V strokovni javnosti veljate za zapriseženega zagovornika toplotnih črpalk. Zakaj?

Razlogi so vsaj trije. Toplotne črpalke večji del toplote proizvedejo iz obnovljivih virov energije. Drugi razlog je, da so na voljo toplotne črpalke z majhno močjo, medtem ko takšnih oljnih in plinskih kotlov ni. Zakaj je to pomembno? Energijska politika rabe energije v stavbah gre v smeri čim manjše in čim bolj učinkovite rabe, to pa pomeni gradnjo stavb z majhnimi toplotnimi izgubami. Na primer v nizkoenergijski hiši, ki ima 20 W toplotnih izgub na kvadratni meter in površino 200 kvadratnih metrov, za ogrevanje potrebujemo napravo z močjo 4 kW. Kotli pa imajo moč od 12 kW naprej in ne ustrezajo tem zahtevam. Tretji razlog so stroški ogrevanja. Pri trenutnih cenah energentov je ogrevanje s toplotno črpalko od 40 do 50 odstotkov cenejše od ogrevanja z zemeljskim plinom in kurilnim oljem ter celo 70 odstotkov cenejše od utekočinjenega naftnega plina.

Kaj pa, če primerjamo toplotne črpalke in kotle na lesno biomaso?

Lesna biomasa je velika konkurenca toplotnim črpalkam, saj gre za obnovljivi vir energije, poleg tega je iz nje pridobljena kilovatna ura celo za deset odstotkov cenejša kot pri toplotni črpalki. Še zlasti to velja za kotle na pelete, ki jih proizvajajo tudi že v kondenzacijski tehnologiji in v obliki kaminskih peči, ki jih lahko postavimo v bivalni prostor in imajo dovolj majhno moč, primerno tudi za nizkoenergijske in celo pasivne hiše. Njihova pomanjkljivost v primerjavi s toplotnimi črpalkami je le ta, da jih ne moremo uporabiti za pasivno hlajenje.

Obstajajo tudi drugi načini izkoriščanja obnovljivih virov energije, na primer sončni sprejemniki.

Res je, vendar pozimi z njimi ne moremo zagotoviti vseh potreb po toploti. Idealna je kombinacija sprejemnikov in toplotne črpalke, kar pa je za zdaj zaradi višje investicije v dva sistema še vedno luksuz. Sončne sprejemnike lahko za ogrevanje sanitarne vode uporabljamo le nekaj mesecev na leto in takrat je to ogrevanje brezplačno, drugače pa vodo ogrevamo s toplotno črpalko. V prehodnih obdobjih lahko sončne sprejemnike uporabljamo za delno ogrevanje prostorov, razliko zagotovi toplotna črpalka. Še boljši oziroma učinkovitejši in varčnejši je sistem tako imenovanih solarnih toplotnih črpalk.

Kakšen je ta sistem in kako deluje?

Najsodobnejši trend je ogrevanje in hlajenje s soncem. Proizvajalci, večinoma evropski, razvijajo solarne toplotne črpalke, pri katerih namesto hranilnika vode uporabljamo hranilnik z različnimi parafinskimi voski, v katerem se hrani latentna toplota. V sistem se vgradijo še sončni sprejemniki zrak/voda, in ne voda/voda, kot je značilno za klasične. Toplota, ki se v latentnem hranilniku hrani iz obdobij, ko je bilo dovolj sonca, se uporabi, ko tega ni dovolj. Princip delovanja toplotne črpalke je enak kot pri klasičnih, le raba električne energije je zaradi shranjene sončne energije manjša. Energijo sonca lahko izkoriščamo tako rekoč vse leto oziroma vsaj 80 odstotkov časa. Ker rabimo manj električne energije, je letno grelno število teh sistemov višje kot pri klasičnih in doseže vrednosti šest in sedem. Ogrevanje in hlajenje sta še cenejša.

Ali solarne toplotne črpalke že uporabljajo v individualnih hišah?

V Nemčiji so jih nekaj že vgradili, vendar je za zdaj njihova težava izjemno drag latentni hranilnik toplote, za povprečno hišo stane približno 16.000 evrov. Sama termodinamika, ki se dogaja v sistemu, je preprosta, gre za fizikalno zakonitost spreminjanja agregatnega stanja, pri katerem se sprošča toplota in shranjuje toplota, težava je izvedba hranilnika, saj je treba vgraditi zelo zapleten sistem regulacije delovanja.

Kaj se dogaja na področju klasičnih toplotnih črpalk, kaj napovedujete?

Predvsem se proizvajalci ukvarjajo z izboljšavami toplotnih črpalk zrak/voda. Te imajo namreč najnižje grelno število in omejitve v delovanju pri nizkih temperaturah. Proizvajati so že začeli novo generacijo, ki dosega letno grelno število nad 3 in brez težav samostojno deluje pri temperaturi do minus 10 stopinj Celzija. Vendar moram opozoriti, da to velja le za kompaktne toplotne črpalke, ne pa tudi za split sisteme, pri katerih sta uparjalni in kompresorski del naprave nameščena zunaj. Preverjeno je namreč, da omenjene naprave, ki k nam prihajajo iz Japonske in Kitajske, delujejo največ pri temperaturi do minus dve stopinji Celzija, pri nižjih pa uparjalnik zaledeni – črpalka vso energijo porabi za njegovo odtajanje, ne proizvaja pa dovolj potrebne toplote. Posledica so velika raba energije in hladni prostori. Uporabne so le na Primorskem, kjer je milejše podnebje. Drugače pa gre razvoj v smer robustnih kompaktnih toplotnih črpalk, ki jih za ostre klimatske razmere pripravljajo predvsem Švedi in Nemci. Tretja smer so absorpcijske toplotne črpalke. Tudi pri teh izkoriščamo energijo sonca in so namenjene za ogrevanje in hlajenje.

