Toplotne črpalke za ogrevanje
Toplotna črpalka (TČ) jemlje toploto iz toplotnega vira (zunanji zrak, voda, zemlja), jo s pomočjo (električne) energije dvigne na višji temperaturni nivo in skupno toploto odda v ogrevalni sistem. V povprečju daje TČ trojno količino toplote glede na količino porabljene elektrike (z eno kilovatno uro električne energije odda tri kilovatne ure toplote), odvisno od razmerij vstopne in izstopne temperature in od lastnosti TČ.
Toplotne črpalke za ploskovno ogrevanje
Za talno (stensko, stropno) ogrevanje zadošča ogrevna voda, segreta do 35°C (izjemoma do 45°C), kar pomeni, da so TČ zelo primerne za nizkotemperaturno ogrevanje energijsko varčnih, skoraj nič-energisjkih stavb sNES. Energijski učinek TČ v sNES je zelo ugoden. Za radiatorsko ogrevanje in za potratne stavbe je drugače, o tem kdaj drugič.
Finančni učinek toplotnih črpalk je odvisen od razmerja cen razpoložljivih energentov (elektrika, zemeljski plin, naftni plin, kurilno olje, drva…) ter od višine investicije in ni enak energijskemu.
Stroškovno učinkovitost ogrevalnega sistema je treba izračunati za vsako stavbo posebej glede na lokacijo, možni vir toplote, ogrevalni sistem, letno potrebo po toploti, razpoložljive energente, možnost in višino investicije ter možnost celovite prenove stavbe. Trditev Toplotne črpalke so tempirana bomba je senzacionalistična, posplošena. Toplotnih črpalk ne smejo izbrati trgovci ali monterji, niti je ne smejo izbrati investitorji, ki so praviloma nestrokovnjaki. Izbrati jih morajo strokovnjaki, ob poznavanju lastnosti stavb, ogrevalnih sistemov in lokacije.
Zavajanje potrošnikov
Nekateri trgovci napihujejo lastnosti toplotnih črpalk, saj zmotno predstavljajo prednosti toplotnih črpalk za ogrevanje in zavajajo potrošnike. Trditev: “velika prednost toplotnih črpalk pred drugimi viri ogrevanja je predvsem energijska varčnost, saj novejše toplotne črpalke z regulacijo obratov kompresorja (inverter) dosegajo razmerje med vloženo električno energijo in izdano hladilno ali grelno močjo skoraj 1:4” ni vedno točna in ne velja za ogrevanje s TČ zrak/voda ob nizkih zunanjih temperaturah. Tudi navedba: “toplotne črpalke so od tri- do petkrat učinkovitejše od ogrevalnih kotlov na fosilna goriva in imajo boljšo zmogljivost celovitega ogrevanja hiše tudi pri zelo nizkih zimskih temperaturah” ne drži. Trgovci povedo dobre lastnosti TČ: “grelno število do 7, temperatura ogrevne vode preko 50°C, delovanje tudi pri zunanji temperaturi pod -20°C, primerna moč za ogrevanje enodružinske energijsko učinkovite hiše…”, žal pa ne povedo, da vse te vrednosti ne veljajo hkrati (ali ena ali druga ali tretja).
Strašenje potrošnikov
V citiranem blogu Toplotne črpalke so tempirana bomba pa so zapisani strahovi, ki so zgolj hipotetično možni.
Prisiljeni smo razpoloviti rabo vse energije v celi državi, v stavbah pa zmanjšati rabo energije za faktor 10. Ukrepi za energijsko učinkovitost bi morali imeti osrednjo vlogo pri doseganju ničelne stopnje neto emisij toplogrednih plinov do leta 2050, in sicer z zmanjšanjem porabe energije, za polovico v primerjavi z letom 2005 (Čist planet za vse).
Vse novogradnje in rekonstrukcije stavb morajo biti “skoraj-nič energijske stavbe sNES“, torej bodo potrebne moči kurilnih naprav in potrebna letna raba energije občutno manjši. Zaradi ogrevanja s TČ ne bo povečanja odvzema 1.6 GW moči iz elektrarn (mimogrede, to je enako eni jedrski elektrarni po resoluciji iz leta 2006, glej Zakaj (ne) govorimo o novi nuklearki? ) temveč bo povečanje občutno manjše, če sploh bo. Toplotne črpalke ogrevanja bodo nadomestile tudi električne bojlerje sanitarne vode. Možno je, da se bo letna raba energije celo zmanjšala, konična moč pa ne dosti povečala.
