Izbira sistema ogrevanja
S sedanjim nizkotemperaturnim kotlom lahko v primerjavi z zastarelim visokotemperaturnim kotlom prihranimo do 40% energije. Z manjšimi stroški obratovanja se nam bo investicija v toplotno črpalko povrnila v 10-tih letih, če ne že prej. Sistem talnega ogrevanja je lahko do 30% bolj učinkovit kot radiatorski razvod. To je le nekaj razlogov, da se nam vsekakor splača še pred zimo sanirati zastarel ogrevalni sistem.
Kljub temu, da je neekonomična kurjava za ogrevanje hiš kljub pretresom na svetovnih trgih v zadnjih letih še vedno predraga in nas mediji že dlje časa opozarjajo po potrebnem zmanjšanju škodljivih emisij v ozračju, ki znaten delež doprinesejo ravno ogrevalne naprave stanovanjskih hiš, je dejstvo, da v Sloveniji še vedno porabimo absolutno preveč energije za ogrevanje bivalnih prostorov. Že dolgo je znano, da je za povprečen slovenski družinski proračun postal strošek ogrevanja z zastarelim kotlom na kurilno olje v kombinaciji z radiatorskim razvodom prevelika finančna obremenitev. Poleg bistvenega prihranka je tudi delovanje in videz sedanje sodobne kurilne naprave povsem nekaj drugega kot pri nekdanjem robustnem kotlu in neestetskih zastarelih radiatorjih. Današnja naprava je bistveno manjša in lažja, deluje pa precej tišje. Kurilni prostor s takšno napravo je popolnoma čist, brez saj, prahu, ostankov ter odpadkov kuriva. Z novim ekonomičnim ogrevalnim sistemom bomo lahko zmanjšali porabo energije kar do 40 in več odstotkov, kar je vsekakor dokaz, da se investicija v nov ogrevalni sistem dolgoročno izplača. Višina investicije se z zmanjšano letno porabo praviloma povrne v 8. do 15. letih. Seveda odvisno za kakšen sistem se odločimo.
Pred prvim zagonom
Oktober je mesec, ko se zunanje temperature občutno znižujejo. S tem pa bo potrebno slej ko prej znova zagnati hišni ogrevalni sistem. Da sistem pravilno in dovolj učinkovito deluje, je seveda nujno potrebno njegovo redno vzdrževanje. Še pred prvim vklopom ogrevalne naprave je priporočljiv pregled tako nje kot tudi celotnega razvoda z ventili, morebitnimi radiatorji, ipd. Nekaj od tega lahko preverimo mi sami, ogrevalno napravo pa bo seveda moral preveriti usposobljen serviser. Z merilnikom zgorevalnih plinov serviser preveri zadostno učinkovitost naprave, poleg tega preveri tudi delovanje oljnega, plinskega ali peletnega gorilnika, po potrebi zamenja filtre, poskrbi za nastavitev regulatorja vleka, dimne lopute in optimalno stopnjo zgorevanja, preveri tesnost vrat kurilne naprave, ipd. Tudi toplotno črpalko naj vsaj enkrat letno preveri ustrezen strokovnjak. Ob tem preveri zlasti količino sistemskega plina, ki zagotavlja dovolj učinkovito delovanje črpalke. Po dolgem letnem mirovanju lahko zlasti mešalni ventili ob prvem zagonu zablokirajo. Mešalne ventile z motornim krmiljenjem naj še pred njihovo kontrolo prestavimo na ročno upravljanje. Če ventili ne omogočajo te možnosti, naj najprej motor snamemo z mešalnega ventila. Delovanje mešalnih ventilov preverimo tako, da jih ročno počasi premikamo iz ene skrajne lege v drugo. Ob premikanju ne smemo začutiti nikakršne ovire. Delovanje varnostnega ventila preverimo s pritiskom na njegov gumb. Priporočljivo pa je, da ga enkrat letno preveri tudi serviser. Varnostna raztezna ekspanzijska posoda ima v ogrevalnem razvodu nalogo, da prevzame povečanje volumna vode zaradi njenega segrevanja. Ustrezno količino zraka v njej naj konstantno občasno preverjamo. S trkanjem po obodu posode ugotovimo njeno ustreznost. Posoda naj bi bila v redu, če ob trkanju doni votlo. V nasprotnem primeru je posoda napolnjena z vodo namesto z zrakom. Posoda je polna vode tudi, če na njenem ventilu priteče voda. Če predvidevamo, da je posoda napolnjena z vodo, vendar na njenem ventilu ne priteče voda, jo bomo morali po vsej verjetnosti napolniti z zrakom. Krivdo za večje nihanje tlaka pri delujočem in mirujočem ogrevalnem sistemu lahko predpišemo predvsem neustreznemu delovanju raztezne posode. V primeru neenakomernega segrevanja radiatorjev in povečanega hrupa v delujoči ogrevalni inštalaciji bomo morali sistem odzračiti. Zbrani zrak v ogrevalnem sistemu zmanjšuje njegovo učinkovitost in zmogljivost oddaje toplote. Radiatorje odzračimo pri izklopljenem ogrevalnem sistemu. Iz vodovodnega razvoda preko polnilne pipe napolnimo z vodo ogrevalni razvod. Zatem na vseh radiatorjih opravimo odzračevanje z odpiranjem odzračevalnega ventila. Njega odpremo z ustreznim ključem, ob tem pa v posodico nalovimo iztočene vodne kaplje. Ko iz ventila priteče voda, je radiator odzračen. Po končanem odzračevanju vseh radiatorjev ponovno z vodo napolnimo ogrevalni razvod na priporočeni tlak. Delujoči termostatski ventili in glave so eden glavnih pogojev za dovolj učinkovito varčevanje energije in hkrati za dovolj ugodno bivanje znotraj ogrevalnih prostorov. V kolikor imamo pokvarjene termostatske glave ali jih sploh nimamo nameščenih, je vsekakor pametno, da namestimo nove še pred pričetkom ogrevalne sezone.
