Kaj je toplotna črpalka?
Toplotne črpalke so za marsikoga še vedno nenavadne naprave, saj lahko z njimi iz razmeroma hladnih virov (iz okolja – to je zemlje, vode ali zraka) čez celo leto koristimo toploto za ogrevanje hiše in tople sanitarne vode, kar je fascinantno. Vendar, ko se odločamo za nakup toplotne črpalke je iz obsežnih brošur in prospektov proizvajalcev smiselno najprej izluščiti določene informacije, ter ustrezno razumeti pomen razumeti razlage pomembne pojme pri toplotnih črpalkah. Kaj je toplotna črpalka? Kaj pomeni COP, SCOP, grelno število, kaj pomeni energijski razred? Vse te pojme, povezane s toplotnimi črpalkami, vam razložimo v nadaljevanju.
Zaradi cenovne dostopnosti so toplotne črpalke tipa zrak - voda daleč najbolj razširjene. Poleg tega ob vgradnji tega tipa toplotne črpalke nismo omejeni, če hišo ogrevamo z radiatorji, saj se toplotne črpalke zrak - voda odlično obnesejo tudi za visokotemperaturno ogrevanje z radiatorji (tudi v slabše izoliranih hišah), kar pred nekaj leti še ni bilo enako uveljavljeno.
Toplotne črpalke proizvaja veliko število renomiranih proizvajalcev
Ogrevalne naprave za ogrevanje z obnovljivimi viri na svetovnem nivoju obvladuje zajetno število proizvajalcev, ki so se specializirali za izdelavo določenih komponent za toplotne črpalke; kompresorje, uparjalnike, ventilatorje, ekspanzijske ventile, hladivo in krmilno elektroniko. Proizvajalci komponente sestavijo v delujoč ogrevalni sistem. Ker so toplotne črpalke sestavljene iz podobnih komponent, v resnici odločajo razlike v znanju in manj v opremi. Zato so tisti, ki imajo lastne strokovnjake ter opremljene laboratorije, razmeroma v majhni prednosti pred drugimi. Za uporabnika je še vedno najpomembnejše razmerje cena - kakovost, enostavnost uporabe in zagotovljen servis. Vse skupaj pa se začne s primerjavami in s pravilnim razumevanjem kaj je pomembno in kaj ne, da bo toplotna črpalka delovala brezhibno.
Da bo bralcem lažje razumljivo kaj je toplotna črpalka, objavljamo obširnejšo razlago pojmov, njihovih osnovnih karakteristik, ki so navedene v tehničnih listih proizvajalcev črpalk ter nekaj pomembnejših pojasnil kaj pomenijo v praksi.
Kaj je COP - grelno število toplotne črpalke in kako ga preverimo
Grelno število COP toplotne črpalke, ki se pojavi med ključnimi podatki v preglednicah predstavlja razmerje med vloženo električno energijo in pridobljeno toplotno energijo, ki ga strokovnjaki z meritvami preverijo v laboratorijih. Grelno število je označeno s kratico COP (Coefficient Of Performance) in je eden važnejših podatkov za primerjavo in nakup toplotne črpalke. Če je grelno število 4 to pomeni, da bomo z vložkom 1 kWh elektrike skupno pridobili 4 kW toplote, 3 kW toplote pa bomo odvzeli zemlji, vodi ali zraku. Če podatek o grelnem številu ni naveden, ga lahko sami izračunamo iz razmerja med priključno električno močjo toplotne črpalke in njeno grelno močjo. Če je priključna moč toplotne črpalke 3 kW, grelna moč pa 13 kW, znaša grelno število (COP) 4,3.
Grelno število toplotnih črpalk zrak - voda se običajno meri pri temperaturi zraka 2 °C, zemlja - voda pri 0 °C in voda - voda pri 10 °C. Pri vseh se upošteva temperatura vode ogrevalnega sistema 35 °C, ki je značilna za nizkotemperaturno delovanje ogrevalnega sistema (talno gretje). Potrebno se je zavedati, da enotnega standarda za prikaz učinkovitosti grelnih naprav nimamo na voljo. Države v EU ali izven imajo namreč vpeljane različne standarde po katerih merijo učinkovitost teh naprav, tako da so različni standardi dejansko tudi veljavni in da je zato lahko težavnost okrog poenotenja teh podatkov toliko večja.
