Kako deluje toplotna črpalka — razlaga po korakih, brez fizike s fakultete

Vprašanje »kako deluje toplotna črpalka« je pri nas najpogostejše, preden se kdo odloči za zamenjavo ogrevanja. Odgovor je preprostejši, kot se zdi: toplotna črpalka toplote ne proizvaja tako kot peč, ampak jo prestavlja iz okolice v vaš ogrevalni sistem. Zato iz 1 kWh elektrike dobite 3 do 5 kWh toplote — ostalo je zastonj energija iz zraka ali zemlje.

Krožni proces v štirih korakih

• Uparjanje: hladivo v izmenjevalcu prevzame toploto iz zunanjega zraka ali iz zemeljske sonde in izhlapi. To se zgodi tudi pri temperaturah krepko pod ničlo, ker hladivo vre pri zelo nizki temperaturi.
• Stiskanje: kompresor stisne hlapljeno hladivo. S tlakom naraste tudi temperatura — to je edini korak, ki porablja elektriko.
• Kondenzacija: vroče hladivo v drugem izmenjevalcu odda toploto vodi v vašem ogrevalnem sistemu ali hranilniku sanitarne vode in se utekočini.
• Ekspanzija: skozi ekspanzijski ventil se tlak spusti, hladivo se ohladi in krog se ponovi.

Isti proces poznate iz hladilnika, le da tam toploto odvzemate notranjosti in jo oddajate v kuhinjo. Toplotna črpalka dela obratno: odvzema jo zunanjosti in oddaja hiši.

Zrak-voda in zemlja-voda: ista fizika, drug vir

Zrak-voda jemlje toploto iz zunanjega zraka. Je cenovno dostopnejša in hitreje izvedljiva, njena moč pa se ob najhladnejših dneh nekoliko zmanjša. Zemlja-voda jemlje toploto iz vrtin ali zemeljskega kolektorja, kjer je temperatura vira skozi vso zimo skoraj enaka. Zato ima stabilnejši izkoristek, a je začetna investicija zaradi vrtin višja.

Kaj pomenita COP in SCOP

COP je razmerje med oddano toploto in porabljeno elektriko v točno določenem trenutku — na primer 4,2 pri zunanji temperaturi 7 °C in vodi 35 °C. SCOP je isto razmerje, izračunano za celo sezono, in je edina številka, ki jo je smiselno primerjati med ponudbami. Za dobro nastavljen sistem s talnim ogrevanjem SCOP okoli 4 pomeni, da približno tri četrtine ogrevanja pride brezplačno iz okolice.

Zakaj temperatura vode odloča o vašem računu

Vsaka stopinja višja temperatura ogrevalne vode zniža izkoristek za približno 2–2,5 %. Talno ogrevanje dela pri 30–35 °C, stari radiatorji pa pogosto pri 55–65 °C. Zato pri radiatorjih uporabimo visokotemperaturno napravo in nastavimo ogrevalno krivuljo tako, da sistem greje z najnižjo možno temperaturo, ki še ogreje prostore.

Kaj se zgodi pri –15 °C

Sodobne naprave z hladivom R290 (propan) dosežejo temperaturo vode do 75 °C tudi pri zelo nizkih zunanjih temperaturah in ne potrebujejo električnega grelca. To je ključna razlika: če se naprava pri mrazu preklopi na električni grelec, plačujete elektriko po polni ceni takrat, ko jo porabite največ. Švedske naprave so razvite za daljšo in hladnejšo sezono, zato je v Sloveniji to redko težava.

Kaj mora biti pravilno izvedeno, da naprava dela tako, kot piše v katalogu

• Izračun toplotne izgube objekta — moč naprave se določi iz izgube, ne iz kvadrature.
• Hidravlično uravnoteženje razvoda, da vsi radiatorji ali zanke dobijo pravi pretok.
• Pravilno nastavljena ogrevalna krivulja po zagonu in po prvi zimi.
• Ustrezen volumen sistema ali hranilnik, da se kompresor ne vklaplja prepogosto.
• Zadostna moč elektro priključka in pravilna zaščita.

Če katerikoli od teh korakov manjka, se razlika pozna na računu — pogosto več kot razlika med dvema znamkama naprav.