Toplotne črpalke: Gospodarna odločitev za novogradnje in obstoječe hiše

Okoljsko ozaveščenim investitorjem veliko pomeni, da toplotne črpalke tri četrtine energije za svoje delovanje dobijo brezplačno, iz obnovljivih virov v bližnji okolici. V zunanjem zraku, podtalnici in zemlji so nam­reč shranjene velike količine energije, ki jo toplotne črpalke pretvorijo v ogrevalno energijo. Tiste, ki jim skrb za okolje ne pomeni veliko, pa prepričajo stroški ogrevanja – ti so v primerjavi s klasičnimi ogrevalnimi sistemi tudi za tri četrt manjši, saj toplotne črpalke za svoje delovanje porabijo občutno manj električne energije, kot pa oddajo toplotne energije: iz kilovata vložene električne energije dobimo od tri do pet kilovatov toplotne energije.

Najbolj učinkovite v povezavi z nizkotemperaturnim sistemom

Toplotne črpalke so najbolj učinkovite v povezavi z nizkotemperaturnim ploskovnim ogrevalnim sistemom, torej s talnim, stenskim ali stropnim ogrevanjem. Nizkotemperaturni režim delovanja pomeni, do so za ogrevanje potrebne občutno nižje temperature ogrevalne vode (ali drugega medija, ki kroži po grelnih telesih v prostoru) – takšno ogrevanje s toplo vodo deluje z maksimalno temperaturo vode v predtoku okrog 75 stopinj Celzija in okrog 40 stopinj v povratku. Srednja delovna temperatura vode je tako približno 50 stopinj Celzija.

Temperaturna raven, pri kateri deluje posamezen ogrevalni sistem, je med najpomembnejšimi dejavniki, ki vplivajo na izkoristek sistema, količino potrebne energije in posledično na količino izpusta ogljikovega dioksida. Ravno nižja temperatura je razlog, da pri nizkotemperaturnih ogrevalnih sistemih za dosego enakega toplotnega ugodja potrebujemo manj energije kot pri visokotemperaturnih, ki jih ima še vedno večina gospodinjstev. Pri teh je treba vodo, ki kroži po ogrevalih (običajno so to radiatorji), segreti na približno 80 do 90 stopinj, medtem ko pri nizkotemperaturnem talnem, stropnem ali stenskem ogrevanju zadostuje že 60 ali 70 stopinj oziroma 30 do 40 stopinj, če govorimo o dobro toplotno izoliranih hišah. Za to pa je, seveda, potrebne manj energije.

Vgradnja toplotne črpalke za ogrevanje prostorov v novogradnji je zaradi majhnih potreb po toploti gospodarna odločitev, ne glede na to, kateri toplotni vir izberemo. V obstoječih hišah pa je po mnenju strokovnjakov smiselno najprej zmanjšati toplotne izgube in s tem potrebe po toploti. Po drugi strani vedno več primerov dobre prakse dokazuje, da se lahko stroški ogrevanja občut­no zmanjšajo tudi v energijsko potratni hiši, v kateri smo oljni kotel, na primer, zamenjali s toplotno črpalko.

Cenovno najbolj dostopna je naložba v toplotno črpalko zrak/voda, njena vgradnja tudi ni povezana z velikimi stroški. Če je hiša kolikor toliko energijsko varčna, se bo naložba s prihranki povrnila v približno petih letih. Pri energijsko potratni hiši je čas povračila naložbe daljši, zato je odločitev za vgradnjo toplotne črpalke v tem primeru kljub nižjim stroškom za ogrevanje pogosto negospodarna. Energetski strokovnjaki namreč vedno opozarjajo, da pri odločitvah za ukrepe, ki povečujejo energijsko učinkovitost, ni pomembna zgolj cena ogrevalne naprave in energenta, ampak predvsem ekonomika tega ukrepa, torej v kolikšnem času se nam izvedena naložba povrne.

Za obstoječe hiše visokotemperaturne različice

V obstoječo hišo lahko vgradimo toplotno črpalko katerega koli tipa, odvisno od tega, kateri obnovljivi vir imamo na voljo (podtalnico, dovolj prostora okrog hiše za zemeljski kolektor ...). Vsekakor pa je treba najprej čim bolj natančno ugotoviti, kakšne so potrebe po toploti v hiši in na katerih mestih je največ toplotnih izgub. Če smo se odločili, da bomo dotrajani oljni kotel, denimo, zamen­jali s toplotno črpalko zrak/voda, je najbolj preprosta rešitev, da obdržimo radiatorje in vgradimo visokotemperaturno različico naprave – v tem primeru ostanejo radiatorji in razvodi centralnega ogrevanja nedotaknjeni, krmiljenje je praviloma vgrajeno v toplotno črpalko. Nujno pa je zamenjati stare ventile na radiatorjih s termostatskimi. Stroški ogrevanja bodo precej nižji, toliko bolj, če bomo hkrati zamenjali stavbno pohištvo in izvedli toplotno izolacijo, torej zmanjšali toplotne izgube.

Visokotemperaturne toplotne črpalke so običajno sestavljene iz dveh zaporedno vezanih invertersko vodenih toplotnih črpalk z različnimi hladivi, ki omogočata ogrevanje vode do 80 stopinj Celzija tudi pri zunanji temperaturi minus 20 stopinj Celzija. Pro­izvajalci med prednostmi navajajo, da ostane njihovo grelno število pri temperaturi vode med 40 in 60 stopinjami Celzija skorajda nespremenjeno in je tudi pri 80 stopinjah še vedno dobro.

Če obstoječi oljni kotel v kurilnici še ni prestar in deluje z razmeroma dobrim izkoristkom (80-odstotnim), ga lahko obdržimo in mu dodamo toplotno črpalko. Dokler zadostuje temperatura predtoka 45 stopinj Celzija, prostore ogreva toplotna črpalka, nato pa ogrevanje prevzame obstoječi kotel. Tudi v tem primeru večji posegi niso potrebni, vse, kar je treba urediti, se naredi v kurilnici. Za preklapljanje med enim in drugim sistemom skrbi avtomatsko krmiljenje, ki zagotavlja optimalno delovanje obeh sistemov. S tem tako imenovanim bivalentnim sistemom ogrevanja, ki ga sestavljata toplotna črpalka zrak/voda in oljni kotel z 80-odstotnim izkoristkom, denimo, lahko prihranimo približno 700 evrov na leto, poraba kurilnega olja pa se skoraj prepolovi.

Tretja možnost je vgradnja nizkotemperaturne toplotne črpalke, s katero zmanjšamo temperaturo predtoka na največ 45 stopinj Celzija. V tem primeru bo treba zamenjati stare radiatorje z večjimi in učinkovitejšimi.

Najbolj smiselno bi bilo namesto radiatorjev vgraditi talno gretje, vendar je poseg za marsikoga prevelik finančni zalogaj. A dejstvo je, da pri talnem gretju zadostuje temperatura predtoka 35 stopinj Celzija, s čimer se stroški za ogrevanje znižajo najbolj učinkovito, kar z drugimi besedami pomeni, da se bo večja začetna naložba hitro povrnila s prihranki.