Pogosta vprašanja

Toplotna črpalka

KAJ JE TOPLOTNA ČRPALKA?

Toplotna črpalka za delovanje sicer potrebuje električni energijo, vendar pa je poraba električne energije bistveno manjša, kot v primeru, ko bi se prostor ogreval z običajno pečjo, priključeno na elektriko. Toplotna črpalka bi za ogrevanje enakega prostora porabila le cca. 30% električne energije, saj preostali del energije, ki je potreben za ogrevanje vode v ogrevalnih telesih po hiši, pridobi iz podtalnice (toplotna črpalka voda-voda), zemlje (toplotna črpalka zemlja-voda) ali zraka (toplotna črpalka zrak-voda). Človeku, ki je že malo pozabil znanje, ki ga je v osnovni in srednji šoli pridobil pri fiziki, se zdi pridobivanje toplote iz podtalnice, zemlje ali zraka povsem nemogoče. V bistvu pa gre le za termodinamični proces, pri katerem se odvzema toplota iz okolice (podtalnice, zemlje ali zraka).

KAKŠEN JE STROŠEK OGREVANJA S TOPLOTNO ČRPALKO?

V splošnem velja, da je strošek ogrevanja s toplotno črpalko približno tri- do štiri-krat nižji kot strošek kurilnega olja in več kot dvakrat nižji od ogrevanja z zemeljskim plinom.

Strošek ogrevanja in hlajenja s toplotno črpalko oziroma prihranek, ki se pri ogrevanju ali hlajenju s toplotno črpalko doseže, je precej odvisen od velikosti ogrevalnih teles ter toplotnih karakteristik objekta. Večji prihranek se lahko doseže, če se objekt ogreva z nižjo temperaturo vode v kotlu, to pa seveda zahteva večje površine ogrevalnih teles oz. uporabo učinkovitejših konvektorjev ter dobro izoliran objekt, s steklenimi površinami z nizko toplotno izgubo. Če se odločate za novogradnjo, je zato pametno nizkotemperaturno ogrevanje načrtovati že pri načrtovanju ogrevalnih teles ter določanju izolacije in izbiri oken. Kljub temu, pa se ogrevanje s toplotno črpalko mnogokrat izkaže kot ekonomsko upravičeno tudi pri obstoječih objektih, če se ogrevala dopolni s konvektorji, po potrebi zamenja okna ali doda izolacija fasade. Katera vrsta toplotnih črpalk je za določen objekt primerna, kakšno moč mora imeti glede na toplotne karakteristike objekta in ogrevalne površine ter kako bo vključena v sistem, da bodo toplotne izgube minimalne, vam lahko določi le strokovnjak, ki zelo dobro pozna posamezne vrste toplotnih črpalk ter zna oceniti toplotne karakteristike objekta. Naše podjetje vam bo z veseljem pomagalo.

HLAJENJE S TOPLOTNO ČRPALKO

Toplotne črpalke vam omogočajo tako ogrevanje pozimi, kot tudi hlajenje poleti. Nudijo tako možnost ogrevanja prostorov, kot tudi ogrevanje plavalnih bazenov. Vgradnja toplotne črpalke v obstoječi objekt običajno zahteva spremembo inštalacij, včasih tudi ogrevalnih teles. Ob ustreznem načrtovanju, je možno vgradnjo izvesti z minimalnimi spremembami in posledično stroški.

KAKO DELUJE TČ?

Delovanje toplotne črpalke

S pomočjo toplotne črpalke odvzemamo energijo z nižjo temperaturo iz okolice ter jo zvišamo na temperaturo, s katero lahko ogrevamo stanovanjske prostore. To se zgodi v zaprtem tokokrogu, kjer se tekoči delovni medij (hladivo) uparja, komprimira in ponovno utekočinja. Le tako je mogoče toplotno energijo iz nižjega temperaturnega nivoja dvigniti na višji nivo. Hladilno sredstvo ostane nespremenjeno v tem tokokrogu ter se ne porablja ali pa spušča v okolje.

Razmerje med koristno toplotno energijo in dovedeno električno energijo za pogon kompresorja in drugih električnih porabnikov v toplotni črpalki imenujemo grelno število toplotne črpalke.