Izbira ustreznega kotla
Svoje poslanstvo bo opravil le tisti kotel, ki je sodobno zasnovan in deluje tako, da v njegovem kurišču ostajajo minimalni odpadki kakršnegakoli že goriva in se ustvarjena toplota čim manj izgublja tako z dimnimi plini, kot tudi prek sten kotla. Kljub številnim sanacijam hišnih ogrevalnih sistemov v zadnjih letih, je v slovenskih hišah še vedno znaten delež kotlov starih od 15 do 25 let, ki so predimenzionirani in imajo povprečni letni izkoristek le od 55 do 65%. Sedanji sodobni kotli pa imajo letni izkoristek 85% in več. Če imamo kotel, ki je star več kot 15 let, je nam že smiselna investicija v novo sodobno ogrevalno napravo. Ob izbiri novega kotla moramo kot prvo upoštevati, da bo ta kotel pravilno dimenzioniran. Da bo nov kotel imel maksimalen energijski izkoristek, je obvezno potrebno upoštevat projektantski načrt. Potrebno je vedeti, da ima kotel pri nazivni moči svoj največji izkoristek. Njegov izkoristek bo tem manjši, kolikor dlje časa bo deloval pod nazivno močjo. Pri inštalaciji je obvezno potrebno upoštevati kotel s takšno nazivno močjo kot je naveden v projektantskem načrtu in nič drugače. Samo na ta način bomo imeli bivalne prostore dovolj ogrevane z minimalno porabljeno energijo.
Nizkotemperaturni kotel je ekonomičen
Osnovni princip nizkotemperaturnega kotla je ta, da deluje na nižjih ogrevalnih temperaturah. Obratuje z ogrevano vodo od 40 do 75°C, vendar ob tem ne kondenzira. Letni ogrevalni izkoristek sodobnega nizkotemperaturnega kotla je od 85 do celo 95%. Za dosego tako dobrega izkoristka sta poleg pravilne zasnove kotla pomembna dovolj kvalitetna gorilnik in regulacija. Ta dva morata biti skupaj s kotlom pravilno načrtovana. Zaradi tega nekateri proizvajalci ponujajo kompleten sistem, kjer so vsi elementi med seboj usklajeni. Takšen sistem poleg kotla vsebuje še gorilnik, primerno regulacijo, raztezno posodo in obtočno črpalko. Za nizkotemperaturni kotel je najbolj primerna uporaba kurilnega olja. Pri uporabi zemeljskega plina je mogoče bolj kot za slednji kotel vredno razmisliti o nakupu kondenzacijskega kotla. Kurišče nizkotemperaturnega kotla ima dvodelno steno iz korozijsko odpornih materialov. Vmesni prostor je oblikovan v obliki kovinskih reber. Notranjo steno vroči dimni plini takoj segrejejo. Ta toplota se preko reber prenaša na zunanjo steno in vodo. Tudi če se zaradi prenizke temperature v vmesnem medstenskem prostoru na rebrih pojavi kondenzacija, ta vlaga hitro izpari. Jedro kotla je oblikovno tako izdelano, da odvzame čim več toplotne energije od plamena gorilnika in jo odda jeklenemu delu kotla, ta pa ogrevani vodi.
