Soojuspumbad

Soojuspumba koha valikul elamus tuleks võimalusel paigutada soojuspump ruumi, mis asub välisseina kõrval ning kuigi scrollkompressoriga soojuspumbad on vaiksed, ei asetseks vahetult magamistoa seina taga. Kui ei ole muid valikud tuleks ehitamise juures kasutada heli isoleerivaid materjale.

Vundamendi paigaldamisel võiks paigutada soojuspumba kollektori jaoks kas vastava läbimõõduga läbiviigud või isoleeritud kollektoritorud hülssides. Tuleks jälgida, et soojuspumba ruumi põrandast jääksid kollektoritorud vähemalt 1 meetri võrra kõrgemale ja sisseviigud oleksid ruumi seina ääres. Üheringilise kollektori sisseviigud peaksid jääma soojuspumba laiuse ruumi osasse. Kahe- ja enamkontuuriliste kollektorite sisseviikude vahekaugused peavad olema 95mm, tagamaks kollektori mugava ühendamise.

Thermia Villa , Thermia Diplomat ja Thermia Comfort vajavad põrandapinda vaid 60 x 70 cm ning ruumi seadme ees seismiseks ning ühele poole veel kuni 50 cm külmasõlme ehitamiseks. Soojuspump ei vaja iseseisvat ruumi, sest põlemisprotsessi puudumise tõttu puudub ka tuleoht. Võrreldes teiste kütteviisidega, on seadmetele vajaminev pind elamus soojuspumbaga oluliselt väiksem. Samuti ei ole vajalik ventilatsiooni olemasolu ega tulekindlate uste paigaldamine Soojuspumba võib paigutada ka majapidamisruumi või garaaži. Oluline on , et sõlmedele oleks vajadusel tagatud juurdepääs ja temperatuur ei langeks alla + 8,0 ºC.

Küttesüsteemide, külma ja soojavee torustikud peaks planeeritama lähtudes soojuspumba ühendustorustikest. Õige torustiku paigutus tagab süsteemi visuaalselt hea väljanägemise.

Põrandas võiks olla, kuid ei pea olema, kaitseklappide ülevoolude ja süsteemi tühjendamise jaoks äravoolutrapp. Juhul, kui soojuspumbale nähakse ette iseseisev ruum, võib sinna paigutada nii külmavee mõõdusõlme, elamu peakilbi, kui ka ventilatsiooni- ja valveseadmed.

Thermia Eco vajab paigaldamiseks veidi rohkem ruumi. Piisab 1,5 meetrist seinapinnast ja sügavusest 80 cm. Muidugi peab veel juhtarvuti käsitlemiseks saama seadme ees seista.

Robust soojuspumpade paigaldamisel sõltub vajamineva ruumi pindala installeeritavate seadmete hulgast ja tüüpidest.
Soojuspumba tehnoloogia
Soojuspump on kütteseade, milles kasutatakse meid ümbritsevasse keskkonda – pinnasesse, veekogudesse, põhjavette ja õhku akumuleerunud päikeseenergiat hoonete kütmiseks ja tarbevee soojendamiseks, tagades aastaringselt toimiva stabiilse, hästijuhitava küttesüsteemi. Soojuspump kasutab oma töös elektrienergiat kompressori ja tsirkulatsioonipumpade töös. Süsteem toodab olenevalt kasutatavast soojusallikast ja küttesüsteemi tüübist kolm kuni viis korda rohkem soojusenergiat kui ta ise tarbib elektrienergiat. Soojuse tootmisel puudub põlemisprotsess, ei teki tahma, suitsu ega keskkonda kahjustavaid gaase. Kütust ei ole vaja importida ega transportida. Energia tootmise kasutegur on juba praegu parimate lahenduste korral võrreldav tulevikuenergiaks nimetatava küttelementidega.

