Vodovod

Priprava tople vode s toplotno črpalko

Najpogosteje se za pripravo tople vode, v eno ali več družinskih hišah, uporabi toplotna črpalka


Voda, ki jo ogrejemo v toplotnem hranilniku, s pomočjo toplotne črpalke, pomeni zaradi prihranka primarne energije, smiselno alternativo za ogrevanje s fosilnimi gorivi, oziroma z električno energijo. Še posebej, če deluje naprava skozi celo leto.  

Prihranek denarja, v primerjavi z drugimi sistemi za pripravo tople vode, so pri sedanjih energijskih prihrankih in na podlagi relativno visokih nabavnih cenah, še vedno komaj dosegljivi.

Uporaba

Najpogosteje se za pripravo tople vode, v eno ali več družinskih hišah, uporabi toplotna črpalka, ki jo enostavno vgradimo v kletni prostor in kjer vodo segrejemo na 50 do 55 oC. Vgradnja toplotne črpalke je smiselna predvsem takrat, ko obstaja možnost, da lahko istočasno ogrevamo toplo vodo in hladimo razne prostore, kot so na primer, gostinski prostori, restavracije ali razni laboratoriji, s hladilnimi prostori.

Slika 1 - Toplotna črpalka (Split izvedba)
Slika 1 - Toplotna črpalka (Split izvedba)

Vgradnja

Na trgu so dobavljive toplotne črpalke za ogrevanje sanitarne tople vode, ki se razlikujejo po izdelavi in  načinu vgradnje:

Toplotna črpalka z ločenim toplotnim hranilnikom:

Prostorsko ločena naprava ali Split izvedba je priporočljiva za vgradnjo predvsem takrat, ko želimo na primer istočasno ogrevati vodo in hladiti razne prostore. Na sliki št. 1 je prikazana toplotna črpalka z ločenim toplotnim hranilnikom.

Slika 2 - Toplotna črpalka v kompaktni izvedbi
Slika 2 - Toplotna črpalka v kompaktni izvedbi

Kompaktna toplotna črpalka, kjer sta toplotni hranilnik in toplotna črpalka v enem kosu:

Kadar je toplotna črpalka vgrajena direktno nad toplotni hranilnik vode ali na bočno stran hranilnika tople vode, govorimo o kompaktni toplotni črpalki. Pri takšnih toplotnih črpalkah je kondenzator, oziroma toplotni menjalnik toplotne črpalke vgrajen direktno nad hranilnikom vode, oziroma na bočno stran toplotnega hranilna vode. Pri takšnih toplotnih črpalkah je potrebno  veliko pozornost posvečati varnostnim zahtevam, ki so predpisane za uporabo sanitarne pitne vode. Na sliki št. 2 je prikazana kompaktna toplotna črpalka.

Toplotna črpalka za bivalentni sistem, kjer lahko hranilnik za toplo vodo dodatno ogrevamo s pomočjo električnega grelca ali v zimskem obdobju hranilnik tople vode ogrevamo s pomočjo ogrevalnega kotla. Na sliki št. 3 je prikazan bivalentni sistem za ogrevanje.

Slika 3 - Toplotna črpalka z dodatnim ogrevanjem
Slika 3 - Toplotna črpalka z dodatnim ogrevanjem

Vgradne zahteve

Za običajno postavitev toplotne črpalke v kletni prostor (kurilnico ali skladiščni prostor) je zahtevano zadostno prezračevanje prostora. Toplotna črpalka za svoje delovanje zajema zrak iz prostora, kjer je postavljena. Prostor, kjer je toplotna črpalka nameščena se ob delovanju toplotne črpalke močno hladi, zato je potrebno poskrbeti za dobro toplotno zaščito proti sosednjim prostorom. S tem preprečimo, oziroma zmanjšamo, velik odvzem toplote ogrevanim prostorom.

Slika 4 - Potrebna energija za delovanje toplotne črpalke v kurilnici
Slika 4 - Potrebna energija za delovanje toplotne črpalke v kurilnici

Zaradi velike količine kondenza, ki se ustvarja ob delovanju toplotne črpalke in raztezka vode, se mora v prostor, kjer je nameščena toplotna črpalka, obvezno vgraditi talni odtok. Priporočljiva je tudi protihrupna  zaščita proti sosednjim prostorom. Na sliki 4 je prikazan način ogrevanja tople vode s toplotno črpalko, ki je postavljena v kurilnico.

Dimenzije

Povprečna mera in  velikost toplotne črpalke je odvisna od vrste izdelave in velikosti hranilnika za toplo vodo. V preglednici št. 1 in na sliki št. 5 so prikazane samo povprečne mere različnih proizvajalcev toplotnih črpalk.

