Toplotne črpalke za »telebane«: kaj morate vedeti o tem ogrevalnem sistemu

Kako delujejo?

Kar tri četrtine energije, potrebne za svoje delovanje, pridobijo brezplačno iz obnovljivih virov v bližnji okolici. V zemlji, podtalni vodi in v zunanjem zraku so shranjene ogromne količine toplotne energije, ki jo lahko s pomočjo toplotnih črpalk pretvorimo v ogrevalno energijo. Tehnologija delovanja je skoraj identična kot pri delovanju hladilnika, le da je proces obrnjen – medtem ko hladilnik hladi živila tako, da jim odvzema toploto in jo oddaja v prostor, toplotna črpalka toploto črpa iz zraka, zemlje ali podtalnice, jo v krožnem procesu dvigne na višjo temperaturno raven in prenese na vodo, ki kroži v ogrevalnem sistemu. Del toplote vira, ki vstopi v toplotno črpalko, prevzame hladilo v uparjalniku. Agregatno stanje hladila se spremeni iz tekočega v plinasto, zniža se tudi njegov tlak. Tako uparjeno hladilo se v kompresorju stisne na manjšo prostornino, pri čemer se zviša njegova temperatura (za to je potrebna električna energija). Pregreta para se potisne v kondenzator, kjer se del toplote prenese na vodo v ogrevalnem sistemu, uparjeno hladilo pa se kondenzira. Med kondenzatorjem in uparjalnikom je krožni proces sklenjen. Preden se utekočinjeni plin vrne v uparjalnik in ponovno sprejme del toplote vira energije, se njegov tlak in temperatura znižata.

Kateri vir izbrati?

Vgradnja toplotne črpalke za ogrevanje prostorov je pri novogradnji zaradi majhnih potreb po toploti gospodarna odločitev ne glede na to, kateri toplotni vir izberemo. V obstoječih hišah pa je po mnenju strokovnjakov pred vgradnjo smiselno najprej zmanjšati toplotne izgube in s tem potrebe po toploti. Toplotne črpalke sicer sodijo med ogrevalne sisteme, pri katerih so stroški obratovanja najmanjši, kar velja ne glede na izbrano različico črpalke: zemlja/voda, voda/voda in tudi za najbolj razširjeno zrak/voda. Najučinkovitejše pa so v povezavi z nizkotemperaturnimi ploskovnimi ogrevalnimi sistemi, torej s talnim, stenskim ali stropnim ogrevanjem. Velja tudi, da je naložba najbolj upravičena, če bomo z njo ogrevali in hladili. Sistem z eno notranjo in eno zunanjo enoto lahko namreč pozimi v bivalnih prostorih zagotavlja toploto, poleti pa prijeten hlad. Danes je večina toplotnih črpalk na trgu reverzibilnih, kar pomeni, da pozimi prečrpavajo toploto iz okolice v bivalne prostore, poleti pa ravno nasprotno – toploto črpajo iz bivalnih prostorov in jih s tem hladijo, saj imajo vgrajeno primerno regulacijo in ustrezne komponente.

Učinkovitost in stroški

Z energijskega vidika je najugodnejši toplotni vir podtalnica, če je kakovostna in je na voljo v zadostni količini. Njena povprečna letna temperatura je okoli 10 stopinj Celzija, zato toplotne črpalke voda/voda dosežejo grelno število več kot 5, kar za uporabnika pomeni največji prihranek pri stroških ogrevanja. Pomanjkljivost sistema je v tem, da je celotna naložba med vsemi omenjenimi najdražja – zanjo je treba odšteti okoli 15.000 evrov. Če je okoli hiše dovolj prostora, je primerna tudi črpalka zemlja/voda z zemeljskim kolektorjem. Če je prostora premalo, se lahko odločimo tudi za t. i. sistem geosonda (v zemljo izvrtajo 60 do 150 metrov globoke vrtine, v katere vgradijo cevi iz umetne mase), vendar pa je za investitorje tudi pri tem glavna ovira vrednost naložbe, saj stane ena vrtina približno 5000 evrov. Cenovno najbolj dostopna je različica črpalke zrak/voda in tudi stroški za vgradnjo niso veliki. Če je hiša energijsko kolikor toliko varčna, se bo naložba s prihranki povrnila v približno petih letih. Pri energijsko potratni hiši je čas povračila naložbe seveda daljši.

Hibridna toplotna črpalka ali hibridni sistem

Toplotna črpalka lahko deluje povsem samostojno, kar pomeni, da zagotavlja vse potrebe po toploti za ogrevanje stavbe (monovalentno delovanje), lahko pa jo uporabimo skupaj z obstoječim virom ogrevanja. Ta začne delovati, ko toplotna črpalka ne zmore več zagotavljati potrebne toplote za ogrevanje (bivalentno ali kombinirano delovanje). Pri bivalentnem ali kombiniranem načinu ogrevanja pogosto srečamo dva podobna izraza: hibridna toplotna črpalka in hibridni sistem. Princip je enak pri obeh, le da gre v prvem primeru po navadi za hkratno namestitev dveh kombiniranih virov ogrevanja, ki ju proizvajalci ponujajo kot usklajeno kombinacijo z enotno regulacijo, medtem ko o hibridnem sistemu govorimo, ko k obstoječemu ogrevalnem sistemu s katerim koli konvencionalnim energentom dogradimo toplotno črpalko in tak sistem uporabljamo s hibridno regulacijo. Najpogostejša je kombinacija toplotne črpalke zrak/voda in kondenzacijske plinske peči, na voljo pa so tudi različice zemlja/voda ali voda/voda v kombinaciji s kondenzacijskim plinskim kotlom.

Kombinacija s kondenzacijskim plinskim kotlom

Slednji sistem je zelo primeren za hiše, ki že imajo plinsko napeljavo, pri novih objektih pa za vse, ki ne želijo biti odvisni le od enega vira energije, elektrike ali plina. Glede na potrebe po toploti lahko v določenem času deluje samo toplotna črpalka, samo plinski kondenzacijski kotel, ali pa oba hkrati. V slabo izolirani hiši, za katero so značilne velike toplotne izgube, bo v hibridni različici pretežno delovala plinska peč. Ko pa zamenjamo stavbno pohištvo in izvedemo toplotno izolacijo fasade, bo za večino potreb po toploti dovolj samo toplotna črpalka. Spremeniti je treba le vrednosti ogrevalne krivulje oziroma temperaturo, pri kateri se vklopi plinska peč. Če je bila ta prej nastavljena na 0 stopinj Celzija, bo lahko po energijski prenovi stavbe šele pri –10 ali manj. Poraba plina bo občutno manjša, saj bo večino dela opravila toplotna črpalka. Sicer pa je od značilnosti hiše, cene obeh energentov, zunanje temperature in nastavitve želene temperature v prostorih odvisno, pri kateri temperaturi bo začela delovati toplotna črpalka, plinski kotel, ali pa bo vključeno hibridno delovanje. Sistem krmiljenja (regulacije) na podlagi vseh teh spremenljivk samodejno izračuna način ogrevanja, ki je za uporabnika najugodnejši.

Vir: www.zps.si