Prepričan sem, da bo energetski sistem ostal stabilen tudi po tem, ko bodo na vseh primernih strehah vgrajene sončne elektrarne v samooskrbi, ko bo vsaj polovica osebnih avtomobilov električnih in ko bosta ugasnjeni nuklearka in TEŠ6.
Toplotne črpalke zrak voda niso tempirana bomba
Predpostaviti hipotetično situacijo in s tem strašiti prebivalstvo, je enostavno. Če bi vsi, ki imajo denar v banki, hoteli hkrati dvigniti gotovino, bi razpadel naš bančni sistem, gospodarstvo in država. Tudi če bi vsi državljani hkrati hoteli telefonirati, se zapeljati v center prestolnice ali zboleli za ošpicami, bi se sistem sesul.
Strah je orodje lažnih prerokov
Pavšalne kritike, da so toplotne črpalke tempirana bomba in da obnovljivi viri ne zmorejo zagotavljati trajne oskrbe z elektriko, niso upravičene. Res je, da sončne elektrarne ne dajejo elektrike ponoči, vetrne ne v brezvetrju. Res je tudi, da sezonsko hranjenje sončne elektrike v akumulatorjih ni smiselno.
Rešitve državne energetike so drugje: kombinacija vseh razpoložljivih obnovljivih virov energije in njihovo hranjenje, dnevni viški v akumulatorjih in črpalnih elektrarnah, sezonski viški v drugih oblikah (vodik, metan), predelava elektrike v energetske pline, biogoriva, umetne mase …. Integracija plinovodov in daljnovodov bo prevzela distribucijo in hranjenje energije.
Slehernik pa se bo trudil, da bo živel ceneje, bolje in prijazneje. Z manj energije in manjšimi stroški. Sončna elektrarna na vsaki razpoložljivi stavbi, samooskrba z možnostjo otočnega/omrežnega delovanja, integracija e-avta v trajnostni energetski krog (TEK)… Z zgledi in znanjem bomo kazali pravo pot v trajnostno prihodnost.
9 komentarjev
” Toplotne črpalke ogrevanja bodo nadomestile tudi električne bojlerje sanitarne vode. Možno je, da se bo letna raba energije celo zmanjšala, konična moč pa ne dosti povečala.”
Zenkrat trenda zmanjševanja v porabi električne energije v Sloveniji ne vidimo in je nasprotno opazen trend povečevanja porabe elektrike za ogrevanje. Konkretno od leta 2015 do leta 2018 se je poraba elektrike za ogrevanje povečala za 25 – 30%.
Od kod to vem? Če narišem graf odvisnosti povprečne dnevne porabe od zunanje temperature se pod 15°C vidi šibak linearen trend:
http://shrani.si/f/2w/fC/4xBxcsJ6/poraba-elektrike-ogrevan.png
In koeficient te premice je ~18 MW/°C. Če naredim enako analizo za leto 2015, je ta koefcient približno 14 MW/°C.
Ni jasno, koliko tega je na račun toplotnih črpalk in koliko na račun direktnega električega ogrevanja, je pa dejstvo, da z elektriko se ogrevamo vedno bolj.
Pri današnjih ~18 MW/°C rabimo pri 0°C zunanje temp dodatnih 260 MW, pri -8°C (najhladnejša dnevna T v 2018) pa 410 MW.
Električno ogrevanje se pozna in ni zanemarljivo. In pozna se tudi, da se elektrifikacija ogrevanja dogaja hitro in da je o tem treba razmišljati z izgradnjo novih (zanesljivih) proizvodnih kapacitet.
Če povem še drugače: električna ogrevala žal nameščamo hitreje, kot zmanjšujemo porabo energije, namesto da bi bilo obratno.
Vsekakor pa je izolacija skupaj s pasivnimi / skoraj nič energijske hišami prava pot, ne glede na to, kje elektriko dobimo. To je samo še vprašanje cene in politične, družbene in okoljske sprejemljivosti.