Kotel z izrabo biomase
Čeprav je danes v ponudbi več vrst kotlov na izgorevanje lesa, so ti v osnovi sestavljeni iz istih glavnih delov, katere zajema zalogovnik za kurivo, kamor se nalaga potreben les za kurjenje, ter zgorevalna komora in izmenjevalnik toplote, v katerem se odvzema toploto dimnim plinom in se jo prenaša na ogrevano vodo. Pri sedanjem kotlu z izkoriščanjem polen se kurišče nahaja v njegovem spodnjem delu. S tem območje zgorevanja zajame samo spodnji del zalogovnika, s čimer se reši problem slabega odgorevanja in doziranja goriva. Zalogovnik za polena je precej večji kot pri starem kotlu in na ta način lahko sicer od tipa kotla kurimo do enega metra dolga polena. Z večjim zalogovnikom je nam potrebno manjkrat nalagati polena v kotel. Nekatere sodobne izvedbe omogočajo le enkrat dnevno nalaganje polen. Pogostost nalaganja polen v kotel je seveda precej odvisna od obremenitve kotla in zunanje temperature. Uhajanju dela nezgorelih plinov skozi dimnik v ozračje se izognemo z delnim dovajanjem sekundarnega zraka v spodnji del zalogovnika. Tako so danes novejše izvedbe kotlov lahko izpopolnjene z nadtlačnim ali sesalnim ventilatorjem, ki pomagata pri boljši uravnavi procesa gorenja. S pomočjo uporabe nadtlačnega ventilatorja, ki ga uravnava termostat, se v zalogovniku ustvari nadtlak, ob katerem plini skozi odprtino v kurišču preidejo v spodnjo vročo zgorevalno komoro. Z dovajanjem sekundarnega zraka dosežemo popolno zgorevanje plinov pri visoki temperaturi. Razmerje med primarnim in sekundarnim zrakom se elektronsko uravnava s pomočjo lambda sonde. Prednosti kotla z nadtlačnim ventilatorjem je v dolžini gorenja, sposobnosti prilagajanja toplotni obremenitvi kotla glede na dejanske potrebe in v enostavni ter udobni uporabi. Sesalni ventilator v kurišču ustvari podtlak, s katerim vleče nastale pline skozi žerjavico, kjer do kraja zgorijo. Možnost uporabe ostankov lesa in večjih sekancev za kurjavo je poglavitna prednost kotla z sesalnim ventilatorjem. Rešitev problema prilagajanje moči kotla v času manj potrebne ogrevalne energije je vmesni hranilnik toplote velikosti od 1000 do 1500 litrov za posamezno gospodinjstvo. S tem začasno shranimo preseženo toploto, kar pomaga pri izravnavanju obremenitve kotla in izboljšuje kakovost gorenja lesa. Najbolj izpopolnjena izvedba kotla za pridobivanje toplote iz lesne biomase je avtomatiziran kotel na lesne sekance ali pelete. V primerjavi z izkoriščanjem polen je poglavitna prednost takšnega kotla v bistveno bolj udobnem rokovanju pri obratovanju. Glede udobja posluževanja se ta lahko enakovredno primerja s kotlom na fosilna goriva. Od leta 2019 je prepovedana prodaja klasičnih kotlov na drva za centralno ogrevanje, ki ne omogočajo uplinjevalne tehnike zgorevanja in niso opremljene s tipalom za zgorevalni zrak (lambda sonda) ali s katerim drugim elektronskim sistemom, ki izboljšuje postopek zgorevanja. Ob izbiri ustreznega kotla na biomaso je torej pomembno, da izberemo tisto kurilno napravo, ki dosega predpisane in pričakovane vrednosti emisij in izkoristkov. To se prepričamo s potrdilom (certifikatom) o skladnosti, ki nam ga je prodajalec glede na našo željo dolžan izdati. Poleg tega je pomembna tudi pravilna vgradnja kurilne naprave, uporaba ustreznega kuriva, pravilno kurjenje in redno vzdrževanje kurilne naprave.
