Delovanje in tehnologija

Toplotna črpalka pozimi in učinkovitost pri mrazu

Toplotna črpalka pozimi in učinkovitost pri mrazu

Ko zunaj zapade prvi sneg in nočne temperature padejo pod ničlo, se marsikateri lastnik ogrevalnega sistema vpraša, ali zrak še vedno nosi dovolj energije za toplo dnevno sobo. Toplotna črpalka pozimi dela ravno takrat, ko jo najbolj potrebujemo, in prav obnašanje pri nizkih temperaturah loči dober nakup od dragega razočaranja. Sodobne naprave so v zadnjem desetletju naredile velik preskok, zato strah pred mrazom danes pogosto temelji na zastarelih izkušnjah.

Ali toplotna črpalka deluje tudi pri minus 15 °C?

Da, deluje. Kakovostne zrak-voda črpalke novejše generacije grejejo do okoli minus 20 °C, nekateri modeli z vbrizgom hladiva (EVI tehnologija) pa zagotavljajo polno grelno moč celo pri minus 25 °C. Razlika v primerjavi s starejšimi napravami je predvsem v tem, da moč ne upade strmo, ampak ostane uporabna tudi v najhladnejših dneh.

Pomembno je ločiti dva pojma. Meja delovanja pove, do katere temperature naprava sploh greje. Točka bivalentnosti pa pove, pri kateri zunanji temperaturi črpalka sama ne pokrije več vse potrebne toplote in se vklopi dodatni vir, na primer električni grelnik ali obstoječi kotel. Pri dobro načrtovanem sistemu v večini Slovenije ta točka pade nekje med minus 5 in minus 10 °C, kar pomeni, da električni grelnik teče le nekaj dni na leto.

Kaj se zgodi z učinkovitostjo, ko temperatura pade?

Učinkovitost merimo s koeficientom COP, ki pove, koliko enot toplote naprava odda na enoto porabljene elektrike. Pri 7 °C zunaj in nizkotemperaturnem ogrevanju dosegajo dobre črpalke COP okoli 4,5, kar pomeni 4,5 kW toplote za 1 kW elektrike. Ko temperatura pade na minus 7 °C, COP običajno upade na vrednosti med 2,2 in 2,8. Naprava torej še vedno proizvede več toplote, kot porabi elektrike, le razmerje je manj ugodno.

Za realno sliko je bolj uporaben sezonski izkoristek SCOP, ki povprečno celotno kurilno sezono. V slovenskih razmerah dosegajo kakovostni sistemi SCOP med 3,8 in 4,5. To pomeni, da naprava čez celo zimo, vključno z mrzlimi januarskimi dnevi, vrne skoraj štirikratnik vložene elektrike.

Realen primer porabe

Vzemimo dobro izolirano hišo s toplotno izgubo 6 kW in letno potrebo po ogrevanju okoli 12.000 kWh. Pri SCOP 4,0 znese letna poraba elektrike za ogrevanje približno 3.000 kWh. Ob ceni elektrike okrog 0,17 EUR/kWh to pomeni okoli 510 EUR na leto. Za primerjavo, ogrevanje na kurilno olje bi pri enaki potrebi pogosto preseglo 1.200 EUR letno, kar pokaže, zakaj se prehod izplača kljub začetni naložbi.

Zakaj se pozimi vklaplja odtaljevanje?

Pri zunanji enoti se ob mrazu in vlagi na uparjalniku nabira ivje. Ta plast led izolira lamele in zmanjša prenos toplote, zato naprava občasno za nekaj minut obrne proces in led raztali. Med odtaljevanjem se zdi, da črpalka piha hladen zrak ali da iz zunanje enote uhaja para, kar je povsem normalno in ne pomeni okvare.

Pogostejše odtaljevanje rahlo zniža izkoristek, vendar so sodobni regulatorji pri tem pametni. Cikel sprožijo glede na dejansko zaledenitev in ne na fiksni urnik, zato porabijo manj energije. Na kaj velja biti pozoren:

  • Zunanja enota naj stoji dvignjena od tal, da odvod kondenza ne zamrzne v lužo pod njo.
  • Okolica naprave naj bo prosta listja, snega in grmovja, ki ovirajo pretok zraka.
  • Enota naj ne bo nameščena na severni steni v stalni senci, če se temu da izogniti.
  • Redno čiščenje lamel pred sezono ohranja prenos toplote in znižuje porabo.

Kako iz črpalke iztisniti največ pozimi?

Največ k učinkovitosti prispeva nizka temperatura ogrevne vode. Vsaka stopinja nižje dvigne COP. Talno ogrevanje, ki dela pri 30 do 35 °C, je zato idealen partner, medtem ko klasični radiatorji pri 55 °C občutno znižajo izkoristek. Kjer radiatorjev ni mogoče zamenjati, pomaga povečanje grelnih teles ali prehod na ventilatorske konvektorje.

Dober nasvet je tudi nastavitev pravilne grelne krivulje, ki temperaturo vode usklajuje z zunanjo temperaturo. Prenizka krivulja pusti prostore hladne, previsoka pa po nepotrebnem viša porabo. Kdor razmišlja o nadgradnji ali prvi namestitvi, naj si ogleda ponudbo toplotne črpalke za ogrevanje in primerja podatke o moči pri nizkih temperaturah, ne le nazivni COP pri 7 °C.

Subvencije in povračilo naložbe

Eko sklad za vgradnjo toplotne črpalke v starejši stavbi še vedno odobrava nepovratna sredstva, pogosto v višini več sto evrov, ob ugodnejših razmerah pa precej več. Skupaj z nižjimi obratovalnimi stroški se naložba v dobro izoliranem objektu navadno povrne v sedmih do desetih letih, ob trenutnih cenah energentov pa pogosto hitreje.

Pogosta vprašanja

Ali se toplotna črpalka pozimi izplača bolj kot električni grelnik?

Vsekakor. Električni grelnik ima izkoristek 1, kar pomeni eno enoto toplote na eno enoto elektrike. Tudi pri minus 7 °C, ko COP črpalke pade na 2,5, naprava porabi za isto toploto več kot polovico manj elektrike. Razlika čez celo zimo nanese več sto evrov.

Ali postane zunanja enota pozimi preglasna?

V hladnih dneh ventilator včasih teče hitreje, zato je naprava nekoliko slišnejša, predvsem med odtaljevanjem. Kakovostni modeli imajo nočni tihi način, ki zniža obrate in hrup. Ob pravilni postavitvi, stran od oken spalnic in sosednje meje, to redko predstavlja težavo.

Ali črpalka pozimi porabi preveč elektrike, da bi se izplačala?

Poraba res naraste v najhladnejših tednih, a celoletno povprečje ostane ugodno. Ključ je v pravilno dimenzionirani napravi in dobri izolaciji stavbe. Predimenzionirana črpalka se pogosto vklaplja in izklaplja, kar znižuje življenjsko dobo in učinkovitost, zato je pravilen izračun toplotnih izgub pomembnejši od izbire največje moči.

Je za starejšo hišo z radiatorji sploh smiselna?

Smiselna je, vendar z realnimi pričakovanji. V slabše izolirani hiši z visokotemperaturnimi radiatorji bo izkoristek nižji in zimska poraba višja. V takih primerih se pogosto najbolje obnese hibridni sistem, kjer črpalka pokrije večji del sezone, obstoječi kotel pa priskoči le ob največjem mrazu.