Toplotna črpalka je energetsko in ekološko najbolj učinkovit način ogrevanja. Vaše ogrevanje bo s toplotno črpalko predvsem varčno v primerjavi s katerimkoli drugim načinom ogrevanja.

V Sloveniji se velik del energije porablja za ogrevanje stanovanj in poslovnih prostorov. Samo pri gospodinjstvih delež porabljene energije znaša več kot 70 odstotkov, s segrevanjem sanitarne vode pa celo 90 odstotkov vse porabljene energije. Zato so gospodinjstva odlično izhodišče za vpeljavo in uporabo alternativnih porabnikov energije, kot so na primer varčne žarnice in gospodinjski aparati. Ampak v končni fazi je to le delček prihranka energije, ki ga omogočajo toplotne črpalke.

Toplotna črpalka deluje po principih enostavnih fizikalnih zakonov. Toplota, ki je energija, prehaja samo iz telesa oziroma medija, ki ima višjo temperaturo na medij, ki ima nižjo temperaturo. Kako se pa lahko potem grejemo z zrakom ali vodo, ki je hladnejša od našega bivalnega prostora? Tukaj je potrebno poznati še plinski zakon, ki pravi, da če pline stiskamo, se jim zviša temperatura, če pa se plini razširjajo, pa se jim temperatura niža. Skratka, enostavno rečeno, toplotna črpalka torej odvzema toploto zraku iz okolice ter z dodano električno energijo segreva sanitarno vodo do temperature 55 stopinj Celzija.

Toplotna črpalka je med energetsko najcenejšimi načini segrevanja sanitarne vode in je nameščena na hranilnik vode. Toplotna črpalka je sestavljena iz kompresorja, ki plin stiska in ga ogreva, ekspanzijskega ventila, kjer se plin razširja in ohlaja, ter dveh toplotnih izmenjevalcev. Njena dodatna odlika je, da se lahko uporablja tudi za hlajenje manjših kleti ali shramb.

Toplotna črpalka je opremljena s sistemom termične dezinfekcije, kar omogoča preprečevanje pojava legionele, z samodejnim občasnim segretjem vode na 65 stopinj Celzija. Za pogon naprave, torej kompresorja in ventilatorja, je potrebno zagotoviti 30 odstotkov električne energije, 70 odstotkov pa je pridobimo iz okolice popolnoma zastonj. Amortizacije investicije se povrne v nekaj letih v primerjavi s kurilnim oljem ali plinom. Toplotna črpalka, iz ekološkega vidika, pa prispeva tudi k čistejšemu okolju, v primerjavi z ostalimi ogrevalnimi sistemi.



* Toplotna črpalka za sanitarno vodo

* Toplotna črpalka voda - voda

* Toplotna črpalka zrak - voda

* Toplotna črpalka zemlja - voda

`
  • toplotna črpalka

  • montaža toplotne črpalke

`

Termodinamični krožni proces, ki ga uporabljamo za ogrevanje s toplotnimi črpalkami, je poznan in relativno izpopolnjen že od tridesetih let prejšnjega stoletja. Pri nas ga v vsakdanjem življenju srečujemo že dolgo, predvsem pri hladilnikih, kasneje pa so se pojavile klimatske naprave in istočasno tudi toplotne črpalke za ogrevanje sanitarne vode.

Toplotne črpalke so izjemno varčna energetska rešitev, ki je primerna tako za ogrevanje kot tudi za ohlajevanje gospodinjstev. Toplotne črpalke iz okolja črpajo energijo nizke temperature in ji povišajo temperaturo za namen ogrevanja. Učinkovitost toplotne črpalke ponavadi izrazimo s koeficientom zmogljivosti sistema, ki je navadno v razponu od tri do pet. To pomeni, da sotoplotne črpalke od tri do petkrat bolj učinkovite od ogrevalnih kotlov na fosilna goriva in imajo boljšo zmogljivost celovitega ogrevanja hiše tudi pri zelo nizkih zimskih temperaturah. Toplotne črpalke so vse bolj priljubljene domala povsod, zanimivo pa je, da jih izjemno uspešno uporabljajo prav v dokaj hladnih deželah.

