Termostatski ventili in toplotne črpalke

Na družabnem omrežju je bilo zastavljeno preprosto vprašanje: dvostanovanjsko hišo ogrevajo radiatorsko, s toplotno črpalko; so zadovoljni, ogrevanje je v redu, cenovno v okviru pričakovanja; če je eno stanovanje dalj časa prazno, ali se splača pripreti termostatske ventile? Torej, kako deluje kombinacija “Termostatski ventili in toplotne črpalke” oziroma ali so dovoljeni radiatorski termostatski ventili v stavbi, ogrevani s toplotno črpalko. Na kratko, ali naj bodo vsi radiatorski termostatski ventili ves čas popolnoma odprti in vsi prostori maksimalno ogreti?

Bralce vabim, da si preberejo tudi članke Izbira toplotne črpalke, Dejstva o toplotnih črpalkah in “strokovnjakih”, Toplotna črpalka za slehernike, Se splača vgraditi toplotno črpalko,Toplotne črpalke za neodvisno Slovenijo in Zamrzovanje toplotnih črpalk. Povzetek je objavljen tudi na Žurnal24.

Paleta mnenj

Odgovori so zanimivi. Redko kdo je naredil vtis, da pozna pomen termostatskega ventila. Največ komentatorjev je zagovarjalo popolnoma odprte termostatske ventile, saj naj bi priprti ventili ovirali delovanje toplotne črpalke.

Neverjetno, menda so tudi vsi na družabnem omrežju zagovarjali vgradnjo termostatskih ventilov in nato delovanje na polno. Tudi če je prevroče, samo da se toplotna črpalka ne utrudi. Priprti termostatski ventili naj bi ovirali delovanje toplotne črpalke, monterji naj bi jih vgrajevali samo zaradi zaslužka.

To je seveda popolnoma narobe. Toplotna črpalka je toplotni stroj, ki mora delati takrat, ko jo uporabnik potrebuje in tako, kot uporabnik rabi. Ne več in ne manj. V ožjem pomenu besede sicer toplotne stroje delimo na toplotne in hladilne, ampak to so že finese, za pogovor ob kavi.

Podobno cvetko o odpiranju oken, kadar je prevroče, sem bral v garancijskem listu stanovanja. Pisalo je: »ne zapirajte radiatorskih ventilov, ker se lahko pokvarijo. Če je v prostoru prevroče, odprite okna.« Mnogi še danes upoštevajo ta nasvet in zapravljajo toploto. Noro.

Regulacija ogrevanja

Zunanja temperatura se spreminja, potrebe po ogrevanju tudi. Za udobno ogrevanje morata biti urejeni statična in dinamična temperaturna regulacija.

Projektirano uravnoteženje

Statična temperaturna regulacija se doseže s korektnim dimenzioniranjem ogrevalnega sistema na največje potrebe. Projektanti izračunajo toplotne izgube prostora pri minimalni zunanji temperaturi in določijo velikost ogreval ter pretok ogrevne vode, glede na največjo projektirano temperaturo medija. Običajno izberejo nekoliko premočne radiatorje, nato pa omejijo maksimalni pretok. Na ta način je celotni ogrevalni sistem hidravlično uravnotežen, v eni točki, pri maksimalni moči.

Osnovna regulacija

Ko je zunanja temperatura višja od minimalne, se zniža temperatura ogrevne vode. Temu rečejo regulacija po krivulji. Pri zunanji temperaturi 20 °C ni treba ogrevati, takrat ima voda, ki vstopa v radiatorje 20 °C. Pri minimalni zunanji temperaturi (recimo -13 °C) mora imeti voda najvišjo projektirano temperaturo, recimo 55 °C. To je sicer v nasprotju s splošno omejitvijo delovanja TČ do 35°C, ampak o tem kdaj drugič.

Torej, dve točki 20/20 in -13/55 določata premico temperature ogrevne vode. Za prijaznejše obratovanje pa je ta premica rahlo ukrivljena, temu pa se reče krivulja ogrevanja. Generator toplote, torej toplotna črpalka, mora segrevati ogrevno vodo glede na zunanjo temperaturo, po te krivulji. Premico si lahko narišete na milimetrski papir, jo oblikujete z računalnikom ali pa si jo samo zamislite.

Prostorska korekcija

Stvari niso popolnoma takšne, kot si želimo. Zato je lahko v referenčni prostor vgrajeno sobno temperaturno tipalo, ki korigira nastavljeno krivuljo ogrevanja glede na prostorsko temperaturo. Najbolje je, da je referenčni prostor čim manj toplotno obremenjen, recimo biblioteka ali prostor za meditiranje, na severni strani stavbe.

