Toplotna črpalka z zalogovnikom, vgrajena v kotlovnico
Plitva geotermalna energija + toplotna črpalka = zmagovita kombinacija
Najbolje je sistem gledati z vidika toplotne črpalke. Čim višja je vhodna temperatura v toplotno črpalko, tem manj elektrike ta porabi. Kje pa pozimi (ko je ogrevanje najbolj aktualno) imate vir z razmeroma visoko in konstantno temperaturo? Odgovor je par metrov pod vami – v zemlji. Ta vir plitve geotermalne energije (v praksi pod tem pojmom razumemo zajem toplote kamnin/vode do globine 150 m) s temperaturo okrog 10 °C (ali več) ter seveda z zadostno maso pa je v sistemu s toplotno črpalko večinski!
Tako v sistemu, kjer toplotna črpalka dosega temperature do 50 °C, približno 4/5 energije pridobimo iz zemlje, le preostalo 1/5 iz elektrike, slednja potrebna za delovanje kompresorja v toplotni črpalki.
Torej 4/5 kWh (brezplačne) geotermalne energije + 1/5 kWh (plačljive) električne energije = 1 kWh toplote, ki jo uporabljamo pri ogrevanju.
No, pri tem je potrebno dodati, da je dejanski delež obnovljivega vira (geotermalne energije) odvisen od dejanske temperature tega vira ter temperature, na katero toplotna črpalka ogreva vodo. Tudi nekaj energije je vezane na »spravljanje« geotermalne energije na površje (npr. delo potopne črpalke pri črpanju vode iz vrtine). Toda tudi če je vaš delež obnovljivega (brezplačnega) vira v celotnem sistemu 3/4, ste še vedno »zmagali«.
Kako deluje toplotna črpalka?
Tokokrog v toplotni črpalki
Kako toplotna črpalka nadgrajuje prvotni vir energije?
Gre za termodinamične procese. Toplota iz tekočine, dovedene do toplotne črpalke, se v uparjalniku porabi pri prehodu posebne snovi (hladiva) iz tekočega v plinasto stanje. Nato se nastali plin stiska v kompresorju (za kar potrebna elektrika), plin zdaj z zvišano temperaturo v kondenzatorju prehaja v tekoče stanje, pri čemer se toplota sprošča ter prehaja na ogrevani medij. Hladivo, ki je zdaj tekočina, gre v ekspanzijski ventil, kjer se mu znižuje pritisk, da je znova dovzeten za uparjanje. Tako se cikel ponovi.
In hlajenje?
Enostavno, temperature okrog 10 °C, ki jih dobimo iz zemlje, zadostujejo za direktno hlajenje. Torej toplota samodejno prehaja z območja z višjo temperaturo proti tistim 10 °C. Če pa to pasivno hlajenje ne zadostuje, uporabimo aktivno – omenjeni proces pospešujemo s toplotno črpalko. Njena funkcija je zdaj »črpanje« toplote v nasprotno smer.
© 2019 Geolab | Izvedba RIS