Toplotna črpalka v stari hiši: ena številka pove, ali se naložba splača

Toplotna črpalka je sodobna, učinkovita in do okolja prijazna tehnologija, vendar ni univerzalna rešitev za vse stavbe. Kako se obnese v starejši hiši? Kaj je ključno, da bo v njej delovala učinkovito, in kaj je dobro vedeti pred njeno vgradnjo.

Kot vsako stvar lahko tudi stavbe opisujemo z različnimi vatli. Ocena na podlagi starosti je na videz preprosta, a za potrebe tega prispevka manj smiselna. Bolj uporabna je energetska slika stavbe, ki jo določa ovoj. To so temelji, tlaki, fasada, streha ali zadnja plošča ter stavbno pohištvo in senčila. Pri starih stavbah nam obilo težav povzročajo toplotni mostovi in hladilna rebra. Dejansko nam toplotne izgube na ovoju določajo parametre sistema za ogrevanje prostorov. Tega sestavljajo ogrevalna naprava, razvod, ogrevala in avtomatika. Zato moramo pri presoji o smiselnosti vgradnje toplotne črpalke govoriti o energetskih last­nostih objekta, ne pa o njegovi starosti. In še nekaj. Če stavba nima internetne povezave, potem pozabimo na toplotno črpalko, kajti ta jo potrebuje.

Kje je meja med primerno ali neprimerno stavbo za vgradnjo TČ?

Pri presoji, ali je starejša hiša primerna za vgradnjo toplotne črpalke, letnica gradnje ni uporabno merilo. Pomembne so njene dejanske toplotne lastnosti. Ključni pokazatelj je specifična letna raba energije za ogrevanje, izražena v kilovatnih urah na kvadratni meter. Hiše z rabo energije do približno 100 kWh/m² na leto (10 litrov kurilnega olja) so za toplotno črpalko praviloma primerne tudi brez večjih posegov. Če ogrevalni sistem omogoča delovanje z dvižno temperaturo do 45 stopinj Celzija, je izkoristek toplotne črpalke dober in obratovalni stroški nizki. Pri slabše izoliranih stavbah, kjer so potrebne temperature ogrevalne vode 60 stopinj Celzija ali več, pa njena vgradnja brez predhodne sanacije pogosto ni smiselna, saj je izkoristek slab, investicija pa se težje povrne.

Hranilnik tople vode, tlačna posoda, obtočne črpalke, ventili, merilniki in toplotno izolirani cevni razvodi so sestavni del kotlovnice družinske hiše. Foto Bojan Žnidaršič

(Ne)primernost

Pri presoji smiselnosti vgradnje toplotne črpalke v starejšo hišo se pri energetskem svetovanju izogibam preprostim oznakam, kot sta primerna ali neprimerna rešitev. Bistveno vprašanje namreč ni samo stanje stavbe, temveč tudi, kdo v njej živi in kako. Optimalna rešitev ogrevanja vedno nastane na presečišču teh dveh dejavnikov – energetskih lastnosti hiše ter potreb, navad in življenjskega obdobja stanovalcev. Starejše hiše se med seboj zelo razlikujejo: nekatere so že delno ali v celoti sanirane, druge ostajajo energijsko potratne, kar neposredno vpliva na delovanje in učinkovitost toplot­ne črpalke. A pri odločitvi se pogosto pojavi še en zelo pomemben vidik, to je staranje stanovalcev. Marsikdo se v zrelejšem živ­ljenjskem obdobju zavestno odloči za top­lotno črpalko zlasti zaradi avtomatskega delovanja in minimalne potrebe po vsakodnevnem upravljanju. V takšnih primerih toplotna črpalka morda ni energetsko ali finančno optimalna izbira, lahko pa je najbolj smiselna z vidika udobja, zanesljivosti in dolgoročne kakovosti bivanja.

