TP_sanitar
Toplinska pumpa za sanitarnu vodu

Toplinske pumpe za sanitarnu vodu

Toplinske pumpe za sanitarnu toplu vodu služe za grijanje sanitarne vode, a energiju uzimaju iz zraka.

Već smo pisali o toplinskim pumpama kako bismo pojasnili njihov princip rada i kako one funkcioniraju te na koji način štede energiju. Budući da postoji više vrsta i tipova toplinskih pumpi, danas ćemo se baviti toplinskim pumpama na principu zrak/voda namijenjenima za grijanje sanitarne vode. Zbog čega su te pumpe izuzetno dobra alternativa solarnim sustavima, osobito u kontinentalnim dijelovima naše zemlje, kako ih možemo kombinirati te koje su njezine prednosti, saznajte u nastavku. Za primjer ćemo uzeti toplinsku pumpu Coolwex, model Zeus, a čiji je tvrtka Elimea d.o.o. generalni zastupnik za Republiku Hrvatsku.

Toplinske pumpe za sanitarnu toplu vodu, jednostavniji su sustav od onih kompleksnijih, za grijanje, hlađenje i toplu vodu. Sastoje se od jedne unutarnje jedinice, u kojoj se uz spremnik za toplu sanitarnu vodu, nalaze i svi glavni dijelovi kao i kod pumpi za grijanje i hlađenje a to su kompresor, isparivač, kondenzator i ekspanzijski ventil. Na tržištu postoje i opcije bez spremnika, (Coolwex Zeus Composite, Coolwex Wave Composite) u slučaju da već posjedujete spremnik kojeg ne želite baciti a dovoljno je kvalitetan ili nov za preobrazbu u toplinsku pumpu. Iako, najveća učinkovitost postiže se upravo sa pumpama sa integriranim spremnikom s obzirom na kompatibilnost kompresora i spremnika.

Radno područje kompresora Coolwex Zeus toplinskih pumpi može se kretati i od -10°C do 35°C dok se temperatura zagrijane vode kreće do 55°C. Iako, vezano za temperaturu okoline, cilj je staviti pumpu u što toplije okruženje kako bi uštede bile što veće. Naime, što je manja razlika temperature zraka iz kojeg uzimamo toplinu i temperature na koju želimo zagrijati vodu (55°C) kompresor će trošiti manje snage i struje. A potrošnja struje potrebne za rad rotacijskog kompresora Hitachi iznosi 475 W/h, dakle prilično malo. Ove pumpe manjih su dimenzija, promjera Ø 67 cm te visine 155 cm do 182 cm, ovisno o veličini spremnika. Ovo je velika prednost, osobito pri ugradnji te osiguravanju dodatnog slobodnog prostora. Razina buke iznosi 48 dB(A) a snaga 1,8 - 3,6 kW. Računa se da prosječna četveročlana obitelj dnevno potroši 200-250 litara vode tako da ove pumpe najčešće dolaze sa spremnicima 230 i 300 L, iako na tržištu možete naći i modele sa kapacitetom spremnika 80 ili 100 L. Težina pumpi kada su prazne kreće se od 110 kg do 130 kg, opet, ovisno o kapacitetu spremnika. Kako bi se osigurao nesmetan rad  ili smanjila mogućnost prestanaka rada uslijed većeg pada temperature odnosno niske temperature ulaznog zraka, ove pumpe imaju ugrađen i dodatni električni grijač snage 1,8 kW. Spremnik sanitarne vode izoliran je s vanjske strane radi što manjeg gubitka topline, dok se izmjenjivač topline-kondenzator nalazi u vanjskom plaštu spremnika, čime je onemogućen doticaj freona s vodom. U spremniku također postoje i dvije magnezijske anode kao protuhrđajuća zaštita.

Upravljanje ovim pumpama prilično je jednostavno. Putem displeja moguće je podesiti različite parametre poput temperature sanitarne vode, postavke vremena i vremenskih intervala, ručno uključivanje električnog grijača i sl. Činjenica je da će toplinska pumpa raditi bolje i jeftinije ako ne mora uvijek grijati vodu na maksimalnu dopuštenu temperaturu vode u spremniku, tako da je temperatura od 45°C već sasvim dovoljna za korištenje sanitarne vode. U primjeru toplinske pumpe Coolwex postoji mogućnost podešavanja dva vremenska intervala koje možemo podesiti za korištenje niže tarife struje kao i antilegionelni program koji povremeno, pomoću električnog grijača omogućava pregrijavanje vode u spremniku kako bi se onemogućio razvoj bakterija u sanitarnoj vodi.