Soojuspumpades kasutatakse madala keemistemperatuuriga (Thermia AB kasutab R404 või R407C keemistemperatuurid vastavalt –47,0ºC ja –54,0ºC) kloorivabasid freoone, mis puutudes aurustis kokku soojusallika soojusega temperatuuril -9,0- +20,0ºC , aurustub. Aurumiseks vajalik soojushulk võetakse külmakandevedelikust seda jahutades. Aurustisse tuuakse vajalik soojushulk soojusallikasse ( pinnasesse, põhjavette, veekogusse jne. ) asetatud kollektoris tsirkuleeriva külmakandevedeliku abil. Külmakandevedelikuna kasutatakse monoetüleenglükooli, propüleengkükooli või etanooli ning nende segusid, kuhu on lisatud korrosiooniinhibiitorieid korrosiooni vältimiseks ühendusdetailides ja torustikes. Eelistatum on propüleenglükooli ja etanoolibaasiline külamakandevedelik, mis ei kahjusta loodusesse sattudes keskkonda. Aurustis freooni aurustumiseks soojuse ära andnud külmakandevedelik suunatakse tsirkulatsioonipumpade abil uuesti soojusallikasse, kust ta ümbritseva keskkonna toimel uuesti soojeneb . Aurustis tekkinud freooniaur imetakse kompressorisse ja surutakse kokku kuni 30 bar rõhuga. Sellise rõhu juures freooniaur kuumeneb ja ennem aurustumiseks kasutatud neeldunud soojusenergia eraldub. Kuumenenud freooni soojus antakse kondensorites ( kuumagaasivahetis, põhikondensoris, alajahutis ) üle kütteveele. Paisventiilis toimub rõhu järsk langus ja veeldunud re-agent alustab soojusülekande järgmist tsüklit.

Oluliseks detailiks soojuspumba juures, mis määrab soojuspumba töö efektiivsuse ja vastupidavuse, on kasutatav kompressori tüüp. Soojuspumpade tootmise algaastail kasutati selleks mineraalõlidega kolbkompressoreid. Tehnoloogia arenedes ning seoses uute külmaainete kasutuselevõtuga, hakati kümmekond aastat tagasi kasutama soojuspumpades scrollkompressoreid. Scrollkompressorites on oluliselt vähem liikuvaid detaile kui kolbkompressorites. Siit tulenevalt on ka scrollkompressorite tööiga pikem (arvestuslik 100 000 töötundi e. vastab umbes 25 aastale) . Kolmbkompressorite tööiga on neljandiku võrra väiksem. Scrollkompressorite tööhääl on vaiksem ja efektiivsus suurem. Samasuguse energiakulu juures toodavad scrollkompressoriga soojuspumbad 10-15% võrra rohkem soojusenergiat.
Soojuspumpade teoreetiline kasutegur põrandakütte režiimis on rohkem kui 6,0. Suurema praktilise kasuteguri saamist takistavad just kaod kompressiooni tekitamisel.

Kompressori tehnoloogia edaspidine areng võimaldab suurendada kasutegurit soojuspumbaga soojuse tootmisel. Seni kasutati soojuspumpade koostamisel universaalkompressoreid, mida võib kasutada nii soojuspumpades soojuse tootmiseks, kui ka jahutusseadmetes külma tootmiseks. Thermia alustas 2003.a. soojuspumbaseeria Diplomat tootmist kompressoritega, mis on spetsiaalselt ette nähtud kasutamiseks soojuspumpades soojuse tootmiseks. Selleks on muudetud scrollkompressorite spiraalide konfiguratsiooni ja kasutatavate soojusvahetite ehitust nii, et nüüd on võimalik ka kõrgetemperatuurilistes küttesüsteemides ja sooja tarbevee tootmisel saavutada oluliselt senistest kõrgemaid kasutegureid. ZH seeria kompressorite kasutuselevõtt vähendab veelgi soojuspumbaga kütmisel küttekulusid.

Väliskontuurid
Soojuspumbasüsteem koosneb soojuspumbaseadmest kütte- ja tarbevee soojendamiseks, külmakandesüsteemist soojuse hankimiseks ümbritsevast keskkonnast ja vesiküttesüsteemist soojuse viimiseks köetavatesse ruumidesse.

Külmakandesüsteem on süsteemi osa soojuse ammutamiseks ümbritsevast keskkonnast. Soojuspumba kollektor paigutatakse soojusallikasse ja kollektoris tsirkuleeriva külmakandevedelikuga tuuakse ümbritseva keskkonna soojus soojuspumpa, kus soojuspumba abil soojus kontsentreeritakse ja keskkonnasoojus antakse edasi kütte- ja tarbeveele. Soojuspumbaga on võimalik kasutada erinevaid soojusallikaid – pinnast, põhjavett, avatud veekogu vee soojust, maasoojust või õhku. Kõikide soojusallikate kasutamisel on alati võimalik kasutada ka ventileeritava õhu jääksoojust.