Uporaba in seveda prodaja toplotnih črpalk vse bolj narašča, v zadnjih petih letih se je celo podvojila. Že več milijonov toplotnih črpalk je nameščenih po vseh Evropi, in z vse večjo ozaveščenostjo uporabnikov o očitnih prednostih tega sistema toplotnih črpalk ta trg še vedno naprej raste z izjemno naglico. Poglavitne prednosti toplotne črpalke lahko strnemo v naslednje alineje:

Glavne značilnosti toplotne črpalke

    • drastično zniža stroške ogrevanja (od 35-60%)
    • zmanjša emisije CO2 od 31 do 59 odstotkov
    • deluje brez nevarnih goriv
    • investicija se povrne v nekaj letih
    • zasede malo prostora
    • deluje zelo tiho
    • ne potrebuje skoraj nobenega vzdrževanja

    • investicija se povrne v nekaj letih
    • ne emitira ozračju škodljivih plinov
    • je ogrevalni sistem prihodnosti
    • v poletnih časih omogoča hlajenje hiše
    • je enostavna za upravljanje in uporabo
    • je priporočena in delno subvencionirana s strani države
    • uporablja obnovljive vire toplote (toploto zemlje ali okoliškega zraka)

`

V Sloveniji velik delež energije porabimo za ogrevanje prostorov in sanitarne vode. Več kot 70% energije za ogrevanje porabimo v gospodinjstvih, če dodamo k temu še 20% energije, ki je porabimo za ogrevanje sanitarne vode, dosežemo enormnih 90% porabljene energije. Odlični kandidati za vgradnjo in uporabo alternativnih porabnikov energije, kot so na primer toplotne črpalke (pa tudi varčne žarnice in novodobni nizko energetsko porabni gospodinjski aparati), so tako na prvem mestu prav gospodinjstva.

Delovanje toplotne črpalke lahko opišemo z uporabo enostavnih fizikalnih zakonov. Toplota, ki je energija, prehaja iz medija, ki ima višjo temperaturo na medij, ki ima nižjo temperaturo. Temu fizikalnemu zakonu dodamo še plinski zakon, ki pravi, da s stiskanjem plinov, zvišamo njihovo temperaturo, z razširjanjem, pa se temperaturo zniža. Če poenostavimo, lahko rečemo, da toplotna črpalka odvzema toploto mediju iz okolice, z dodano električno energijo za stiskanje, pa segreva sanitarno vodo vse do 55°C.
Toplotne črpalke in način njihovega delovanja lahko prikažemo na obratnem principu delovanja hladilnika: ta potrebno toploto za uporabo zajema v prostoru in izdelkih, ki jih hladimo in jo prenaša v okolico. Toplotna črpalka pa deluje ravno nasprotno, saj zajema energijo iz okolice in jo s pomočjo električne energije, ki poganja kompresor, spremeni v koristno toplotno energijo. Takšna energija je tako uporabna za ogrevanje in hlajenje bivalnih prostorov ter pripravo ogrete sanitarne vode.
Toplotna črpalka je opremljena s sistemom termične dezinfekcije, saj občasno samodejno segreje vodo na 65°C, kar preprečuje pojav bakterijske okužbe z legionelo.
Za pogon toplotne črpalke je potrebno zagotoviti le okoli 30% električne energije (za delovanje kompresorja in ventilatorja), preostali del pa dobimo iz neomejenih naravnih virov popolnoma brezplačno. Amortizacija začetne investicije se povrne v nekaj letih, iz ekološkega vidika pa toplotna črpalka neizpodbitno več prispeva k čistejšemu okolju kot ostali ogrevalnimi sistemi.

3 viri toplote, 3 različni tipi toplotnih črpalk

Sonce podaja 75% in več potrebne energije za ogrevanje in pripravo tople sanitarne vode, saj je sončna toplota akumulirana neposredno pred vašimi vrati – v zraku, v zemlji in podtalnici. Tovrstna energija v obliki toplote iz okolice je na razpolago v praktično neomejenih količinah in je dostopna prav vsakomur.
Ogrevanje prostorov, pripravljanje tople vode, prezračevanje in hlajenje je z novodobnimi toplotnimi črpalkami energetsko zelo učinkovito. Takšni sistemi nudijo uporabnikom ob mnogo nižjih stroških ogrevanja optimalno udobje bivanja, dejanske stroške pa je sedaj mogoče tudi dokaj natančno izračunati.
Z dodatkom samo okoli 30 % pogonske energije in uporabo načrpane toplote iz naravnih virov, toplotna črpalka proizvede vso potrebno energijo za ogrevanje.
Sistem za ogrevanje s toplotno črpalko je sestavljen iz treh komponent: naravnega vira toplote (zemlja, voda ali zrak), generatorja toplote (toplotna črpalka) in porazdelitve toplote (ploskovni ali radiatorski sistem ogrevanja).