Peleti za ogrevanje
Peleti so izdelani iz fino zmletih dobro osušenih ostankov lesa. Za ostanke lesa je mišljena žagovina in lesni oblanci iz iglavcev, lahko tudi iz listavcev. Pod močnim pritiskom se njih stisne v značilno enotno obliko. To je podolgovata okrogla oblika dolžine do 30 mm in premera 6, 8, 12 in tudi 20 mm. Dimenzija peletov je sicer odvisna od namena uporabe. Nizka stopnja vlažnosti in njihova enotna oblika omogočata zelo enostavno skladiščenje peletov v zaprtem prostoru. Za njihovo shranjevanje rabimo veliko manj prostora kot pri drugih vrstah kurjave, zato je ta način kurjave smiseln tudi tam, kjer bi sicer zmanjkalo prostora za hrambo kuriva. To pa je sedaj, ko se v stanovanjskih hišah vse bolj izkorišča vsako razpoložljivo prazno površino, še toliko bolj aktualno. V primerjavi s sekanci ali poleni je potreben precej manjši volumen zalogovnika. Celo do 4 krat manjši zalogovnik kot pri sekancih. Dobava peletov je možna na dva načina. Prvi način, ki se največkrat uporablja, je dostava peletov v vrečah. Za lokalno peč oziroma kamin so običajno pakirani v 15 kilogramskih vrečah. Za hišni ogrevalni sistem se najbolj pogosto uporabljajo velike vreče, tako imenovani big-bagi s težo približno 1000 kg. Drugi način je dostava peletov s kombiniranim tovornjakom s silosom. Z njim se dobavo peletov v razsutem stanju preko sesalnega sistema vrši direktno v zalogovnik. Skladiščeni peleti morajo biti v suhem in zračnem prostoru. Na takšen način so lahko skladiščeni tudi več let. Iz zalogovnika se lahko peleti transportirajo v kotel na dva različna načina. Prvi način je avtomatski s transportnim polžem, drugi pa je pnevmatski s sesanjem v kotel. Slednji način, ki je sicer dražji, se uporablja predvsem v primeru večje oddaljenosti zalogovnika od kotla. Oba načina nudita sicer zelo poenostavljeno in udobno upravljanje. Razlog, da so peleti v zadnjih letih postali eden najbolj aktualnih ogrevalnih virov, je poleg večje ponudbe, tudi posodobljeni ogrevalni sistemi z visokim izkoristkom in predvsem izredno dobra kurilna vrednost peletov. Peleti, kateri so sedaj na trgu, imajo kurilno vrednost od 3,5 do 5 in več kWh/kg. Drevesna vrsta pelet ne vpliva bistveno na njihovo kurilno vrednost. Ker je ponudba peletov na trgu zelo obširna in tudi ni kakšnega posebnega nadzora nad njihovo kvaliteto, so v prodaji peleti precej različne kakovosti. Ponudnika povprašajmo o poreklu pelet in samem proizvajalcu. Predvsem pa se pozanimajmo ali ima proizvajalec ustrezne certifikate (npr. ENplus in DINplus), ki zagotavljajo s strani neodvisnih inštitucij kontroliranje kakovosti, oziroma dejansko ustrezanje kakovostnemu razredu, navedenem na embalaži. Poleg kurilne vrednosti sta za kakovost peletov pomembna predvsem njihova stopnja vlažnosti in vsebnost pepela. Pomembno je, da je kurilna vrednost čim višja in stopnja vlažnosti čim nižja. Kolikor manjšo vsebnost pepela bodo peleti vsebovali, toliko manj pogosto bo potrebno čistiti pepel iz kurilne naprave. Priporočljiva vsebina pepela je do 1%. Slabo kakovostni peleti so običajno tudi manj obstojni. S tem se drobijo, kar povzroča motnje pri avtomatskemu doziranju. Kotel povzroča več dima, poveča pa se tudi poraba peletov. Mehansko obstojnost peletov lahko prepoznamo po deležu finega prahu in zdrobljenih delcev na dnu vreče. Če je tega več v vreči, so peleti manj mehansko obstojni. Mehanska obstojnost pelet naj bi bila več kot 97,5%. Tipična značilnost peletov je torej, da imajo zelo nizko vsebnost vlage, ki je pod 10%. Njihova večja gostota in nižja vsebnost vlage omogočata višjo kurilno vrednost v primerjavi z naravnim lesom. Poglavitna odlika sodobnega kotla na pelete je torej v zelo dobrem izkoristku. V nizkoenergijski ali pasivni hiši je s kondenzacijskim kotlom z uporabo peletov energijski izkoristek lahko celo do 104%. Še posebej so peleti aktualni pri ogrevanju sedanje manjše stanovanjske hiše, kjer je potreben kotel z majhno nazivno močjo. V primerjavi s kurilnim oljem je letni strošek ogrevanja s peleti za najmanj 30% manjši.
