Prezračevalni sistem in toplotna črpalka

Pasivne hiše morajo imeti zaradi zrakotesnosti vgrajen prezračevalni sistem z vračanjem toplote odpadnega zraka. Rekuperator (prenosnik toplote) sestavlja ventilator za sesanje odpadnega zraka, ventilator za sesanje in vpih svežega zraka ter toplotni prenosnik, ki skrbi za izmenjavo toplote med toplim odpad­nim zrakom in svežim hladnim vhodnim zrakom. V hiši potrebujemo dvocevni kanalski prezračevalni razvod za vpih svežega zraka (bivalni prostori, spalnice) in odvajanje zraka iz prostorov, obremenjenih z vlago in vonjavami (kuhinja, kopalnica, stranišče). Ko ima aktivni rekuperator vgrajeno toplotno črpalko, se izhodni zrak še dodatno ohladi in s to pridobljeno toploto vhodni sveži zrak še dodano ogreje. Tako se učinkovitost rekuperacije dodatno poveča.

Toplotna črpalka tipa zrak/zrak v kombinaciji s prezračevalnim sistemom nam z rekuperacijo vrača približno 80 odstotkov top­lote odpadnega zraka. »V tem primeru sta pogosto v enem ohišju združeni dve napravi. V rekuperatorju se zraku – ko gre skozi sistem prisilnega prezračevanja iz prostorov – odvzame toplota ter z njo segreje svež in hladen vstopni zrak. Toplotna črpalka ga potem dogreje do želene temperature,« pojasnjuje energetski svetovalec Bojan Žnidaršič. Grelno število oziroma učinkovitost (COP, izraža razmerje med vloženo električno energijo in proizvedeno toplotno energijo) toplotnih črpalk zrak/zrak je okoli 3,3, pri nižjih temperaturah (pod -8 stopinj Celzija) pa 2,3. COP pri nižji temperaturah zraka je nižji zato, ker je za ogrevanje zelo mrzlega zraka treba porabiti več energije.

KLIMATSKE NAPRAVE
Toplotne črpalke zrak/zrak, ki delujejo samostojno, so klimatske naprave. »Izkoristek ali grelno število se pri ogrevanju v povprečju giblje med 2 in 5, odvisno od tega, v kakšnih okoliščinah ga merimo, torej kakšna je zunanja temperatura in kakšna je temperatura zraka, ki ga izpihuje notranja enota,« pojasnjujejo v podjetju E2E. Ogrevanje s klimatsko napravo je primerno za hiše z dobrim toplotnim ovojem. Prednost ogrevanja s takšnimi TČ zrak/zrak je v regulaciji, saj v vsakem prostoru namestimo svojo notranjo enoto, na kateri lahko nastavimo želeno temperaturo. »Ima pa tudi manjše slabosti, recimo stalno dvigovanje prahu,« pojasnjujejo pri E2E. Tudi sušenje zraka je pri takšnem načinu ogrevanja hitrejše.

Majhne pasivne hiše na dobri lokaciji

»Takšen način toplozračnega ogrevanja je primeren zgolj za manjše pasivne hiše (ki imajo izredno dober toplotni ovoj, zato so toplotne izgube manjše od 10 W/m2) na zelo dobri lokaciji,« je pojasnil Peter Novak iz podjetja Agregat. »Pri majhnih pasivnih hišah, ki stojijo na dobri legi, bi bil za ogrevanje dovolj enojni cevni sistem prezračevanja, v katerega bi vgradili toplotno črpalko. Pri takšni količini pretoka zraka, kot nam ga zagotavlja enojni sistem prezračevanja, bi dosegli od 1 do 2 kW grelne moči, kar lahko primerjamo z grelno močjo kaloriferja,« dodaja Novak. Že pri večji pasivni hiši, ki ne stoji na optimalni lokaciji, bi potrebovali dvojni sistem. Za doseganje večje grelne moči bi namreč morali poskrbeti za dovod in odvod zraka znotraj istega prostora, saj pod vrati ne moremo dosegati pretoka večjega od 60 m3/h. »Pri pretoku na primer 700 m3/h (dovod zraka pri tleh in dovod pod stropom) bi lahko dosegli že 4,5 kW grelne moči,« dodaja Novak. Pri tako povečanem prezračevanju zaradi potreb po ogrevanju pa bi imeli težave s suhim zrakom. 

»V naših podnebnih razmerah ni smiselno povečevati intenzitete prezračevanja tudi zaradi varčevanja z vlago, saj so zunanje temperature pozimi dovolj nizke, da je sušilni učinek precej izražen. Če bi v nadaljevanju želeli odpraviti pojav presuhega zraka in vseeno toplozračno ogrevati z več kot 1 do 2 kW grelne moči, bi potrebovali bodisi aktivno vlaženje zraka ali dejansko dva ločena sistema: enega za prezračevanje z rekuperacijo (dovodi zraka pod stropom) in ločen zaprt sistem (dovodi pri tleh in pod stropom) za ogrevanje,« pojasnjuje Novak.

Sanitarna voda

S toplotno črpalko zrak/zrak, vgrajeno v sistem prezračevanja, bi imeli tudi težave pri ogrevanju sanitarne vode. To bi morali ogrevati z ločenim sistemom. V tem primeru Novak omenja možnost ogrevanja s toplotno črpalko zrak/voda, ki ogreva sanitarno vodo in jo lahko uporabimo tudi za ogrevanje hiše, del pa je speljemo do vodnega izmenjevalnika, ki je del prezračevalnega sistema in z njim lahko dodatno ogrevamo svež zrak, ki ga dovajamo v prostore.

V Kanadi, kjer sistem toplozračnega ogrevanja s toplotno črpalko zrak/zrak (pri vgrajenem prezračevalnem sistemu) dobro poznajo, uporabnikom svetujejo, da ga uporabljajo v kombinaciji s še enim virom ogrevanja (običajno je to manjši kamin oziroma peč na drva).

Sistem brez akumulacije

Energetski svetovalec Bojan Žnidaršič, ki je zagovornik toplozračnega ogrevanja, pravi, da je prednost takšnega sistema v odsotnosti akumulacije toplote. »Sistem talnega ali toplovodnega ogrevanja v pasivnih hišah se sicer odziva na pasivno gretje – torej se izklopi –, a toplota ostane akumulirana v sistemu,« pojasnjuje. To pomeni, da nam v pasivni hiši, če vanjo pozimi posveti sonce, lahko hitro postane vroče. »Sistem toplozračnega ogrevanja pa nima akumulacije, kar pomeni, da se na pasivno gretje odzove takoj in pasivna hiša opravi tisto, kar jo označuje za pasivno,« dodaja.

Slaba regulacija in prah

Slabost ogrevanja s prezračevalnim sistemom s toplotno črpalko zrak/zrak je v slabi regulaciji, pove Žnidaršič. »To pomeni, da imamo povsod enako temperaturo,« pojasnjuje, a dodaja, da v sodobnih pasivnih hišah niti ni bistvenih temperaturnih razlik med prostori. Druga slabost ogrevanja s prezračevalnim sistemom z vgrajeno toplotno črpalko zrak/zrak je prah – ta bi se zaradi vpihovanja zraka pri nogah (če bi imeli dvojni sistem) neprestano dvigal. Kot tretjo slabost omenja, da je zrak slab prenosnik toplote. »V večji pasivni hiši bi se zrak sicer lahko hitro segrel, a tudi hitro shladil, če bi gretje ugasnili. Na kratko – stvar se hitro tako zakomplicira, da ni več smiselna,« sklene Novak.