Odličen komentar, hvala. Verjetno je res, da električna potrošnja v zadnjih letih narašča hitreje kot se zmanjšuje raba fosilne energije. Pristojna ministrstva pa nič.
Dve vprašanji:
1. Se raba elektrike veča ali manjša? Elektroenergetska bilanca Slovenije za obdobje januar – september 2019 pravi, da je bila v devetih mesecih leta 2019 je neto poraba električne energije v Sloveniji 10.066 GWh in je bila za 2 % manjša kot v obdobju januar – september 2018. Je to obdobje prekratko, da bi lahko sklepali na trend zmanjšanja/povečanja? Opaziti ni nobenega ukrepa v zmanjšanje rabe elektrike. Je to zmanjšanje morda posledica izpada elektrike iz jedrske elektrarne zaradi remonta?
2. Direktno električno ogrevanje ni dovoljeno niti direktno segrevanje sanitarne vode z elektriko (Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah, člen 13), razen redkih izjem. Električno ogrevanje in električne bojlerje veselo tržijo, vsi oglasi so jih polni, vse trgovine jih prodajajo. A sploh kdo upošteva to prepoved?
Pripomba: Pogrešamo strategijo zmanjšanja rabe energije za 50% glede na leto 2005. Možno je, da se bo kljub splošnemu zmanjšanju energije nekoliko povečala raba elektrike, vendar bo ta elektrika iz obnovljivih virov energije in bo manj bremenila okolje kot ga sedaj bremeni jedrska oz. fosilna.
Se ne strnjam z člankom bo problem, če se bo trend nadaljeval !
Ne bom se poglabljal v detalje v članku, ampak ven štrlita 2 stvari:
1.
”
Predpostaviti hipotetično situacijo in s tem strašiti prebivalstvo, je enostavno.
Če bi vsi, ki imajo denar v banki, hoteli hkrati dvigniti gotovino, bi razpadel naš bančni sistem, gospodarstvo in država.
Tudi če bi vsi državljani hkrati hoteli telefonirati, se zapeljati v center prestolnice ali zboleli za ošpicami, bi se sistem sesul.”
”
Ogreto bivališče ni stvar izbire,vsi ( da vsi !!!) bodo hoteli imeti toplo bivališče ! Ta primerjava je v osnovi zgrešena oz. zavaja.
To je potreba ne izbira !
2. Če tč ne bo zmogla ogrevati objekta brez grelcev ne bo tudi mogla ogrevati sanitarne vode , tudi tu se zavaja.
Sigurno bo izredno mrzlo in ogreti sanitarno vodo na 45 do 50′ pri cca -15 do -20’C ne bo možno vsaj ne v doglednem času in vklopil se bo grelec…
Rešitev vidim v vgradnji topotnih črpalk zemlja/voda oz. voda/voda ali drugem viru seveda tudi v boljši izolaciji.
Spoštujem vašo pravico do drugačnega mnenja.
Komentar na prvo pripombo: Seveda bi nastale težave, če bi hipotetično vsi hkrati zamenjali obstoječe ogrevalne sisteme s toplotnimi črpalkami, hkrati pa ne bi zmanjšali rabe energije. Vendar v prispevku https://zaensvet.si/energijska-samooskrba/ kažemo, kako je možno zmanjšati rabo energije in hkrati povečati kakovost bivanja.
Komentar na drugo pripombo: zagovarjam izbiro monovalentnega delovanja TČ, pri bivalentnem pa odsvetujem rabo direktnih električnih grelnikov. V alpskem svetu, kjer so zunanje temperature med -15 °C in -20 °C, je primernejša TČ geosonda/voda kot zrak/voda. Se pa strinjava, da je treba zmanjšati rabo toplote (toplotna izolacija ovoja stavbe, zrakotesna stavba, mehansko prezračevanje z vračanjem toplote…)
G. Valenčič,
v članku omenjate, da so TČ zelo primerne za nizkotemperaturno ogrevanje energijsko varčnih stavb, v primeru radiatorskega ogrevanja in potratnih stavbe pa, da je drugače in da boste o tem (pisali) kdaj drugič.