Uporaba kurilnega olja
Pri kotlu z uporabo kurilnega olja je nepogrešljiv rezervoar oziroma cisterna. Še vedno ima večina hišnih gospodinjstev cisterno postavljeno znotraj hiše v kurilnici ob kotlu ali v za to posebej prirejenem prostoru. Slabost tega je, da zavzame veliko potrebnega prostora v stavbi, zato se vse več gospodinjstev odloča za hrambo kurilnega olja zraven hiše v zemlji. V tem primeru mora biti cisterna postavljena v zabetonirani jami z lovilno posodo, s katero se ob morebitnem spustu zavaruje podtalnico pred onesnaženjem. Če je rezervoar dvoplaščen, se ga lahko tudi le zakoplje v zemljo. Takšna izvedba mora biti opremljena s kontrolno napravo, ki v primeru iztekanja zaradi netesnosti cisterne s signalom na to opozori. Zgornji rob vkopane cisterne mora biti 1 meter pod zemeljsko površino ter 2 metra oddaljen od zunanjega zidu zgradbe. S časom se razne nečistoče v naftnih derivatih sesedajo na dno rezervoarja, kjer ustvarijo sloj mulja. Njegova količina je v največji meri odvisna od pogostosti polnjenja rezervoarja. Večja količina mulja bo z bolj pogostim polnjenjem. Posesani mulj bo povzročil zamašitev filtrov in vbrizgalne šobe v gorilniku, kar bo seveda privedlo do motenj delovanja kotla. Zato je občasno potrebno sčistiti notranji prostor rezervoarja. Njegovo čiščenje naj zaupamo za to usposobljenemu izvajalcu, ki ima tovornjak cisterno, opremljeno z vakuumsko črpalko za črpanje mulja in z visokotlačno črpalko za čiščenje sten rezervoarja. Staro dotrajano cisterno naj ne odstranimo sami, saj so v njej običajno še ostanki kurilnega olja. Ob razrezu cisterne lahko s tem pride do vžiga. Njeno odstranitev naj zaupamo strokovnjaku, ki je za to usposobljen. Po sedanji zakonodaji potrebujemo za odstranitev stare cisterne evidentni list, na katerem je jasno razvidno, da smo staro cisterno prepustili izvajalcu, ki je usposobljen za uničenje ali predelavo cistern.
Toplotna črpalka za ogrevanje hiše
Z višanjem cen nafte in ostalih goriv ter hkrati z vedno bolj sodobno tehnologijo je toplotna črpalka že nekaj zadnjih let eden najbolj aktualnih sistemov hišnega ogrevanja. Tako kot s sodobnim kotlom na biomaso lahko tudi z novo toplotno črpalko bistveno zmanjšamo stroške ogrevanja. Pri dobro izolirani hiši je račun za kurjavo lahko manjši celo do 70%. Posledično s tem ima tovrstna naprava ekološko čisto delovanje (ne sproščajo emisij CO2), toplotna črpalka ne potrebuje skoraj nobenega vzdrževanja in hkrati omogoča preko poletja tudi hlajenje hiše, za upravljanje je udobna in enostavna, njeno delovanje je zelo tiho, vgradimo jo lahko kamorkoli na majhen prostor - tudi izven hiše (odvisno od izvedbe) in ne potrebuje dodatnega prostora za skladišče kuriva. V toplotni črpalki je vgrajen tehnološko precej zahteven sistem. V osnovi deluje po principu, da se del energije iz okolice pridobi brezplačno. Na primer pri 4 kW pridobljene toplotne energije porabi sodobna črpalka le 1 kW električne energije. Razmerje med porabljeno električno energijo in vloženim delom črpalke se imenuje grelno število oziroma COP. To število je odvisno od vrste toplotne črpalke in temperature vira toplote, ki jo izkoriščamo. V povprečju pa znaša 3 do 4 in tudi več. Grelno število je višje, če ima vir toplote visoko temperaturo in hkrati je temperatura ogrevalnega medija nizka. Ob tem moramo vedeti, da nam COP izda podatek o učinkovitosti toplotne črpalke pri točno določenih proizvajalčevih laboratorijskih pogojih. Za primerjavo med različnimi proizvajalci toplotnih črpalk in za pravilen podatek števila COP je nam potrebno imeti še vsaj dva pomembna dejavnika; pri kateri temperaturi izhodne vode in pri kateri zunanji temperaturi proizvajalec navaja podatke. Bolj realen podatek resnične učinkovitosti naprave ponazori letni faktor oziroma SPF. Ta vključuje celo leto obratovanja črpalke (tako topla kot hladna obdobja), vključno s celoletno pripravo tople sanitarne vode. SPF torej upošteva vso vloženo in oddano energijo skozi letno sezono, ter tudi energijo, potrebno za delovanje obtočne črpalke. Na letni faktor SPF vplivajo velikost ogrevalne površine, lokacija in izolacija objekta, način ogrevanja, povprečna temperatura prostorov, temperatura in poraba sanitarne vode in ustrezno dimenzionirana toplotna črpalka. Proizvajalci običajno navajajo SPF, ki temelji na splošnih podatkih. Za še bolj realen podatek je nam smiselno pridobiti SPF, ki bo temeljil na našem lokalnem klimatskem okolju in na objektu, čim bolj podobnem našemu. Namesto SPF nekateri proizvajalci navajajo podatek SCOP, ki sicer ravno tako izdaja podatek sezonske učinkovitosti toplotne črpalke skozi celotno leto. Mi kot investitor se moramo zavedati, da naša nova toplotna črpalka ne bo delovala v proizvajalčevih laboratorijskih pogojih, temveč v našem realnem objektu, kjer se pogoji tako zunaj kot znotraj objekta neprestano spreminjajo. Vsekakor je priporočljivo, da smo seznanjeni v kakšnih razmerah so bili podatki učinkovitosti naprave izmerjeni in kdo jih je izmeril. Pridobljeno poročilo s strani neodvisnega tehničnega inštituta je pri tem najboljši dokaz. Pri izbiri ustrezne toplotne črpalke pa še zdaleč ni pomembna le njena učinkovitost. Če bomo takšno novo ogrevalno napravo vgradili v slabo izoliran objekt ali s starimi netesnimi okni in vrati, naprava ne bo mogla biti dovolj učinkovita. Ob tem je predvsem pomembna dobra izolacija stropov. Na izbiro toplotne črpalke bistveno vplivajo tudi temperaturne in geološke značilnosti okolja našega doma, velikost ogrevalne površine in vrsto ogrevalnega razvoda (radiatorski ali talni sistem). Pri toplotni črpalki zrak-voda je pomemben tudi nivo hrupa zunanje enote. Posledično s tem je pomembno še njeno mesto namestitve. Položaj pod oknom spalnice ali otroške sobe zagotovo ni dobra izbira.
