11 Sep, 2020

Kako deluje toplotna črpalka

11 Sep, 2020

Toplotne črpalke – Panheat veljajo za okolju prijazen in ekonomsko učinkovit način ogrevanja, saj za svoje delovanje uporabljajo velik delež obnovljivih virov. Kako deluje toplotna črpalka in kaj potrebuje za svoje delovanje, pojasnjujemo v nadaljevanju.

Kako deluje toplotna črpalka?

Toplotna črpalka deluje na podlagi zakona o termodinamiki.

Najpomembnejša procesa pri delovanju toplotne črpalke:

  • Proces izhlapevanja in
  • proces utekočinjanja.

Za delovanje toplotne črpalke je potreben delovni medij (hladilno sredstvo), ki v zaprtem krožnem procesu (hladilni krogotok) stalno spreminja agregatno stanje. Delovni medij skozi proces izhlapevanja in utekočinjanja sprejema oz. sprošča toploto. Za delovanje toplotne črpalke je potreben dodaten vir energije (električna energija, plin), ki povečuje toploto in dviguje temperaturo na želeno raven.

Osnovni proces – kako deluje toplotna črpalka

Sistem delovanja toplotne črpalke tvorijo trije zaprti in med seboj neodvisni krogotoki:

kako deluje toplotna črpalka
Kako deluje toplotna črpalka – krogotok
  • Krogotok A (primarni krogotok) zbira toploto, shranjeno v okolju, in jo prenaša v krogotok toplotne črpalke B.
  • Krogotok B (hladilni krogotok) v katerem se s pomočjo dopolnilnega vira energije (električna energija, plin) doda toplota in celotna temperatura dvigne na želeno raven.
  • Krogotok C (sekundarni krogotok) prenese celotno toploto v ogrevalni sistem objekta.

Delovni medij je v stalnem procesu, ki deluje krožno. Spremembe agregatnega stanja delovnega medija (hladilnega sredstva) se stalno ponavljajo zaradi dovajanja in oddajanja energije v zaprtem sistemu.

Prenos toplote iz okolja (krogotok A) v krogotok toplote črpalke (B) poteka v uparjalniku. Ko se toplota prenaša delovni medij izhlapi in se v krogotoku A ohladi.

Da pride do prenosa toplote, mora biti temperatura delovnega medija (krogotok B) nižja od temperature okolice (krogotok A).

S pomočjo dodatne energije (plin ali elektrika) kompresor prečrpa uparjeni delovni medij in poveča tlak plina delovnega medija. S povečanim tlakom se plin v kompresorju stisne in temperatura delovnega medija se dvigne.

Kompresor deluje dokler se temperatura delovnega medija ne dvigne na želeno raven. Skupna toplota, ki jo prenaša delovni medij je toplota vzeta iz okolja in dodatno pridobljena toplota.

Kako deluje toplotna črpalka – kako prenaša toploto na ogrevalni sistem

Prenos toplote iz toplotne črpalke v ogrevalni sistem poteka v kondenzatorju. V kondenzatorju se toplota iz delovnega sredstva prenese na medij krogotoka C (zrak, voda), ki je priključen na ogrevalni sistem. Pri tem se delovni medij v toplotni črpalki utekočini in se hkrati poveča temperatura medija v krogotoku C.

Da bi dosegli prenos toplote, mora biti temperatura medija v toplotni črpalki višja kot temperatura v krogotoku C.

Proces kroga hlajenja se zaključi v ekspanzijskem ventilu, v katerem se tlak utekočinjenega delovnega medija izenači s tlakom v uparjalniku. Z znižanjem tlaka se temperatura delovnega medija zniža na začetno temperaturo.

KAKO DELUJE TOPLOTNA ČRPALKA – NA KRATKO: Toplotna črpalka zajema večino potrebne toplote iz okolja (iz zraka, podtalne vode ali zemlje) in ji s pomočjo kompresorja dvigne temperaturo na primerno raven za ogrevanje.

Zakaj se odločiti za toplotno črpalko?

Prednosti toplotne črpalke

  • nižji stroški ogrevanja – tudi do 75%;
  • varuje okolje – izpusti ogljikovega dioksida so do 60% nižji;
  • delovanje toplotne črpalke poteka z obnovljivimi viri – za delovanje izkorišča obnovljive vire;
  • možnost ogrevanja sanitarne vode – z njo lahko ogrevamo tudi sanitarno vodo;
  • možnost hlajenja poleti;
  • povrnitev naložbe – naložba se povrne v nekaj letih;
  • preprosto in enostavno upravljanje;
  • ne potrebuje veliko prostora – toplotna črpalka ne zavzame veliko prostora;
  • toplotna črpalka je primeren način ogrevanja za praktično vse objekte.
  • subvencije za nakup toplotne črpalke – za naložbo je mogoče pridobiti nepovratna sredstva Eko sklada.

Izbira toplotne črpalke je veliko bolj energetsko učinkovita, kot izbira drugih sistemov ogrevanja.

Vrste toplotnih črpalk

Toplotne črpalke ločimo glede na vir toplote in medija, ki ga segrevajo, pri čemer prva beseda pomeni vir, druga pa medij.

Najuporabnejši tipi toplotnih črpalk so:

  • toplotna črpalka voda-voda,
  • toplotna črpalka zemlja-voda,
  • toplotna črpalka zrak-voda.

Katero vrsto toplotne črpalke izbrati za vaš dom?

Na kratko – če imate ob hiši na voljo podtalnico, izberite toplotno črpalko VODA-voda, če je nimate, izberite toplotno črpalko ZEMLJA-voda. V kolikor nimate dovolj prostora okoli hiše za slednje, pa izberite toplotno črpalko ZRAK-voda.

Potrebujte pomoč pri izbiri toplotne črpalke? Ne veste, ali je sploh primerna za vas in koliko vas bo stala? Povprašajte naše strokovanjake. Pravilno in strokovno svetovanje pri izbiri toplotne črpalke je ključnega pomena.