Toplotna črpalka deluje po enakem principu kot hladilnik ali klimatska naprava. Vse omenjene naprave sprejemajo energijo pri nižji temperaturi in jo oddajajo pri višji temperaturi. Bistveni sestavni deli toplotne črpalke so kompresor, uparjalnik, kondenzator, dušilni ventil in  hladilni plin, ki služi za prenos toplote. TČ deluje tako, da kompresor stisne hladilni plin pod visokim pritiskom in ga s tem segreje na višjo temperaturo. Plin pri tej temperaturi v kondenzatorju odda toploto, npr ogreje vodo v ogrevalnem sistemu, nato se preko dušilnega ventila razpne na nižji pritisk s čimer se ohladi pod temperaturo vira toplote. V uparjalniku se s pomočjo vira toplote zopet segreje na prvotno temperaturo (slika).

Izbor toplotne črpalke

 Izbor toplotne črpalke je odvisen od energetskih potreb objekta, razpoložljivega vira toplote ter od odločitve, kolikšen odstotek letnih energetskih potreb objekta naj bi toplotna črpalka pokrila. Pri sistemu s toplotno črpalko, ki ne pokrije vseh energetskih potreb objekta, je potrebno zagotoviti dodatno ogrevanje (npr. elektrika).

Viri toplote

Toplotni vir je razpoložljiva toplota iz okolice, ki se nahaja na različnih lokacijah in je akumulirana v različnih oblikah (v zemlji, podtalnici, zunanjem ali odpadnem zraku, kamninah). Toplotni izvori z višjo temperaturo pomenijo visoko grelno število in s tem nizke stroške ogrevanja. Pri ugotavljanju razpoložljivega toplotnega vira začnemo vedno pri tistem, ki ima najvišjo povprečno letno temperaturo. V kolikor ta ni na voljo postopoma preučujemo toplotne vire z nižjimi temperaturami

Podtalnica

Podtalnica je energetsko eden od najbolj učinkovitih virov toplote v kolikor je na voljo v zadostnih količinah. Podtalnica ima namreč konstantno temperaturo med +8 in 12 °C. Podtalnico zajemamo na enem mestu in jo na drugem cca. 15 m oddaljenem mestu ohlajeno do 5 °C ponovno vračamo. Za to potrebujemo dve vrtini, sesalno (do 30m) s potopno črpalko in ponorno (do 15m) v katero vodo vračamo. Prečrpana voda se v toplotni črpalki ne onesnaži ampak le ohladi za 3 do 5 °C. K stroškom za ogrevanje moramo v tem primeru prišteti tudi strošek energije za pogon potopne črpalke.

Toplotne črpalke voda-voda so med energetsko najbolj učinkovitimi, kljub temu pa je smotrnost uporabe takšnih toplotnih črpalk včasih vprašljiva. Investicija vanje je namreč nekoliko višja, kot pri drugih dveh vrstah toplotnih črpalk za ogrevanje/hlajenje objektov, hkrati pa so potrebna še številna dovoljenja za poseg. Za uporabo omenjenih toplotnih črpalk je potrebno zvrtati vrtino, pred posegom pa pridobiti dovoljenje Agencije RS za okolje za raziskavo podzemnih voda. Vlogi za dovoljenje je potrebno priložiti še lokacijsko informacijo občine, na območju katere je predvidena raziskava, načrt parcele z vrisom vseh objektov in naprav vezanih na raziskavo, ki ne sme biti starejši od 6 mesecev, hidrogeološke raziskave oz. strokovne osnove za izdelavo vrtine ter mnenje pristojnega izvajalca gospodarske javne službe, ki opravlja dejavnost vodooskrbe. Strokovno usposobljeni geolog izdela strokovne osnove za izdelavo vrtine ter poda mnenje glede nivoja podtalnice ter smiselnosti vrtanja vrtine. Če se stranka odloči za izvedbo projekta, nam omenjeno podjetje izvede vrtanje ter določi maksimalen pretok črpanja. Na podlagi njihovega mnenja se v nadaljevanju odločimo, ali je izvedba toplotne črpalke voda-voda možna in racionalna. Voda-voda toplotne črpalke so zanimiva rešitev za večje objekte, ki imajo relativno malo vrta (manj kot 400 m2), saj vrtina zasede malo prostora. Težave, ki se pri ogrevanju/hlajenju s toplotnimi črpalkami voda-voda lahko pojavijo, se nanašajo predvsem na težave z dotokom podtalnice v vrtino. Pri določeni sestavi tal (npr. glina) se lahko dogaja, da se dotok vode v vrtino maši, zato je smotrno in nujno upoštevati oceno strokovnjakov s področja geologije preden se lotimo investicije.