Izkoriščanje toplote zemlje
Izkoriščanje toplote zemlje se izvaja s toplotno črpalko zemlja/voda preko talnega zemeljskega razvoda ali toplotne sonde. Pogostejša izbira je s talnim razvodom oziroma zemeljskim kolektorjem. Posebej prirejene cevi položimo 1,2 do 1,8 metra globoko v zemljo, v obliki več sto metrskih dolgih zank. Od 20 do 40 m2 zemeljske površine je potrebnih za 1 kW toplotne moči črpalke. Za ugoden prenos toplote so najbolj primerna vlažna ilovnata tla. V položenih ceveh kroži mešanica vode in tekočine proti zmrzovanju, katera odvzema toplotno energijo zemlje in jo prenaša v toplotno črpalko. Prednost takšne izvedbe je v preprosti namestitvi, zelo visoki učinkovitosti in majhnih obratovalnih stroških. Grelno število COP je celo od 5 do 6. Negativne plati pa so dokaj velika investicija, potrebna večja gradbena dela ob hiši in velika površina izkopa. Če na premajhni površini ni možen sistem z zemeljskim kolektorjem, je rešitev s pomočjo zemeljske sonde, preko katere se izkorišča toploto globinskih kamenin. Usposobljena ekipa s specializiranim vrtalnim strojem izvrta eno ali več vrtin premera 10 cm, v globino celo do 150 metrov. V izvrtine vgradijo 4 sonde iz polietilena. V notranjosti kamenin se mešanica vode in sredstva proti zmrzovanju v sondi segreje ter se po vzporedni sondi segreta vrača na površje do črpalke. Odvisno od kakovosti kamenin je za 1 kW toplotne moči črpalke potrebna 15 do 20 metrov globoka izvrtina. Poleg visoke učinkovitosti, majhnih letnih stroškov in možnosti neposrednega hlajenja objekta je pri tem sistemu slaba plat v investicijsko najdražji varianti in potrebi po pridobitvi rudarskega dovoljenja. Še preden projektant dimenzionira sistem ogrevanja s toplotno črpalko, je pomembno, da pridobimo informacije o izdatnosti oz. toplotni prevodnosti tal na parceli, saj se bo na podlagi tega predvidela globina vgradnje geosond in določila višina same investicije. Izdelava zemeljske vrtine z globino 200 in več metrov je zagotovo eden največjih stroškov TČ z zemeljsko sondo. Za dosego pričakovanih rezultatov je pomembno tako načrtovanje kot izvedba celotnega takšnega projekta. Kot prvo je pomembno, da še pred dimenzioniranjem ogrevalnega sistema s toplotno črpalko analiziramo toplotno prevodnost tal na bodočem mestu vgradnje geosond. Le na podlagi teh podatkov se bo lahko predvidela globina vgradnje geosond in s tem tudi višino investicije. Strošek vrtanja nam bo izvajalec lahko podal le, če bo poznal lokacijo vrtanja oziroma strukturo tal. Trdoto kamenin bo ocenil s pomočjo geoloških kart, na podlagi katerega bo ocenil predvideno hitrost vrtanja. Postopek vrtanja dveh vrtin v največ primerih traja od 2 do 4 dni. Je pa čas trajanja močno odvisen od zahtevnosti terena in seveda globine vrtanja. Z razliko od prvotnih vrtalnih sistemov se pri sedanjih sodobnih izvedbah ob postopku vrtanja ne pojavlja prah, saj se celoten navrtan material preko preventorja odvaja v posebni kontejner. Takšen preventor omogoča vrtanje tudi tik ob stavbi.
