Razlogov za to je več, v ospredju pa sta zagotovo precej visoka naložba in pomanjkanje znanja o njihovem delovanju, možnostih vgradnje ter resnični varčnosti. Temo meseca zato začenjamo prav s temi informacijami, za katere menimo, da bodo marsikomu pomagale pri odločitvi, ali je smiselno razmišljati o takem načinu ogrevanja.

Enoznačnega odgovora na vprašanje, ali se vgradnja toplotne črpalke splača, ni. Tako kot pri vsaki vrsti ogrevanja je treba pri vgradnji toplotne črpalke narediti čim temeljitejši projekt z vsemi potrebnimi izračuni. Pripraviti ga mora usposobljen projektant strojnih inštalacij, ki bo upošteval vse, kar vpliva na kakovost, optimalnost in varčnost delovanja, ter znal svetovati najboljšo rešitev. Teh dejavnikov – nekateri med njimi lahko predstavljajo tudi omejitve – je precej, vendar kot pravijo izkušeni strokovnjaki, se skoraj vedno najde ustrezna rešitev.

Dejavniki, ki vplivajo na porabo elektrike

Pri izračunih, na podlagi katerih se na koncu odločimo, kakšen ogrevalni sistem bomo izbrali in katero vrsto energije bomo izkoriščali, vedno iščemo kar najboljše razmerje med višino naložbe, učinkovitostjo in seveda varčnostjo sistema, torej višino stroškov, ki jih je treba plačati za ogrevanje. Če razmišljamo o toplotni črpalki, moramo upoštevati najmanj naslednje: količino toplotnih izgub hiše, torej njeno energijsko potratnost oziroma varčnost, površino ogrevanega prostora, naravne danosti parcele in svoje finančne zmožnosti. Vse to bo namreč vplivalo na rabo električne energije, ki jo črpalka potrebuje za svoje delovanje.

Precej poenostavljeno povedano, bomo morali v energijsko potratno hišo, v kateri je treba nadomestiti veliko toplotnih izgub, torej za ogrevanje porabimo precej energije, vgraditi močnejšo toplotno črpalko. Če moramo ogrevati veliko površino, bo morala biti črpalka še močnejša. Večja ko je moč črpalke, več energije bo porabila za svoje delovanje. Velja pa tudi nasprotno, v energijsko zelo varčnih hišah bodo za enako površino zadostovale črpalke manjših moči.

Na rabo električne energije vpliva tudi grelno število (glej okvirček) črpalke. Večje ko je, več toplote dobimo pri enakem vložku električne energije. To pomeni, da je smiselno izbrati toplotno črpalko s čim večjim grelnim številom. Vendar ni tako preprosto. Odvisno je namreč od vira toplote, ki ga izkorišča črpalka, vir toplote pa izberemo glede na možnosti, ki jih imamo na parceli. Čeprav vemo, da imajo največja grelna števila toplotne črpalke, ki izkoriščajo toploto podtalnice, manjša so pri napravah, ki izkoriščajo toploto zemlje, najmanjša pa so grelna števila toplotnih črpalk, ki izkoriščajo toploto zraka, to še ne pomeni, da je za nas najboljša izbira toplotna črpalka voda/voda.

Podtalnica, zemlja in zrak

Toplotno črpalko voda/voda lahko izberemo le, če imamo na zemljišču podtalnico, ki naj ne bi bila globlje kot 30 metrov niti tik pod površino, saj so tam površinske vode, ki zaradi velikih nihanj temperature niso primerne. Preveriti je treba tudi, da temperatura podtalnice ni nikoli nižja od tri stopinje Celzija. Iz sistema se namreč v podtalnico skozi posebno vrtino vrača ohlajena voda, ki ji je bil odvzet del toplote. Ta pa bi lahko povzročila zmrzovanje podtalnice. Optimalna temperatura je od 7 do 12 stopinj Celzija. Omejitev je lahko tudi pretok vode in njegova stalnost. Pretok mora biti vsaj 0,2 m³/h za vsak kilovat moči črpalke. Če so vsi našteti pogoji izpolnjeni, je črpalka voda/voda lahko zelo dobra izbira. Treba je izvrtati dve vrtini. Po sesalni ustrezno dimenzionirana potopna črpalka črpa vodo na površje, po drugi pa se ohlajena voda vrača v podtalnico.

Zelo pogosta in učinkovita izbira so toplotne črpalke zemlja/voda. Za ogrevanje družinskih hiš so običajno primernejše tiste, ki izkoriščajo površinsko toploto zemlje. Za globinsko izkoriščanje toplote kamnin je največkrat treba vrtati zelo globoko, več kot 30 metrov, v vrtino pa se vstavi geosonda. Za to je treba pripraviti poseben projekt in pridobiti rudarsko dovoljenje. Oboje in sama izvedba pa je precej drago, naložba v takšno toplotno črpalko se vrne precej pozneje kot naložba v druge vrste črpalk ali celo druge vrste ogrevalnih sistemov.

