Autor: Allan Suurkask / Keskkonnatehnika 6/2009
http://www.keskkonnatehnika.ee/?head=2&pageid=293&language=estonian

Sügisel on sobilik teha veel kord juttu üha enam populaarsust koguvast seadmest hoonete kütmiseks – õhk-vesi-soojuspumbast.

Õhk-vesi-soojuspump on koduse külmkapi ja tavalise konditsioneeri sarnane seade. Kõik need seadmed „pumpavad“ soojust külmemast keskkonnast soojemasse ning kõigi nende peamised osad (nt külmaaine, kompressor) on ühesugused.

Esimene oluline asi, millel tuleb peatuda, on muidugi seotud temperatuuridega, täpsemalt kahe keskkonna temperatuurivahega. Inimene, kes mõtleb õhk-vesi-soojuspumba soetamisele või arvutab seadme võimalikku tasuvust, peaks alustama just sellest. Mida väiksem on väliskeskkonna ja hoones oleva soojuskandja temperatuuride erinevus, seda paremini ja suurema kasuteguriga seade töötab. Soojuspumba töö käib läbi külmaaine kondenseerumise ja aurustumise, mille juures kas eraldatakse või seotakse soojust. Nii kondenseerumine kui aurustumine toimub teatava rõhu ja temperatuuri juures. Kuna enamikus seadmetes kasutatakse ühesuguste omadustega külmaainet, tänapäeval enamasti freooni R410a, siis on ka seadmete töönäitajad üsna ühesugused.

Nagu öeldud, on soojuse äraandmine ruumi poolel võimalik külmaaine kondenseerumise abil ning väljas seotakse soojus külmaaine aurustumisel. Külmaine temperatuur oleneb välistemperatuurist ning soojust saab välisõhust siduda vaid siis, kui aurustumistemperatuur on välistemperatuurist madalam. Mida madalamale välistemperatuur langeb, seda suurem on süsteemi temperatuurivahe ja seda rohkem peab kompressor tööd tegema. Kuskil on paratamatult piir ning seadme välistemperatuurist suuresti sõltuv jõudlus hakkab langema. Kahe keskkonna temperatuurivahest sõltub ka seadme kasutegur, mis kogu aeg muutub.  Seetõttu esitab enamik tootjaid oma seadmete kohta andmeid mingite kokkuleppeliste temperatuuride jaoks (välistemperatuur enamasti + 7 °C ja soojuskandja oma  +30–35 °C).

Mida seadme soetamisel veel silmas pidada? Kõigepealt tuleks leppida sellega, et kuigi õhk-vesi-soojuspump on väga säästlik ja hea seade, ei saa see meie kliimas olla hoone ainus kütteallikas. Kõige külmemal ajal on vaja alternatiivset või abistavat kütteallikat. Selleks võib olla keskküttesüsteem, vedelkütusepõleti või elekterküte. Väga paljudel õhk-vesi-soojuspumpadel on lisaelekterküte sisse ehitatud ning hoone püsib soe ka siis, kui väljas on päris käre pakane. Muul ajal on töös ainult hoonet säästlikult ja muretult küttev õhk-vesi-soojuspump. Ei ole arukas valida seadet suurima soojusvajaduse järgi, vaid jätta lühikesed väga külmad perioodid lisakütte kanda. Vastasel korral on suuremal osal ajast  osa soojuspumba ressursist üleliigne ja seadme soetamisel makstud kõrget hinda oleks väga raske tagasi teenida.

Olemasoleva ja ka uue küttesüsteemi korral tuleks pöörata tähelepanu sellele, kuidas on korraldatud  hoonesisene kütte- ja sooja tarbevee kasutamine. Nagu eespool öeldud, kehtib lihtne reegel: mida madalam on soojuskandja temperatuur, seda säästlikuma õhk-vesi-soojuspumba saab. See tähendab, et sellele pumbale sobib kõige paremini põrandaküte, mille soojuskandja  temperatuur on madal, seadme kasutegur püsib kõrge ka madalate välistemperatuuride korral ning abiseadmete osa kütmisel on minimaalne. Head on ka ajakohased radiaatorid ning konvektorid, milles ei liigu väga kõrge temperatuuriga soojuskandja. Raskem lugu on vanemate radiaatoritega, mille soojuskandja temperatuur on kõrge. Siit edasi saab juba kaaluda seadme tasuvust, sest selle kasutegur (kui palju elektrienergiat kulub soojusühiku tootmiseks) sõltub just välis- ja soojuskandja temperatuurivahest.