1. Pinnasekollektori puhul kasutatakse pinnasesse paigaldatud kollektorivoolikut, milleks on PEM 6,3 40 x 2,5 mm plasttoru. Kollektorivooliku üks meeter mahutab ühe liitri külmakandevedelikku. Pinnasekollektor paigutatakse umbes ühe meetri sügavusele, kuid mitte sügavamale kui 1,3 meetrit. Paralleelsete kollektorivoolikute vahe peab olema vähemalt 1,2- 1,5 meetrit. Kasutatakse ühe ja mitmehaaralisi kollektoreid, sõltuvalt vajaminevast soojushulgast ja installeeritavast soojuspumbast. Eelkõige on ühe haara pikkus määratud soojuspumbas kastutatava külmakande tsirkulatsioonipumba võimusega. Villa ja Eco tüüpi soojuspumpadel võib ühe haara pikkus olla 400-460meetrit ja Robust seeria soojuspumpadel 600-700 meetrit. Pinnasekollektori eluiga on väga pikk. Peamiseks ohuks on ettevaatamatus kaevetöödel pinnasekollektori alal. Paigaldamisel puude lähedusse, ei panda kollektorivoolikut lähemale kui 1,5 meetrit võrast. Õigesti dimensioneeritud ja paigaldatud pinnasekollektor ei mõju taimede kasvule ega ökoloogilistele tingimustele negatiivselt. Arvestama peab muidugi erinevate puude sortidega. Näiteks kuused on lähedase pinnase kaevamise suhtes väga tundlikud. Võimalusel peaks kuuskedest pinnasekollektor jääma vähemalt 10 meetri kaugusele. Soojus, mis maapinnast võetakse talveperioodil, taastub suvepoolaastal. Pinnasesoojuse ja õhusoojuse keskmiste temperatuuride muutumine on ajalises nihkes. Talve alguses on õhutemperatuur juba sügavas miinuses aga pinnasetemperatuur on veel 5-6 kraadi plussis. Pinnasekollektorialune pinnas peab olema vabalt kaevatav meetri sügavuselt ja vaba takistustest. Kollektori paigaldamiseks vajaliku maapinna pindala sõltub vajaminevast soojushulgast, kasutatava soojuspumba võimsusest ja pinnasetüübist. Kaasaegsele eramule köetava pinnaga 200 m², on kollektorialust pinda vaja 450 – 550 m². Suurema soojusvajadusega hooned vajavad ka suuremat kollektorialust pinda. Juhul, kui hoone krunt ei võimalda vajalikku pikkusega kollektorit paigaldada, tuleb uurida võimalusi kollektori paigaldamiseks lähedusesolevale vabale pinnale, näiteks parki või haljasala tänavaäärsesse ribasse. Energia kokkuhoiu garantiiks on kollektori mõõtmete täpsed arvutused ja tehniliselt õige paigaldamine. Pinnasekollektor on Eesti oludes odavaim külmakandesüsteem, vaatamata mullatööde suurele mahule. Kollektori paigalduskoht võib olla vertikaalses tasapinnas elamust nii kõrgemal kui ka madalamal. Kollektorit paigaldatakse sõltuvalt pinnase raskusest 100-200 meetrit päevas. Kollektori paigaldamine on ka koht kust on võimalik süsteemi maksumust alandada, paigaldades kollektori ise või koos naabrimehega.

2. Mäekollektor koosneb puuraugust läbimõõduga 110 mm ja sinna paigaldatud kollektorivoolikust, milles tsirkuleerib propüleenglükooli või etanooli lahus. Puuritakse üks või mitu puurauku, sõltuvalt vajaminevast soojushulgast. Mitme puuraugu puurimisel peab infulentsi vältimiseks olema puuraukude vahe vähemalt 15 meetrit või peavad puuraugud olema puuritud üksteise suhtes nurga all ( Eestis nurga all puurimiseks puurijatel seadmeid ei ole). Puurkaevus olevast kollektorist töötab see kollektori osa , mis asub põhjavees. Juhul kui põhjavee horisont asub väga sügaval, peaks kaaluma kas pinnasekollektorit või kuivade puurkaevude kasutamist. Põhjavee temperatuur on Eestis küll keskmiselt + 5,0 ºC kuid, mäekollektor võib sellegi poolest talvel ära külmuda, eriti siis kui puurkaevu maksumuse pealt tahetakse kokku hoida ja puuritav sügavus jääb liiga madalaks. Puurkaevust elamusse tuuakse kollektorivoolik ühe meetri sügavusel pinnases isoleerituna selleks, et kui puurkaevus on kõrgem temperatuur kui pinnases, ei toimuks puurkaevu ja elamu vahelises torustikus jahtumist. 160 – 200 m² elamu soojusvajaduse katmiseks peab puurkaevus olema vähemalt 120-140 meetrit veesammast. Eesti maapinna geoloogiline ehitus nõuab puurkaevu täismanteldamist, mis teeb selle rajamise väga kulukaks. Väikeste elamukruntide puhul on maakollektor veel mõttekas kasutada, kui põhjaveetase on puurkaevus kõrgel ja vajaminev puurkaevu sügavus ei ületa sadat meetrit. Kuivade puurkaevude kasutamisel puuritakse puurkaevud, paigaldatakse külmakandevedelikuga täidetud kollektoritorustik ja valatakse puurkaevu sealt väljapuuritud pinnas võimalikult tihedalt tagasi. Kuivade puurkaevude kastutamisel peab puurkaevude kogu pikkus olema 30-40 % pikem kui veega puurkaevude puhul. Mitme puurkaevu kasutamisel peab jälgima puurkaevude vahekaugust ja ühte kaevu kasutama kollektorkaevuna, kust elamusse viiakse kaks kollektoritoru.

