Kako deluje toplotna črpalka?

Toplotna črpalka je s svojo priljubljenostjo dosegla že marsikateri dom v Sloveniji. Da pa bi izbrali najbolj primerno zase, je dobro, da razumemo, kako deluje.

Kazalo vsebine:

• Delovanje toplotne črpalke
• Princip delovanja toplotne črpalke
  • — 1. tokokrog — toplotni vir
  • — 2. tokokrog — hladilni krog
  • — 3. tokokrog — ogrevalni sistem
• Vrste toplotnih črpalk
  • — Voda-voda
  • — Zemlja-voda
  • — Zrak-voda
  • — Hibridne toplotne črpalke
• Delovanje toplotne črpalke poleti
• Kaj, če zmanjka elektrike?
• Prednosti toplotne črpalke

Toplotna črpalka je v osnovi relativno preprosta naprava, v kateri so združeni trije tokokrogi, preko katerih se prenaša toplota.

Toplotna črpalka je vedno bolj priljubljen način ogrevanja. Gre za preprost ter ekonomsko in energetsko učinkovit način zagotavljanja ogrevanja in tople sanitarne vode. Že pri sami vgradnji toplotne črpalke opazimo njene prednosti, saj v sam objekt ne posegamo veliko. Uporaba je čista in preprosta, večinoma tudi avtomatizirana. Za nameček pa pri tem ogrevanju ne porabljamo dragih ali okolju škodljivih energentov, zaradi česar hkrati skrbimo za svojo denarnico in za okolje. Le kaj bi lahko bilo bolj učinkovito od tega?

Princip delovanja toplotne črpalke

Delovanje toplotne črpalke je precej podobno delovanju klimatske naprave ali hladilnika. Toplotna črpalka je v osnovi relativno preprosta naprava, v kateri so združeni trije tokokrogi, preko katerih se prenaša toplota. Dejansko toplotne črpalke izkoriščajo fizikalno soodvisnost med temperaturo, tlakom in volumnom plina oz. hladiva. Če plinu tlak zmanjšamo, se temperatura zniža, če pa ga povečamo, se poviša.

1. tokokrog — toplotni vir

Zunanja enota toplotne črpalke iz okolice (voda, zrak, zemlja) črpa toploto in jo prenaša na drugi tokokrog znotraj uparjalnika.

2. tokokrog — hladilni krog

Ta se začne v uparjalniku. Tam se hladivo, ki kroži v zaprtem tokokrogu, segreje na visoko temperaturo in odda toploto vodi, ki kroži po tretjem tokokrogu skozi objekt. Ko hladivo svojo toploto odda, se spet ohladi, da lahko znova prevzame toploto iz zunanjega vira. Tu je treba povedati, da gre za povsem zaprt tokokrog, v katerem teče okolju prijazno hladivo, zaradi česar je toplotna črpalka povsem varna za uporabo in neškodljiva okolju.

3. tokokrog — ogrevalni sistem

V izmenjevalcu tretji tokokrog pridobi toploto, s katero se ogrevajo sanitarna voda, talno gretje ali radiatorji.

Sestavni deli toplotne črpalke.

Kljub temu da se nam zdi, da v mrzli zimi delovanje toplotne črpalke ni mogoče, je energije v zraku še vedno dovolj, zato te naprave delujejo tudi pri -25°C.

Vrste toplotnih črpalk

Toplotne črpalke so različne zaradi različnih pogojev, v katerih delujejo. Glede na to, od kod toplotne črpalke pridobivajo začetno toploto, jih razdelimo v različne skupine.

Voda-voda

Ta toplotna črpalka izkorišča temperaturo podtalne vode. Namestimo jo lahko le na lokaciji, kjer je podtalnica stalno dostopna. Prednost podtalne vode je v tem, da je njena temperatura precej konstantna za razliko od zraka, kjer so temperaturni razponi v našem podnebnem pasu precej veliki. Taka črpalka je investicijsko zahtevnejša. Potrebuje dve vrtini: eno za črpanje podtalnice in drugo za vračanje le-te.

