Toplotne črpalke: S celovito rešitvijo do pol nižjih stroškov

14. 1. 2009 | Besedilo: Katarina Nemanič | Fotografije: Igor Modic/Delo

toplotne črpalke, dosje, obnovljivi viri energije, ogrevanje

Ogrevalni sistem v hiši je treba po približno petnajstih letih obnoviti. To je doba, v kateri oljni in plinski kotli še delujejo dovolj učinkovito, potem pa jih je bolje nadomestiti z novimi. Odločiti se moramo, ali kupiti sodobnejši kotel in še naprej uporabljati isti energent ali pa je morda bolje, da popolnoma spremenimo sistem in se odločimo za toplotno črpalko, ki velja za gospodarnejšo.

Pa so stroški ogrevanja res toliko manjši? Bo toplotna črpalka zagotovila dovolj toplote tudi v starejši, energijsko bolj potratni hiši? Kako izbrati najprimernejšo, jo vgraditi in povezati z obstoječimi ogrevali, so vprašanja za Uroša Miheliča, ki je pred letom dni v svoji hiši ogrevanje s kurilnim oljem – ki še zdaj pri temperaturah, nižjih od minus osem stopinj Celzija, služi kot dodatni vir toplote –, nadomestil s toplotno črpalko. Kljub povečani ogrevani površini in notranjemu bazenu so stroški za več kot polovico manjši, sistem pa deluje učinkovito, pravi za uvod.

Uroš Mihelič je pred dvema letoma začel razmišljati, kako lahko zmanjša stroške za ogrevanje in pripravo tople vode v 170 kvadratnih metrov veliki družinski hiši na Brezovici. Razlog je bila predvsem vse višja cena kurilnega olja, poleg tega je družina želela notranji bazen, ki ga je treba ogrevati. Letni strošek za kurilno olje je že takrat segel malo čez dva tisoč evrov na leto, zato je bilo treba najti gospodarnejšo rešitev, pravi Mihelič.

Osnova je dober in premišljen projekt

O toplotnih črpalkah je nekaj vedel, a premalo, prizna, da bi se brez pomislekov odločil za vgradnjo. Kot inženirju elektrotehnike mu je bilo jasno, da je za vsako kakovostno posodobitev ogrevalnega sistema treba imeti kakovosten projekt, v katerem bodo natančno upoštevane vse danosti in na podlagi katerega bo mogoče učinkovito izkoristiti del obstoječega ogrevalnega sistema. Dolgo je zbiral in proučeval informacije o toplotnih črpalkah, ki so dosegljive na svetovnem spletu, in se na koncu odločil, da se posodobitve loti kar sam.

Najprej je bilo treba razmisliti, kakšen tip toplotne črpalke vgraditi, pripoveduje Mihelič. Vedel je, da bi bila najboljša izbira črpalka, ki izkorišča toploto podtalnice, vendar so ugotovili, da je primerna podtalnica šele na globini 60 metrov, zato bi bila naložba v vrtino previsoka. Tudi črpalka zemlja/voda ni prišla v poštev, saj je ob hiši premalo površine za zemeljski kolektor. Za spiralnega oziroma kompaktnega pa se ni hotel odločiti, saj ni bil prepričan, da bo njegov učinek zadosten.

Tako ni prestalo drugega, kot da kupi toplotno črpalko zrak/voda. Odločil se je za zunanjo, ker je bila precej cenejša od notranje, in jo postavil na vrtu tik ob hiši. Izračunal je, da potrebuje črpalko z močjo 13 kW, njeno letno grelno število pa je 3,3. Pravo delo se je začelo šele tu, saj ni dovolj, da črpalko povežemo z zalogovnikom in od tam naprej z ogrevali v prostorih, pojasnjuje gostitelj in opozori, da je to po njegovem največja napaka, ki jo lahko naredimo. Hišo je treba v celoti pregledati in ugotoviti, kaj od obstoječega sistema lahko uporabimo, proučiti je treba, kako bo delovala toplotna črpalka in kako bomo najbolj učinkovito izkoristili vso proizvedeno toploto. Narisal je idejni načrt delovanja, v katerem je predvidel vse povezave posameznih delov sistema.

Toplotna črpalka ogreva sanitarno vodo v starih bojlerjih

Izhajal je iz tega, da bo proizvedeno toploto zbiral v 500-litrskem zalogovniku, ki ga je vgradil v zemljo, pod zimski vrt. Toplota iz zalogovnika je namenjena za ogrevanje tople vode, ki kroži v sistemu že prej položenega talnega gretja. Del toplote je namenjene za novi del hiše, ki ga je dozidal in v katerem so pisarne ter fitnes z bazenom in savno, iz dela toplote pa se ogreva voda v bazenu. Toplotna črpalka je namenjena tudi ogrevanju sanitarne vode, toplota zanjo pa ne gre skozi zalogovnik, temveč neposredno v dva obstoječa 90-litrska bojlerja s prenosniki toplote.