Predstavitev različnih tipov toplotnih črpalk



* Toplotna črpalka zrak - voda

Zrak je na voljo čisto povsod, zato je neizčrpen vir energije. Najsodobnejši primerki toplotnih črpalk zmorejo izkoristiti toploto celo pri zunanjih temperaturah do -20°C in -25°C. Pri tako nizkih temperaturah je izkoristek še vedno okoli 50%. Ker ne zahteva dodatnih del, kot ostala dva sistema, je to za uporabnika najcenejša oblika toplotne črpalke za vgradnjo. Tudi montaža in vzdrževanje sta enostavna in cenovno ugodna. Tovrstne toplotne črpalke so primerne pri temperaturah zraka od -25°do + 35°C, v Sloveniji se jih tako lahko uporablja vse leto. Možne so tri izvedbe: notranje, zunanje ali split (kjer je ločen uparjalnik). Lahko se ogreva le sanitarno vodo, možno pa je tudi ogrevanje prostorov ter aktivno hlajenje.



* Toplotna črpalka voda - voda

Toplotni vir, ki zagotavlja največji izkoristek toplotne črpalke je podtalnica. Njeno delovanje je skozi celo leto samostojno, saj ima podtalnica namreč relativno visoko in konstantno temperaturo. Zadostna količina, kemijska ustreznost ter minimalna temperatura podtalne vode 8°C so pogoji za njeno delovanje. Prav tako mora biti konstanten njen pretok. Sesalno vrtino, kamor se vstavi potopno črpalko, se vrta do 20 metrov globoko, pri čemer se potem vodo prečrpava iz ene vrtine, po ceveh spelje do uparjalnika na toplotni črpalki in nato vrača v drugo vrtino, ohlajeno za cca. 4 °C. Vrtini morata biti zvrtani najmanj na 15 metrov medsebojne razdalje. Pri tem postopku se kemijska sestava vode ne spremeni in se neonesnažena vrača nazaj v okolje. Tudi ta sistem se lahko uporablja vse leto, ogreva se lahko tako sanitarno vodo, kot prostore, možen je tudi pasiven način hlajenja (poleg aktivnega). Za priključitev je potrebno dovoljenje, preveriti je potrebno količino vode ter njeno kemijsko sestavo, izvrtati je potrebno vrtini in vgraditi črpalko za vodo. Glede na dodatna dela je ta sistem investicijsko dražji kot sistem zrak/voda, vendar omogoča tudi pasivno hlajenje ter večje izkoristke zaradi višje in enakomernejše temperature vode.



* Toplotna črpalka zemlja - voda

Zemljišče, kamor se položi zemeljski kolektor na globini cca. 1,2 metra, ne sme biti pozidano ali asvaltirano, ker morajo padavine doseči kolektor. Za kolektor služijo običajne polietilenske cevi, ki morajo biti na minimalni medsebojni razdalji 0,7 metra, potrebna dolžina cevi pa je odvisna od tipa in kakovosti zemlje. Bolj kot je zemlja vlažna, več toplote ji lahko odvzamemo na isti površini, zato zadostujejo krajše cevi (točna potrebna površina se določi pri izkopavanju na licu mesta). Vodoravni zemeljski kolektor je zaprt krožni sistem, katerega je potrebno napolniti z mešanico vode in protizmrzovalnega sredstva (po navodilih na protizmrzovalni tekočini, ki zdrži do -15°C). V Sloveniji znaša temperatura zemlje med +4 in +12°C in je na razpolago celo leto. S tem sistemom lahko ogrevamo prostore in sanitarno vodo, hkrati pa je možno delno pasivno in aktivno hlajenje. Za zemeljska dela pri polaganju kolektorja niso potrebna dodatna dovoljenja. Investicija za ta sistem je srednja varianta med vsemi tremi toplotnimi črpalkami.