3. Avatud veekogu kollektor.
Hooneid on võimalik kütta avatud veekogu soojusenergiaga juhul, kui hoone asub veekogule lähemal kui 100 meetrit ja veekogu sügavus ning kaldajoon vastavad kollektori paigaldamiseks vajalikele tingimustele. Avatud veekogu kollektor koosneb kollektorivoolikust, mis transporditakse veekogu kohale ujuvas asendis aasana. Ujuvus saavutatakse täispuhutavate ujukitega, mis on seotud iga kolme meetri tagant asetseva 17-20 kg raskuse külge. Raskused hoiavad kollektori haarad üksteisest nõutavas kauguses ja pärast ujukite eemaldamist, kalda poolt alates, vajutavad kollektori veekogu põhja ning takistavad kollektoril pinnale kerkimast ka talvel, kui selle ümber tekib paarikümnesentimeetrise läbimõõduga jäärull. Kaldajoonel kaevatakse voolikud sellisesse sügavusse, mis on ohutu ka talvel, arvestades veekogu madalaima veetaseme juures pakseima jääkatte alumist taset. Peale pinnase läbimist ühendatakse kollektorid soojuspumbaga. Lainekõrgus veekogu osas kuhu tahetakse paigaldada avatud veekogu kollektor, ei tohi hõõrdumisest tingitud kahjustuste vältimiseks olla suurem kui 1,0 meetrit. Kollektori kohale peab alati jääma 0,5 meetrit vaba vett. Eesti mererandades vajalikud tingimused väikese sügavuse tõttu puuduvad. Küll on võimalik avatud veekogu kollektorit kasutada järvede ja suuremate tiikide juures.

4. Avatud süsteem e. põhjavee kollektor.
Avatud süsteemis kasutatakse soojusallikana põhjavee soojust. Puuritakse kaks puurkaevu vahekaugusega 15-20 meetrit ning puurkaevude tootlikkus peab vastama vajaminevale soojusvõimsusele. Puurkaevust pumbatakse põhjavesi elamus asuvasse soojuspumbavälisesse soojusvahetisse, kus põhjavesi jahutatakse soojuspumba abil 3 – 4º C ja suunatakse kas tarbimisse või maa alla tagasi teise puurkaevu kaudu, mis peab asetsema vee liikumise suhtes pinnases allavoolu vältimaks ühe ja sama vee korduva kasutamise. Puurkaevu tootlikus peab tagama soojuspumba võimsusele ja olmevajadustele vastava veehulga. Vajalik puurkaevu tootlikus erinevate soojusvajaduste puhul: 8kW – 1,2m3/h ; 12kW – 1.8 m3/h ; 18kW – 3,0 m3/h ; 25kW – 3,6 m3/h. Sellised vee kogused on vajalikud juhul, kui keskmine vee temperatuur on +5ºC . Külmema vee korral on vajaminev veekogus suurem. Soojusökonoomia tagatiseks on täpsete paigaldusjuhiste jälgimine. Vee halba kvaliteeti on võimalik lisaseadmetega parandada. Avatud süsteemid on kõige efektiivsemad, sest külmakandesüsteemi temperatuur on võrreldes teiste soojuspumba lahendustega kõige kõrgem ja stabiilne aastaringselt. Puurkaevuvee kasutamine ei kahjusta põhjavett, sest soojust võetakse kinnise süsteemi abil ja süsteemis kasutatavad materjalid on plastik või roostevaba teras. Samuti ei muutu sellega põhjavee tase veehorisondis sest avatud süsteemi võib vaadelda ka ühendatud anumatena kus ühest puurkaevust võetav vesi viiakse teise puurkaevu kaudu maa alla tagasi veetaset muutmata. Oluline on, et mõlemad puurkaevud oleksid ühe sügavused ja asuksid ühes vee horisondis. Korrektselt vastavalt normatiividele rajatud puurkaevud tagavad loodusekeskkonnale ohutu stabiilse küttesüsteemi.