Preprečevanje pregrevanje

Notranji toplotni viri ogrejejo prostor. Predstavljajte kuhinjo, ki ima pod oknom vgrajen 1.000 W radiator, zaradi ogrevanja po krivulji pa ima ogrevna voda namesto 55 °C recimo 40 °C. Radiator pri teh pogojih oddaja približno 500 W. Ko pridna gospodinja začne kuhati, se v prostor začne sproščati vsaj 1 kW toplote. Prostor se začne pregrevati, saj ga poleg radiatorja greje še štedilnik. Seveda se gospodinja prepozno spomni, da mora zapreti radiator, prostor se pregreje; ko neha kuhati, pa ga gospodinja pozabi odpreti in čez nekaj ur je kuhinja hladna. Bolje je, da termostatski ventil samodejno poskrbi, da ni gospodinji niti prevroče niti prehladno.

Da se prepreči pregrevanje, morajo biti v prostorih, kjer so pričakovani toplotni viri, na radiatorjih vgrajeni termostatski ventili, ki imajo proporcionalno območje 1 K.

Ne pozabimo, da pregrevanje povzroča tudi sončno sevanje skozi okna, vesela druščina ali zelo zmogljiva računalniška oprema.

Nekateri prostori ne potrebujejo termostatskih ventilov

V kopalnici ni nikoli prevroče. Tam ni treba vgraditi termostatskih ventilov. Nikakor pa ne sme biti termostatskih ventilov v referenčnem prostoru.

Kaj je termostatski ventil?

Termostatski ventil je izumil Mads Clausen, ustanovitelj podjetja Danfoss, leta 1943. Njegova zamisel je bila, da se toplota za ogrevanje uravnava glede na sobno temperaturo.

Sodobni termostatski ventil vsebuje ventil z dvojno regulacijo, ki omejuje največji pretok ogrevne vode skozi radiator in termostatsko glavo, s katero se zagotavlja želena temperatura ogrevanja.

Termostatska glava zaznava temperaturo v prostoru, ventil pa odpira ali pripira dotok tople vode v radiator glede na željen pretok . Termostatska glava vsebuje medij, ki se širi, če temperatura v prostoru narašča, in krči, če pada. Širjenje medija v termostatski glavi povzroči, da igla ventila zapre dotok tople vode v radiator. Preprosto, samodejno in brez dodatne energije za regulacijo.  S tem so izkoriščeni notranji toplotni viri, to je toplota sončnega sevanja, razsvetljave in kuhinjskih aparatov ter toplota, ki jo oddajamo ljudje.

Mnogi ne vedo, kaj pomenijo označbe na glavi. Večina proizvajalcev ima podoben način označevanja. Pozicije označujejo približno temperaturo v prostoru, 1 = 14 °C, 2=17 °C, 3 = 20 °C, 4= 24 °C in 5=26 °C, nekateri pa imajo zarisano še snežinko, ta pozicija zagotavlja zaščito proti zmrzovanju oz. doseganje temperature 8 °C.

V dnevni sobi je predvideno ogrevanje na 20 °C. Če nastavite termostatski ventil na 3, bo v prostoru temperatura med 20 °C in 21 °C. Če želite malo topleje, obrnite malo proti štirici, na pol poti boste imeli med 22 °C in 23 °C. Tako nastavite in pozabite, do konca kurilne sezone. Takrat ugasnete ogrevalni sistem in vse termostatske glave obrnete na pozicijo 5. S tem razbremenite vzmet in sedež ventilov. In jeseni vključite ogrevalni sistem in nastavite termostatske glave na tri ali tri-in-pol. To vse.

Kaj narediti, ko je prostor dalj časa prazen?

Praznih prostorov v stanovanju ni treba ogrevati, saj po nepotrebnem trošite toploto. Hkrati pa tudi ni dobro, da se pretirano ohladijo. Nastavite termostatski ventil nekje med 1 in 2, da imate približno 15 °C. S tem zmanjšate rabo energije v tem prostoru na približno polovico.

Če pa vas dalj časa ne bo v stavbi, recimo da čez zimo ne hodite v svojo počitniško hišo, vendar se bojite zmrzali, obrnite vse termostatske glave na snežinko, toplotno črpalko pa vključite. Strošek ogrevanja ne bo visok, hiša pa bo zaščitena proti zmrzovanju.

Pametni termostatski ventili

Pamet vstopa v naše hišne naprave. Pametni termostatski ventili imajo dodatne možnosti, lahko jih krmilite na daljavo preko telefona, na telefon vam sporočajo temperaturo in vlago v prostoru, zaprejo se ob odprtem oknu, da toplota po nepotrebnem ne uhaja na prosto in še mnogo več. Za nekatere nepogrešljivo.