`


To je z energetskega, ekološkega in tudi ekonomskega vidika najugodnejša rešitev. V principu je toplotna črpalka podobna kompresorski hladilni napravi in ima tudi enake sestavne elemente, kot je kompresor, kondenzator, dušilni ventil in uparjalnik. Razlika je v tem, da hladilna naprava z uparjanjem hladilnega sredstva odvaja toploto iz prostora, kar pomeni, da temperaturo znižuje, medtem ko toplotna črpalka, s kondenzacijo delovnega sredstva, dovaja toploto v prostor.

Pri tem izkoriščamo pojav, da se tekočine pri visokem tlaku uparjajo pri višji temperaturi, kot pa je temperatura uparjanja pri nižjem tlaku.

V osnovi poznamo tri izvedbe toplotnih črpalk glede na medij oziroma okolico, ki jo hladimo, in medij, ki ga ogrevamo. Tako poznamo sisteme toplotnih črpalk zrak-voda, voda-voda in zemlja-voda. Pri označevanju tipa toplotnih črpalk se na prvo mesto postavlja medij, ki ga hladimo, na drugo mesto pa medij, ki ga grejemo.

Kot vir toplote se pri toplotnih črpalkah po sistemu voda-voda koristi podtalna voda, in sicer s prečrpavanjem le te skozi uparjalnik toplotne črpalke s pomočjo potopne ali druge črpalke. V uparjalniku podtalnica odda toploto in se ohlajena za približno od 2 do 4 stopinje Celzija vrača preko ponorne vrtine nazaj v zemljo. Odlika tovrstnih toplotnih črpalk je možnost samostojne uporabe skozi vso leto brez kakršnekoli pomoči drugih virov ogrevanja. Za črpanje podtalnice potrebujemo vodno dovoljenje, vodo pa je potrebno pred pričetkom del kemično analizirati.

Podtalnica je torej zaradi relativno visoke temperature idealen vir toplote, saj z njo dosegamo visoka grelna števila. Iz tega sledi, da je vodni vir energetsko najučinkovitejši (v povprečju celotnega leta). Toplotna črpalka se namesti v kotlovnico, kjer se poveže z ogrevalnim sistemom, poleg objekta samega pa je mogoče ogrevati tudi sanitarno vodo. Ta sistem zagotavlja največ energije po najnižji ceni.

`


Pri izbiri načina ogrevanja bivalnih prostorov oziroma izbiri toplotnih črpalk ali drugih obnovljivih virov energije se srečujemo z veliko težavami, in sicer, katera je idealna rešitev za sistem ogrevanja, ki bo zadovoljila vse naše potrebe.

Glavno načelo, ki ga vedno zasledimo pri izbiri toplotnih črpalk je, da naj bi se odločali glede na COP, to je tako imenovano grelno število, ki nam pove razmerje med vloženo in dobljeno energijo. Ta je seveda najvišji pri toplotnih črpalkah voda-voda, na drugem mestu so zemlja-voda in na zadnje zrak-voda.

Skratka, če imate na razpolago vodni vir, je priporočljivo, da se odločite za sistem voda-voda, če pa imate okoli objekta dovolj zemlje, je najboljša izbira zemlja-voda, če pa nimate na razpolago nič od naštetega, vam pa preostane sistem zrak-voda.

Čeprav nobena toplotna črpalka zrak-voda ne zmore pri najnižjih zunanjih temperatura vsega ogrevanja, pa ta rešitev vseeno omogoča lepe prihranke. S toplotno črpalko zrak-voda se naravna toplota iz okolja, to je zrak, preusmeri za ogrevanje kakor tudi hlajenje hiše, kar predstavlja poceni vir energije. Sončni žarki nenehno ogrevajo zrak, to energije po odvzema toplotna črpalka, ki na višjem temperaturnem nivoju oddaja toploto za ogrevanje standardnega gospodinjstva. V dvojnem načinu delovanja pokriva potrebe po ogrevanju z lepimi ekonomskimi prihranki, saj lahko svoje obstoječe ogrevanje (olje, plin,…) nadgradite in tako deluje kot pomoč v času ogrevalnih konic.