Izkoriščanje podtalne vode
Uporaba podtalne vode je lahko zelo ekonomičen način ogrevanja hiše. V Sloveniji je zelo veliko podtalne vode s stalno temperaturo od +6 do +10°C, vendar ta ni povsod v zadostni temperaturni meji in tudi ne dovolj blizu površja. Da se doseže zadostno temperaturo podtalnice, morajo biti vrtine globoke od 5 in več metrov, ponekod celo do 40 m, kar pa investicijo lahko tudi tako podraži, da nižji stroški obratovanja dolgoročno ne pokrijejo denarnega vložka. Pred pričetkom gradbenih del moramo od pristojnih upravnih organov pridobiti dovoljenje za uporabo in izkoriščanje voda. Najprej se izvrtajo dve globoki vrtini za črpanje in vračanje podtalne vode. V vrtine se vgradi cev, v kateri je potopna črpalka. Ta med obratovanjem potiska vodo v črpalko, katera vodi odvzame toplotno energijo (5°C) in jo ohlajeno spusti po drugi cevi nazaj v zemljo. Toplotna črpalka voda/voda ima COP 5 in je torej zelo učinkovita. V primerjavi z zastarelim kotlom na kurilno olje lahko s takšnim sistemom privarčujemo od 50 do 60 odstotkov. Slaba plat sistema voda/voda je draga naložba, pridobitev soglasij in večji gradbeni poseg ob hiši.
Izkoriščanje toplote zraka
Delovanje toplotne črpalke zrak/voda temelji na principu, da s pomočjo električne energije uporablja okoliški topli zrak za ogrevanje stavbe. Črpalko z manjšo ogrevalno močjo 2 do 3 kW se uporablja le za ogrevanje sanitarne vode. Da lahko tudi ogrevamo prostore s takšno črpalko, je potrebna večja moč do 20 kW. Nekateri sedanji takšni zmogljivi modeli črpalk z najsodobnejšo tehnologijo lahko delujejo pri zunanji temperaturi -25°C in tudi manj. Ob tem pa moramo vedeti, da je zaradi manjše razpoložljivosti toplega zunanjega zraka pri nizkih zimskih temperaturah delovanje črpalke sorazmerno s tem manj ekonomično, saj takrat porabi črpalka več električne energije. Toplotna črpalka zrak/voda ima grelno število COP od 2,5 do 3,5. Sedanja takšna naprava je veliko bolj učinkovita od nekdanje, delovanje pa je komaj slišno, saj so ventilatorji izolirani in so s tem vibracije zadušene. Toplotna črpalka z izkoriščanjem toplote zraka je sicer običajno najcenejša opcija v primerjavi z ostalimi vrstami toplotnih črpalk. V ustrezno toplotno izolirani hiši dosežemo kar najboljšo učinkovitost s toplotno črpalko v kombinaciji s talnim ali stenskim ogrevalnim razvodom, katera delujeta v nižjem temperaturnem območju v primerjavi z radiatorskim. Velik razvoj tehnologije toplotnih črpalk je prispeval k temu, da je sedaj na trgu že kar nekaj visokotemperaturnih toplotnih črpalk, primernih za starejše stavbe z radiatorskim razvodom. Torej radiatorji, ki so vgrajeni v obstoječem sistemu ogrevanja in so še dovolj kvalitetni, bodo zagotovo učinkovito delovali tudi pri ogrevanju z novo toplotno črpalko. Z razliko od kotla na biomaso ali na kurilno olje, kjer se ponavljajo cikli ogrevanja vode v radiatorjih na cca 60°C in ohlajanja, pri toplotni črpalki z radiatorskim ogrevanjem ni vedno potrebno ogrevanje vode na 60 do 70°C in lahko deluje pri nižjem temperaturnem režimu.