V tehničnih opisih proizvajalcev za toplotne črpalke boste te podatke našli opisane s kraticami bodisi A7/W35, A-7W35 ali A2/W35; kar preprosto pomeni, da je bila meritev učinkovitosti izvedena ob temperaturi zraka bodisi +7°C, - 7°C ali +2°C, pri čemer ima voda ob vtoku v ogrevalni sistem 35°C. Visokotemperaturna toplotna črpalka je namenjena za ogrevanje z radiatorji, meritve pa lahko izvajajo pod drugimi pogoji, na primer A+7/W60 (temperatura zunanjega zraka + 7°C/ temperatura vtoka v ogrevalni sistem + 60°C). Zato se grelno število COP vedno nanaša na določeno razmerje, kar je navedeno tudi v naših tabelah.
Opazili smo, da nekateri proizvajalci učinkovitost za svoje toplotne črpalke merijo pri temperaturi zraka +7°C, ker bo takrat učinkovitost naprave dobra. Drugi hočejo videti primerjavo pri +2°C. Slednje merilo uporablja tudi Eko - sklad v svoji tabeli, kjer najdete seznam vseh primernih toplotnih črpalk za dodelitev subvencije, ki pa toplotne črpalke primerja z enotno oznako v procentih porabe primarne energije.
Letno grelno število (SCOP)
Letno grelno število (SCOP)Še bolje učinkovitost toplotne črpalke ponazori letno grelno število (SCOP), ker se nanaša na delovanje toplotne črpalke čez celo leto (Seasonal Coefficient Of Performance). Grelno število (COP) se namreč med obratovanjem toplotne črpalke ves čas spreminja, v odvisnosti od zunanjih temperaturnih pogojev delovanja; če je vir toplote hladnejši se letno grelno število zmanjša, če je toplejši se grelno število zvišuje, vendar je tega v naših preglednicah smiselno preveriti.
Letno grelno število (SCOP) je dejansko razmerje med oddano koristno toploto v enem letu in med vso vloženo električno energijo (od kompresorja toplotne črpalke, ventilatorja, obtočnih črpalk, ki omogočajo ogrevanje stavbe in sanitarne vode). Čim višje je letno grelno število (SCOP) tem več toplote bomo pridobili, v primerjavi z vloženo električno energijo.
Na letno grelno število toplotne črpalke vplivajo predvsem potrebe po toploti glede na lokacijo objekta, kar za Slovenijo v praksi pomeni, da letno grelno število toplotne črpalke v Ljubljani ali Mariboru ne more biti enako visoko kot v Kopru, ker je dodatna poraba električne energije pri nizkih zimskih temperaturah za delovanje pomožnih komponent sistema razumljivo večja. Letno grelno število zavisi tudi od temperature vira toplote in temperature predtoka ogrevne vode, tudi samega sistema regulacije toplotne črpalke in sistema regulacije celotnega ogrevalnega sistema ter ustreznega dimenzioniranja.
Hrup toplotne črpalke zrak – voda (zvočna moč, zvočni tlak, merjenje hrupa na oddaljenosti 1 m)
Toplotne črpalke zrak – voda zahtevajo za postavitev v veliki večini primerov zunanji prostor, bodisi na zunanji steni hiše ali v neposredni bližini hiše, ob delovanju pa povzročajo določen nivo hrupa, ki pa se je v praksi že izkazal kot moteč. Zato je pri toplotnih črpalkah smotrno preveriti glasnost naprave, da bo ta za nas in naše sosede sprejemljiva.
Kakšen nivo hrupa toplotna črpalka ne sme presegati?
Emisijo zvoka naprave v okolico lahko opredelimo s pomočjo fizikalnih pojmov kot sta zvočna moč in zvočni tlak. Slednji pomeni tisto, kar ljudje slišimo. Veliko proizvajalcev toplotnih črpalk pod nivo hrupa pri toplotnih črpalkah natančneje opredelijo tako, da navedejo zvočno moč in zvočni tlak na določeni razdalji, običajno na razdalji 1 m. Za ustrezno primerjavo tega navedenega podatka v tokratnih preglednicah bi bilo tako potrebno, da je zvočni tlak v vseh preglednicah opredeljen za isto razdaljo (to je na oddaljenosti 1 m) in po istem standardu meritev (namreč tudi pri tem jih obstaja več), vendar pri zdajšnjih preglednicah teh podatkov žal nismo uspeli pridobiti.
Rešitev dileme okrog hrupnosti toplotne črpalke je v tem, da pri vseh proizvajalcih preverite zvočno moč po veljavnem standardu za toplotne črpalke (EN12102) in pa zvočni tlak na oddaljenosti 1 m. Podatek o zvočni moči je neodvisen od razdalje in postavitve, na podatek o zvočnem tlaku pa vpliva tako sama postavitev in oddaljenost.
