Kako izbrati primerno toplotno črpalko

Najprimernejšo toplotno črpalko (uveljavljena okrajšava je TČ) za ogrevanje prostorov izberemo glede na toplotne izgube stavbe, prostornino ogrevanja in ogrevalni sistem ter potrebe po sanitarni vodi. TČ je začetek ogrevalnega sistema, katerega pomembni deli so tudi razvodi, ventili, obtočne črpalke, regulacija in ogrevala.

Delovanje TČ

Toplotna črpalka je naprava, ki spreminja toploto nižje temperature v toploto višje temperature, kar pomeni, da navzven hladi, navznoter greje. Torej ravno obratno od hladilnika, ki greje navzven, hladi pa navznoter.

Delovanje temelji na krožnem procesu, v katerem je hladivo (tekočina z nizko temperaturo vrelišča) izpostavljeno različnim spremembam agregatnega stanja, to je uparjanju, kondenzaciji, ekspanziji in kompresiji. Najpomembnejši del TČ je uparjalnik, ki vzame iz okolice (zemlje, vode ali zraka) shranjeno toplotno energijo in jo skupaj s pogonsko energijo (običajno elektriko, lahko tudi plinom) odda v obliki toplote za ogrevanje prostorov ali sanitarne vode.

Pet tipov TČ

Sodobna, kakovostno grajena in toplotno izolirana stavba potrebuje ogrevalno napravo majhne moči z avtomatsko regulacijo in majhno porabo energije. Zanjo je zato idealna toplotna črpalka, najprimernejšo izberemo glede na stanje stavbe, parcelo in druge zahteve v gospodinjstvu.

Poznamo pet osnovnih tipov TČ, vse imajo zunanjo in notranjo enoto, povezava med njimi je plinska. Večinoma jih poimenujemo z dvema besedama. Prva opiše medij, ki ga naprava ohlaja, druga medij, kateremu oddaja toploto.

• TČ zrak/zrak je klimatska naprava. Ohlaja ali ogreva zunanji zrak in po plinski povezavi toplozračno ogreva ali ohlaja notranji zrak.
• TČ zrak/voda je najpogosteje uporabljen tip za toplovodno ogrevanje prostorov in sanitarne vode.
• TČ voda/voda ima največje izkoristke, kar pomeni najcenejše ogrevanje. Pridobiti je treba dovoljenje za vrtanje in rabo podtalnice, tekoče ali stoječe vode.
• TČ zemlja/voda je zemeljski kolektor, vkopan približno 180 cm pod površjem tal na parceli. Sistem je uporaben pri novogradnjah ali ko imamo pri obnovah opraviti z večjimi zemeljskimi deli.
• TČ na geovrtino je toplotna črpalka, ki izrablja toploto zemeljske sredice. Zanjo je treba pridobiti dovoljenje za vrtanje v globino od 100 do 150 m.

Raba energije v gospodinjstvih

Po podatkih Statističnega urada Republike Slovenije smo v gospodinjstvih leta 2022 porabili za ogrevanje stanovanjskih prostorov 61 odstotkov vse energije. Sledijo razsvetljava in električne naprave (17 odstotkov), ogrevanje sanitarne vode (skoraj 17 odstotkov), kuhanje (štiri odstotke) ter hlajenje prostorov (en odstotek).

Zanimiv je tudi pogled na strukturo porabe energentov v gospodinjstvih. Prevladovala so lesna goriva s 34 odstotki, sledili so električna energija s skoraj 31 odstotki, zemeljski plin s skoraj 10 odstotki, ekstra lahko kurilno olje z devetimi odstotki, daljinska toplota s skoraj sedmimi odstotki, toplota iz okolice s skoraj šestimi odstotki, utekočinjeni naftni plin s skoraj tremi odstotki in sončna energija z odstotkom.

Napoved trendov

Zaradi vse boljše toplotne izolacije ovoja stavb se bo delež energije za ogrevanje in hlajenje zmanjševal. Zaradi starosti stanovalcev se bo zmanjševal delež lesne biomase kot primarnega vira ogrevanja, saj od uporabnika zahteva največ dela ali prostora. Povečevali se bodo deleži energentov za avtomatske sisteme ogrevanja. Vsaj trenut­no se tudi zaradi zakonodaje in razmer na svetovnem trgu pospešeno zmanjšuje raba plina in kurilnega olja, povečuje pa raba elek­trike. Tu so TČ gotovo zmagovalke prehoda v brezogljično družbo.

Na ogrevanje vplivajo trije dejavniki

Stavba je vedno prva. Pri novogradnji ali obnovi določa toplotni ovoj stavbe vse parametre ogrevanja. Čim boljši bo, tem manjše bodo toplotne izgube in manjši stroški ogrevanja prostorov.

