0,00 EUR

V košarici ni izdelkov.

Dom & EnergijaGradnjaToplotne črpalke za ogrevanje in hlajenje prostorov

Toplotne črpalke za ogrevanje in hlajenje prostorov

MORDA VAS ZANIMA

Pri novogradnji ali energetski obnovi stavbe nas na začetku čaka veliko dilem in razmislekov, a samo ena odločitev: kako dobro bomo toplotno izolirali ovoj stavbe. Čim boljši bo, tem manjše bodo toplotne izgube skozi tlak, fasado podstrešje ali streho. Posledično bodo manjši tudi stroški za ogrevanje prostorov. Sledi naslednji sklop odločitev, povezanih z ogrevanjem. Takrat se hkrati odločamo za več elementov, saj ogrevalni sistem sestavimo kot lego kocke. Praviloma vsak element izbiramo ločeno, a vedno z zavedanjem, da sestavljamo celovit sistem. Pri vsakem ogrevalnem sistemu določa moč – v našem primeru energetsko učinkovitost, višino investicije in stroške energenta – najšibkejši člen. Dejansko se odločamo za tri najpomembnejše elemente. S katero ogrevalno napravo bomo ogrevali prostore in/ali sanitarno vodo ter s katerim ogrevalom.

- Oglas -

Toplotna črpalka

Sodobna, kvalitetno grajena in toplotno izolirana stavba potrebujejo ogrevalno napravo majhnih moči z avtomatsko regulacijo in majhno potrošnjo energije. Toplotna črpalka (TČ) je pogosto idealna, zato jo bomo podrobneje spoznali.

To je naprava, ki spreminja toploto nižje temperature v toploto višje temperature, kar pomeni, da navzven hladi, navznoter greje. Torej ravno obratno od hladilnika, ki greje navzven, hladi pa navznoter.

Delovanje TČ temelji na krožnem procesu, v katerem je hladivo (tekočina z nizko točko vrelišča) podvrženo različnim spremembam agregatnega stanja, tj. uparjanju, kondenzaciji, ekspanziji in kompresiji. Najpomembnejši del toplotne črpalke je uparjalnik, ki vzame iz okolice (zemlje, vode ali zraka) shranjeno sončno energijo in jo skupaj s pogonsko energijo (običajno elektriko, lahko tudi plinom) odda v obliki toplote za ogrevanje stanovanja ali sanitarne vode.

- Oglas -

Učinkovitost TČ izražamo s koeficientom zmogljivosti sistema (grelno število, COP), običajno v razponu od 3 do 5. To pomeni, da toplotna črpalka z 1 delom vložene energije pridobi 2‒4 dele energije iz okolice. Ta dodana vrednost je razlog, da jo uvrščamo med obnovljive vire energije.

Medij za toplotno črpalko

Za ogrevanje prostorov lahko uporabljamo toploto zraka, vode (površinska in podtalnica) ter zemlje (zemeljski kolektor ali geovrtina). Toplotna črpalka je najpogosteje uporabljena v gospodinjstvih za pripravo sanitarne vode (običajno sistem zrak-voda) ali za ogrevanje prostorov, kjer imajo TČ zemlja-voda ali voda-voda višji COP in s tem boljše izkoristke kot zrak-voda. Za ogrevanje prostorov je optimalno nizkotemperaturno, kar pomeni talno, stensko ali stropno.

Pri pasivnih hišah se uveljavlja tudi toplozračno ogrevanje prostorov, saj toplotna črpalka lahko uporabimo v kombinaciji s prezračevalnim sistemom, ki nam z rekuperacijo vrača okrog 80 % odpadne toplote. V tem primeru sta pogosto v enem ohišju združeni napravi. V rekuperatorju se zraku – ko gre skozi sistem prisilnega prezračevanja iz prostorov ven – odvzame toplota, s katero se segreje svež in hladen vstopni zrak. Toplotna črpalka ga potem dogreje do želene temperature.