Sooja tarbeveega on lugu pisut teistsugune, sest siis on üks temperatuuridest konstantne ning vee soojuspumba abil soojendamise võimalikkus ja kulukus sõltub ainult välistemperatuurist. Miinustemperatuuridel on + 55 °C sooja vett üsna keeruline saada ning võib väita, et enamiku seadmete puhul on juba – 10 °C välistemperatuuri puhul vaja tarbevee soojendamiseks kasutada lisa(elekter)kütet. Keerulisematel seadmetel on kompressori taga küll lisasoojusvaheti, et kasutada vee soojendamiseks nn kuumgaasi kõrget temperatuuri, kuid selle hetkevõimsus pole kuigi suur ja selle kasulikkuse määrab pigem süsteemi ehitus. Vaja on piisavalt suurt kogumismahutit, kuhu saab soojust pikema aja jooksul koguda, et seda vee tarbimise ajal kasutada. Talvist aega silmas pidades võib aga tarbeveesüsteemi ühendamise otstarbekus õhk-vesi-soojuspumbaga kohati küsitav tunduda (eriti olemasoleva süsteemi korral).  Suvisel ajal, kui välistemperatuur on kõrge, on tarbevee saamine õhk-vesi-soojuspumbaga kindlasti üks odavamaid võimalusi.

Juhtimise poole pealt seab enamik praegu saada olevatest nii hoone kütmiseks kui ka tarbevee soojendamiseks mõeldud soojuspumpasid esikohale tarbevee soojendamise. Kui tarbevee temperatuur langeb, lülitub süsteem soojendamisrežiimile ning kui vajalik temperatuur on saavutatud, lülitub süsteem uuesti kütmisrežiimile. Tarbevee soojendamiseks palju aega ei kulu ning hoone temperatuur selle aja jooksul ei lange.

Sageli seotakse õhk-vesi-soojuspump olemasoleva  või ehitatava küttesüsteemiga, et see töötaks laitmatult ka väga külmal ajal. Samas ei maksa unustada, et õhk-vesi-soojuspumpa on küttekulude vähendamiseks lihtne siduda ka muude, sh uuenduslike küttesüsteemidega (nt päikesepaneelidel põhinev kütmine). Päikesepaneelide hinna ja tõhususe suhe on viimastel aastatel kiiresti soodsamaks muutunud. Varsti võib päike ka Eesti kliimas olla arvestatav tegur hoone kütmisel või tarbevee soojendamisel.

Paar sõna ka seadmetes kasutatava külmaaine – freooni kohta. Tänapäeval kasutatakse enamikus seadmetes freooni R410a, mis ei ole mürgine ega ohusta ka osoonikihti. Küll aga mõjutab ta  kasvuhooneefekti ning seega tuleb hoolitseda selle eest, et ta süsteemist ei lekiks. Kasutamiskõlbmatud seadmed tuleb viia selleks ettenähtud kogumispunkti. On ka selliseid õhk-vesi-soojuspumpasid, milles kasutatakse süsinikdioksiidi (CO2), mida ei pea kokku koguma ning millel on külmaainena päris head omadused, ent on süsteemis valitseva kõrge rõhu tõttu kallimad.

Kuigi õhk-vesi-soojuspumbad on õhk-õhk-soojuspumpadest palju kallimad, on nende kasutamine  õige lahenduse korral märksa mugavam. Pealegi on neid lihtne olemasoleva küttesüsteemiga ühendada.  Pumba valimisel tuleb silmas pidada selle kvaliteeti, kasutamisvõimalusi, komplekteeritust ja hinda.  Ei tohi unustada sedagi, et küttesüsteemi ehitus peab võimaldama.