Smernice za energijsko učinkovito uporabo toplotnih črpalk

Če razmišljate o nakupu toplotne črpalke (TČ), je dobro poznati nekaj osnovnih načel, ki vplivajo na njeno učinkovitost in stroške ogrevanja. Pravilna izbira, vgradnja in nastavitev naprave so ključni za to, da bo ogrevanje varčno, zanesljivo in okolju prijazno.

Toplotna črpalka deluje najbolj učinkovito takrat, ko ogrevalni sistem potrebuje nižje temperature ogrevalne vode. To pomeni, da za enako količino toplote porabi manj električne energije. Nižja zahtevana temperatura zato prinaša nižje stroške ogrevanja in manjši vpliv na okolje. Če od toplotne črpalke zahtevamo višje temperature, mora delovati intenzivneje, porabi več elektrike in postane ogrevanje dražje.

Nižje temperature ogrevalnih sistemov pa dosežemo:

• s toplotno zaščito ovoja stavbe: fasade, strehe, tal, z zamenjavo ali sanacijo oken in vrat ter  z odpravo toplotnih mostov;

• z zrakotesnostjo in prezračevanjem: preprečevanje neželenega uhajanja zraka skozi netesna mesta ter po potrebi vgradnja prezračevalnega sistema, ki omogoča vračanje toplote iz odpadnega zraka.

Pri starejših sistemih ogrevanja, kot so kotli na drva ali kurilno olje, je bila učinkovitost manj odvisna od temperature ogrevalne vode. Zato je bilo običajno, da so se temperature v prostorih ponoči zniževale, saj je to lahko prineslo določene prihranke energije. Takšni sistemi so bili pogosto dovolj zmogljivi, da so zjutraj hitro ponovno ogreli ohlajene prostore.

Pri toplotnih črpalkah pa je situacija drugačna. Te naprave so zasnovane za enakomerno in neprekinjeno delovanje. Če se temperatura v hiši ponoči občutno zniža, mora toplotna črpalka zjutraj v kratkem času nadomestiti izgubljeno toploto. Takrat mora delovati z večjo močjo in pri višjih temperaturah, kar zmanjša njeno učinkovitost in poveča porabo električne energije.  Slednje pa, pri stavbi z ustrezno toplotno saniranim ovojem, ni potrebno.

Zaradi navedenega nočno zniževanje temperature pri ogrevanju s toplotno črpalko praviloma ni smiselno. Prihranek, dosežen ponoči, je namreč pogosto manjši od dodatne energije, ki jo naprava porabi za ponovno segrevanje prostorov. Posledično so lahko skupni stroški ogrevanja celo višji.

Tak način delovanja lahko povzroči tudi druge težave. Ob večjih potrebah po toploti se lahko vključijo dodatni električni grelniki, ki so vgrajeni v nekatere toplotne črpalke. Poleg tega se poveča konična poraba električne energije iz omrežja, kar lahko zaradi novega sistema obračunavanja omrežnine pomeni dodatne stroške. Hkrati se lahko, pri večkratnem vklopu kompresorja, ki ni namenjen za ogrevalne sisteme z visoko temperaturno razliko (20 stopinj C, kot je bila navada pri zgoraj omenjenih »starejših sistemih ogrevanja«), pojavijo težave oziroma se znižuje življenjska doba kompresorja.

V praksi se zato pogosto dogaja, da nočno zniževanje temperature povzroča:

• slabše ogrevanje prostorov v jutranjih urah,

• manj učinkovito delovanje toplotne črpalke,

• večjo porabo električne energije,

• višje obremenitve električnega omrežja,

• pogostejše vključevanje električnih grelnikov.

Najbolj učinkovito delovanje toplotne črpalke dosežemo z neprekinjenim 24-urnim obratovanjem in s čim nižjo temperaturo ogrevalne vode, ki še zagotavlja prijetno bivalno udobje. Toplotna črpalka naj toploto dovaja sproti, namesto da bi morala nadomeščati večje izgube v kratkem času.

Poleg tega je potrebno omeniti tudi (pravilno dimenzioniran) hranilnik ogrevalne vode, katerega namen je zmanjšanje števila vklopov kompresorja, stabilizacija delovanja toplotne črpalke in celotnega sistema ogrevanja (pri TČ tipa zrak/voda omogoča učinkovito odtaljevanje).

Pri nakupu in vgradnji toplotne črpalke je zato pomembno, da se posvetujete o pravilnem dimenzioniranju naprave in ustreznih nastavitvah delovanja. Večja moč naprave ne pomeni nujno tudi boljše ali varčnejše rešitve. Pomembneje je, da je toplotna črpalka optimalne moči in ustrezno nastavljena, le tako, bo delovala učinkovito in z nižjimi obratovalnimi stroški. Pri tem je pomembna tudi vloga projektanta, ki mora

• izračunati toplotne izgube stavbe po veljavni metodologiji (TSG, standardi EN);

• upoštevati projektno zunanjo temperaturo glede na lego objekta;

• upoštevati temperaturni režim ogrevanja (talno/stensko, nizkotemperaturni radiatorji, konvektorji);

• vključiti pripravo tople sanitarne vode (TSV) v skupno bilanco moči in energije.

Na podlagi tega projektant  določi potrebno moč toplotne črpalke pri najhladnejših razmerah in zahtevanem temperaturnem režimu.

Seveda pa je v obdobju delovanja toplotne črpalke pomembna tudi kakovost posameznih komponent TČ (kompresorji, izmenjevalci, ventilatorji, črpalke…) in poprodajna tehnična podpora s servisno službo dobavitelja/izvajalca (preverjene reference, usposobljenost monterjev, dosegljivost serviserjev/vzdrževalcev, dostopnost rezervnih delov…).

Če povzamemo, energijska učinkovitost toplotne črpalke ni samoumevna. Toplotna črpalka je lahko dolgoročno najcenejši vir ogrevanja le, če je vgrajena v stavbo z zadostno toplotno izolacijo ovoja, sodobnim stavbnim pohištvom, zrakotesnostjo in izvedenim ustreznim mehanskim prezračevanjem s sistemom vračanja odpadne toplote in pravilno dimenzionirana, kakovostno izdelana ter vgrajena in je pravilno nastavljen tudi režim delovanja. Vse to  omogoča stabilno in varčno ogrevanje skozi celoten dan.

Slika je simbolična. Vir: Depositphoto.