Kaj je toplotna črpalka, kako deluje in kakšne so razlike?

V tej objavi boste našli vse informacije o tem, kaj je toplotna črpalka, kako toplotna črpalka deluje in v čem se toplotne črpalke med seboj razlikujejo.

Kaj je toplotna črpalka

Toplotna črpalka je ogrevalni sistem, ki se v današnjem času zanj odloča vedno več ljudi oziroma lastnikov novogradenj, nemalo pa tudi tisti, ki želijo prenoviti stare ogrevalne sisteme. Največjo vrednost ima v tem, da v veliki meri uporablja obnovljive vire energije. Bivalne prostore lahko tako ogrevamo na okolju prijazen način in hkrati poskrbimo tudi za nizke stroške ogrevanja. Torej lahko rečemo, da je odločitev za toplotno črpalko zelo dobra investicija. Tako za novogradnjo kot prenovo starejših ogrevalnih sistemov, ki se obrestuje tako na finančnem področju, kot je tudi zelo dober vložek v dobrobit okolju.
Ker obstajajo različni tipi toplotnih črpalk, ki so primerni za različne objekte, je potrebno najprej predstaviti nekaj glavnih dejstev o tem, kako sistem toplotne črpalke sploh deluje.

Kako deluje toplotna črpalka

Ko govorimo o delovanju toplotne črpalke, lahko govorimo o principu termodinamike. Zakaj? Ker je za delovanje toplotne črpalke potreben t.i. delovni medij (hladilno sredstvo), ki v procesu hladilnega krogotoka stalno spreminja agregatno stanje. Povedano drugače. Proces izhlapevanja in utekočinjenja sta glavna procesa, v katerih hladilno sredstvo sprejema oz. sprošča toploto. Da toplotna črpalka na koncu tudi deluje, je potreben dodaten vir energije. Dodatni vir energije je lahko npr. električna energija ali plin, ki ima funkcijo, da povečuje toploto in dviguje temperaturo na tisto raven, ki smo jo vnaprej določili.
Torej, sistem delovanja toplotne črpalke vključujejo med seboj neodvisni krogotoki:

• primarni krogotok,
• hladilni krogotok in
• sekundarni krogotok.

V primarnem krogotoku se zbira toplota, ki je shranjena v okolju in se prenaša v hladilni krogotok toplotne črpalke. V tem krogotoku toplotne črpalke se s pomočjo dodatnega vira energije (električna energija oziroma plin) doda toplota in tako se celotna temperatura dvigne na višjo raven oziroma na raven, ki smo si jo vnaprej določili. Da bi dosegli prenos toplote, mora biti temperatura delovnega medija nižja od temperature okolice. Tretji krogotok, ki smo ga predhodno imenovali kot sekundarni krogotok pa prenese celotno toploto v ogrevalni sistem objekta. Ta prenos toplote pa poteka preko nosilca toplote, ki je v vsakem omenjenem krogotoku. Ne glede na vrsto toplotnih črpalk, črpalke toplotno energijo vedno premikajo v nasprotno smer od začetne temperature.
Pomembno je poudariti, da vsaka toplotna črpalka deluje po zgornjem opisanem sistemu ne glede na to, kakšne vrste toplotne črpalke se uporablja.

V čem se razlikujejo toplotne črpalke

Toplotna črpalka uporabi potrebno toploto iz okolja: iz zraka, podtalne vode ali zemlje. In ko toplotna črpalka dobi potrebno toploto, s pomočjo kompresorja dvigne temperaturo na želeno raven za ogrevanje.

Kot smo omenili, da toplotna črpalka za svoje delovanje potrebuje toploto iz okolja in zaradi tega tudi poznamo tri različne sisteme toplotnih črpalk:

•             zrak-voda

•             zemlja-voda.

•             voda-voda

Vir za pridobivanje energije je lahko različen, sistem delovanja pa vedno enak, saj se uporablja naravni toplotni zbiralnik.

Toplotna črpalka (zrak-voda): Glavna značilnost za toplotno črpalko zrak-voda je v tem, da je tovrstna toplotna črpalka najlažja za namestitev in vzdrževanje ter je najcenejša izbira. toplotna črpalka zrak-voda najpogostejša in najcenejša izbira, saj jo lahko namestimo povsod, kjer je le dostop do električne energije.

Toplotna črpalka (voda-voda): Tovrstna toplotna črpalka poskrbi za zelo visok izkoristek. Deluje kontinuirano skozi celotno leto, saj črpa naravni vir vode iz podtalnice, ki pa ima neprestano enako temperaturo. Glede montaže, pa je toplotna črpalka voda-voda najzahtevnejši projekt tako iz finančnega kot tudi organizacijskega ter strokovnega vidika.

Toplotna črpalka (zemlja-voda): Delovanje toplotne črpalke zemlja-voda je omogočena z zemeljskim kolektorjem (horizontalni sistem) ali z zemeljskimi sondami (vertikalni sistem). Energija se pridobi iz tal s pomočjo prečrpavanjem vode. Tovrstni način ogrevanja bi lahko primerjali z grelnikom vode oz. bojler, z razliko, da toplotna črpalka v tem primeru uporablja naravni vir energije (zemlje) in ne dodatnega vira energije, kot je npr. električna energija.