Nočno izklapljanje ogrevanja: kdaj prihranite in kdaj naredite napako

Tipi toplotnih črpalk

Trg toplotnih črpalk je danes izjemno raznolik, zato izbira prave rešitve ni vprašanje enega samega »najboljšega« sistema, temveč iskanja optimalne rešitve za konkretno družino, hišo in parcelo. Pri tem upoštevamo značilnosti posameznih tipov toplotnih črpalk, ki se med seboj razlikujejo zlasti po viru toplote, zunanjih in notranjih elementih, prostorsko in gradbeno zakonodajo, primernost za nove ali starejše stavbe ter investicijske in obratovalne stroške. V nadaljevanju predstavljam šest ključnih tipov toplotnih črpalk. Tako se bomo lažje odločili, kdaj je posamezna rešitev smiselna in kakšne stroške lahko pri tem pričakujemo.

Klimatska naprava je najpreprostejša toplotna črpalka zrak-zrak. Zunaj stavbe zunanja enota iz zraka odvzema toploto, znotraj pa so notranje enote, ki toploto oddajajo neposredno v zrak prostorov. Za ogrevanje se priporoča, da so te enote na tleh, saj delujejo podobno kot toplovodni radiator. Med zunanjim in notranjim delom potekajo bakrene cevi s hladivom. Tak sistem je tehnično najmanj zahteven, ne potrebuje vod­nega razvoda, radiatorjev ali talnega gretja, zato je primeren zlasti za pasivne in manjše hiše, stanovanja ali vikende ter za objekte, kjer želimo hitro toplozračno ogrevanje in hkrati hlajenje. Investicija je najnižja med vsemi tipi, praviloma nekaj tisoč evrov.

Klimatska naprava je toplotna črpalka, uporabna za hlajenje ali ogrevanje prostorov. Če želimo zlasti ohlajati, vgradimo notranjo enoto pod strop. Če pa želimo zlasti ogrevati prostore, vgradimo notranjo enoto nad tla. Foto Alex Cimbal/Shutterstock

Toplotna črpalka zrak/voda je danes najpogostejša izbira pri novogradnjah in zamenjavah starih kotlov. Zunaj stavbe stoji zunanja enota z ventilatorjem in uparjalnikom, ki odvzema toploto zraku, znotraj pa je notranja enota s toplotnim izmenjevalnikom, obtočno črpalko ter pogosto hranilnikom toplote in bojlerjem sanitarne vode. Toplota se po hiši razvede nizkotemperaturno prek talnega, stenskega ali stropnega gretja ali visokotemperaturno prek radiatorjev. Prednosti tega sistema sta razmeroma preprosta vgradnja brez posegov v teren in dobra prilagodljivost obstoječim hišam. Slabost je odvisnost od zunanje temperature. Ob zelo nizkih temperaturah pade izkoristek in naraste poraba elektrike. Investicija je med 9000 in 15.000 evri, odvisno od moči, izvedbe in dodatkov.

Toplotna črpalka zemlja/voda s horizontalnim kolektorjem je bolj stabilen vir toplote. Zunaj stavbe so na globini 1,5 do dva metra v zemljo položene alkaten cevi, po katerih kroži mešanica vode in glikola, ki iz tal odvzema toploto. V hiši je postavljena toplotna črpalka, zelo podobna notranji enoti zrak/voda, a brez ventilatorja. Tak sistem zahteva veliko površino zemljišča, praviloma dvakratnik ogrevane površine hiše, zato ni primeren za majhne parcele. Prednosti sta zelo stabilen izkoristek čez leto in tiho delovanje, slabost pa večji zemeljski poseg. Zaradi potrebnih zemeljskih del je investicija višja, običajno v razponu od 13.000 do 18.000 evrov.

