Vse kar ste želeli vedeti o toplotnih črpalkah, pa si niste upali povprašati

Po čem se razlikujejo toplotne črpalke (TČ) za ogrevanje stanovanj od tistih za ogrevanje sanitarne vode ?

Toplotne črpalke se v osnovi delijo glede na namen uporabe in glede na toplotni vir, ki ga izkoriščajo pri svojem delovanju. Tako delimo glede na namen uporabe toplotne črpalke na sanitarne toplotne črpalke, ki so namenjene samo pripravi tople sanitarne vode, ter na ogrevalne toplotne črpalke, ki so namenjene ogrevanju hiše, pripravi tople sanitarne vode in posebne reverzibilne izvedbe tudi hlajenju poleti. Princip delovanja hladilnega sistema je pri obeh vrstah toplotnih črpalk enak, na eni strani izkoriščajo toplotni vir, na drugi strani pa s pridobljeno toploto ogrevajo sanitarno vodo oziroma hišo. Glavne razlike so predvsem v grelni moči, krmiljenju, zahtevnosti hladilnega sistema, temperaturnemu območju delovanja in seveda načinu vgradnje. Sanitarne toplotne črpalke so zaradi majhne grelne moči od 1,5 kW do 3 kW za eno ali dvo družinske hiše namenjene notranji postavitvi v klet, shrambo ali kotlovnico, saj je za njihovo delovanje v teh prostorih ponavadi dovolj "odpadne" toplote. Ker pa nimajo sistema za odtaljevanje uparjalnika se priporoča, da je temperatura v vgradnem prostoru vsaj 7°C, ker je pri nižjih temperaturah velika verjetnost zaledenitve uparjalnika in s tem prekinitev segrevanja sanitarne vode.

Ogrevalne toplotne črpalke zaradi večje grelne oziroma hladilne moči (od 4 kW naprej) potrebujejo nek drug, močnejši toplotni vir in toplota notranjega zraka ne zadostuje. Zato se pri teh toplotnih črpalkah kot toplotni vir izkorišča toplota sonca shranjena v zemlji, podtalnici ali zunanjemu zraku. Seveda pa imajo te toplotne črpalke za nemoteno delovanje tudi pri -20°C vse potrebne mehanizme za varovanje hladilnega sistema kot je npr. sistem proti zaledenitvi uparjalnika oziroma njegovo odtaljevanje.

Lastnosti sanitarnih toplotnih črpalk:

• priprava tople sanitarne vode do 60°C oziroma 65°C
• notranja postavitev
• območje delovanja od 7°C do 35°C posebne izvedbe tudi do -10°C
• enostavna vgradnja in uporaba
• toplotni vir: toplota notranjega zraka
• različne izvedbe, samostojne, z bojlerjem, z ločenim uparjalnikom…

• ogrevanje in hlajenje (poseben reverzibilne izvedbe) objekta ter priprava tople sanitarne vode
• toplotni vir: zemlja, podtalnica ali zunanji zrak
• območje delovanja od -25°C do 35°C
• krmiljenje ogrevalnega sistema, toplotnega vira in hladilnega sistema

TČ lahko izkorišča toploto zraka, vode ali zemlje. Po čem se te TČ med seboj razlikujejo?

Učinkovitost toplotne črpalke je najbolj odvisna od temperature uparjanja hladiva, ta pa je povezana s temperaturo samega toplotnega vira. Kar pomeni, da višja je temperatura toplotnega vira večja je učinkovitost oziroma izkoristek toplotne črpalke. Glavna razlika med posameznimi toplotnimi viri je ravno v njihovi temperaturi in njeni stabilnosti skozi celo leto.

