Ali je vredno vlagati v toplotno črpalko

Čeprav ogrevanje s toplotnimi črpalkami z zračnim virom ni tako poceni kot zemeljske toplotne črpalke, se vedno pogosteje uporabljajo, ker jih je veliko lažje namestiti. Koliko dajejo možnost učinkovitosti v smislu učinkovitosti?

Ali je toplotna črpalka z zračnim virom boljša od zemeljske toplotne črpalke?

Energija, ki jo toplotna črpalka prejme iz tal ali zraka, se porabi za ogrevanje vode v napravah za centralno ogrevanje in za pripravo tople sanitarne vode. Takšna naprava je precej draga, vendar ogrevanje stane manj kot kotli na tekoča goriva - kurilno olje, propan in celo veliko ceneje kot zemeljski plin. Vendar se lahko stroški ogrevanja znatno razlikujejo glede na to, katero toplotno črpalko izberete. Čeprav je načelo delovanja vseh tovrstnih naprav podobno, je njihova zmogljivost različna, kar pomeni, da je njihova cena.

Kakšno je delo toplotne črpalke?

Toplota naravno teče od srednje do nižje temperature, zato vroč radiator segreva hladnejši zrak v prostoru. Vendar pa je zahvaljujoč toplotni črpalki mogoče ogrevati prostore z energijo, prejeto iz zemlje ali zraka, kljub temu, da je njihova temperatura nižja od temperature, na kateri se ogreva prostor. Toplotni tok iz medija z nižjo temperaturo v medij z višjo temperaturo dobimo s stiskanjem pare, ki kroži v tekočini toplotne črpalke - zaradi povečanja tlaka se njegova temperatura tudi poveča.

Za stiskanje pare morate opraviti delo - višja, višja temperatura, ki jo želite doseči. Izdela ga kompresorski motor. Njegov pogon običajno uporablja električno energijo, ker je najprimernejši, čeprav obstajajo tudi toplotne črpalke z motorji z notranjim zgorevanjem (za plin). Čeprav energija, prejeta iz okolja, ne stane nič, morate za elektriko plačati. Tako na stroškovno učinkovitost uporabe toplotne črpalke za ogrevanje vpliva, koliko energije porabi njen pogon kompresorja. In to ni odvisno samo od popolnosti njegove zasnove, ampak predvsem od tega, koliko dela mora opraviti, da se temperatura stisnjenega medija poveča na zahtevano raven. Zato je najbolje, če je temperatura tako imenovanega spodnjega vira toplote (tistega, iz katerega črpalka prejema energijo) nekoliko nižja od temperature zgornjega vira (tistega, na katerega črpalka prenaša energijo).

Kako toplotna črpalka reagira na pogoste temperaturne spremembe?

Zaradi tehničnih težav, ki so posledica sprememb temperaturnega območja, v katerem delujejo toplotne črpalke v našem podnebju, običajno uporabljajo električne grelce za podporo pri delu pri nizkih zunanjih temperaturah. Stroški obratovanja črpalke zato izhajajo tudi iz nabojev energije, porabljene s samodejnim vklopom grelca. Zato je izboljšanje zasnove toplotnih črpalk usmerjeno v povečanje temperaturnega območja, v katerem lahko delujejo brez podpore grelca. V zadnjem času so proizvajalci v tem pogledu dosegli velik napredek, zahvaljujoč temu pa se je učinkovitost novih modelov zračnih toplotnih črpalk približala tisti, ki jo dosegajo zemeljske črpalke.

Toplotna črpalka in sodelovanje z ogrevalnim sistemom

Ne glede na to, kam črpalka črpa svojo energijo, je njen zgornji vir ogrevalna naprava, katere naloga je ogrevanje prostorov na 20-24 o C. Da bi ohranili takšno temperaturno vrednost kljub izgubi toplote, mora imeti ogrevalni medij, ki teče skozi radiatorje, še višjo temperaturo.

Višja kot je temperatura radiatorja, manjša je njegova površina, da dosežemo potrebno ogrevalno moč. Toda več dela mora toplotna črpalka opraviti za prenos energije iz vira v ogrevalni sistem. Zato si moramo prizadevati za čim nižje obratovalne stroške toplotne črpalke, zato naj bo temperatura sistema čim nižja. Optimalna vrednost dovodne temperature ogrevalnega sistema pri uporabi toplotne črpalke je 35 o C - to je minimum, pri katerem grelna površina ni prevelika, da bi jo brez težav vklopili v prostor (nato površinsko ogrevanje - npr. Talno ali stensko ogrevanje), odziv naprave na padec sobne temperature pa je dovolj hiter.

Kompleksnejše toplotne črpalke - kdaj so nameščene?

V določenih okoliščinah, na primer, ko naj črpalka deluje z napeljavo, ki je bila predhodno zasnovana za dovajanje kotla na gorivo, se uporabljajo toplotne črpalke z nekoliko bolj zapleteno zasnovo (z dvema ekspanzijskima ventiloma, dodatnim toplotnim izmenjevalnikom in kompresorjem z dodatnim vbrizgavanjem pare) višja temperatura dovoda ogrevalnega sistema - celo 65 o C. Vendar mora toplotna črpalka opraviti več dela, tako da absorbira več električne energije glede na količino prenesene toplote, njen kompresor pa mora imeti večjo moč. Posledično takšna rešitev ni zelo učinkovita (kljub visokemu izkoristku kompresorjev z dodatnim vbrizgavanjem pare) in draga.

Toplotna črpalka - temperatura slanice

Ker temperatura zgornjega vira ne sme biti nižja od 35 o C, pri čemer si prizadevamo doseči največjo učinkovitost toplotne črpalke, se je treba osredotočiti na temperaturo spodnjega vira. Ta naj bo čim višja, da črpalka opravi čim manj dela. Ali je bolje, če črpalka dobi energijo iz zemlje ali iz zraka? Odgovor se zdi preprost. Temperatura zraka pade celo do -25 o C, nato pa temperatura tal pod 0, 8 m na zahodni Poljski in pod 1, 4 m na severovzhodu ostane pozitivna. V tej situaciji morate za ogrevanje vode do temperature 35 o C z energijo, nabrano v zraku, opraviti skoraj dvakrat več dela kot pri uporabi energije v zemlji.

Tako lahko naletite na mnenje, da zračne toplotne črpalke niso primerne za naše podnebje, saj so zime pri nas prehladne in je smiselna samo uporaba zemeljskih črpalk. Medtem je močna zmrzal pri nas precej redka, povprečna temperatura zraka za ogrevalno sezono v različnih regijah Poljske v letih 2000–2010 pa je nihala med 3 in 8 o C. Tako je bila primerljiva s temperaturo tal na globini 1, 5-2 m. Vendar dejstvo je, da je kljub temu učinkovitost toplotnih črpalk za zrak, ki so nameščene v nas, nižja kot pri zemeljskih črpalkah.

Kategorija:

Ogrevanje