Vse o toplotnih črpalkah
Kaj je toplotna črpalka?
Toplotne črpalke so naprave, ki uporabljajo toploto iz zraka za ogrevanje tople vode, ki se uporablja za ogrevanje in porabo v gospodinjstvu. Zaradi visoke energetske učinkovitosti spadajo med obnovljive vire energije in praviloma zagotavljajo vrednost COP višjo od 4. Poenostavljeno, toplotna črpalka lahko za vsako kW porabljene električne energije odda 4 kW toplotne energije.
Zanimivo je, da lahko toplotna črpalka celo pri temperaturah pod 0 °C izloči toploto iz zraka, zaradi sodobnih inverterskih kompresorjev pa se način delovanja razširja celo do –25 °C, kar zagotavlja delovanje sistema ne glede na položaj objekta in zunanjo temperaturo.
Toplotno črpalko sestavljata zunanja in notranja enota. Na zgornji sliki je prikazana notranja enota Ecodan z vgrajenim rezervoarjem za toplo vodo prostornine 200 l.
1 kW = 4 kW! Kako točno deluje toplotna črpalka?
Vse toplotne črpalke, ki jih najdete na spletnem mestu klimatizacija.hr, izločajo toploto iz okoliškega zraka in jo prek toplotnega izmenjevalnika predajo vodi, ki nato kroži v posameznih sistemih porabe (talno ogrevanje, radiatorji, ventilatorski konvektorji, rezervoarji za tople sanitarne vode (PTV)) in prenašajo toploto v prostor. Sistem je sestavljen iz zunanje enote, ki je na videz enaka klasični klimatski napravi, njena naloga pa je, da prevzame toploto iz okoliškega zraka in jo dvigne do temperature, ki zadostuje za ogrevanje notranjosti. Ta toplota se s pomočjo hladilnega sredstva (R410a) prenese do notranje enote po izoliranih bakrenih ceveh, kjer se v izmenjevalniku toplote prenese v vodo. Ogreta voda gre do potrošnika in ogreva prostor.
Energetska učinkovitost, ki jo doseže ta proces, je izredno visoka, pri čemer lahko npr. koeficient učinkovitosti COP (Coefficient of Performance) pri zunanji temperaturi +7 °C doseže vrednost 4,52. To pomeni, da sistem za vsako kW električne energije, ki jo porabi, odda celo 4,52 kW toplotne energije. Seveda se s padcem zunanje temperature zmanjša učinkovitost sistema, z zvišanjem zunanje temperature pa se tudi učinkovitost poveča.
Poleg ogrevanja lahko toplotna črpalka tudi ohlaja prostor, če so vgrajeni potrošniki, ki lahko hladijo prostor (talno/stensko/stropno ogrevanje ali ventilatorski konvektorji).
Katerim prostorom je namenjena toplotna črpalka?
Toplotne črpalke so najučinkovitjše na (novih) objektih z visoko stopnjo toplotne izolacije, kjer so izgube toplote iz prostorov najmanjše. Pri tem je priporočljiva uporaba inertnih ogrevalnih sistemov (talno/stensko/stropno ogrevanje), ki zahtevajo nižjo temperaturo pretoka vode. Nižja temperatura vode v sistemu samodejno pomeni, da je obremenitev zunanje enote manjša, prav tako poraba električne energije.
Pri načrtovanju sistema je priporočljivo uporabljati cevno ogrevanje (v tleh, steni ali stropu), kjer je to mogoče, da bi se kar največja površina objekta lahko ogrela prek tega zelo inertnega potrošnika, pri katerem mora začetna temperatura vode znašati samo 30 °C.
Kako izbrati idealno toplotno črpalko?
Prvi korak pri načrtovanju vašega novega ogrevalnega in hladilnega sistema je priprava fizikalnega proračuna objekta, da bi ugotovili, kolikšna je energetska potreba vašega objekta. Skladno s tem se določi zmogljivost toplotne črpalke od 3,60 do 16,00 kW, kar pomeni, da lahko ena toplotna črpalka pokriva objekte velikosti 40 do 400 m2, odvisno od moči sistema, ki ga vlagatelj izbere.
Ko imate proračun energetskih potreb svojega objekta, lahko pooblaščeni strojni inženir začne pripravo projekta inštalacij. Na tej stopnji je pomembno, da poudarite, katere funkcionalnosti želite od sistema toplotne črpalke (samo toplo vodo, ogrevanje in toplo vodo ali ogrevanje, hlajenje in toplo vodo). Priporočljivo je, da črpalko uporabljate za vse energetske potrebe svojega objekta, saj na ta način zmanjšate naložbo in povečate udobje uporabe.
Daljinski upravljalnik toplotne črpalke Mitsubishi Electric, ki omogoča natančno nastavitev vseh parametrov sistema. Poleg tega je mogoča uporaba samodejnih programov, ki optimizirajo porabo in kar najbolj povečajo udobje. Sisteme toplotnih črpalk je mogoče povezati s spletom in upravljati celoten sistem z oddaljene lokacije.
Koliko to stane? Koliko naložbe se povrne?
Ker gre za obnovljivi vir energije visoke učinkovitosti, je realno, da je začetna naložba nekoliko višja od klasičnih sistemov ogrevanja. Po drugi strani imajo vlagatelji na začetku zagotovljene prihranke, saj potrebujejo samo priključek za elektriko in jim ni treba graditi dimnika.
Poleg tega država že nekaj časa subvencionira naložbe v toplotne črpalke. Najpogosteje gre za pokrivanje 50 odstotkov naložbe do največ 15.000 EUR. Vse o subvencijah, pogojih in aktualnih ponudbah najdete na partnerskem spletnem mestu www.zelenaenergija.org.
Glede na zmanjšano porabo energentov se naložba v sistem toplotne črpalke povrne v povprečno sedmih letih. Če vlagatelj zaprosi in prejme državne subvencije, se to obdobje občutno skrajša. Okvirna poraba električne energije za dobro izoliran objekt površine 120 m2 v južni Hrvaški v zimskih mesecih znaša med 110 in 130 EUR. Podoben objekt na celini bo porabil dvakrat več električne energije, kar pa je še vedno nekajkrat cenejše od ogrevanja na fosilna goriva.