Orientacija v praksi glede hrupa toplotne črpalke v praksi
V kolikor raven zvočnega tlaka na 1 m razdalje ne presega 60 dB(A) toplotna črpalka praviloma ni moteča, na nizko raven hrupa pa vpliva predvsem tip zvočne izolacije toplotne črpalke in sama konstrukcija. Zunanjo enoto toplotne črpalke je sicer najbolje namestiti na tisto stran objekta, kjer od sosednjih zgradb ni možnosti odboja zvoka ali kjer ni spalnih prostorov.
Bivalentna temperaturna točka – meja, ko toplotna črpalka lahko deluje s pomočjo grelcev ali brez
Bivalentna temperaturna točka – meja, ko toplotna črpalka lahko deluje s pomočjo grelcev ali brezBivalentna točka se pojavi pri toplotnih črpalkah zrak - voda, ki danes lahko dobro delujejo do temperature zraka 5°C ali celo do -7°C. Pod določeno bivalentno točko oziroma zunanjo temperaturo, nekatere toplotne črpalke samostojno niso več sposobne pokriti toplotnih potreb objekta, zato se samodejno vključi vgrajeni električni grelnik. Slednji pokrije toplotne potrebe, dokler zunanje temperature ne narastejo nad njo, nato pa toplotna črpalka spet samodejno prevzame ogrevanje. Ker pod to točko poraba elektrike skokovito naraste, je to pomemben podatek ob nakupu.
V preglednicah, ki smo jih tokrat pripravili, bodite pozorni na navedene vrednosti, ki se nanašajo na najvišjo moč kompresorja in temperaturo ogrevalne vode ogrete brez pomoči elektro grelnika ( ko je zunaj bolj hladno - zunanji temperatura -15°C). Opomba strokovnjakov pri teh navedenih podatkih je bila, da bi bilo najbolje, da bi vsi navedli podatek, koliko kilovatov toplotne moči je sposobna oddati toplotna črpalka pri – 15°C, brez da bi se pri tem vključil pomožni električni grelec. Nekatere je še zmotilo, da so v tabelah našli trditev, da lahko toplotna, ki je sposobna vodo v grelnem vtoku ogreti na 80°C, ogreje tudi sanitarno vodo na to temperaturo, kar tehnično ni izvedljivo brez dodatnega grelnika.
Dogaja se tudi, da proizvajalec v prospektih za področje Nemčije navaja ene, izven tega pa druge podatke. In če vemo, da so danes veljavni vsi standardi, priporočila in regulative s tega področja, je vsakomur lahko jasno, da področje omogoča tudi ribarjenje v kalnem.
Učinkovitost in energijski razredi za toplotne črpalke zrak -voda
Učinkovitost in energijski razredi za toplotne črpalke zrak -vodaOd ponudnikov toplotnih črpalk smo po večini v preglednicah prejeli podatke, ki pod energijski razred navajajo podatek A++, pri nekaterih opažamo, da glede na izmerjen sezonski koeficient energijske učinkovitosti presegajo uveljavljeno zgornjo mejo A++, ter tako svoje naprave že uvrščajo v najvišji razred učinkovitosti A+++. Nekateri toplotni stroji po EU ERP direktivi že sedaj spadajo v razred A+++, vendar tega pred letom 2019 niso smeli navajati, ker ta regulativa še do takrat še ni bila v veljavi.
Kako deluje toplotna črpalka zrak - voda v praksi
|
Pregled ponudbe toplotnih črpalk v Sloveniji s tehničnimi karakteristikami
Tehnični podatki prikažejo učinkovitost posamezne toplotne črpalke za nizkotemperaturno ogrevanje pri 35 °C in visokotemperaturno ogrevanje pri 55 °C. Podani podatki se nanašajo na isto temperaturo vtoka ogrevne vode: + 7°C in – 7°C. V preglednicah predstavljamo toplotne črpalke, ki zajemajo toploto iz zraka, poznane pod nazivom toplotne črpalke zrak – voda z aktualne ponudbe dobaviteljev toplotnih črpalk.
Preglednica ponudnikov je na voljo TUKAJ.
Vsa morebitna dodatna vprašanja napišite v spodnji kontaktni obrazec, kjer vam bomo poskušali odgovoriti v najkrajšem času.
Povezane vsebine
