Hišna topla voda (DHW) s toplotno črpalko: prednosti in slabosti

Toplotna črpalka (HP) z integrirano pripravo tople sanitarne vode (TWS) je zanimiva rešitev za zadovoljitev dveh potreb s čisto, obnovljivo in brezplačno energijo.

Ker ta sistem združuje dve ključni funkciji v eni enoti, ponuja številne prednosti v smislu energetske učinkovitosti, prihranka stroškov in optimizacije prostora.

Vendar ima kot vsaka naprava tudi ta svoje omejitve in slabosti, ki jih lahko nevtralizirate z drugo možnostjo, termodinamičnim grelnikom vode. Tukaj je nekaj pojasnil...

Toplotna črpalka s pripravo tople sanitarne vode

Sistem toplotne črpalke s pripravo tople vode je sestavljen iz toplotne črpalke zrak-voda in hranilnika ter tako zagotavlja ogrevanje in pripravo tople vode za hišo. 

Toplotna črpalka z vgrajeno pripravo tople vode: kako deluje?

Delovanje toplotne črpalke lahko povzamemo na naslednji način: 

• Hladilno sredstvo, ki je v tekočem stanju zelo hladno, zajema toploto iz zunanjega zraka tudi pri nizkih temperaturah. Ko se segreje, postane plin v uparjalniku zunanje enote toplotne črpalke;
• Da bi se temperatura plina še povečala, bo šel skozi kompresor, kjer se bo zaradi stiskanja segrel;
• Kondenzator: ta toplota se nato prenese na vodo v ogrevalnem krogu. S prenosom toplote na ogrevalno omrežje se hladilno sredstvo ohladi in vrne v tekoče stanje;
• Ekspanzijski ventil: temperatura tekočine se dodatno zniža z zmanjšanjem njenega tlaka, da se lahko ponovno pridobi toplota iz zunanjega zraka. In zanka se začne znova.

Pri toplotni črpalki z vgrajeno pripravo tople vode notranja enota vključuje tudi rezervoar za toplo vodo, katerega prostornina je običajno med 170 in 300 litri, odvisno od velikosti gospodinjstva. Dopolnjuje druge oddajnike toplote, kot so radiatorji in talno ogrevanje. Na voljo je tudi nadzorni sistem za upravljanje različnih potreb.

Skozi rezervoar za toplo vodo je speljana serpentinasta cev z ogretim plinom, ki prenaša toploto, rezervoar pa deluje kot hranilnik energije. Po oddaji toplote se plin vrne v tekoče stanje, gre skozi ekspanzijski ventil, ki zmanjša njegov tlak, in nato ponovno zbira toploto zunaj hiše.

Toplotna črpalka z vgrajeno pripravo tople vode: kakšne so prednosti?

Uporaba toplotne črpalke za pripravo tople sanitarne vode ima več prednosti: 

• Optimizacija porabe energijeToplotno črpalko lahko uporabljate za ogrevanje doma, tako z izkoriščanjem prednosti aerotermalnega ogrevalnega sistema za pripravo tople vode kot tudi z izkoriščanjem tehnologije "inverterja", ki moč toplotne črpalke prilagaja potrebam doma (če izberete model, opremljen s to tehnologijo). Odvisno od COP toplotne črpalke lahko prihranek energije znaša do 70 % ;
• Varčevanje s prostoromTo je zato, ker sta rezervoar za toplo vodo in notranja enota toplotne črpalke nameščena v istem stolpcu. To je prednost, zlasti če upoštevamo, da se cena na kvadratni meter nenehno povečuje, še posebej v mestih. Upoštevajte: pri zalogovniku za toplo sanitarno vodo je notranja enota večja;
• Nižja začetna naložbaTo še posebej velja, če nameravate zamenjati kotel z dvojno oskrbo, ki zagotavlja tako ogrevanje kot pripravo tople vode. Alternativa toplotni črpalki z vgrajenim sistemom za pripravo tople vode bi bila na primer vgradnja dveh novih ločenih sistemov, enega za ogrevanje in enega za pripravo tople vode (npr. običajne toplotne črpalke zrak-voda in električnega grelnika vode);
• Vključitev ali nevključitev sistema za pripravo tople vode v resnici ne vpliva najbolj na nakupno ceno toplotne črpalke;
• Zmanjšanje ekološkega odtisa stanovanj;
• Naprava je upravičeni do pomoči države.

