Toplotna črpalka zrak-zrak: delovanje, stroški in uporaba

Toplotna črpalka zrak-zrak uporablja energijo, shranjeno v zunanjem zraku, za neposredno ogrevanje zraka v prostoru. Ne potrebuje cevi za dovajanje vode ali grelnih površin in je pogosto del sistema ogrevanja zraka. Sistem toplotne črpalke se vedno bolj uporablja v obliki split klimatskih naprav, ki poleti hladijo in pozimi grejejo. Kako pa deluje toplotna črpalka zrak-zrak? Kaj jih loči od drugih vrst toplotnih črpalk in komu se jih splača kupiti? Odgovore na ta vprašanja ponujamo v naslednjih razdelkih.

Teme na hitro:

  • Kaj je toplotna črpalka zrak-zrak?
  • Različne vrste na prvi pogled
  • Zahteve in področje uporabe
  • Prednosti in slabosti rešitev
  • Stroški in ponudbe za financiranje

Kako deluje in v čem se razlikuje od drugih vrst toplotnih črpalk

Grelnik s toplotno črpalko naredi toploto okolja uporabno za ogrevanje. To je mogoče s tehničnim postopkom, ki običajno uporablja elektriko. Absorbira toplotno energijo iz okolja, zvišuje nivo temperature in oddaja toploto naslednjemu sistemu. 

Vir toplote za toplotno črpalko zrak-zrak je zunanji zrak ali odpadni zrak iz prezračevalnega sistema . Nato prenaša toplotno energijo neposredno na zrak v prostoru ali dovodni zrak iz prezračevalnega sistema. Na ta način sistem zagotovi dovolj toplote v posameznih prostorih ali celotnih hišah, tudi brez cevi ali ogrevalnih površin.

Podrobno razloženo: Kako deluje toplotna črpalka zrak-zrak?

V generatorju toplote poteka enak proces kot pri kateri koli drugi vrsti toplotne črpalke. Temelji na posebnem hladilnem sredstvu , ki preide iz tekočega v plinasto stanje, ko absorbira toplotno energijo. V tej obliki teče do kompresorja, ki skupaj s tlakom poveča temperaturo. V naslednjem koraku gre vroče hladilno sredstvo skozi toplotni izmenjevalnik, kjer sprosti toploto v sobni zrak ali dovodni zrak prezračevalnega sistema. Ko se segreje, temperatura hladilnega sredstva spet pade. Ekspanzijski ventil zmanjša tlak, medij preide v tekoče stanje in ponovno absorbira toploto iz okolja.

Razlika med toplotno črpalko zrak-zrak in zrak-voda

V osnovi delujeta toplotni črpalki zrak-zrak in zrak-voda po istem principu delovanja. Razlika je v porabi toplotne energije. Medtem ko sistemi zrak-voda prenašajo toplotno energijo na ogrevalno vodo, sistemi zrak-zrak ogrevajo zrak v prostoru neposredno. To je mogoče na primer v kombinaciji s prezračevalnim sistemom. Če je na to priključena toplotna črpalka zrak-zrak, ta prevzema toploto iz uporabljenega odpadnega zraka. Zviša njihovo temperaturo in segreje dovodni zrak, ki nato teče v različne prostore.

Primerjava različnih vrst toplotnih črpalk zrak-zrak 

Ko gre za uporabo toplotnih črpalk zrak-zrak, obstajata dve vrsti. Obstajajo kompaktne naprave v obliki split klimatskih sistemov in toplotnih črpalk zrak-zrak za ogrevanje zraka .

  • Split klimatske naprave so sestavljene iz notranje in zunanje enote. Slednji sesa zrak iz okolice, da iz njega črpa energijo. Vsebuje kompresor in usmerja vroče hladilno sredstvo v notranjo enoto. Pri tem medij oddaja toploto v zrak v prostoru, ki ga ogreva po principu kroženja zraka. Da bi to delovalo, ni na voljo le izmenjevalnik toplote, ampak tudi ventilator za kroženje zraka v notranji enoti. Ločimo enojne split sisteme (ena notranja in ena zunanja enota) in multi-split sisteme (več notranjih enot in ena zunanja enota). 
  • Grelniki zraka črpajo uporabljeni zrak iz hiše, da ga preko rekuperatorja toplote odvedejo zunaj. Hkrati sistem dovaja svež zrak od zunaj. Zračne mase usmerja preko toplotnega izmenjevalnika (npr. ploščnega toplotnega izmenjevalnika ) in jih predgreje z energijo iz uporabljenega odpadnega zraka. Toplotna črpalka zrak-zrak absorbira preostalo toploto v odpadnem zraku in dovodni zrak segreje na višje temperature.

V bistvu lahko oba tipa toplotnih črpalk zrak-zrak ogrevata in hladita. Pri ogrevanju pozimi pa so v prednosti zračni ogrevalni sistemi. To je zato, ker jim je na voljo toplejši medij v obliki odpadnega zraka. Temperature vam ni treba toliko dvigniti in tako porabite manj električne energije. Napor in stroški nakupa so veliko večji kot pri split klimatskih napravah, ki jih je mogoče hitro in enostavno namestiti brez dodatnih komponent. 

