Delovanje toplotne črpalke – kaj je toplotna črpalka?

Toplotne črpalke so naprave za pridobivanje toplote iz različnih medijev. Tipični primer je na primer ogrevanje tal s takšnim sistemom. Toplotna črpalka deluje tako, da iz medija odvzema toploto pri nižji temperaturi in jo oddaja porabniku pri višji. Tako lahko recimo s črpalko iz bližnjega potoka ali iz vrtine v zemlji s temperaturo 10°C odvzemamo toploto in jo oddajamo v stanovanju ali hiši pri bolj udobnih 25°C.

Ogrevanje s toplotno črpalko

Tako ogrevanje prostorov (ali sanitarne vode, ali obojega) je okolju zelo prijazno, saj predstavlja minimalen poseg v naravo, poleg tega pa se ponaša tudi z delovanjem brez izpusta škodljivih plinov in je vgradnjo tovrstnega ogrevalnega sistema mogoče uveljavljati kot davčno olajšavo. Velja tudi omeniti, da je, in tudi bo, ogrevanje s fosilnimi gorivi zaradi rastočih cen naftnih derivatov vedno dražje, medtem ko sistemi s toplotno črpalko izkoriščajo obnovljive vire energije, ki so na voljo vedno in so zastonj. Toploto je mogoče črpati iz zraka, površinskih in talnih voda, zemlje, kamnitih masivov, pa tudi ”odpadne toplote”.

Kako deluje toplotna črpalka?

Da bi razumeli delovanje toplotne črpalke je treba poznati eno ključno lastnost tekočin; čim višji je tlak v tekočini, tem višja temperatura je potrebna za tekočina začne vreti in obratno. Proces poteka tako: Medij pri visokem tlaku je v tekočem stanju, nakar potuje skozi ventil, imenovan ”dušilka”, ki mu zniža tlak do te mere, da pri okoliški temperaturi (v tem primeru temperaturi zemlje, potoka,…) v celoti povre. To se zgodi medtem, ko medij potuje skozi uparjalnik. Za to je potrebna  toplota, ki jo medij odvzame okolici. Nastala para nato potuje skozi kompresor, ki jo stisne in s tem še dodatno segreje. Stisnjena para nadaljuje pot skozi kondenzator. Ko para kondenzira odda toploto, to pa je toplota, ki jo mi koristimo. Medij je sedaj spet v prvotni fazi zaprtega tokokroga in proces se ponovi. Za celoten proces je potrebna le električna energija, ki poganja kompresor. Kot medij se uporabljajo hladilna sredstva, ki so okolju neškodljiva.

Uporaba

Pri nas so že dobro poznani manjši sistemi, ki omogočajo pripravo tople sanitarne vode. Prednosti za uporabnika so predvsem nizek strošek investicije, kratka amortizacijska doba in enostavna vgradnja tako ob sanaciji, kot novogradnji. Ločimo t.i. kompaktno in ločeno izvedbo. Pri ločeni izvedbi so lahko posamezni deli sistema ločeni med seboj, to pomeni da je lahko uparjalnik bliže viru toplote, kondenzator pa npr. v kotlovnici.

Pogoj za uporabo tovrstnih sistemov so čim manjše toplotne izgube, saj toplotne črpalke delujejo z večjo učinkovitostjo, če lahko toploto oddajajo pri čim nižji temperaturi. Starejše sanirane stavbe in novogradnje ta pogoj več kot zadostno izpolnjujejo.

Ali se nakup toplotne črpalke izplača?

Vgradnja ogrevalnega sistema s toplotno črpalko je v primeru novogradnje od pri nas najpogostejšega sistema s kotlom na kurilno olje dražja za okvirno 20 do 140%, v primeru sanacije pa od 60 do 220%.  Dejstvo pa je, da so obratovalni stroški pri obeh sistemih obratno sorazmerni, kar gre v prid sistemu s toplotno črpalko, saj se strošek vgradnje povrne v 3 do 15 letih, a slednja številka velja bolj za sisteme, namenjene večjim porabnikom toplote. Vgradnja takšnega sistema se dolgoročno torej vsekakor izplača.

Več o toplotnih črpalkah si preberite tukaj.