Slika 5 - Povprečne mere toplotne črpalke za pripravo tople vode
Slika 5 - Povprečne mere toplotne črpalke za pripravo tople vode

Preglednica št. 1: Povprečne mere toplotne črpalke za pripravo tople vode (k sliki št. 5).

Velikost zbiralnika v l   200   300   400
Moč el. toka W

Srednja grelna moč W

  350

1050

  450

1400

  550

1850

Električno dodatno ogrevanje v W

1500 2000 2500
Širina     š  (premer)   mm  

Globina  g                   mm

Višina     v                   mm

  650

  600

1550

  650

  650

1800

  700

  650

2000

Pogoji za delovanje

Temperatura prostora: Kadar je toplotna črpalka nameščena v kotlovnici ali v kakšnem drugem prostoru zgradbe, je, za nemoteno delovanje, potrebna minimalna temperatura prostora med 8 do 10 oC.

Kadar so v prostoru nižje temperature, je potrebno zagotoviti avtomatsko dogrevanje tople vode s pomočjo vgrajenega električnega grelca ali s kotlom za centralno ogrevanje. Običajno pa lahko s toplotno črpalko samostojno ogrevamo toplo vodo skozi celo leto.

Električni priključek: Potrebna električna moč za delovanje toplotne črpalke, za enodružinsko hišo, znaša okoli 300 do 600 W oziroma 1500 do 2000 W grelne moči, to pomeni, skupaj okoli 2000 do 3000 W. Tako lahko, po pravilu, toplotno črpalko priključimo v normalno električno vtičnico.

Vodni priključek: Priključek za toplo in hladno vodo, kakor tudi varnostno napravo, izvedemo enako, kot za vse podobne hranilnike za toplo vodo.

Dimenzioniranje toplotne črpalke za stanovanjsko hišo

Za dimenzioniranje toplotne črpalke je v prvi vrsti odvisna cena in potrebna velikost naprave, kar pomeni, da ni dobro, če napravo predimenzioniramo. Najbolje je izbrati pravo velikost, kot je potrebna. Tako preprečimo prepogosto in nepotrebno vklapljanje, oziroma izklapljanje, toplotne črpalke.Za enodružinsko hišo je najprimernejša velikost toplotne črpalke s toplotnim hranilnikom med 200 do 400 litrov. Za večje potrebe, na primer za obrtne dejavnosti, so na trgu dobavljive večje in odgovarjajoče toplotne črpalke v split izvedbi. 

Primer: Čas ogrevanja s toplotno črpalko je zaradi majhnih toplotnih izgub relativno kratek. Pri toplotnem hranilniku z volumnom okoli 400 litrov znaša ogrevalno število 2,5 (eta) okoli 1000 W, to pomeni, da bomo v eni uri dosegli 1 kWh, oziroma ogreli 30 litrov vode na 40 oC.

Odvzem toplote: Dnevna energijska potreba za 4 člansko družino v gospodinjstvu znaša pri 80 % izkoristku, približno: 4 osebe x 1,2 kWh/osebo x dan : 0,8 = 6 kWh. To je količina toplote, ki jo mora zagotoviti toplotna črpalka. Pri predpostavljenem grelnem številu 2,5 znaša potrebna toplota 6 kWh : 2,5 = 2,4 kWh; preostanek potrebne toplote 3,6 kWh pa je odvisen od drugega ogrevalnega vira.

Ostaja vprašanje: Kaj z odpadno toploto pri hladilniku in zamrzovalniku, kaj s toplotnimi izgubami ogrevalnega kotla ali zunanjega zraka. Transmisijske toplotne izgube skozi strope, zidove in tla ter drugih prostorov.

Izračun za večje toplotne črpalke, za pripravo tople vode, mora vsekakor izdelati strokovnjak na podlagi znanih potreb po topli vodi in gradbeno ter ogrevalno tehničnih danosti. 



Knjiga Ogrevanje


Knjiga »Ogrevanje – vse za ogrevalno tehniko«, ki jo smo jo izdali meseca julija 2013, ne zagotavlja samo znanja o tehniki, zamenjuje tudi številne in že do zdaj uveljavljena mnenja strokovnjakov. Moja želja je , da se s pomočjo kakovostne strokovne knjige, kateri bodo sledile še knjige, kjer bodo opisani sodobni načini o prezračevanju, kakovostni gradnji objektov kot je ničelna energijska hiša ter izvajanje vodovodnih instalacij.

Naročite svoj izvod knjige Ogrevanje