Sistem ogrevanja prostorov deluje na podlagi podatkov zunanjega tipala za temperaturo. Talno gretje je bilo že prej razdeljeno v več zank in na vsako od njih je Mihelič namestil elektromotorni mešalni ventil, ki nadzira pretok vode in njeno temperaturo. Ogrevanje sanitarne vode je nadzorovano z elektromotornim ventilom, ki je nameščen na cevi med toplotno črpalko in zalogovnikom. Ko tipala v bojlerjih zaznajo, da ni dovolj tople vode, omenjeni ventil preusmeri toplo vodo neposredno na bojlerja. Takrat črpalka dela z večjo močjo in ogreje vodo na 48 stopinj Celzija, pojasnjuje sogovornik in doda, da enkrat na mesec z grelci, ki so v bojlerjih, vodo ogreje na 65 stopinj Celzija ter tako prepreči morebiten nastanek legionele.

Dobro krmiljenje sistema je nujno

Voda v zalogovniku je pozimi ogreta na nekaj več kot 40 stopinj Celzija, kar zadostuje za talno gretje in sobno temperaturo 22 stopinj Celzija. Poleti je njena temperatura zaradi ogrevanja bazena približno 32 stopinj Celzija. Toplotna črpalka se pozimi vključi, ko temperatura v spodnjem delu zalogovnika pade na 31 stopinj Celzija, in dogreje vodo.

Nekako tako delujejo vsi sistemi s toplotnimi črpalkami, a Mihelič je naredil korak naprej in z dobro regulacijo ter računalniškim programom sistem nadgradil tako, da deluje čim bolj optimalno. Prizna, da je nekatere stvari naredil pozneje, saj je šele ob uporabi ugotovil, kakšne so pomanjkljivosti sistema. Ta deluje tako, da se sanitarna voda in voda za bazen ogrevata le ponoči, ko je cenejši električni tok. Obdržal je tudi star oljni kotel, ki pomaga toplotni črpalki, a se vključi šele, ko je zunanja temperatura minus osem stopinj Celzija oziroma ob visoki vlažnosti zunanjega zraka. Pri tem doda, da bo moral to povezavo nadgraditi, saj je ugotovil, da oljni kotel potrebno toploto zagotovi že v desetih minutah. Krmiljenje mu sporoči, da je dovolj toplote, kotel pa se je v tem času šele dobro razgrel, zato gre precej toplote v nič.

Možnost prehajanja toplote iz posameznih podsistemov

Druga težava je, da so izmenjevalniki toplote v obstoječih bojlerjih premajhni, da bi se vsa prenesla na vodo v njih. Zato se velik del toplote zelo hitro vrne v sistem. Če bi bil njen povratek speljan neposredno nazaj na toplotno črpalko, kot je to običajno, ta ne bi delovala oziroma bi takoj dosegla temperaturo 48 stopinj Celzija in se izklopila, ne da bi zagotovila toploto za toplo vodo. Poleg tega bi šlo precej toplote v nič. Zato je povratek speljal na spodnji del zalogovnika, toplota pa se poleti uporablja za ogrevanje vode v bazenu, pozimi pa ostaja v zalogovniku.

Režim delovanja sistema je poleti in v prehodnem obdobju, ko ogreva le sanitarno vodo in pozneje še bazen, malo drugačen. Ugotovil je, da toplotna črpalka poleti že v pol ure segreje vodo v bojlerjih in zalogovniku. Zato je vgradil diferenčni termostat, ki zaznava razliko med temperaturo v zalogovniku in bojlerjih. Ko temperatura v slednjih pade na 35 stopinj Celzija, v zalogovniku pa je še vedno 40 stopinj Celzija, se sanitarna voda ogreje s toploto iz zalogovnika, ne da bi se vključila toplotna črpalka. Tako dodatno prihrani nekaj energije.

Predvidel je tudi možnost, da se del toplote iz bazena prek toplotnega izmenjevalnika iz bazena vrne v zalogovnik. To s pridom izkorišča v obdobju, ko so zunanje temperature od štiri do 12 stopinj Celzija. Takrat za talno gretje zadostuje temperatura vode v dvižnem vodu do 28 stopinj Celzija in del toplote za to dobi iz bazena, ki se čez noč s cenejšim tokom ogreje na 30 stopinj Celzija. Bazen je zato pokrit s posebno folijo, ki zadržuje toploto in vlago.

Povedati je treba še, da je Uroš Mihelič v hišo vgradil tudi prezračevalni sistem z rekuperacijo toplote. Ta je sicer od ogrevalnega sistema povsem ločen, a zagotavlja manjše toplotne izgube, saj jim pozimi ni treba odpirati oken zaradi prezračevanja. Poleg tega izkoriščajo toploto odpadnega zraka. Nekaj odpadne toplote s temperaturo 10 stopinj Celzija je namesto v ozračje speljano do toplotne črpalke in to zadostuje, da ob nizkih zunanjih temperaturah kondenz, ki nastaja pri delovanju črpalke, ne zmrzuje.