Toploto zemlje tik pod površjem lahko izkoriščamo z zemeljskimi kolektorji. Po njih kroži tekočina, ki zemlji odvzema toploto in jo prenaša na hladivo v sistemu toplotne črpalke. Kolektorji, ki so lahko polnjeni z vodo in glikolom ali čistim etanolom proti zmrzovanju, so različnih oblik. Najbolj učinkovit bo horizontalni, ki bo toploto črpal z največje površine zemlje, vendar zanj potrebujemo precej prostora. Koliko natančno, je odvisno od posameznega primera, načeloma pa velja, da za 200 kvadratnih metrov ogrevanih površin potrebujemo približno 400 kvadratnih metrov parcele. Če nimamo dovolj prostora, je rešitev lahko kolektor v obliki posebnih zank ali košar, ki se vstavijo v zemljo navpično. Za to potrebujemo le nekaj kvadratnih metrov. Takšni kolektorji bodo zemlji odvzemali manj toplote, saj jih obdaja manjša površina. Pomembna pa je tudi sestava tal. Učinki so boljši, če so tla ilovnata in slabo prepustna za padavine, saj te ogrevajo zemljo. Slabši so pri prodnatih ali lapornatih tleh.

Najcenejša možnost je toplotna črpalka zrak/voda, vendar imajo te naprave največ omejitev. Prva je ta, da imajo zaradi zelo spremenljive temperature zraka, ki pozimi pogosto pade pod ledišče, manjše grelno število, saj je razlika med temperaturo zajetega zraka pozimi in temperaturo vode v ogrevalnem sistemu v primerjavi z drugimi toplotnimi viri največja. Zato porabijo za svoje delovanje največ električne energije. Med prednostmi lahko navedemo preprosto vgradnjo, saj moramo urediti le zajem zraka, ki je najpogosteje kar na fasadi. Lahko pa se odločimo za bolj oddaljen zajem kje na parceli. Do hiše in toplotne črpalke vodimo zrak po ceveh pod zemljo in ga tako nekoliko ogrejemo.

Toplotne črpalke, ki so namenjene le ogrevanju sanitarne vode in so manjše moči, zrak zajemajo kar v prostoru, kjer so postavljene, obstajajo pa tudi različice, ki imajo kompresorsko enoto ločeno in nameščeno podobno kot klimatske naprave na zunanji steni hiše.

Do okolja prijaznejše

O toplotnih črpalkah je treba vedeti še to, da se kljub rabi električne energije v okolje sprošča manj ogljikovega dioksida kot na primer pri zgorevanju kurilnega olja ali zemeljskega plina. Za kilovatno uro uporabne toplote, pridobljene na primer iz kurilnega olja, v ozračje sprostimo 0,20 kilograma ogljikovega dioksida, pri toplotnih črpalkah z grelnim številom, večjim od 2,7, nekoliko manj, pri grelnem številu 4 približno 0,15 kilograma in pri grelnem številu 5 le še 0,10 kilograma.

Dejavnikov, ki odločajo o smiselnosti vgradnje toplotne črpalke, je res veliko, vendar bodo izračuni, pri katerih je bilo upoštevano vse našteto, hitro pokazali, ali se splača ali ne. Rabo električne energije je treba primerjati z rabo drugega energenta v enakih razmerah. Tako lahko hitro izračunamo, česa bomo porabili več in koliko kateri energent stane. V novogradnjah je to zelo preprosto, pri obstoječih hišah pa je treba preveriti še, ali je ogrevalni sistem, ki ga imamo, res treba zamenjati, in ugotoviti, koliko lahko privarčujemo in v kolikšnem času se bo naložba povrnila.

Za natančnejšo predstavo, kako izbrati toplotno črpalko, kolikšna je resnična raba električne energije v primerjavi z drugimi sistemi ogrevanja in kolikšni so prihranki ter o stroških naložbe, bomo prihodnji teden predstavili dve hiši, ki sta ogrevani s toplotno črpalko, ter lastnike povprašali o izkušnjah.

Grelno število

Grelno število pove, kolikšno je razmerje med električno energijo, ki jo dovajamo, in energijo, ki jo črpalka odda v ogrevalni sistem. Večje ko je, manj električne energije je potrebno za več oddane toplote. Če ima črpalka na primer grelno število 4, to pomeni, da bo iz enega dela vložene električne energije oddala v sistem štiri dele toplote. Grelno število, ki ga pogosto napačno zamenjujemo z izkoristkom naprave, je odvisno od temperature vira toplote in temperature vode v ogrevalnem sistemu. Manjša ko je ta razlika, večje je lahko število. Zato je najbolj primeren ogrevalni sistem pri toplotnih črpalkah ploskovno gretje, ki deluje v nizkotemperaturnem režimu, približno 35 stopinj Celzija.

Delo in dom, 7. januar 2009