Zemlja-voda

Toplotna črpalka zemlja-voda prenaša energijo, ki jo dobi neposredno iz tal, na vodo, ki ogreva določen objekt. Tla čez poletje akumulirajo toploto, ki se jo da izkoriščati tudi pozimi. Akumulacija toplote je odvisna od klimatskih razmer in števila sončnih dni v letu, prav tako pa tudi od sestave samih tal. Toploto tal dobimo s pomočjo tekočine, ki kroži po sistemu, vkopanem v zemljo horizontalno, kot pri talnem gretju, ali pa vertikalnem, ki lahko doseže globino več kot 100 metrov.

Zrak-voda

Ta toplotna črpalka je v Sloveniji najpogosteje uporabljena, saj izkorišča toploto, ki jo dobi iz zraka. Kljub temu da se nam zdi, da v mrzli zimi delovanje toplotne črpalke ni mogoče, je energije v zraku še vedno dovolj, zato te naprave delujejo tudi pri -25 °C. Te črpalke so investicijsko najcenejše, odlikujeta pa jih tudi preprosta uporaba in vzdrževanje.

Hibridne toplotne črpalke

Pod pojmom hibridna toplotna črpalka večinoma poznamo sisteme, kjer sta kombinirana plinska peč in toplotna črpalka. Poznamo pa tudi drugačne vrste hibridov — te imajo npr. možnost, da črpajo toploto iz zraka in zemlje. Avtomatsko same izberejo, katera možnost je v danem trenutku ugodnejša. Primarno dobivajo toploto iz zemlje, ko pa je ugodneje, preklopijo na drug način. Tako toplotna črpalka optimizira svoje delovanje in prihrani pri dodatni energiji (elektriki), ki jo potrebuje za svoje delovanje.

Delovanje toplotne črpalke poleti

Res je! Toplotna črpalka je uporabna tudi poleti. Na prvem mestu je seveda priprava sanitarne vode, ki jo potrebujemo skozi vse leto. Toplotne črpalke tako poleti ni treba izklapljati, saj nam bo služila tudi v toplih mesecih.

Reverzibilne toplotne črpalke omogočajo, da se pozimi prostori ogrevajo, poleti pa ohlajajo, prav tako pa se pripravlja topla sanitarna voda. Nekatere znajo tudi odvečno toploto iz prostorov izkoristiti za ogrevanje vode. Drug način ohlajanja je s pomočjo konvektorjev, ki poleg hlajenja iz prostora odvedejo še vlago.

Kaj, če zmanjka elektrike?

Ogrevanje brez elektrike je mogoče le v kaminu ali peči na drva. Žal niti sodobne peči na plin ali olje ne delujejo brez elektrike, zato tudi s toplotno črpalko ne boste nič na slabšem. Na srečo pa dandanes večurni električni mrki niso prav pogosti. Izpadi so ali vnaprej napovedani ali pa zelo hitro odpravljeni. Če računamo na bistveno boljšo izolacijo hiš kot je bila v preteklosti, potem toplotne izgube v vmesnem času ne bodo prav velike. Najvišja stopnja varnosti za primer električnega izpada pa je bencinski/dizelski agregat in primerno pripravljena hišna elektro omara.

Prednosti toplotne črpalke

Da povzamemo — toplotna črpalka je izjemna ogrevalna naprava, ki ima veliko prednosti, kot so:

• nižji obratovalni stroški,
• manj vzdrževanja,
• varnost,
• manj ogljikovih emisij,
• hlajenje,
• dolga življenjska doba,
• možnost koriščenja subvencije EKO sklada.

Podjetje REAM je dobavitelj toplotnih črpalk in drugih naprav za ogrevanje, hlajenje in prezračevanje, na katerega se lahko vedno zanesete. S svojo ekipo strokovnjakov poskrbi za vso podporo glede svetovanja pri izbiri toplotne črpalke, montaže ter servisa in vzdrževanja, pa naj gre za stanovanjski ali poslovni objekt. Na voljo smo vam na brezplačni tel. št. 080 98 98 ali info@ream.si.

Ream — dobavitelj naprav hlajenja, ogrevanja in prezračevanja.

Zaključek

Toplotna črpalka je naprava, ki izkorišča fizikalno soodvisnost med temperaturo, tlakom in volumnom plina oz. hladiva, da ogreva sanitarno vodo in prostore. Poznamo več vrst toplotnih črpalk glede na vir, od koder jemljejo energijo. Najbolj popularna je toplotna črpalka zrak-voda. Gre za preprost, ter ekonomsko in energetsko učinkovit način zagotavljanja ogrevanja.