Vrste toplotnih črpalk in njihovo delovanje

Stroški za ogrevanje na kurilno olje ali plin se iz leta v leto povečujejo. Ljudje vse bolj iščejo alternativne vire ogrevanja, s katerimi bi zadostili potrebi tako po učinkovitosti kot ekonomičnosti. Toplotne črpalke so v zadnjih dveh desetletjih doživele izreden tehnološki razvoj, zato ne preseneča dejstvo, da se njihova uporaba hitro širi. Številne zadovoljne uporabnike so s svojo učinkovitostjo prepričale, da je bila naložba vredna svojega denarja.

V osnovi lahko naprave razdelimo na tri tipe, še pred tem pa si oglejmo, kako deluje toplotna črpalka.

Delovanje toplotne črpalke

Preprosta razlaga delovanja toplotne črpalke pravi, da naprava črpa toploto iz okolice (iz vode, zemlje ali zraka) in jo nato uporabi za ogrevanje prostora, ki ima nižjo temperaturo kot je temperatura okolice. Za bolj poglobljeno razlago pa si najprej oglejmo zgradbo toplotne črpalke.

Osnovni sestavni deli naprave so:

• uparjalnik
• kompresor
• kondenzator
• dušilnik

Poleg naštetih sestavnih delov je ključni element toplotne črpalke tudi tekoče hladilno sredstvo z nizko temperaturo uparjanja, ki v uparjalniku sprejema toplotno energijo okolice in posledično hitro prehaja v plinasto stanje. Ko hladilno sredstvo v plinastem stanju doseže kompresor, ki ga poganja elektrika, se mu tlak zviša, zaradi česar se močno poviša tudi njegova temperatura. Nato vroča para potuje do kondenzatorja, v katerem se nahaja grelna voda. Tako para zopet prehaja v tekoče stanje in segreva grelno vodo. Ker se v dušilniku tlak zniža na začetno vrednost, se hladilnemu sredstvu gostota in posledično tudi temperatura zmanjšata. Od tu pa gre hladilno sredstvo zopet v uparjalnik in celoten proces se ponovi.

Vrste toplotnih črpalk

Glede na vir, iz katerega toplotne črpalke zajemajo toplotno energijo, ločimo tri tipe oz. vrste toplotnih črpalk:

• toplotna črpalka voda-voda
• toplotna črpalka zemlja-voda
• toplotna črpalka zrak-voda

V nadaljevanju si oglejmo glavne karakteristike in način delovanja posamezne vrste.

Toplotna črpalka voda-voda

Najpogostejša izbira je toplotna črpalka voda-voda, ki izkorišča toploto podtalne vode. Gre za izjemno učinkovito ogrevalno napravo, ki za ogrevanje prostorov ne potrebuje drugih podpornih sistemov ogrevanja. Izkoristek te vrste toplotnih črpalk je visok zaradi dejstva, da ima podtalna voda skozi celotno leto konstantno temperaturo, ki v povprečju znaša 10°C. Investicija v toplotno črpalko voda-voda je nekoliko večja, saj je potrebno izvrtati sesalno vrtino za potopno črpalko, ki črpa vodo do toplotne črpalke, ter panorno vrtino, v katero se voda vrača. Za njeno vgradnjo boste potrebovali tudi soglasje Agencije RS za okolje.

Toplotna črpalka zemlja-voda

Kjer podtalne vode ni na voljo, je smiselna vgradnja toplotne črpalke zemlja-voda. Ta kot vir energije izkorišča toploto, ki je shranjena v zemlji. Toplota se v zemlji prične shranjevati že s prvimi sončnimi žarki spomladi in se kopiči vse tja do pozne jeseni. Tako se skozi dolgo obdobje v zemlji skladišči ogromna količina energije, ki jo toplotna črpalka zemlja-voda s pridom izkorišča. Če se boste odločili za to vrste ogrevalne naprave, jo boste za ogrevanje prostorov ali sanitarne vode lahko uporabljali tudi pozimi. V vročih poletnih dneh pa vam lahko služi tudi kot naprava za hlajenje prostorov, saj bo vročino oz. odvečno toploto v prostoru prečrpala v zemljo.

Toplotna črpalka zrak-voda

Kakovostna naprava za ogrevanje sanitarne vode ali celotnega objekta je tudi toplotna črpalka zrak-voda, ki izkorišča toploto zraka. Deluje lahko samostojno ali kot podporni ogrevalni sistem. Med naštetimi vrstami toplotnih črpalk gre za najcenejšo različico, zato je v splošnem tudi učinkovitost nekoliko nižja. Deluje do zunanje temperature -15°C (najboljše toplotne črpalke tudi do -25°C), optimalno delovanje pa zagotavlja pri temperaturah, višjih od 5°C. Toplotna črpalka zrak-voda je izjemno priljubljena izbira tudi zato, ker lahko izkorišča toploto notranjega zraka. Lahko jo npr. vgradimo v klet, kjer se temperatura skozi celotno leto ne spusti pod 3°C.