost proizvodnje i prijenosa električne energije, koja iznosi oko 30%. S obzirom da topliska pumpa prenosi 3 do 5 puta više toplinske energije nego što troši električne energije, njena izlazna energija je mnogo veća od utrošene električne energije. To rezultira ukupnom efikasnošću od preko 300%, dok tradicionalni kotlovi s izgaranjem i električne grijalice nikad ne prelaze 100% efikasnosti.

Geotermalna toplinska pumpa može smanjiti potrošnju električne energije - i odgovarajuće emisije koje zagađuju okoliš - do 44% u odnosu na [[zračne toplinske pumpe]] i do 72% u odnosu na elektrootporno zagrijavanje kakvo se koristi u standardnim klima uređajima.

==Utjecaj na okoliš==
Agencija za zaštitu okoliša SAD-a (EPA) zemljane toplinske pumpe naziva najisplativijim, u energetskom i ekonomskom smislu, te najčišćim postojećim sustavom zagrijavanja, odnosno hlađenja prostora. Toplinske pumpe imaju potencijal značajno smanjiti štetne emisije, naročito ako se koriste i za zagrijavanje i za hlađenje te u sustavima gdje se [[električna energija]] dobiva iz obnovljivih izvora.

Zemljane toplinske pumpe imaju nenadmašnu toplinsku efikasnost te na lokalnoj razini nemaju štetnih emisija, ali njihova opskrba električnom energijom uključuje komponente s visokim emisijama stakleničkih plinova, osim ako se vlasnik ne odluči za 100%-tnu opskrbu iz obnovljivih izvora energije. Prema tome, njihov utjecaj na okoliš ovisi o načinu opskrbe električnom energijom te raspoloživim izvorima.

{| class="wikitable" style="float:center; margin:0.5em 0 0.5em 1em;"
|+ Godišnja ušteda na emitiranju stakleničkih plinova koristeći zemljanu toplinsku pumpu umjesto visoko-efikasnog kotla
!rowspan="2"| Država !!rowspan="2"| Emisija CO2 iz električne energije !!colspan="3"| Ušteda emisija u odnosu na
|-
! prirodni plin !! loživo ulje !! električno grijanje
|-
| Kanada || 223 tona/GWh<ref name="EEA">{{Cite book|last=European Environment Agency|title=Energy and environment report 2008|url=http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_6|accessdate=2009-03-22|series=EEA Report |volume=No 6/2008|year=2008|publisher=Office for Official Publications of the European Communities|location=Luxemburg|isbn=978-92-9167-980-5|issn=1725-9177|doi=10.2800/10548|page=p83|postscript=}}</ref><ref name="EIA" /><ref>{{cite book | title = National Inventory Report 1990–2006:Greenhouse Gas Sources and Sinks in Canada | publisher = Government of Canada |date = May 2008| chapter = annex 9 | url = http://www.ec.gc.ca/pdb/ghg/inventory_report/2004_report/ta9_7_e.cfm | issn = 1706-3353 | isbn = 978-1-100-11176-6 }}</ref> || 2.7 tona/god || 5.3 tona/god || 3.4 tona/god
|-
| Rusija || 351 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> || 1.8 tona/god || 4.4 tona/god || 5.4 tona/god
|-
| SAD || 676 tona/GWh<ref name="EIA">{{cite web | last = Energy Information Administration, US Department of Energy | title = Voluntary Reporting of Greenhouse Gases, Electricity Emission Factors | year = 2007 | url = http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/pdf/Appendix%20F_r071023.pdf | accessdate = 2009-03-22 | postscript = }}</ref> || style="color:red" | -0.5 tona/god || 2.2 tona/god || 10.3 tona/god
|-
| Kina || 839 tona/GWh<ref name="EEA" /><ref name="EIA" /> || style="color:red" | -1.6 tona/god || 1.0 tona/god || 12.8 tona/god
|}

Ušteda na smanjenju emisije stakleničkih plinova (GHG) kod toplinske pumpe u odnosu na konvencionalne kotlove može se izračunati pomoću sljedeće formule:
<math>GHG\ Savings=HL \left( \frac{FI}{AFUE \times 1000\frac{kg}{ton}}-\frac{EI}{COP \times 3600\frac{sec}{hr}}\right)</math>
*HL = sezonsko toplinsko opterećenje ≈ 80 GJ/god za modernu izdvojenu kuću na sjeveru SAD-a
*FI = emisije goriva = 50kg(CO2)/GJ za [[prirodni plin]], 73 za [[loživo ulje]], 0 za 100% obnovljivu energiju
*AFUE = iskoristivost kotla ≈ 95% za moderne kondenzacijske kotlove
*COP = koeficijent učinka toplinske pumpe ≈ 3.2 sezonski prilagođeno za toplinsku pumpu na sjeveru SAD-a
*EI = intenzitet emisija električne energije ≈ 200-800 tona(CO2)/GWh

Zemljane toplisnske pumpe uvijek emitiraju manje stakleničkih plinova od klima uređaja, kotlova na lož ulje i električnih grijalica, ali kotlovi na prirodni plin mogu biti konkurentni ovisno o intenzitetu emisija lokalne dobave električne energije. U zemljama poput [[Kanade]] i [[Rusije]], čija električna infrastruktura ima niske emisije, stambena toplinska pumpa može uštjedjeti 5 tona ugljičnog dioksida godišnje u usporedbi s kotlom na loživo ulje. S druge strane, u gradovima poput Pekinga, koji svoju električnu energiju dobiva isključivo iz [[termoelektrana]] na [[ugljen]], toplinska pumpa može emitirati 1 ili 2 tone ugljučnog dioksida više od kotla na prirodni plin. Međutim, ako područje nema osiguranu opskrbu prirodnim plinom, toplinska pumpa je najbolje rješenje.

==Ekonomija==
Zemljane toplinske pumpe karakteriziraju visoki početni troškovi i niski operativni troškovi u odnosu na ostale sustave za [[grijanje]] i [[hlađenje]]. Njihova ukupna ekonomska isplativost ovisi isključivo o cijeni električne energije i goriva, koji se drastično mijenjaju tijekom vremena i diljem svijeta. S obzirom na trenutno stanje cijena, zemljane toplinske pumpe imaju manje operativne troškove od svih ostalih sustava za grijanje gotovo u cijelom svijetu. Prirodni plin je jedino gorivo s konkurentnim operativnim troškovima, ali samo u nekolicini zemalja gdje je njegova cijena vrlo niska ili je cijena električne energije izrazito visoka. Prosječno korisnik može uštjedjeti od 20% do 60% godišnje prebacivanjem s klasičnih sustava na sustav zemljane toplinske pumpe.

== Izvori ==
{{Izvori}}

[[Kategorija:Termodinamika]]
[[Kategorija:Izmjenjivači topline]]
[[Kategorija:Geotermalna energija]]

[[de:Wärmepumpenheizung]]
[[es:Climatización geotérmica]]
[[fr:Pompe à chaleur#Pompe .C3.A0 chaleur g.C3.A9othermique]]
[[nl:Koude-warmte-opslag]]
[[ja:地中熱]]
[[ro:Pompă de căldură geotermală]]
[[fi:Maalämpö]]
[[sv:Markvärme]]