Topolota zemlje (zemeljski kolektor ali vertikalna sonda)

Toplotna črpalka lahko kot vir toplote izkorišča tudi toploto zemlje – geotermalna energija. Možna je izvedba tako, da se cevi položijo vertikalno (zemeljska sonda) ali horizontalno (zemeljski kolektor).

Zemeljska sonda je primerna rešitev za objekte, ki nimajo zadostne površine vrta oz. lastniki ne želijo nameniti večje površine vrta za izdelavo zemeljskega kolektorja. Izvedba je zahtevnejša in zato tudi dražja od zemeljskega kolektorja,  potrebna pa so praktično enaka dovoljenja, kot za vrtino pri črpalkah voda-voda.

V primeru izkoriščanja površinske toplote zemlje se Zemeljski kolektor izvede tako, da se pod zemljo v globini 1,2 do 1,5 m položijo cevi po katerih se pretaka hladilni plin (direktni zemeljski uparjalnik) ali mešanica vode in sredstva proti zamrznitvi. Potrebna površine zemeljskega kolektorja je odvisna od moči toplotne črpalke in vrsta tal, kjer je položen kolektor. Glede na način polaganja cevi ločimo klasične horizontalne in kompaktne kolektorje ter energetske košare. Za izvedbo ni potrebnih nobenih dovoljenj. Nad zemeljskim kolektorjem lahko rastejo rastline (trava, grmovja), ne priporočajo pa večja drevesa, zaradi globokih korenin.

Da bo ogrevanje učinkovito, je potrebno na podlagi toplotnih karakteristik objekta določiti ustrezno globino vertikalne sonde oz. površino zemeljskega kolektorja ter izbrati toplotno črpalko primerne moči.

Zunanji zrak

Zunanji zrak je na voljo povsod, zato ni potrebno imeti velike parcele in niso potrebna zahtevna vrtalna dela, da bi izkoriščali toploto podtalnice. Toplotne črpalke zrak – voda bi si lahko predstavljali kot nekakšne klima naprave, ki ogrevajo vodo in ne zraka. Črpalke se zelo enostavno vgradi, za vgradnjo pa ni potrebnih nobenih dovoljenj. Ti sistemi so med najcenejšimi, njihova slabost pa je v tem, da je pri nizkih zunanjih temperaturah izkoristek sistema slabši, hkrati pa se zniža tudi moč toplotne črpalke. To pomeni, da pod določeno temperaturo toplotna črpalka sama ne zmore pokrivati toplotnih izgub objekta. Ta temperatura se imenuje bivalentna točka (ponavadi je to med -8 in -5 st. C) in takrat potrebujemo dodatni vir gretja, npr. oljni kotel ali električne grelce. Kljub temu je dodatni vir potreben le okoli 5%, vse ostalo pa pokrije toplotna črpalka zrak-voda.

Sanitarne toplotne črpalke

Toplotne črpalke za ogrevanje sanitarne vode odvzemajo toploto iz zraka v okolici črpalke in posledično hladijo prostor, v katerem črpalka stoji. Za ogrevanje sanitarne vode so potrebne majhne moči, zato lahko sanitarna toplotna črpalka stoji že v prostoru, ki ima 15m3. Če se črpalka postavi racionalno, potem je omogočena dvojna korist, na eni strani imamo poleti, ko je zunaj vroče, hladen prostor, npr. za shranjevanje živil, na drugi strani pa cenejšo toplo vodo, kot bi jo imeli, če bi jo segrevali z elektriko, oljem ali plinom.

Pred investicijo vam priporočamo, da za nasvet vprašate strokovnjake, saj je pomembno, da se črpalka postavi v prostor z ustrezno temperaturo, določi pravilna razdalja med bojlerjem in uparjalnikom, glede na število oseb v gospodinjstvu in posledično predvideno potrošnjo tople vode določi ustrezen volumen bojlerja ter moč toplotne črpalke.