5. Ventileeritava õhu jääksoojuse kasutamine soojuspumbasüsteemis.
Ventileeritavat õhku kasutatakse tavaliselt soojuspumbasüsteemis lisasoojusallikana, kus ventileeritavat kasutatud õhku jahutatakse ennem elamust eemaldamist soojuspumba külmakandesüsteemis tsirkuleeriva külmakandevedelikuga. Ventileeritava õhu soojus antakse külmakandevedelikule. Mida kõrgem on külmakandevedeliku temperatuur, seda suurem on soojuspumba väljundvõimsus. Võimsuse tõusuga toodab soojuspump vajaminevad soojushulgad lühema aja jookusul, kulutades selleks ka vähem elektrienergiat. Selliselt läbi soojuspumba, tuleb ventileeritava õhu jääksoojus elamusse tagasi. Selline lahendus on lihtsaim ventilatsioonilahendus, kus kasutatud õhk imetakse ventilatsiooniseadmesse, jahutatakse ja visatakse elamust välja. Praegu elamuehituses kasutatavat ventilatsiooniagregaatide ristsoojusvahetite efektiivsus on nii kõrge, et ventileeritava õhu järeljahutamist ei ole praktiline teha.

Ventileeritava õhu soojust kasutatakse väljatõmbeventilatsiooni soojuspumpades. Thermial on nendeks mudelid Strand, Solvig ja Sund. Ventilatsioonisoojuspumbad kasutavad ventilatsiooniõhu soojust soojuse ja sooja tarbevee tootmiseks. Väljapuhutav õhk on alati 0º C lähedane, seda ka suvel. Piltlikult on külmakandesüsteemi temperatuur alati +20,0º C. Selline süsteem on efektiivne ka ventilatsioonisoojuspumba väikese võimuse juures. Ventilatsioonisoojuspumpa kasutatakse väiksemates elamutes, kus väliskontuuri rajamine ei ole maksumuse tõttu mõttekas, näiteks paepealsed kohad. Selline lahendus annab aastas olulise säästu kütte ja tarbevee soojendamisel. Ühes lahenduses saadakse elamusse küte, soe vesi ja ventilatsiooniagregaat.

6. Välisõhu soojuspumbad.
Välisõhu soojuspumbad on efektiivsed vaid plusskraadide juures ja vajavad külmade ilmade jaoks täisvõimusega teist soojusallikat. Thermia ei tooda selliseid soojuspumpasid, sest välisõhu soojuspumbad ei võimalda terviklikku lahendust ja on efektiivsed vaid meist oluliselt soojema kliimaga piirkondades.

7. Otsese päikesesoojuse kasutamine.
Soojuspumbasüsteemi on võimalik lisada ka otsekütte päikesepatareid. Päikesepatareid peab ühendama läbi vahepaagi, sest päikesepatareides kasutatav külmakandevedelik peab taluma ka – 30,0ºC. Muudes külmakandesüsteemides kasutatakse aga –15,0ºC külmataluvusega vedelikku. Vajalik on segamissõlme ja vastava automaatika kasutamine, mis väldiks kõrgema kui +20,0ºC külmakandevedeliku sattumise soojuspumba aurustisse. Kuigi päikesepatareide ja vajalike lisaseadmete kasutamine teeb süsteemi kalliks, annab selline süsteem, eriti kevadel, kui näiteks pinnasest on juba palju soojust ära võetud, kevadpäikesega väga suure efekti.

Alati on võimalik leida mingi lahendus soojuse hankimiseks ümbritsevast keskkonnast. Valiku tegemisel tuleb lähtuda sellest, milline süsteem on üldse ehitatav sellele elamule, loodetavast süsteemi kasutegurist ja installatsiooni hinnast. Soojuspumbasüsteemi on alati võimalik ka hiljem täiustada, näiteks lisada otsesed päikesepatareid või ventileeritava õhu jääksoojuse kasutamiseks vastav ventilatsiooniagregaat. Lisaks rahalisele kokkuhoiule, säästame soojuspumpade kasutamisega loodust ja toetame Eesti majandust, kasutades kodumaist elektrienergiat.

Soovite osta õhk- õhksoojuspumba kliimakaubamajast? Vaadake meie valikut: Õhksoojuspumbad. Lisaks õhksoojuspumpadele, on meie e-poes saadaval ka erinevad maasoojuspumbad, konditsioneerid ning õhk- vesi soojuspumbad.