Obstaja tudi na to temo že kakšen članek z vaše strani?
Zelo bi me namreč zanimale vaše ugotovitve.
Na portalu je precej objav o toplotnih črpalkah. Čeprav so stare nekaj let, so še vedno aktualne.
Konkretno, o toplotnih črpalkah za radiatorje: https://zaensvet.si/radiatorski-termostatski-ventili/
Potratne: bolj, kot je stavba potratna, prej se povrne naložba v toplotno črpalko. Kljub temu svetujem energetsko sanacijo in zmanjšanje potrebe po energiji za ogrevanje vsaj za faktor 10.
Ničenergijske stavbe so povsem drugačne. Talno ogrevanje v takih stavbah ni primerno, saj ima preveliko toplotno vztrajnost. Primernejše je stensko ali radiatorsko. Še več, za ničenergijske stavbe so morda toplotne črpalke prevelika naložba in je morda ekonomičneje vgraditi električno radiatorsko ogrevanje in sončno elektrarno. Kljub temu pavšalnemu nasvetu je treba vsako stavbo individualno projektirati.
Hvala za vaše mnenje, sem pred tem zasledil in tudi že prebral tudi ta članek. No verjamem, da bo pa povezava, katero ste prilepili v odgovor na moj komentar, sigurno koristila komu drugemu.
Se pa tudi sam strinjam ob mojem trenutnem znanju na tem področju, ki je drugače na konkretno nižjem nivoju kot vaše, da je vsaka stavba stvar zase in bi jo bilo treba tako tudi obravnavati pred obnovo fasade, ogrevanja… Ljudje vse preveč zaupajo samo prodajalcem, ker nimajo volje in po njihovo predvsem časa pridobiti informacij od nekoga, ki je strokovno podkovan, ter bo podal realno oceno glede na robne pogoje stavbe. Zato pa imamo potem en kup pod ali predimenzioniranih sistemov v individualnih stavbah, kar potem ob spoznanju večinoma prinese slabo voljo, ter govorenje naokoli v smislu, da je vgrajen sistem “itak za en drek”.
Če povzamem vse skupaj. Taka stvar konec koncev ni nakup kruha, poleg tega bomo morali z investicijo shajati najmanj 15 let, realno še precej več. No, pa tudi zadovoljstvo, da si odločil za primerno naložbo ali več njih marsikaj odtehta – vsaj po mojih izkušnjah sodeč.
Pozdravljeni, v zadnje čase smo kar zmedeni glede vgradnje pravilnih ( po potrebi stavbe, po uporabi energenta in prihodnje cene energije) grelnih naprav.
Novo na trgu je hibrid ( toplotna črpalka monoblok in kotel na pelete. Kombinacija ki investitorju namigne na neko “neodvisnost”. Tudi subvencija je 50%.. Razen da investitor mora imeti prostor za pelete, dimnik in dimnikarja ( eni ga imajo če kurijo na drva ali pelete) obstaja še poraba elektrike z TČ. vse skupaj je isto kw ampak cenovno sa to splača vgradit in potem vozit cca 15+ let?
Lepo prosim za strokovni komentar.
Načeloma zagovarjamo preproste, specialne sisteme, ki so učinkovitejši kot univerzalni. Univerzalni nas spominjajo na račko, ki hodi, plava in leta, pa vse bolj slabo.
Hibrid (kombinacija monoblok toplotna črpalka in kotel na pelete) je nekaj drugega. To sta dve samostojni kurilni napravi, ki se medsebojno dopolnjujeta. Pri nižji temperaturi deluje peletni kotel, pri višji pa toplotna črpalka, preklop pa je samodejen.
Hibrid je primeren za vgradnjo v starejšo energijsko potratno stavbo, brez primerne toplotne izolacije, zlasti če se investitor odloča za izvedbo celovite energetske prenove po fazah in bo dodatno toplotno izolacijo stavbnega ovoja vgradil kasneje.
Hibrid (dvojni sistem) je bolj zanesljiv od ene same kurilne naprave, saj ob izpadu kotla deluje toplotna črpalka in obratno. Vendar je treba upoštevati tudi ekonomičnost, saj je naložba dvojna, vzdrževanje tudi.