Kütte- ja jahutustehnoloogiate valdkonnas on soojuspumbad kujunenud väga tõhusaks ja keskkonnasõbralikuks lahenduseks. Neid kasutatakse laialdaselt elamutes, äri- ja tööstushoonetes nii kütte- kui ka jahutusfunktsioonide täitmiseks. Soojuspumpade väärtuse ja toimimise tõeliseks mõistmiseks on oluline süveneda nende tööpõhimõtetesse ja jõudluskordaja (COP) kontseptsiooni.
Soojuspumpade tööpõhimõtted
Põhikontseptsioon
Soojuspump on sisuliselt seade, mis kannab soojust ühest kohast teise. Erinevalt traditsioonilistest küttesüsteemidest, mis tekitavad soojust põlemise või elektrilise takistuse abil, liigutavad soojuspumbad olemasolevat soojust jahedamast kohast soojemasse. See protsess sarnaneb külmkapi toimimisega, aga vastupidises suunas. Külmkapp ammutab soojust oma sisemusest ja vabastab selle ümbritsevasse keskkonda, soojuspump aga ammutab soojust väliskeskkonnast ja vabastab selle siseruumidesse.
Külmutustsükkel
Soojuspumba töö põhineb külmutustsüklil, mis hõlmab nelja peamist komponenti: aurustit, kompressorit, kondensaatorit ja paisventiili. Siin on samm-sammult selgitus selle kohta, kuidas need komponendid koos töötavad:
- AurustiProtsess algab aurustiga, mis asub jahedamas keskkonnas (nt väljaspool maja). Külmutusagens, madala keemistemperatuuriga aine, neelab ümbritsevast õhust või maapinnast soojust. Soojuse neelamisel muutub külmutusagens vedelast gaasiliseks. See faasimuutus on oluline, sest see võimaldab külmutusagensil kanda märkimisväärset hulka soojust.
- KompressorSeejärel liigub gaasiline külmaaine kompressorisse. Kompressor suurendab külmaaine rõhku ja temperatuuri seda kokku surudes. See samm on oluline, sest see tõstab külmaaine temperatuuri tasemele, mis on kõrgem soovitud sisetemperatuurist. Kõrgsurve ja -temperatuuriga külmaaine on nüüd valmis oma soojust vabastama.
- KondensaatorJärgmine samm hõlmab kondensaatorit, mis asub soojemas keskkonnas (nt maja sees). Siin vabastab kuum kõrgsurve külmaaine oma soojuse ümbritsevasse õhku või vette. Soojuse eraldamisel külmaaine jahtub see ja muutub tagasi gaasilisest olekust vedelikuks. See faasimuutus vabastab suures koguses soojust, mida kasutatakse siseruumi soojendamiseks.
- PaisuventiilLõpuks läbib vedel külmaaine paisventiili, mis vähendab selle rõhku ja temperatuuri. See samm valmistab külmaaine ette aurustis soojuse taas neelamiseks ja tsükkel kordub.
Toimivuskoefitsient (COP)
Definitsioon
Soojustegur (COP) on soojuspumba efektiivsuse mõõt. See on defineeritud kui tarnitud (või eemaldatud) soojushulga ja tarbitud elektrienergia hulga suhe. Lihtsamalt öeldes näitab see meile, kui palju soojust soojuspump suudab toota iga tarbitud elektrienergia ühiku kohta.
Matemaatiliselt väljendatakse COP-i järgmiselt:
COP = tarbitud elektrienergia (W) ja tarnitud soojus (Q)
Kui soojuspumba COP (jõudluskoefitsient) on 5,0, võib see elektriarveid traditsioonilise elektriküttega võrreldes oluliselt vähendada. Siin on üksikasjalik analüüs ja arvutus:
Energiatõhususe võrdlus
Traditsioonilise elektrikütte COP on 1,0, mis tähendab, et iga kWh tarbitud elektrienergia kohta toodetakse 1 ühik soojust. Seevastu soojuspump, mille COP on 5,0, toodab iga kWh tarbitud elektrienergia kohta 5 ühikut soojust, mistõttu on see traditsioonilisest elektriküttest palju tõhusam.
Elektrikulude kokkuhoiu arvutamine
Eeldades vajadust toota 100 ühikut soojust:
- Traditsiooniline elektriküteVajab 100 kWh elektrit.
- Soojuspump, mille COP on 5,0Vajab ainult 20 kWh elektrit (100 soojusühikut ÷ 5,0).
Kui elektri hind on 0,5 € kWh kohta:
- Traditsiooniline elektriküteElektrienergia hind on 50 € (100 kWh × 0,5 €/kWh).
- Soojuspump, mille COP on 5,0Elektrienergia hind on 10 € (20 kWh × 0,5 €/kWh).
Säästumäär
Soojuspump võib võrreldes traditsioonilise elektriküttega säästa elektriarvetelt 80% ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Praktiline näide
Praktilistes rakendustes, näiteks sooja tarbevee varustamisel, eeldame, et 200 liitrit vett tuleb päevas soojendada 15 °C-lt 55 °C-ni:
- Traditsiooniline elektriküteTarbib ligikaudu 38,77 kWh elektrit (eeldades, et termiline kasutegur on 90%).
- Soojuspump, mille COP on 5,0Tarbib ligikaudu 7,75 kWh elektrit (38,77 kWh ÷ 5,0).
Elektrihinnaga 0,5 € kWh kohta:
- Traditsiooniline elektrikütePäevane elektrienergia maksumus on umbes 19,39 € (38,77 kWh × 0,5 €/kWh).
- Soojuspump, mille COP on 5,0Päevane elektrienergia hind on umbes 3,88 € (7,75 kWh × 0,5 €/kWh).
Hinnanguline kokkuhoid keskmisele leibkonnale: soojuspumbad vs. maagaasiküte
Põhineb kogu tööstusharu hõlmavatel hinnangutel ja Euroopa energiahindade suundumustel:
| Ese | Maagaasiküte | Soojuspumba küte | Hinnanguline aastane erinevus |
| Keskmine aastane energiakulu | 1200–1500 eurot | 600–900 eurot | Kokkuhoid umbes 300–900 eurot |
| CO₂ heitkogused (tonni/aastas) | 3–5 tonni | 1–2 tonni | Vähendamine umbes 2–3 tonni |
Märkus:Tegelik kokkuhoid varieerub sõltuvalt riiklikest elektri- ja gaasihindadest, hoonete isolatsiooni kvaliteedist ja soojuspumba tõhususest. Sellised riigid nagu Saksamaa, Prantsusmaa ja Itaalia kipuvad näitama suuremat kokkuhoidu, eriti kui on saadaval valitsuse toetused.
Hien R290 EocForce seeria 6-16kW soojuspump: monoblokk õhk-vesi soojuspump
Peamised omadused:
Kõik-ühes funktsionaalsus: kütte-, jahutus- ja sooja tarbevee funktsioonid
Paindlikud pingevalikud: 220–240 V või 380–420 V
Kompaktne disain: 6–16 kW kompaktsed seadmed
Keskkonnasõbralik külmutusagens: roheline R290 külmutusagens
Vaikne töö: 40,5 dB(A) 1 m kaugusel
Energiatõhusus: SCOP kuni 5,19
Ekstreemsed temperatuurid: stabiilne töö temperatuuril –20 °C
Suurepärane energiatõhusus: A+++
Nutikas juhtimine ja PV-valmidus
Legionellavastane funktsioon: maksimaalne väljalaskevee temperatuur 75ºC
Postituse aeg: 10. september 2025