Zahteve in področja uporabe sodobne ogrevalne tehnike

V osnovi split klimatske naprave in toplotne črpalke za ogrevanje zraka v novogradnjah in starih objektih delujejo zanesljivo. Vendar njegova uporaba ni smiselna v vsakem primeru. Eden od razlogov za to je sorazmerno nizka sposobnost shranjevanja toplote zraka. Če je potreba po toploti v hiši velika, to zahteva velike volumske pretoke. Te je mogoče distribuirati samo z zmogljivimi napravami in velikimi kanali. To pomeni, da če je potreba po toploti previsoka, se stroški nabave in obratovanja povečajo. Da bi se ogrevanje zraka splačalo, mora volumenski pretok, potreben za ogrevanje, ustrezati higiensko zahtevanemu volumskemu pretoku. To zahteva vrednosti toplotnih potreb, ki jih običajno dosegajo le pasivne in nizkoenergijske hiše.

Druga točka je razlika med temperaturo ogrevanja in temperaturo vira. Če je ta zelo visoka, sistemski kompresor potrebuje veliko električne energije in stroški ogrevanja se povečajo. Če pa se toplotna črpalka zrak-zrak lahko zanaša na vire toplote, kot je odpadni zrak iz hiše, se temperaturna razlika zmanjša. Kompresor mora manj delovati in poraba energije za ogrevanje se zmanjša. Tudi zato se splača ogrevanje s toplotno črpalko zrak-zrak v obliki split klimatske naprave, predvsem v prehodnem obdobju. Tukaj so zunanje temperature zmerne in tehnologija porabi malo električne energije. 

SCOP ponuja informacije o učinkovitosti split klimatske naprave za ogrevanje

Vrednost SCOP (sezonski koeficient učinkovitosti) razkriva, kako učinkovito toplotne črpalke zrak-zrak ogrevajo vso zimo. To opisuje razmerje med toplotno močjo in porabljeno električno energijo v ogrevalni sezoni. Na primer, če je vrednost tri, sistem potrebuje povprečno eno kilovatno uro električne energije za proizvodnjo treh kilovatnih ur toplote. Za toplotno potrebo 15.000 kilovatnih ur bi bilo potrebnih približno 5.000 kWh električne energije. 

Izračun SCOP temelji na vrednostih učinkovitosti na različnih merilnih točkah, ki so določene glede na regijo. Za pravilno oceno informacij v dokumentih proizvajalca je torej treba izbrati podatke iz pravilne regije. Za Nemčijo je to Srednja Evropa z referenčnim mestom Strasbourg.

Prednosti in slabosti toplotne črpalke zrak-zrak na kratko 

Če so razmere ugodne, sistemi zagotavljajo prijetno toploto na energijsko in stroškovno varčen način. So razmeroma enostavni za montažo in ne zahtevajo ločenih grelnih površin. Pomanjkljivost pa je, da toplotne črpalke zrak-zrak zahtevajo veliko vzdrževanja. Redno čiščenje filtrov in kanalov v prezračevalnem sistemu je pomembno, da preprečimo nastanek klic in plesni. Dodatna težava split klimatskih naprav je, da pozimi ne morejo vedno ogrevati same in so povezane z ustrezno stopnjo hrupa zunaj in znotraj. 

Najpomembnejše prednosti tipa toplotne črpalke: 

  • Toplotne črpalke zrak-zrak ne zahtevajo površinskega ogrevanja in podobno
  • ceneje kot vgradnja grelnika vode 
  • enostavna in hitra montaža split klimatskih naprav
  • Čiščenje zraka skozi filtre v sistemih ogrevanja zraka in split klimatskih napravah 
  • Energijsko varčen način ogrevanja, če so izpolnjene zahteve

Glavne slabosti toplotne črpalke zrak-zrak:

  • visoki obratovalni stroški z neučinkovito opremo in neugodnimi pogoji
  • Sistemi s prezračevalnimi sistemi zahtevajo več vzdrževanja kot grelniki vode
  • Ogrevanje s toplotno črpalko in prezračevanje se splača le ob dobri toplotni izolaciji
  • brez priprave sanitarne vode s toplotnimi črpalkami zrak-zrak (potreben je dodaten sistem)

Naš nasvet: stanje naj na kraju samem preveri energetski svetovalec ali mojster. Strokovnjak presodi, ali pride v poštev tehnologija ali pa se bolj splača vgradnja alternativnih sistemov toplotnih črpalk. Primeri tega so toplotne črpalke zrak-voda , toplotne črpalke slanica-voda ali toplotne črpalke voda-voda .

Stroški in trenutne ponudbe financiranja 

Na splošno ni mogoče povedati, kako visoki bodo stroški toplotne črpalke zrak-zrak. Ker so te vedno odvisne od lokalnih razmer. Če uporabljate kompaktno split toplotno črpalko, boste za napravo in prostor odšteli okoli 1000 do 3000 evrov, odvisno od izvedbe. Stroški so višji pri kompletnih prezračevalnih sistemih. Poleg cene same toplotne črpalke zrak-zrak plačate tudi kanale in njihovo vgradnjo v vašo hišo. Skupni stroški nakupa enodružinske hiše znašajo okoli 20.000 do 25.000 evrov. 

Promocija toplotnih črpalk zrak-zrak zmanjša stroške nakupa

Da bi nadomestili fosilna goriva in prihranili CO2, država ponuja privlačno financiranje toplotnih črpalk zrak-zrak. To je na voljo prek zveznega financiranja učinkovitih zgradb za posamezne ukrepe (BEG EM) v obliki nepovratnih sredstev. Kako visoke so te in katere alternative financiranju so možne, podrobno pojasnjujemo v

kako deluje sanitarna toplotna črpalka

Toplotna črpalka za sanitarno vodo

Kako deluje toplotna črpalka za sanitarno vodo? Teme na kratko Toplotna črpalka za sanitarno vodo uporablja toplotno energijo zraka za ogrevanje vode. Najmočnejši modeli segrejejo

Read More »