Dakle sanitarnu vodu možemo grijati na dva načina. Kod prvog, koji je i najčešći, grijemo sanitarnu vodu prema potrebi. To znači da kad temperatura u spremniku padne ispod željene temperature, uređaj se uključi i grije vodu. Kod drugog načina rada vodu grijemo unutar vremenskog programa odnosno putem postavljenih intervala. To znači da uređaj grije vodu prema određenim postavkama. Ako na primjer temperatura sanitarne vode u fazi mirovanja padne ispod željene temperature, uređaj se neće uključiti, već će raditi u postavljenim vremenskim intervalima koje smo sami postavili. Ovakav način rada razuman je u slučaju dvotarifnog brojila te u nižoj tarifi, ali u slučaju prekratkog vremenskog intervala može uzrokovati nedostatak tople vode. Zbog toga je potrebno osigurati da vremenski ciklus kod toplinske pumpe Coolwex Zeus nije kraći od 6 sati.

Shema spajanja toplinske pumpe

S obzirom da je primarna zadaća ovih uređaja zagrijavanje tople vode pomoću besplatne energije iz zraka, hladni učinak u prostoru u kojem se pumpa nalazi ustvari je nusprodukt rada pumpe koji možemo iskoristiti za hlađenje. Budući  da se ove pumpe postavljaju u prostore poput podruma, ostava, kotlovnica i sl., nastali hladan zrak možemo preusmjeriti u neki drugi prostor kao što je vinski podrum, smočnica i sl. Ove pumpe vrlo su jednostavne za ugradnju te zauzimaju malo prostora.

Jednostavnost ugradnje, kompaktnost, stabilnost i velike uštede zapravo su glavne značajke ovih uređaja. S 1/3 utroška struje u odnosu na ¾ besplatne energije iz okolnog zraka ove pumpe izrazito su dobro rješenje za grijanje tople vode, osobito u dijelovima zemlje gdje ima manje sunca. Naime, u odnosu na solarne kolektore, toplinske pumpe stabilnije su jer ne ovise o količini sunčevog zračenja, koje tijekom godine varira. Kao što smo rekli, zimi ima i do 5 puta manje sunčevog zračenja što znači da solarni kolektori u tom periodu zagriju i manje vode. Ako u dužem periodu nema sunca, vrlo je vjerojatno da nećemo osigurati dovoljno tople vode, što kod toplinskih pumpi nije slučaj. Za toplinsku pumpu bitno je da temperatura zraka u prostoriji u kojoj se nalazi nije izvan radnog područja kompresora, što je s obzirom na prosječne temperature u podrumima, kotlovnicama ili krovištima malo vjerojatno. Ipak, ukoliko bi se desile i takve izvanredne situacije, ova pumpa sadrži i dodatni, već spomenuti električni grijač, koji možemo uključiti i ručno.

Situaciju sa solarnim kolektorima vjerojatno bi mogli poboljšati kad bi povećali njihov broj, međutim tada se javlja problem akumuliranja viška topline ljeti. Međutim, toplinske pumpe dolaze i u opcijama sa 1 ili 2 izmjenjivača, što znači da je moguće napraviti i kombinaciju sa solarnim kolektorima i/ili na primjer sustavom na biomasu. Tako u slučaju kombinacije sa solarnim kolektorima u sunčanom razdoblju koristimo kolektore dok se za vrijeme oblačnog vremena uključuje toplinska pumpa čime postižemo i do 80% niže troškove grijanja sanitarne vode. Isto tako možemo raditi i kombinaciju i sa sustavom grijanja na biomasu (peć na pelete) ili možemo napraviti kombinaciju i sa solarnim kolektorima i sa sustavom na biomasu. U tom slučaju koristimo opciju toplinske pumpe sa dva izmjenjivača.

Mogućnosti su, dakle, velike. Toplinske pumpe za rad kompresora koriste (u malim količinama) struju dok ostali dio energije uzimaju iz okoline, u našem slučaju zraka, koji je besplatan. Tehnologija je, u odnosu na 80-e godine prošlog stoljeća, kada su napravljeni prvi komercijalni uređaji, napredovala tako da danas imamo visokotehnološka rješenja pomoću kojih možemo ostvariti ozbiljne uštede. Pridodamo li već navedenim značajkama  (jednostavna ugradnja, kompaktnost, stabilnost sustava i njegova rada tijekom cijele godine) i cijenu koštanja  koja je niža u odnosu na solarni sustav možemo zaključiti da se radi o definitivno jednoj od najisplatljivijih i najučinkovitijih opcija korištenja obnovljivih izvora energije.