Kako deluje absorpcijska toplotna črpalka?

Namesto električnega kompresorja pri tej različici, ki nima kompresorja, energijo za delovanje črpalke dobimo od sonca. Delovanje absorpcijskih črpalk je tako rekoč brezplačno, saj potrebujemo elektriko le za delovanje obtočnih črpalk, zato imajo te še za približno 20 odstotkov višje grelno število, ki pa se računa nekoliko drugače kot pri klasičnih in solarnih.

Evropsko združenje proizvajalcev toplotnih črpalk je napovedalo, da bomo v EU do leta 2020 vgradili 70 milijonov toplotnih črpalk. Kaj to pomeni za okolje, saj je še vedno velik delež električne energije proizveden iz fosilnih goriv?

Število vgrajenih naprav, ki za delovanje potrebujejo elektriko, bo zagotovo manjše, saj so v omenjeno napoved vštete tudi absorpcijske in solarne toplotne črpalke, ki rabijo manj elektrike oziroma le za obtočne črpalke in za katere se pričakuje, da jih bomo v prihodnje vgrajevali bistveno več. Poleg tega se bo do leta 2020 precej zmanjšala raba energije v stavbah, zato bomo vgrajevali toplotne črpalke z majhno močjo, ki potrebujejo malo električne energije. Strah, da bi množična uporaba toplotnih črpalk pomenila preveliko rabo električne energije in celo ogrozila njeno dobavo, je odveč. Večjo obremenitev, kot jo lahko povzroči množica toplotnih črpalk za ogrevanje in hlajenje ter pripravo tople sanitarne vode, pomenijo zdaj vgrajene split in podobne klimatske naprave, ki jih uporabniki kupujejo le za hlajenje in niti ne preverijo, koliko so v resnici energijsko potratne, kolikšno moč potrebujejo, za povrhu pa jih še nepravilno uporabljajo.

Ali so toplotne črpalke uporabne tudi v starejših hišah?

So, vendar le pod določenimi pogoji. Lastniki se morajo zavedati, da je treba pred menjavo oziroma posodobitvijo ogrevalnega sistema hišo najprej energijsko prenoviti. S toplotno izolacijo in novim stavbnim pohištvom je treba najprej zmanjšati toplotne izgube. Tako bodo lahko vgradili toplotno črpalko manjše moči, manjši bo lahko tudi hranilnik toplote, večje bo grelno število, manjša bo raba električne energije in zato bodo stroški ogrevanja nižji.

Kaj lahko naredijo, če energijske sanacije finančno ne zmorejo?

Zaradi večjih toplotnih izgub bodo morali namesto črpalke z močjo 8 ali na primer 10 kW, izbrati takšno z močjo 20 ali 25 kW in večji hranilnik toplote. Izbrati je treba visokotemperaturno črpalko, če imajo v prostorih radiatorje. Z vidika naložbe to ni gospodarno, rok vračanja bo od deset do dvanajst let. V takšnih primerih PURES že v osnovni različici določa vgradnjo nizkotemperaturnega kondenzacijskega kotla, pri katerem je temperatura ogrevalne vode do 60 stopinj Celzija.

Napisali ste knjigo o toplotnih črpalkah. Kako si z njo lahko pomaga investitor, ki ve malo ali celo nič o toplotnih črpalkah, hkrati pa nima znanja fizike, termodinamike?
Vsa poglavja se začnejo z osnovami, zato bi morala biti knjiga razumljiva vsakemu, ki je ohranil vsaj nekaj znanja osnovnošolske fizike. To je dovolj, da bo razumel delovanje toplotnih črpalk in njihove prednosti ter razumel tudi najpomembnejše tehnične lastnosti, kot sta grelno število in moč ter kaj vpliva na izbor vira toplote.

Kaj morajo uporabniki nujno vedeti o toplotni črpalki, preden se odločijo zanjo?

Bolj kot to, da poznajo prej našteto, je pomembno, da se pred nakupom in vgradnjo posvetujejo z energijskim svetovalcem, še bolj pa, da pri usposobljenem projektantu naročijo ustrezen projekt. Tako bodo zagotovo dobili kakovostno toplotno črpalko, za katero se natančno ve, kaj lahko od nje pričakujejo, z ustrezno močjo in kar najbolj optimalno izbranim virom energije. Poleg tega bo vgradnja kakovostna. Toplotne črpalke ne kupimo v trgovini le na podlagi nasveta trgovca in brez ustreznega projekta. Žal obstajajo tudi takšni primeri, ki se brez izjeme končajo s slabo voljo zaradi prevelikih stroškov elektrike ali premalo proizvedene toplote, pogosto pa kar obojega.

Katere so največje zmote, ki so o toplotnih črpalkah razširjene v laični javnosti?

Velikih zmot ni. Vendar pogosto opažam zavajanje trgovcev, ki ponujajo toplotne črpalke brez izvora oziroma neznanih blagovnih znamk. Podatki, da naprave zrak/voda delujejo tudi pri temperaturi minus 20 stopinj Celzija in da imajo grelno število 4 in več, so zagotovo neresnični. Omenim naj tudi, da ljudje pri vgradnji toplotne črpalke voda/voda pogosto vrtajo pregloboko, da bi prišli do podtalnice. Če te ni na globini 20 do 25 metrov, je njeno iskanje globlje nesmiselno in negospodarno. Potem je kot vir energije primernejša geosonda ali zemeljski kolektor, če imamo dovolj zemlje okoli hiše.

Delo in dom, 27. januar 2010