Zrak je neizčrpen vir ki je povsod na voljo. Moč toplotne črpalke se z upadanjem temperature zunanjega zraka znižuje. Pri nizkih temperaturah okoliškega zraka je pri klasičnih toplotnih črpalkah ”stare generacije” zrak/voda treba zagotoviti dodaten vir ogrevanja.

Za ogrevanje (samo) sanitarne vode uporabljamo toplotne črpalke zrak/voda ogrevalne moči 2-3 kW.

Zmogljivost ogrevanja je do 1.400 litrov vode na dan. V večini primerov je agregat (toplotna črpalka) nameščena na grelnik vode (na bojler). Glavna prednost toplotne črpalke je v tem, da ima vsaj 3-4 krat nižjo porabo električne energije kot klasični električni grelnik.

Pri načrtovanju ogrevanja z toplotno črpalko zrak/voda je zelo pomembno, da vemo, pri kakšnih temperaturnih pogojih lahko toplotna črpalka doseže maksimalno grelno moč. Pri nakupu toplotne črpalke moramo obvezno zahtevati delovni diagram toplotne črpalke in projektiranje ogrevalnega sistema prepustiti izkušenemu projektantu. Pravilno izbrana moč in tip toplotne črpalke zrak/voda pomeni da večino potreb po ogrevanju pokrije toplotna črpalka sama. Tistih nekaj res najhladnejših dni v letu, pa toplotna črpalka deluje v bi-valentnem načinu (kot pomoč pri ogrevanju toplotna črpalka koristi dodatni vir (oljni ali plinski kotel, električni grelec …)).  Le tako dosežemo najboljši izkoristek sistema, največji prihranek pri ogrevanju in najkrajšo dobo amortizacije.

Regulacija toplotne črpalke zrak/voda za ogrevanje je lahko opremljena z regulacijo vklop/izklop (on/off) ali z invertersko tehnologijo.

Sistemi z podtalnico (toplotne črpalke voda/voda) so odprti sistemi, zato je najnižja temperatura vode, ki jo še lahko uporabljamo +7°C. Tudi v najhladnejši zimi je temperatura podtalnice med 8-12° (kar je bistveno več kot znaša povprečna temperatura zunanjega zraka – pri toplotni črpalki zrak/voda).

Zaradi visokega in konstantnega temperaturnega nivoja je grelno število (izkoristek) pri toplotnih črpalkah voda/voda visoko.

Podtalnice žal pri nas ni povsod v zadostnih količinah in kakovosti. Od pristojnih organov je treba pridobiti dovoljenje za uporabo in koriščenje podtalnice.

Za koriščenje podtalnice ob zgradbi v tla izvrtamo dve vrtini, eno za črpanje in eno za vračanje  podtalnice. Ponorni vodnjak (ponorna vrtina) mora biti na razdalji približno 15m za sesalnim (sesalno vrtino), gledano v smeri toka podtalne vode. Talna voda (podtalnica) mora imeti prostorninski tok (pretok) vsaj 2m³/h. To je lahko tudi že na globini 5m ali več.

Vendar pa tudi pri koriščenju podtalnice kot viru toplote obstajajo določene omejitve:

Ne glede na zakonske predpise pa podtalnica ne sme vsebovati nobenih izločljivih snovi (pesek, mivka, mulj, …), zato je v vse sisteme ogrevanja z toplotno črpalko voda/voda obvezno vgraditi filtre za čiščenje mehanskih nečistoč …… priporočamo filter MESEC ATČ-32

Prav tako pa podtalnica lahko vsebuje največ 0,2 mg/l železa in 0,1 mg/l mangana. Teh omejitev se je potrebno strogo držati, če želimo doseči nemoteno delovanje toplotne črpalke in zagotoviti njeno dolgo življenjsko dobo (velja za toplotno črpalko tipa voda / voda ).

V kolikor podtalna voda vsebuje preveč železa in mangana je potrebno ob vgradnji toplotne črpalke med njo in med vrtino vgraditi še dodatni toplotni izmenjevalec.

Kemijsko analizo podtalnice lahko naročite na:
Zavod za zdravstveno varstvo Maribor – Inštitut za varstvo okolja   /   Tel.: 02 / 450 01 70

V določenih pogojih se lahko kot vir toplote uporabijo tudi površinske vode (jezera, reke, morje …). Zaradi kompleksnosti sistema, stroškov investicije in same zakonodaje se ta način v praksi v Sloveniji ne izvaja.

Sistem izrabe geotermalne energije z »geo-sondo« tvorita vrtina z vstavljeno sondo in toplotna črpalka. Natančno dimenzioniranje vrtine je zelo odvisno od geoloških in hidrogeoloških pogojev. Iz tega razloga mora sistem za odvzem toplote oziroma vrtino dimenzionirati ustrezno podjetje, ki je kvalificirano za izdelavo takšnih vrtin.

Najbolj pomembno pa je poročilo geologa, iz katerega je razvidna vrednost specifičnega odvzema toplote na meter vrtine. Šele na podlagi teh podatkov projektant dimenzionira sistem ogrevanja s toplotno črpalko.

Globina vrtanja v primeru uporabe vertikalnega kolektorja (zemeljske sonde) so med 40 in 200 metri. V primeru, da potrebujemo več vrtin, moramo zagotoviti minimalno razdaljo med vrtinami (5-6 m) in upoštevati smer podtalnice.

Energetske vrtine (vertikalni kolektor/geosonda) so zelo globoke vrtine, tako je glavnina kolektorskega sistema vgrajena pod 6 m globine, do koder je še vpliv sončnega sevanja. Sonce v večjih globinah nima vpliva, zato je zelo pomembno, da odvzem toplote ne presega toplotnega toka v konkretni kamenini, ki ga ustvarimo s temperaturno razliko. Zaradi visokih stroškov vrtanja naj bi bile vrtine v trdih kameninah (granit), kjer je toplotna prevodnost visoka. Energetske vrtine so predvidene predvsem za trde materiale s koeficientom toplotne prevodnosti okoli 3,5 in ne v zemljinah ali apnencu, kjer je koeficient toplotne previdnosti od 1,1 do 2,3 W/m K).

Pogosto je zaslediti zavajajoč podatek, da je na globini 100 m temperatura kamenin 10°C in več. Ta trditev drži samo toliko časa, dokler ne pričnemo vrtine ohlajati, to pomeni odvzemati toploto kamenin in ogrevati hišo! Večji odvzem energije od razpoložljive ima za posledico postopno ohlajanje okolice sistema (geosonde), z vsemi negativnimi posledicami vred.