Tako zagotavlja podtalnica kot toplotni vir najvišjo učinkovitost toplotne črpalke, saj je njena temperatura skozi celo leto relativno visoka okrog 10°C. Na drugem mestu je izkoriščanje toplote zemlje z različnimi sistemi kot so zemeljski kolektor, vertikalna zemeljska sonda (geosonda) ter energetske košare. Temperatura toplotnega vira je v tem primeru med ogrevalno sezono od 0 do 4°C. Na zadnjem mestu so po učinkovitosti toplotne črpalke, ki izkoriščajo toploto zunanjega zraka. Temperatura zraka je pozimi relativno nizka okrog 0°C in se skozi celo ogrevalno sezono zelo spreminja. Žal je pa tako, da izbira toplotnega vira ni povsem svobodna in je v veliki meri odvisna od same lokacije, značilnosti podnebja, prostora, kakovosti zemljine, prisotnost podtalne vode in nenazadnje tudi od finančnih zmožnosti.

TČ so na voljo tudi v različnih zasnovah (kompaktne, visokotemperaturne, solarne z rotatcijskim kompresorjem...). Kakšne so razlike med njimi in za kakšen namen se posamezne uporabljajo?Katere izvedbe sanitarnih toplotnih črpalk poznamo ?

Izvedbe z bojlerjem	Kompaktne	Z ločenim uprajalnikom	Prigradne	Z vodenim zrakom
TČ so izdelane v kompletu z 200, 250, 300, 500 in več litrskim bojlerjem, ki ima serijsko vgrajen cevni toplotni izmenjevalec za ogrevanje s pomočjo kotla ali sekundarnega vira
Namen uporabe:	TČ zajema toploto v prostoru, kjer je nameščena	Ločen uparjalnik se namesti v sosednji prostor oddaljen do 8 m	Za nizke prostore z možnostjo posamičnega vnosa TČ in bojlerja	Topel zrak lahko dovajamo s pomočjo cevi premera 160 mm iz različnih prostorov, prav tako pa lahko ohlajenega vpihujemo v različne prostor

Izvedbe brez bojlerja	Prigradne	Stenske – vodna povezava	Stenske – freonska povezava
Namenjene so za namestitev v povezavi z obstoječimi bojlerji
Namen uporabe:	Za prigradnjo na obstoječ bojler s standardno prirobnico	Za vodno povezavo na cevni izmenjevalec površine vsaj 1 m2 različnih bojlerjev	Za freonsko povezavo do 8 m, na bojlerje s standardno prirobnico

Visoko zmogljive in energetsko najvarčnejše toplotne črpalke

So posebne izvedbe z rotacijskim kompresorjem, prilagojenim uparjalnikom in kondenzatorjem. Omogočajo doseganje zelo visokih grelnih števil - celo preko 4.05 . Hkrati pa je hitrejše tudi segrevanje sanitarne vode.

Visokotemperaturne toplotne črpalke

So vse sanitarne toplotne črpalke, ki omogočajo segrevanje oziroma pregrevanje vode na vsaj 60°C

Solarne toplotne črpalke

Izdelane so na osnovi 300 in 500 litrskih bojlerjev z dvema toplotnima izmenjevalcema. Pri tem je spodnji namenjen segrevanju vode s pomočjo sončnih kolektorjev, zgornji pa lahko vodo segreva s pomočjo ogrevalnega kotla.

Kako v tej množici toplotnih črpalk izbrati najustreznejšo (kaj vse je treba upoštevati pri njihovi izbiri)?

Primeren prostor za vgradnjo toplotne črpalke ali uparjalnika pri izvedbi z ločenim uparjalnikom pomeni prostor z min. volumnom 15 m3 in temperaturami od +7 do +35°C.

Pri izvedbah z ločenim uparjalnikom razdalja med bojlerjem in uparjalnikom ne sme presegati 8 m, prav tako pri stenski izvedbi s plinsko povezavo.

Bojler mora biti vsaj 200 l ali večji – priporočilo glede na higienski minimum je (50 l/osebo/dan) :

Toplotno črpalko (toplotno moč in volumen bojlerja) je potrebno vedno izbrati glede na predvideno porabo tople sanitarne vode. Za družinske potrebe torej zadostujejo toplotne črpalke z grelno močjo 2 kW in z volumni bojlerjev do 300 l.