Notranja enota toplotne črpalke na geovrtino skriva tudi bojler sanitarne vode. Foto Bojan Žnidaršič

Toplotna črpalka na geotermalno vrtino je primerna na manjših parcelah ali v strnjenih naseljih, kjer bi lahko hrup zunanje enote motil sosede. To je edina TČ, ki za delovanje ne uporablja sončne energije, temveč toploto zemeljske sredice. V teren se izvrta ena ali več vrtin do največ 150 met­rov. Vanje se vstavijo sonde, po katerih v zaprtem sistemu kroži protizmrzovalna tekočina, ki iz toplih globin prinaša toploto in jo odda na toplotnem izmenjevalniku. Geosonda je popolnoma skrita in nevidna zunanja enota, znotraj stavbe pa je klasična toplotna črpalka. Ta sistem ima visoko in stabilno učinkovitost, saj je temperatura v globine zemlje skoraj stalna, ne glede na letni čas. Primeren je za objekte z večjimi toplotnimi potrebami in tam, kjer želimo dolgoročno najbolj zanesljivo rešitev. Slabost so visoki začetni stroški ter potreba po geoloških preverjanjih in dovoljenjih. Investicija praviloma znaša med 15.000 in 25.000 evri.

Toplotna črpalka voda/voda s podtalnico velja za rešitev z najnižjimi obratovalnimi stroški od vseh tipov toplotnih črpalk. Zunaj stavbe sta potrebni dve vrtini. Iz črpalne se črpa podtalna voda, v ponorno se vrača ohlajena voda. Vmes je znotraj stavbe toplot­na črpalka z izmenjevalnikom, ki toploto vode prenese v ogrevalni sistem. Ker ima podtalna voda vse leto razmeroma stalno temperaturo, so izkoristki zelo visoki. Težava je v tem, da mora biti na lokaciji dovolj kakovostne in obilne podtalnice, po­trebna so vodna dovoljenja, sistem pa zahteva več vzdrževanja. Podtalnica pa ni edina možnost, saj so primerne tudi površinske ali odpadne vode. Investicija je podobna kot pri geosondi, pogosto med 16.000 in 26.000 evri.

Je 24 °C doma res nuja? Optimalna bivalna temperatura je pogosto nižja, kot mislimo

Monoblok je novejša izvedba toplotne črpalke zrak/voda, pri kateri je celoten hladilni krog zaprt v eni sami enoti. Ta je lahko znotraj ali zunaj stavbe. Pri zunanji izvedbi so kompresor, uparjalnik, kondenzator in elektronika zunaj, v notranjost pa se ne vodi hladivo, temveč že ogrevana voda. V hiši so zato potrebni le hranilnik toplote, razdelilniki in bojler za sanitarno vodo. Pri notranji izvedbi imamo vse elemente znotraj stavbe, do katere pa moramo pripeljati dovodno in odvodno cev zunanjega zraka. Glavna prednost monobloka je preprosta in hitra vgradnja z manj posegi v stavbo ter manjšo možnostjo uhajanja hladiva. Slabost je izpostavljenost vodnih cevi nizkim temperaturam, zato sta dobra izolacija in zaščita pred zmrzovanjem ključni. Po učinkovitosti so sodobni monobloki primerljivi s split (ločenimi) sistemi zrak/voda, zlasti v nizkotemperaturnih ogrevalnih sistemih, kot sta talno gretje ali stensko ogrevanje. Investicija v razponu od 9000 do 14.000 evrov za enodružinsko hišo je odvisna od moči, proizvajalca in dodatne opreme.

Desno je skrit bojler sanitarne vode, levo pa elektronika. Toplotne črpalke so vedno bolj sofisticirane ogrevalne naprave, zato lahko dosežejo tudi visoko grelno število. Foto Bojan Žnidaršič

Toplotna črpalka je sodobna, učinkovita in do okolja prijazna tehnologija, vendar ni univerzalna rešitev za vse stavbe. V starejših, energetsko potratnih pogosto ne more delovati v optimalnih razmerah, kar se kaže v višjih obratovalnih stroških in slabšem izkoristku. Ključno vprašanje zato ni, ali je hiša stara ali nova, temveč ali je energetsko primerna za nizkotemperaturno, visokotemperaturno ali celo toplozračno ogrevanje. Šele po tej presoji ima vgradnja toplotne črpalke ekonomski in energetski smisel. V nasprotnem primeru je pogosto bolje najprej vložiti v toplotni ovoj stavbe. To je naložba, ki izboljša učinkovitost vsakega ogrevalnega sistema, ne glede na izbrano tehnologijo.