Hlajenje s toplotno črpalko: Ohlajajo konvektorji ali ploskovna hladilna telesa

Seveda moramo hlajenje s toplotno črpalko (TČ) predvideti že pri načrtovanju gradnje in obnove, izbrati primerno izvedbo TČ in vgraditi ustrezna ogrevala. O lastnostih hlajenja s TČ, pogojih zanj, pa tudi o primerjavi tega načina hlajenja z uporabo klimatske naprave smo se pogovarjali s sogovorniki iz podjetij Kronoterm iz Braslovč, E2E iz Ljubljane in Atlas Trading iz Vojnika.

Izvedbe TČ za hlajenje

Za hlajenje prostorov lahko uporabljamo t. i. reverzibilne toplotne črpalke zrak/voda, pri katerih pri tem procesu deluje kompresor, zato ta način imenujemo aktivno hlajenje. Pozimi, ko jih uporabljamo za ogrevanje, črpajo toplotno energijo iz zraka v okolici stavbe in jo v krožnem procesu, v katerem se tekoče hladivo uparja, stisne in spet utekočinja, dvignejo na višjo temperaturo ter prenesejo na vodo v ogrevalnem sistemu. Poleti se proces obrne, vlogi uparjalnika in kondenzatorja se zamenjata. Skozi uparjalnik, ki je zdaj v prostoru, kroži notranji zrak, pri tem se ohladi, saj je oddal toploto hladivu, ki se v uparjalniku uparja.

Drugače lahko poteka hlajenje prostorov poleti pri TČ zemlja/voda (z geosondo) in TČ voda/voda, saj lahko pri njih delujejo le primarne črpalke, brez kompresorja. Ker ta miruje, imenujemo takšen način pasivno hlajenje. »Temperatura zemlje ali podtalnice je namreč vse leto stabilna in praviloma dovolj nizka, da hišo hladimo naravno, torej brez delovanja kompresorja. Tak način je energijsko najbolj učinkovit, saj izkoriščamo naravno danost vrtine in toploto iz hiše preprosto prenašamo v zemljo z obtočno črpalko moči 50 W,« pojasni Yasin Jodeh iz podjetja Atlas Trading.

Danes ponujajo toplotne črpalke, ki omogočajo tako ogrevalno kot hladilno funkcijo, skoraj vsi proizvajalci, pravi Miha Glavič iz podjetja E2E, vendar so na trgu še vedno tudi takšne, ki so namenjene le za ogrevanje. Po tehnični plati so skoraj enake, tistim z možnostjo hlajenja je dodane nekaj elektronike, ventilov in izoliranih cevi, poleg tega so pogosto znatno dražje. Opozori pa, da funkcije hlajenja nimajo dvokompresorske visokotemperaturne TČ, ki zmorejo vodo ogreti na 80 °C in so primerna izbira v kombinaciji z radiatorji v slabše izoliranih hišah.

Primerna ogrevala oz. hladilna telesa

V kombinaciji s toplotno črpalko, ki v toplem delu leta omogoča hlajenje prostorov, potrebujemo ustrezna »ogrevala«. Radiatorji za ta namen niso primerni, ker imajo premajhno površino. Po besedah Suzane Guček iz podjetja Kronoterm so primerna izbira ventilatorski konvektorji ali ploskovne oblike cevne napeljave, tj. talno, stropno in stensko hlajenje, po katerih se sicer pozimi pretaka topla voda.

»Stropni, stenski ali talni konvektorji omogočajo dinamično hlajenje z razvlaževanjem s hladno vodo, ki jo pripravlja toplotna črpalka. Hlad širijo v prostor z ventilatorji, s čimer zrak hladijo. Pri njihovi izbiri je pomembno merilo, da ne povzročajo prevelikega podhlajevanja,« dodaja sogovornica. Druga možnost je mirno hlajenje prek različnih izvedb ploskovnega hlajenja (stropno, stensko, talno).

Te so dobra izbira za novogradnje, v nasprotju s prepričanjem mnogih so dovolj učinkovite in zagotavljajo dobro počutje, dodaja Jodeh. Kjer pri obnovi hiš njihova vgradnja ni mogoča, pa se uporabljajo konvektorji. Ti delujejo podobno kot klasične klimatske naprave, le da so namesto na njeno zunanjo enoto s cevno napeljavo povezani s toplotno črpalko ali modulom za pasivno hlajenje, ki je v toplotni črpalki ali ob njej.