Pri načrtovanju sistema in njegovem krmiljenju gostitelj ni pozabil niti na to, da se črpalka lahko pokvari. Sistem je povezan s starim sistemom s kotlom na kurilno olje. Vključijo ga lahko ročno s stikalom, prav tako pa lahko s stikalom vključijo bojlerje za sanitarno vodo.

Edine izgube in zato nekoliko večjo porabo energije ima sistem pri zunanjih temperaturah, nižjih od minus sedem, ter pri temperaturah od minus ena do štiri stopinje Celzija in pri večji zunanji vlažnosti. Takrat toplotna črpalka zmrzuje zaradi kondenza in del električne energije se porabi za odtaljevanje.

Za polovico manjši stroški za energijo

Uroš Mihelič pravi, da se je na začetku večkrat spraševal, ali je bila odločitev za vgradnjo črpalke res gospodarna, saj v mrazu dela več kot običajno. A so meritve porabljene električne energije pokazale, da je bila vseeno dobra. Natančno spremlja porabo in izračunal je, da je letni prihranek približno 700 evrov, in to pri zdajšnjih nerealno nizkih cenah kurilnega olja in nekoliko dražji električni energiji, kot je bila pred meseci.

Za 170 kvadratnih metrov ogrevanih površin v hiši, ki je toplotno izolirana z osmimi centimetri mineralne volne in ima vgrajena okna s trislojno zasteklitvijo, na leto porabi 7000 kWh energije. Po zdajšnjih cenah električne energije to pomeni 670 evrov. V strošek je všteta toplota za ogrevanje prostorov, vode v bazenu in sanitarne vode. Mihelič postreže še z natančnejšimi podatki za posamezna obdobja v letu. Tako raba energije od maja do septembra, ko ogrevajo sanitarno vodo in bazen, znaša 550 kWh ali 42 evrov. Na dan porabijo 3,6 kW elektrike. Aprila in oktobra, ko ogrevajo tudi stanovanje, porabijo 675 kWh ali 68 evrov, novembra in marca raba elektrike znaša 1952 kWh ali 185 evrov. Največja je raba energije od decembra do februarja. ko se povzpne na 3780 kWh, kar znaša 358 evrov. Decembra in januarja toplotni črpalki pri ogrevanju prostorov pomaga oljni kotel, na mesec porabijo od 20 do 25 litrov kurilnega olja.

To primerja s porabo kurilnega olja. Za 135 kvadratnih metrov ogrevanih površin (zimski vrt so dozidali, ko so prenavljali ogrevalni sistem) ter toplo sanitarno vodo so na leto porabili približno 2100 litrov kurilnega olja. To po zdajšnjih cenah tega energenta pomeni približno 1480 evrov na leto. Če pa bi s kurilnim oljem ogrevali še vodo v bazenu in nove prostore, bi poraba narasla na 3000 litrov, pojasni gostitelj. Še večja bo razlika v stroških oziroma večji bo letni prihranek, ko se bodo cene kurilnega olja spet povišale, kar se bo zagotovo zgodilo, ko se izkopljemo iz finančne krize, je prepričan Mihelič.

O pravi višini naložbe opisanega sistema je zelo težko govoriti, saj je poleg projekta tudi večino del Uroš Mihelič opravil sam. Za toplotno črpalko, zalogovnik in material, ki ga je moral kupiti, krmiljenje in prezračevalni sistem z rekuperacijo zraka je porabil približno 10.000 evrov.

Nasvet

Dolgotrajno učenje, delo, izkušnje in spremljanje delovanja sistema so potrdili dejstvo, da je treba pred vgradnjo toplotne črpalke narediti zelo dober projekt. Tega mora pripraviti izkušen projektant strojnih inštalacij, ki bo lahko preveril in pravilno ocenil obstoječe stanje ter predlagal kar najboljšo in hkrati najbolj gospodarno rešitev, je prepričan Uroš Mihelič. Pri obstoječih hišah je to po njegovem mnenju še toliko bolj pomembno kot pri novogradnjah, ki so pogosto že zasnovane in zgrajene kot energijsko varčne.

Delo in dom, 14. januar 2009

Deli na facebooku

Deli na drugih omrežjih

Or use your account on Blog

Error message here!

Hide Error message here!

Forgot your password?

Or register your new account on Blog

Error message here!

Error message here!

Hide Error message here!

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Error message here!

Back to log-in

Close
Več informacij DELOINDOM Logo

Zakaj imamo v uredništvu Dela in dom radi piškotke?

S potrditvijo piškotkov nam omogočate uporabo analitičnih orodij, s katerimi izvemo, kaj radi berete in česa ne. Želimo ustvarjati kakovostne vsebine, ki jih boste z veseljem prebirali, zato vas prosimo, da potrdite piškotke na spletnih mestih Dela d.o.o.

STRINJAM SE
newsletter
deloindom logo

Prijavite se na e-novice in bodite na tekočem!

Nadaljuj na prijavo >
newsletter
deloindom logo

Naročite se
na DELOINDOM

NAROČI SE