Toplotne črpalke z vgrajeno pripravo tople vode: kakšne so pomanjkljivosti?

Prednosti sistema toplotne črpalke z vgrajeno pripravo tople vode so zanimive, vendar obstaja tudi nekaj pomanjkljivosti, ki lahko vplivajo na vaše udobje.

V regijah z ostrimi zimami je učinkovitost sistema toplotne črpalke z vgrajeno pripravo tople vode manjša. Toplotna črpalka bo namreč dala prednost pripravi tople sanitarne vode, kar neposredno vpliva na njeno zmogljivost ogrevanja stanovanja. Potreben je rezervni ogrevalni sistem z vsemi povezanimi slabostmi (dodatni stroški in manjše toplotno udobje).

Drugič, proizvodnja tople vode za gospodinjstvo lahko pri toplotni črpalki z nizko ali srednjo temperaturo povzroči prekomerno porabo električne energije. Za pripravo tople sanitarne vode (TWS) z nizkotemperaturno toplotno črpalko (TČ) je potrebna višja temperatura kot za ogrevanje.

Toplotna črpalka mora zato delati več in pogosteje, da doseže višjo temperaturo, kar lahko povzroči hitrejšo obrabo opreme.

Da bi preprečili razvoj bakterij, vključno z legionelo, je treba vročo vodo redno segrevati na temperaturo vsaj 60 °C. To se imenuje "legionelni cikel". To je znano kot "cikel proti legioneli".

Nizkotemperaturne toplotne črpalke se morajo dodatno potruditi, da dosežejo to temperaturo, kar pospešuje njihovo obrabo. Zato se priporoča uporaba visokotemperaturne toplotne črpalke (70 °C).

Čeprav se prihrani prostor, saj za sistem toplotna črpalka + rezervoar za toplo vodo zadostuje en sam stolpec (v nasprotju z dvema stolpcema pri oddaljenem sistemu), je lahko celoten sistem razmeroma okoren, saj je pri velikem rezervoarju visok 2 metra.

To je lahko težava za domove, ki nimajo dovolj velikega prostora. Obstaja alternativa: toplotna črpalka z daljinsko pripravo tople vode. Pri tem sta rezervoar za toplo vodo in toplotna črpalka fizično ločena, vendar načelo delovanja ostaja enako.

Neodvisni termodinamični grelnik vode

Ta možnost je prav tako zanimiva, saj ohranja enako načelo delovanja kot toplotna črpalka zrak-voda.

Kako deluje termodinamični grelnik vode?

Termodinamični grelnik vode je pravzaprav posebna oblika toplotne črpalke. Medtem ko običajna toplotna črpalka zrak-voda dobavlja toploto ogrevalnemu sistemu, je termodinamični grelnik vode zasnovan posebej za ogrevanje gospodinjske vode. Tukaj je opisano delovanje termodinamičnega grelnika vode:

1. Odvzem toplote Termodinamični grelniki vode: tako kot toplotna črpalka tudi termodinamični grelnik vode črpa toplotno energijo iz zunanjega zraka, na primer iz zunanjega zraka, zraka v neogrevanem prostoru ali celo iz zraka, ki ga odvaja prezračevalni sistem. Najpogosteje je nameščen v tehničnem prostoru, kleti ali pralnici;
2. Ogrevanje vode Toplotna energija, ki se odvzame pri izhlapevanju hladilnega sredstva v uparjalniku. Hladivo postane plinasto in nato kroži skozi kompresor, ki poveča njegovo temperaturo. Ta vroča tekočina gre nato skozi kondenzator, kjer s kondenzacijo odda svojo toploto vodi v posodi za shranjevanje;
3. Vrnitev v tekoče stanje Po oddaji toplote se hladilno sredstvo vrne v tekoče stanje in cikel se lahko začne znova.

Glavna razlika med običajno toplotno črpalko in termodinamičnim grelnikom vode je v njuni uporabi. Toplotna črpalka se običajno uporablja za ogrevanje prostorov v stavbi in včasih za pripravo tople sanitarne vode, medtem ko se termodinamični grelnik vode uporablja izključno za pripravo tople sanitarne vode.