Zgolj za občutek predstavimo osnovne podatke ene od teh stavb. Toplotna črpalka moči 11 kW, zemlja-voda z grelnim številom 4,5 in bojlerjem za sanitarno vodo 160 litrov ogreva 180 m2 v dveh etažah. Postavljena je v majhno kurilnico, kjer je še 500-litrski vodni toplotni zbiralnik (VTZ). Zemeljski kolektor je na globini 1,8 m, dolžina v spiralo zvitih cevi je 1400 m na površini le 240 m2. Cevni sistem v kurilnici je vzorno toplotno izoliran, da prepreči toplotne izgube in ustvarjanje kondenza. Tekočina (60 % etanol, 40 % voda), ki gre iz TČ nazaj v zemeljski kolektor, je namreč lahko ohlajena tudi do ‒5 °C. Delovanje TČ je v celoti avtomatizirano, letna poraba je 4000‒5000 kWh elektrike (600‒750 €).

Toplotna črpalka zrak-voda za ogrevanje sanitarne vode je najpogosteje kompaktna. Postavimo jo v kurilnico (ali kam drugam), priklopimo na elektriko in vodovodni sistem ter zagotovimo dovolj zraka. Poznamo tudi split izvedbo, kjer je uparjalnik v prostoru, ki ga želimo ohlajati, hranilnik s kondenzatorjem pa običajno v kurilnici. Manj poznan učinek TČ je, da prostor tudi suši, kar se s pridom uporabi pri preveč vlažnih prostorih.

- Oglas -
Toplotne črpalke za ogrevanje in hlajenje prostorov

Ohlajanje s toplotno črpalko

Običajno TČ montiramo za ogrevanje prostorov, osnovni princip delovanja (greje navznoter, hladi navzven) smo razložili ob primerjavi s hladilnikom. Pri hlajenju prostorov pa velja princip hladilnika, ki hladi navznoter, greje pa navzven. V tem primeru se odvzeta toplota iz stavbe odvaja v zrak, zemljo ali vodo. Tam se akumulira, zato jo pri nekaterih izvedbah (zemeljski kolektor, geovrtina) koristno uporabimo v ogrevalni sezoni. Ogrevanje in hlajenje zagotovimo z reverzibilno TČ. Med ogrevalno sezono ta odvzema toploto okolici in jo na višjem temperaturnem nivoju oddaja v prostor. V primeru hlajenja prostora se proces obrne, kar pomeni, da TČ ohlaja prostor, prevzeto toploto pa oddaja v okolico. Pri pasivnem hlajenju koristimo razpoložljiv medij na nizkem temperaturnem nivoju (voda, zemlja), pri čemer toploto prenašamo preko toplotnega prenosnika na hladilno/ogrevalni sistem. Pri aktivnem hlajenju kompresor obratuje, pri pasivnem pa miruje.

Enostavno pa je celoletno ali sezonsko ohlajanje prostora (pogosto je to topla klet) s TČ zrak-zrak. TČ je nadvse primerna tudi za ohlajanje v proizvodnih procesih, kjer opravlja dvojno funkcijo in prinaša dvojno korist, saj ohlaja in greje. Ogreva prostore in/ali sanitarno vodo, ohlaja pa zrak ali tekočino, kot je v primeru zbiralnic mleka.

Zaključek

Za uporabo TČ imamo veliko možnosti glede na medij, moč (kW) in uporabo. Najpogostejša je uporaba toplotnih črpalk za hlajenje kleti in shramb. Toplotne črpalke za ogrevanje, prezračevanje in hlajenje prostorov so predvsem zanimive za ogrevanje nizkoenergijskih in pasivnih hiš, kjer energijsko število ogrevanja ni višje od 70 kWh/(m2/leto. Z vgradnjo reverzibilne TČ lahko prostore tudi hladimo. Za vse TČ velja priporočilo, da se v sistem vgradi tudi HTV (hranilnik tople vode). Ta zmanjšuje pogostost vklopov, predvsem pa omogoča rabo elektrike ob nižjih tarifah. S tem se ekonomika poveča, skrajša pa doba vračanja investicije. Eko sklad daje za TČ subvencije, zato se je pred vgradnjo vredno pozanimati, če je aktualen kateri izmed razpisov za subvencije.

.

NAJNOVEJŠE