Termostatski ventili in toplotna črpalka

Toplotna črpalka mora biti nastavljena na ogrevalno krivuljo tako, da ravno prav ogreva prostore, glede na zunanjo temperaturo. Takrat so vsi termostatski ventili povsem odprti, čeprav so na poziciji 3 (ali malo več). Ko se, zaradi sonca skozi okna ali zaradi peke kruha, nekaj prostorov segreje in nekaj termostatskih ventilov zapre, nič hudega. Obtočna črpalka ogrevanja, ki je prilagodljiva, se začne malo počasneje vrteti, manjši odjem toplote pa spozna tudi toplotna črpalka in prilagodi svoje delovanje potrebam stavbe. Še vedno pa ogreva po nastavljeni krivulji, ne zniža niti zviša temperaturnega režima delovanja.

Priprti termostatski ventili na radiatorjih ne vplivajo na krivuljo ogrevanja toplotne črpalke, vendar zmanjšajo rabo energije. TČ, ki deluje po sistemu on-off, bo imela daljše pavze, inverterska pa se bo malo počasneje vrtela. Posledično bo manjša raba energije za ogrevanje stavbe, toplotna črpalka pa bo manj obremenjena. Dvojna korist.

 Ni pravila brez izjeme

Starejšo radiatorsko ogrevano stavbo s kotlom na kurilno olje je možno preurediti in ogrevati s toplotno črpalko. Takih predelav je veliko, še več jih bo. Zelo pogosto je uporabljen kompromis med ceno, enostavnostjo in energijsko učinkovitostjo

Za stanovanje ali manjšo stavbo verjetno zadošča najpreprostejša »klima/TČ monoblok« naprava, pri kateri sta uparjalnik in kondenzator združena v zunanjem modulu. Monoblok, ki je postavljen zunaj, je z ogrevno instalacijo povezan le s cevmi ogrevanja, v katerih je voda. V enoti so vgrajene vse potrebne komponente za delovanje,  toplotni izmenjevalnik freon/voda, ekspanzijska posoda in obtočna črpalka. Pretok vode skozi zunanjo enoto oziroma celotni ogrevalni krog naj bo čim manj oviran, zato  naj bodo vsi radiatorji odprti, temperaturna regulacija ogrevanja pa z nastavitvijo delovanja toplotne črpalke glede na zunanjo temperaturo.

Taki sistemi so priljubljeni, saj so preprosti za vgradnjo in rabo, hkrati pa tudi poceni. Če bi v ta sistem vgradili hiodravlično kretnico, dodatno obtočno črpalko, nekaj ventilov in cevi, bi se instalacija, skupaj z delom podražila za kakih 1.000 €. To pa bi precej podražilo pri najcenejših monoblok izvedbah, ki stanejo med 3.000 € in 5.000 €.

Je radiatorsko ogrevanja s toplotno črpalko dovoljeno?

Zakonodaja je hecna reč. Namesto da bi bile predpisane splošne usmeritve, se zakonodajalci čutijo dolžne urejati vsako podrobnost. Seveda jih mnogo tudi spregledajo, zakonodaja postane luknjasta. Potem dobimo zakon, ki ima 500 členov in podzakonske akte, ki imajo še nekajkrat po petsto členov. Veljavni Energetski zakon EZ-1 ima 557 členov in približno 20 dopolnil, aktualni Zakon o učinkoviti rabi energije ima 97 členov, Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah napisan poetično, smernica TSG-1-004, ki je obvezna, pa ima 114 strani podrobnih predpisov, navodil in formul. V svoji skrbi za popolnost zakonodajalec ni videl ali hotel videti vseh podrobnosti realne energijske oskrbe. Kakor je danes videti, je bil osnovni namen Energetskega zakona EZ-1 iz leta 2014 prikriti lastninjenje jedrske elektrarne Krško in državne infrastrukture, zato je moral biti nepregleden. Učinkovita raba energije je ohlapno zapisana, zmanjševanje rabe energije pa sploh ni predvideno.

V TSG-04-001 v poglavju 4-ogrevanje piše tudi o toplotnih črpalkah za ogrevanje. Kompaktne toplotne črpalke za zunanjo vgradnjo so dovoljene, ni pa dovoljeno uporabiti toplotnih črpalk za radiatorsko ogrevanje. Pravilnik o učinkoviti rabi energije sicer navaja, da to velja pri gradnji novih stavb in rekonstrukciji stavb oziroma posameznih delov, kjer se posega v najmanj 25 odstotkov površine toplotnega ovoja, če je to tehnično izvedljivo. Ob tako nejasni definiciji rekonstrukcije očitno ni omejitev za vgradnjo toplotnih črpalk za radiatorsko ogrevanje obstoječih stavb.

Radiatorsko ogrevanje za novogradnje, v povezavi s toplotno črpalko, ni dovoljeno. Izjemoma so dovoljeni dodatni kopalniški radiatorji.