Zato je ta oprema bolj kompaktna, saj je ni treba priključiti na sistem centralnega ogrevanja.

Katere so prednosti termodinamičnega grelnika vode?

Termodinamični grelnik vode ima več prednosti, med drugim energetsko učinkovitost in majhen vpliv na okolje:

1. Energetska učinkovitost Termodinamični grelnik vode je energetsko zelo učinkovit, saj lahko v primerjavi z običajnim električnim grelnikom vode porabo energije za pripravo tople vode zmanjša do trikrat;
2. Vpliv na okolje Termodinamični grelnik vode ima manjši vpliv na okolje, saj izpusti desetkrat manj CO2 kot naprava, ki uporablja fosilna goriva;
3. Upravičenost do nepovratnih sredstev Ta naprava je upravičena do državne pomoči, ker uporablja obnovljivo energijo; 
4. Zmogljivost shranjevanja Termodinamični grelnik vode ima običajno velik rezervoar za shranjevanje tople vode (do 300 litrov);
5. Neodvisnost sistema Z ločevanjem ogrevanja in proizvodnje tople vode se lahko izognete prezgodnji obrabi ogrevalnega sistema poleti, ko potrebujete le toplo vodo;
6. Pospeševalni grelnik Termodinamični grelnik vode ima električni grelni element, ki ga lahko po potrebi uporabite, na primer v najhladnejših zimskih dneh.

Katere so slabosti termodinamičnega grelnika vode?

Kljub prihrankom energije je termodinamični grelnik vode razmeroma drag.

Drugič, ker vključuje majhno toplotno črpalko za ogrevanje vode, bo neizogibno povzročala dodaten hrup (kompresor), kar izključuje možnost namestitve v dnevno sobo.

Zato ga morate namestiti v tehnični prostor. Nazadnje, v najpogostejšem primeru, ko termodinamični rezervoar črpa toploto v zrak v prostoru, v katerem je nameščen, se temperatura v tem prostoru zniža za približno eno stopinjo (odvisno od prostornine prostora).

Kaj izbrati: toplotno črpalko z vgrajeno TČ ali termodinamični grelnik vode?

Obe možnosti zagotavljata velike prihranke energije in zmanjšujeta okoljski odtis vašega doma, vendar ima vsaka svoje prednosti in slabosti. Naslednja preglednica vam bo pomagala pri izbiri.

Toplotna črpalka z vgrajeno toplotno vodo (ali toplotna črpalka z daljinskim hranilnikom)	Termodinamični grelniki vode
Zamenjava starega kotla na oljeZamenjava starega plinskega kotlaPotreba po optimizaciji prostora z uporabo enega stolpcaRegija z razmeroma milimi zimamiPrednost enotni pogodbi o vzdrževanju	Samo za pripravo tople vode, ogrevanje ni potrebnoHiša brez centralnega ogrevanjaHiša v regiji z ostrim podnebjemDružinska hiša (6 oseb) z veliko potrebo po toplozračni vodi

Toplotna črpalka z vgrajeno TČ: kaj morate vedeti

Sistem toplotne črpalke (HPS) z integrirano pripravo tople sanitarne vode (TWS) je ekonomična in ekološka rešitev za ogrevanje in pripravo potrebne TWS.

Rezultat: optimizacija prostora, manjša začetna naložba (v primeru zamenjave dvofunkcijskega kotla), zmanjšanje ekološkega odtisa doma, upravičenost do državne pomoči in prihranki pri računih za energijo.

Vendar pa ima ta možnost tudi nekatere pomanjkljivosti, zlasti na območjih z ostrimi zimami, kjer lahko pride do poslabšanja učinkovitosti ogrevanja. Poleg tega lahko proizvodnja tople vode povzroči prekomerno porabo električne energije in hitrejšo obrabo opreme, zlasti pri toplotnih črpalkah z nizko ali srednjo temperaturo.

Neodvisni termodinamični grelnik vode je zanimiva alternativa za proizvodnjo tople vode. Je energetsko zelo učinkovit, ima majhen vpliv na okolje, je upravičen do državne pomoči, ponuja veliko zmogljivost shranjevanja tople vode in omogoča neodvisnost sistema. Vendar pa zahteva poseben prostor za namestitev, lahko povzroča hrup in je razmeroma drag.