Kako deluje toplotna črpalka?
Toplotna črpalka temelji na fizikalnem principu korelacije med tlakom, temperaturo in volumnom plina. Kadar plinu povečamo tlak, se mu poviša temperatura. Kadar mu tlak zmanjšamo, se temperatura zniža, prenos toplote pa poteka vedno s toplega proti hladnem.
Toplotna črpalka temelji na fizikalnem principu korelacije med tlakom, temperaturo in volumnom plina. Kadar plinu povečamo tlak, se mu poviša temperatura. Kadar mu tlak zmanjšamo, se temperatura zniža, prenos toplote pa poteka vedno s toplega proti hladnem. Torej mora toplotna črpalka na eni strani spustiti svojo temperaturo pod raven izvora energije, na drugi strani pa jo dvigniti nad raven, potrebno za ogrevanje prostorov in pripravo tople vode.
Govorimo o treh krogotokih – vir energije (zunanji zrak, slanica*, podtalnica), hladilni krogotok (toplotna črpalka) in ogrevalni sistem (radiatorji, talno gretje, grelnik sanitarne vode).
1. Slanica* kroži v zanki zbiralnika energije (vertikalna sonda ali horizontalni zemeljski kolektor) in absorbira toplotno energijo iz skalnate podlage, zemlje ali vode. Pri toplotni črpalki zrak/voda slanice ni, namesto te pridobivamo toploto neposredno iz zunanjega zraka.
2. V toplotnem prenosniku (uparjalniku) se energija s toplotnega vira prenese na hladivo**, ki kroži v zaprtem krogotoku. Tekoče hladivo se segreje in preide v plinasto stanje.
3. Kompresor dvigne tlak hladivu in s tem temperaturo na visoko raven, tudi preko 100°C.
4. Preko drugega toplotnega prenosnika – kondenzatorja, vroče hladivo sprosti toploto v ogrevalni sistem. Hladivo se pri tem ohladi in kondenzira, preide v tekoče stanje.
5. Hladivo potuje dalje skozi ekspanzijski ventil, katerega funkcija je nadaljnje znižanje tlaka (in temperature) hladivu. Cilj je ohladitev pod temperaturni nivo toplotnega vira, saj le na tak način pride do prenosa toplote s (toplejšega) vira energije na hladivo – tudi, kadar je vir energije zrak pri ekstremno nizki temperaturi, celo -20°C.
* Slanica je izraz, ki se uporablja za tekočino, mešanica, ki ne more zamrzniti, na primer vodo zmešana z alkoholom ali glikolom.
** V toplotni črpalki se uporabljajo okolju prijazna hladilna sredstva z nizkim faktorjem vpliva na ozračje. Vse toplotne črpalke Thermia so hermetično zaprt sistem, pri katerem je tveganje puščanja hladiva v okolje minimalno.
Vir: Atlas trading