Stavbi prilagodimo ogrevalni sistem, ki ga sestavljamo kot lego kocke. Praviloma vsak element izbiramo ločeno, a vedno z zavedan­jem, da gradimo celoto. Dejansko se odločamo za tri najpomembnejše elemente: s katerim energentom in katero ogrevalno napravo bomo ogrevali prostore in/ali sanitarno vodo ter s katerim ogrevalom.

Tretji smo ljudje. Ogrevalni sistem mora zadostiti vsem našim potrebam po toploti, poleg tega mora biti preprost za upravljanje in primeren starosti stanovalcev. Prav zaradi avtomatskega delovanja in stabilnosti poceni ogrevanja so TČ primerna rešitev tudi za vse, ki se z ogrevanjem ne želijo ali ne zmorejo ukvarjati.

Ekonomika

Energetsko učinkovitost TČ izražamo s koeficientom zmogljivosti sistema (letno grelno število ali SCOP), običajno v razponu od 3 do 5. SCOP prikazuje razmerje med vhodno električno energijo in končno zmožnostjo ogrevanja TČ. Če ta generira 5 kW ogrevalne moči iz 1 kW električne moči, pomeni, da znaša SCOP za takšno napravo 5. Pri dobrih TČ je SCOP 5 ali več, kar pomeni, da je cena tako proizvedene toplotne energije le 20 odstotkov ali manj cene elektrike. V denarju to pomeni okrog 3,5 centa za kilovatno uro, ne pa 18 centov, kolikor je trenutna cena elektrike. Ta dodana vrednost je razlog, da uvrščamo TČ med najcenejše obnovljive vire energije. V primerjavi s poleni je ogrevanje s TČ za okrog 25 odstotkov cenejše. Zaradi avtomatskega delovanja nam ni treba skrbeti za kurjenje, pripravo drv, sušenje, čiščenje kotla in dim­nika ter odnašanje pepela.

Sušenje in ohlajanje prostorov s TČ

Praksa je pokazala, da je TČ za pripravo sanitarne vode dobra rešitev za ohlajanje in sušenje vlažnih prostorov. V tem primeru se odločimo za split izvedbo z ločenim uparjalnikom. Uparjalnik, nameščen v kleti, to z odvzemanjem toplote ohlaja in suši. Kondenzator in hranilnik toplote pa priključimo v cevni razvod v kotlovnici. Kondenzat moramo odvajati v odtok, lahko pa to destilirano vodo koristno uporabimo pri likanju.

Trije elementi za izbiro

Moč: Potrebno moč TČ določajo toplotne izgube na ovoju stavbe, prostornina, ki se bo ogrevala, ogrevala (nizko- ali visokotemperaturna, kar pomeni npr. talni cevni razvod ali radiatorje) in lokacija stavbe (Primorska, celinska Slovenija). Izbira moči na pamet je tvegana, zato naj jo izračuna projektant strojnih inštalacij.

SCOP: To je kratica za letno grelno število, ki podaja učinkovitost pretvorbe temperature okolice v ogrevalno vodo. Najboljše imajo SCOP več kot 5, najslabše okrog 3.

Hrup: Vsi proizvajalci težijo k neslišnemu delovanju zunanje in notranje enote. V strnjenih naseljih je lahko zvok zunanje enote vzrok prepirov med sosedi. Zato naj bo ponoči hrup zunanje enote največ 35 dB, kar je primerljivo s komaj slišnim šumom ventilatorja na prenosnem računalniku.

Od 1. marca 2024 spremenjeno zaračunavanje elektrike

Čez dobre tri mesece bo pomemben mejnik za vse plačnike električne energije. Takrat se bo v Sloveniji začel nov način obračuna elektrike s petimi časovnimi bloki in različnimi cenami za delovni/nedelovni dan, visoko in nizko tarifo, omrežnino in dogovorjeno obračunsko močjo. Vsekakor preveč spremenljivk za ročno preklapljanje, kot to delamo s pralnimi stroji v času nizke tarife. Pri treh poznavalcih področja sem vprašal, kako bodo pomagali uporabnikom TČ za optimalno prilagoditev novi cenovni politiki. Zanimalo me je, kakšne rešitve pri­pravljajo za avtomatsko sledenje najnižjim cenam elektrike.

Monter se s to spremembo trenutno ne ukvarja. Rešitve in navodila za montažo pričakuje od proizvajalcev.

Uvoznik TČ je podobnih misli. Pravi, da se kompaktna naprava odziva na zunanje krmilne signale, vendar proizvajalci ne ponujajo potrebnih algoritmov glede na različne tarife elektrike v različnih državah. Za sledenje tarifam je potrebna zunanja pametna inštalacija, ki potem v napravi sproži zahteve za ogrevanje.

Eden od proizvajalcev pojasnjuje, da za svoje TČ razvijajo potrebno računalniško opremo, pri čemer pričakujejo, da bodo elektro­distribucijska podjetja naredila svoje s pošiljanjem signalov.