Kogeneracijska naprava

DELOVANJE KOGENERACIJSKE NAPRAVE

Mikro-kogeneracijska naprava deluje na osnovi motorja z notranjim izgorevanjem, ki poganja generator električne energije. Odpadno toploto pri hlajenju motorja, generatorja in izpušnih plinov se izkoristi za ogrevanje prostorov in sanitarne vode ali za druge namene, elektriko, ki se ob tem proizvaja pa se lahko odda v omrežje ali porabi za lastne potrebe. Sistem je zasnovan za uporabo v večstanovanjskih zgradbah ali poslovnih objektih za bivalentno delovanje, skupaj s kotlom ali drugim virom toplote. Pri takem sistemu je potrebno vgraditi vmesni zalogovnik, da se zagotovi ustrezno shranjevanje toplote. Krmilni sistem, ki je vgrajen na podlagi izbrane ogrevalne krivulje ali uporabnikove potrebe po toku, z ozirom na zunanjo temperaturo uravnava potrebno temperaturo vode v ogrevalnem sistemu.

ENERGENTI

Energenti za pogon kogeneracijske naprave s v splošnem enaki kot za avtomobilske motorje. Najpogostejši energent, ki je tudi cenovno najbolj dostopen je zemeljski plin. V nasprotju z avtomobilskim motorjem, je v kotlovnici plin vseskozi navoljo iz plinskega omrežja. Kogeneracijsko napravo lahko poganja tudi utekočinjen naftni plin, plinsko olje, lesni plin ali rastlinska olja.

PRIHRANKI S KOGENERACIJSKO NAPRAVO

Uporabnik, ki se odloči za soproizvodnjo, predvidoma še naprej porablja enake količine energije za ogrevaje, dosegel pa bo ekonomske prihranke, saj na podlagi večjega izkoristka soproizvodnje ta zagotavlja nižje stroške od konvencionalne tehnologije. Prihranek je odvisen od razmerja cene električne energije in cene goriva za soproizvodnjo. Večja kot je razlika med cenama, večji bodo prihranki in krajša bo povračilna doba investicije. V večini primerov soproizvodnih postrojenj znaša energetski prihranek med 20 in 30 odstotkov. Za večino proizvodnih procesov je potrebna tudi zanesljiva oskrba z električno energijo. Soproizvodnja zagotavlja zanesljivost, poleg tega pa omogoča še druge prihranke, ki jih je težje ekonomsko ovrednotiti.

Prihranek najlažje prikažemo na primeru. Če objekt za ogrevanje letno porabi 30.000 m3 plina, mora zanj odšteti okoli 18.000 EUR, pri tem bi s kogeneracijsko napravo proizvedel 75.000 kWh električne energije, za kar bi mu država plačala okoli 17.500 EUR. To dejansko pomeni, da bi se objekt ogreval za 500 EUR letno.

Kotli na biomaso

KAKŠEN KOTEL IZBRATI?

KLASIČNI KOTLI NA TRDA GORIVA

Na tržišču je možno dobiti klasične kotle na trda goriva, ki jih izdelujejo že dolga leta. Le ti se ponašajo z nizko ceno in enostavnim upravljanjem. Izkoristek tovrstnih kotlov se giblje med 50% (brez uporabe zalogovnika) in 70% (v primeru uporabe vmesneza zalogovnika toplote).

KOTLI NA PELETE

Nekateri klasični kotli omogočajo tudi prigradnjo sistema za izgorevanje pelet, s čimer se glede rokovanja približajo kotlom na kurilno olje.

UPLINJEVALNI KOTLI

V zadnjih letih so na tržišču tudi sodobni kotli s tehniko uplinjanja lesnega goriva. Proces izgorevanja navadno nadzoruje kotlovska avtomatika z lambda sondo, ki skrbi, da gorivo v kotlu vedno optimalno izgoreva. Takšni kotli omogočajo bistvene prihranke v primerjavi s klasičnimi sistemi, hkrati pa omogočajo tudi udobje bivanja, ki je primerljivo z drugimi ogrevalnimi napravami.

UPLINJEVALNI KOTEL V KOMBINACIJI S PELETNIM GORILNIKOM

Vrh ponudbe predstavlja upinjevalni kotel, ki omogoča dograditev sistema za izgorevanje lesnih pelet. S tem lahko kombiniramo cenovno ugodno delovanje na drva in avtomatskim doziranjem pelet, s čimer se glede rokovanja približajo kotlom na kurilno olje.