Za dobro počutje potrebna hlad in nizka zračna vlažnost

Ventilatorski konvektorji so podobni klimatskim napravam tudi po možnosti razvlaževanja zraka, le da po njih namesto freona teče voda, ki ima višjo temperaturo, zato je razvlaževanje z njimi manj učinkovito, dodaja Miha Glavič. »Za to, da bi se v stavbi poleti dobro počutili, morata biti izpolnjena dva pogoja: ne zadostuje samo primerno nizka temperatura, temveč mora biti nizka tudi relativna vlažnost zraka.

Prav nezmožnost razvlaževanja je slabost hlajenja s ploskovnimi sistemi, poudari. Razvlaževanje v praksi dosežemo v kombinaciji ploskovnega hlajenja z eno klimatsko napravo ali pa zanj poskrbi mehanski prezračevalni sistem. Enako pomen njegove vgradnje v bivalne prostore poudarijo pri Kronotermu, kjer so nam odgovorili tudi na vprašanje, ali lahko uporaba ploskovnega hlajenja poveča možnosti za nastajanje kondenza v bivalnih prostorih. »Simulacije so pokazale, da se za večino podnebnih razmer, ki veljajo tudi za Slovenijo, kondenzacija ne pričakuje. Zato je zelo pomembno, da izberete ponudnika ogrevanja, ki ima naprave razvite in testirane v tukajšnjih podnebnih razmerah. Poleg mehanskega prezračevanja je treba zagotoviti, da je temperaturna razlika med ohlajeno ploskvijo in prostorom manjša od 6 °C. To z drugimi besedami pomeni, da morate, če ohlajate prostor, v katerem je 25 °C, poskrbeti, da površina tal, stropa ali stene ne bo hladnejša od 19 °C. Za prostore z večjo vlažnostjo zraka, denimo za kopalnice, je tak način ohlajevanja manj primeren, zato svetujemo, da hladilni krog v kopalnici zaprete,« priporoča Suzana Guček.

Lahko TČ hkrati hladi in ogreva?

Vse opisane vrste TČ, ki nam poleti omogočajo hlajenje bivalnih prostorov, nas lahko oskrbijo tudi s toplo sanitarno vodo. Vendar morata biti pri njih sistema za ogrevanje in hlajenje prostorov ter ogrevanje sanitarne vode ločena. Potrebujemo modul za zimsko ogrevanje in poletno ohlajanje prostorov, medtem ko modul za segrevanje sanitarne vode poskrbi, da imamo vedno toplo vodo.

Laično si morda predstavljamo, da oba procesa potekata v istem trenutku, vendar ni tako. En sam kompresor pri toplotni črpalki ne more hkrati ogrevati in delovati kot hladilnik; procesa se občasno izmen­jata, ali povedano po domače, topla sanitarna voda se pripravi na zalogo v rezervoarju, razloži Miha Glavič. Medtem ko manjše TČ nimajo možnosti hkratnega ogrevanja in hlajenja, lahko večji sistemi izkoristijo odpadno toploto, ki nastane pri hlajenju, za ogrevanje na drugi strani (bodisi prostorov, sanitarne, bazenske vode ...). Takšni sistemi se uporabljajo za večje zgradbe in niso primerni za manjše in srednje velike stanovanjske hiše, še doda sogovornik.

Sam vidi kot glavni prednosti pri hlajenju s TČ namesto s klasičnimi klimatskimi napravami, katerih učinkovitost in izkoristek sta večja, eno samo zunanjo enoto in udobje ob mirnem hlajenju s ploskovnimi hladilnimi telesi namesto pihanja hlad­nega zraka pri klimatski napravi. Ovira pri hlajenju s TČ pa je, da je pri nekaterih sistemih potreben še dodaten zalogovnik hladne vode, kar utegne biti v blokih in manjših stanovanjskih hišah zaradi prostorske stiske precej neugodno.

S tehnološkega vidika, pravijo pri Kronotermu, je prednost pri pametnih TČ tudi to, da same spremljajo zunanje temperature ter vremensko napoved in lahko preklopijo s sistema ogrevanja na sistem hlajenja.