Toplotne črpalke izberemo glede na dane možnosti namestitve, volumen bojlerja in grelno moč toplotne črpalke, kar mora zagotoviti ustrezno količino tople vode v določenem času. Na voljo so torej toplotne črpalke z volumni bojlerjev od 200 do 1000 l in pa grelne moči od 2 do 7 kW.

(več na: www.termotehnika.com )

V čem se rekuperatorji razlikujejo od TČ, po kakšnem principu delujejo in kaj vse jih sestavlja (katere komponente)?

Pri nizkoenergijskih hišah in še posebno pri pasivnih hišah je zaradi velike tesnosti objekta prisilno prezračevanje nujno potrebno. Ker pa je prezračevanje energijsko zelo potratno, se v ta namen vgradijo rekuperatorji, ki povrnejo del toplote odpadnega zraka.

Glavna razlika med toplotnimi črpalkami in rekuperatorji je ta, da so toplotne črpalke naprave za segrevanje sanitarne vode in ogrevanje objekta preko centralnega sistema medtem, ko so rekuperatorji centralne prezračevalne naprave, ki skušajo med prezračevanjem čimveč toplote odpadnega zraka prenesti na hladen svež zrak pred vpihom v prostor. Seveda pa sta za energetsko učinkovito hišo potrebna kar oba, rekuperator skrbi za varčno in učinkovito prezračevanje, toplotna črpalka pa za varčno in okolju prijazno ogrevanje.

Rekuperator sestavlja ventilator za sesanje odpadnega zraka, ventilator za sesanje in vpih svežega zraka ter kot glavna komponenta toplotni prenosnik, ki skrbi za izmenjavo toplote med toplim odpadnim zrakom in svežim hladnim vhodnim zrakom.

Seveda je nadalje potreben dvocevni kanalski prezračevalni razvod, ki poskrbi za vpih svežega zraka in sesanje odpadnega zraka v vsaki sobi stanovanja.

Kakšne vrste rekuperatorjev obstajajo in kakšne so razlike med njimi?

Na trgu obstajajo rekuperatorji s pasivno ali aktivno rekuperacijo. Delovanje pasivnega rekuperatorja je opisano zgoraj medtem, ko ima aktivni rekuperator vgrajeno toplotno črpalko zrak/zrak, ki izhodni zrak še dodatno ohladi in s to pridobljeno toploto vhodni svež zrak še dodatno ogreje. S tem se učinkovitost rekuperacije bistveno poveča. Poleg centralnih rekuperatorjev obstajajo tudi manjši za decentralizirano prezračevanje.Ti se namestijo na zunanje stene večjih glavnih prostorov in skrbijo za lokalno prezračevanje.

Seveda obstajajo še različni hibridni rekuperatorji ter prezračevalne toplotne črpalke za centralno ali pa decentralizirano prezračevanje, segrevanje sanitarne vode ter podporo ogrevanju. Več na www.termotehnika.com

Na kaj vse je treba paziti ob izbiri rekuperatorja?

Projektiranje kvalitetnega prezračevalnega sistema ter določitev ustreznega rekuperatorja je dokaj zahteven postopek, ki vključuje veliko faktorjev kot so velikosti prostorov, namen uporabe posameznega prostora, ustreznost pozicij ventilov za sesanje in vpih, število oseb, itd. Zato svetujem, da se za načrtovanje in izvedbo kvalitetnega prezračevalnega sistema posvetujete s strokovnjakom.

Kdaj priporočate TČ in kdaj rekuperator?

Kot sem že prej omenil se ogrevanje s toplotno črpalko zrak/voda, zemlja/voda ali voda/voda ter prisilno prezračevanje z rekuperacijo odlično dopolnjujeta. Tako, da zagotavlja ta kombinacija energetsko najvišjo učinkovitost stavbe ter največje udobje bivanja.