ALI JE POTREBEN ZALOGOVNIK PRI KLASIČNEM KOTLI NA TRDA GORIVA?

Klasični kotli na trda goriva v kombinaciji z zalogovnikom ogrevalne vode lahko bistveno učinkoviteje ogrevajo hišo, saj se odvečna energija pri izgorevanju drv skladišči v zalogovniku in kasneje služi za ogrevanje hiše. Prihranki pri takšnem načinu kurjenja lesne biomase so lahko tudi preko 30%, saj kotel stalno deluje z optimalno močjo in zato v kotlu ne prihaja do odlaganja katrana, saj in drugih snovi na stene kotla. Prigrajeni zalogovniki močno olajšajo rokovanje, saj je potrebna polnitev le 1-2 krat dnevno, prav tako je s takim sistemom možno zagotoviti enakomernejšo temperaturo in s tem večje bivalno udobje v objektu.

ZALOGOVNIKI V KOMBINACIJI S SODOBNIMI KOTLI NA BIOMASO

Nova generacija uplinjevalnih kotlov na polena dosega visoke izkoristke in nizke emisije dimnih plinov, vendar za optimalno delovanje nujno potrebuje postavitev zalogovnika toplote. Z njim lahko ob enkratni polnitvi 24 ur ogrevamo hišo ali poslovni objekt. Za primer: s 1500 l zalogovnikom lahko ogrevamo dobro izolirano hišo velikosti 200 m2 in toplotne obremenitve 12 kW. Le ob najbolj hladnih zimskih dneh je včasih potrebna dvakratna polnitev. Predpogoj za to je dovolj velik polnilni prostor kotla, suh les in zalogovnik toplote z dovolj prostornine (najmanj 55 l/kW moči kotla).

Zalogovnik

ZALOGOVNIKI V SISTEMIH S TOPLOTNO ČRPALKO

Pri ogrevalnih sistemih s toplotnimi črpalkami se priporoča vgradnja zalogovnikov ogrevalne vode v ogrevalni sistem. Zalogovniki omogočajo zmanjšano število vklopov kompresorja, enakomernejšo temperaturo ogrevalne vode (in s tem večje temperaturno udobje v prostorih), pri toplotnih črpalkah zrak/voda pa lahko služijo tudi kot vir toplote za učinkovito odtaljevanje uparjalnika. Potreben volumen zalogovnika je 10-20 l na kW grelne moči toplotne črpalke, posebno priporočljiv je pri ogrevalnih sistemih z radiatorji in toplotnih črpalkah zrak/voda.

ZALOGOVNIKI V KOMBINACIJI S KOTLI NA BIOMASO

Kotli na polena lahko dosegajo visoke izkoristke in nizke emisije dimnih plinov le ob optimalnem delovanju. To pomeni, da mora kotel ves čas delovati pod optimalnimi pogoji ne glede na toplotne potrebe objekta. To lahko dosežemo le z vgradnjo zalogovnika toplote. Poleg učinkovitejšega delovanja, zalogovniki omogočajo občuten prihranek pri stroških goriva (tudi več kot 30%) in močno olajšajo rokovanje, saj je potrebna polnitev le 1-2 krat dnevno. Prav tako je s takim sistemom možno zagotoviti enakomernejšo temperaturo in s tem večje bivalno udobje v objektu. V kolikor je kotel na polena kombiniran s solarnim sistemom ali sanitarno toplotno črpalko, lahko v poletnih mesecih udobno in stroškovno ugodno pripravljamo toplo sanitarno vodo.

ZALOGOVNIKI V SOLARNIH SISTEMIH

Zalogovnik ima pomembno vlogo v solarnem sistemu za pripravo tople sanitarne vode kot tudi v sistemu ogrevanja za ustrezno skladiščenje sončne energije in oddajanje v ogrevalni sistem v nočnem času. Ob ustreznem dimenzioniranju solarnega sistema, lahko ta prispeva tudi k ogrevanju prostorov. Količina sončne energije v ogrevalni sezoni je bistveno manjša kot v poletnem času, zato moramo sistem za ogrevanje s soncem ustrezno povezati s klasičnim sistemom, ki zagotavlja ogrevanje tudi tedaj, ko ni na voljo dovolj sončne energije.