Skratka, zrak je neizčrpen vir energije, ki je povsod na voljo. Najsodobnejše izvedbe tovrstnih toplotnih črpalk omogočajo ogrevanje tudi pri zunanji temperaturi do minus dvajset stopinj Celzija. Še pri tako nizki temperaturi zraka pa je grelno število še vedno večje od 2, kar pomeni 50 odstotkov prihranka energije. Ker ni potrebno nobeno vrtanje vrtin ali polaganja horizontalnega sprejemnika, je to, iz investicijskega vidika, najcenejša vrsta toplotnih črpalk, prav tako pa je cenovno ugodna tudi montaža in vzdrževanje.

`

Toplotna črpalka ni zgolj nakup ampak, je investicija, ki nam lahko v prihodnosti omogoči to, da ustvarjamo prihranke. Obstaja več vrst toplotnih črpalk in med najbolj razširjenimi je prav toplotna črpalka zemlja – voda.

Dandanes si ne moremo predstavljati prostorov v civiliziranem svetu, ki bi ne bili ogrevani. To je privedlo tudi do tega, da je zaradi ogrevanja čedalje več emisij CO2 spuščenih v atmosfero.Odgovorna gospodinjstva se odločajo za prehod iz fosilnih goriv na druge vire, med katere spada tudi toplotna črpalka.

Vendar pa tukaj ni pomemben samo faktor odgovornosti do okolja, ampak igra cena fosilnih goriv tudi svojo pomembno vlogo.

Ekonomske razmere na trgu fosilnih goriv so takšne, da vsi ekonomisti pričakujejo dvig cen, kar bo ogrevanje še toliko bolj podražilo. Toplotna črpalka pa ni odvisna od fosilnih goriv, zato je cena segrevanja neodvisna od tega, kaj se dogaja z nafto.

Večkrat je že bilo znanstveno dokazano, da je toplotna črpalka zemlja – voda eden izmed najbolj okolju prijaznih načinov segrevanja. Dokazano je bilo tudi, da lahko toplotna črpalka kot je zemlja – voda prihrani do celih 80 odstotkov energije,

ki je potrebna za segrevanje prostorov.

Osnovni fizikalni mehanizem, zaradi katerega toplotna črpalka zemlja – voda sploh deluje je izjemno enostaven. Vsako poslopje je obdano z zemljo, ki se skozi leto segreva, ker je obsijano s soncem. Zemlja se zaradi tega pojava v poletnih časih segreva v globino. Toplotna črpalka izkoristi prav to toploto, ki se je akumulirala čez poletje, da nam segreva prostore v jesenskih in zimskih časih. V ozadju deluje fizikalni zakon o toploti, ki pravi, da bo toplota vedno prehajala iz telesa, ki je bolj toplo na tisto telo, ki je manj toplo.

Seveda pa je za vsakega lastnika poslopja pomembno tudi to, kakšna so gradbena dela, ki so potrebna, da se lahko vgradi toplotna črpalka. Prav v primeru toplotne črpalke zemlja – voda je gradbenih posegov precej manj, kot v primeru drugih vrst toplotnih črpalk. Opazimo lahko, da so edini stroški, ki so povezani s segrevanjem prostorov tisti, ki nastanejo ob sami vgradnji toplotne črpalke zemlja – voda in pa tisti, ki nastanejo ob morebitnem vzdrževanju.

Glede na to, da se smatra toplotna črpalka kot investicija, je prav ta dejavnik pomemben, saj se s tem znižajo stroški vgradnje, to pa pomeni, da se bo investicija v krajšem času povrnila. Toplotna črpalka zemlja – voda je prihodnost, po kateri se splača poseči čim prej, kajti neodvisnost od fosilnih goriv bo čedalje bolj izplačljiva.

`

Podjetje:

KLIMATEH d.o.o.

Kmetičeva ulica 12
1236 Trzin

ID za DDV: SI 39797767
Matična številka: 3576906000

KONTAKT


info@klimateh.si

tel: 059 961 856<
fax: 01 518 19 07
Boštjan Krvina +386 (0) 41 680 565
Aleksander Kornhauzer +386 (0)40 626 937