Vzdrževanje toplotne črpalke
Povprečna življenjska doba toplotne črpalke zrak-voda je približno 15 let, lahko pa deluje tudi dlje. Dolgo brezhibno delovanje črpalke je odvisna tudi od tega ali bomo njo redno in pravilno vzdrževali. S tem bomo ne samo podaljšali njeno življenjsko dobo, ampak tudi povečali učinkovitost delovanja in s tem posledično povečali prihranke pri stroških ogrevanja. Serviser pri preventivnem pregledu črpalke preveri več različnih ključnih točk. Za dovolj učinkovito delovanje črpalke preveri količino hladiva v njej in tesnost vseh cevnih povezav ter spojev. Opravi različna testiranja ter pregled in čiščenje filtrov. Preveri vse električne elemente, regulacije, temperaturna tipala in nastavitve delovanja črpalke. Pregleda in po potrebi očisti uparilnik ter odvod kondenzata. Priporočljivo je, da pri vzdrževalnem remontu serviser preveri višino koeficienta energetske učinkovitosti (COP). Z višjim njegovim številom bo tudi bolj učinkovita naprava. Takojšen servis na toplotni črpalki pa je potrebno opraviti, ko se pojavijo težave z njenim delovanjem ali ko se zmanjša njena učinkovitost. Nekateri od takšnih znakov so na primer pri nepravilnem delovanju, ko črpalka deluje neredno, lahko tudi preglasno, ali se na nadzornem zaslonu pojavijo kakršnekoli napake. Težave z njeno učinkovitostjo se kažejo v primeru, ko se črpalka ne ogreva dovolj hitro ali le-ta ne ohranja želeno temperaturo ogrevanja. Na toplotni črpalki se najbolj pogoste okvare pojavijo na elektroniki za nadzor in regulacijo črpalke in na kompresorju, ki je sicer glavni element črpalke. Težave se lahko pojavijo še s termostatom za nadzor temperature, s filtri za čiščenje zraka in z ventili za regulacijo pretoka hladilnega sredstva. Težave z delovanjem črpalke se pojavijo tudi ob izgubi hladilnega sredstva preko netesnih spojev. Preko leta se na zunanji enoti črpalke lahko nabere prah, lišaji, listje in druge nečistoče. Predvsem nabrana umazanija na prenosniku toplote lahko poslabša učinkovitost črpalke. Zato je priporočljivo, da enkrat letno, pred pričetkom ogrevalne sezone napravo pregledamo in z nje odstranimo vso nabrano umazanijo.
Sistemi površinskega ogrevanja
Sistem talnega ogrevanja je sestavljen iz mreže manjših ali večjih toplovodnih cevi ali električnih ogrevalnih kablov, ki so vgrajeni tik pod površjem v sama tla. Na ta način je izvedeno prijetno nežno gretje prostora. Najboljši rezultat dosežemo s toplotno prevodnimi materiali kot so na primer keramične ploščice ali marmorna tla. Z razliko od radiatorskega ogrevanja, kjer toplota prihaja v prostor le do 25% v obliki radiacije infrardečih žarkov, je pri talnem ogrevanju ta delež celo do 80%. S tem so zelo dobro razporejene temperaturne plasti v bivalnem prostoru. Z veliko površino toplotnega telesa praktično celotna tla postanejo radiator, ki oddaja toploto. S tem nam omogoča, da že majhna razlika med želeno temperaturo in temperaturo tal zadostuje za ogrevanje prostora. To pomeni še nižjo temperaturo vode v sistemu, še manjše izgube in hkrati kar najmanjšo konvekcijo. S tem se kroženje zraka po prostoru (in prahu v zraku) zaradi majhne konvekcije zmanjša na minimum, kar pomeni manj suh zrak in za bolj občutljive osebe ali astmatike veliko lažje dihanje. Posledično s tem je temperatura ogrevanih tal zelo nizka, največ 30°C. Takšen sistem nudi večje udobje, vendar je pri vgradnji (toplovodnih cevi) dražja investicija, težja pa je tudi vgradnja v obstoječo zgradbo. Talno ogrevanje z nizkotemperaturnim režimom je lahko do 30% bolj učinkovito v primerjavi z radiatorskim razvodom, lokalna izvedba talnega ogrevanja pa še dodatnih 10%. Vendar pa izkoristek nekega ogrevalnega sistema še niti približno ne določa dejanskih stroškov ogrevanja. Nanje vplivajo še višina začetne investicije, stroški vzdrževanja in življenjska doba. V začetno investicijo štejemo ceno ogrevalnega sistema in ceno nujnih spremljajočih elementov kot so prostor za energetiko, dimnik in skladišče energentov ali priključek na plinovod. V tem pogledu so bili v zadnjih letih dokaj racionalni lokalni sistemi talnega ogrevanja na elektriko, ker za delovanje niso potrebovali nič od naštetega. Sistem električnega talnega ogrevanja je zlasti aktualen v primeru adaptacije bivalnega prostora, ko se zamenja tudi talno oblogo. Pomembna odlika takšnega sedanjega sistema je tudi njegova enostavna vgradnja. Ob izbiri ustrezne vrste in moči talnega električnega sistema moramo obvezno upoštevati velikost ogrevanega prostora, predvsem pa vrsto talne obloge, ki bo nad električnim razvodom. Na trgu sta v ponudbi dva različna sistema z grelno folijo ali grelno mrežo. Grelna folija je poenostavljen sistem električnega talnega ogrevanja, ki je zaradi svoje zelo tanke debeline (od 0,2 do 0,5mm) primerna zlasti pri adaptacijah, ko smo največkrat omejeni z višino tal. Najbolj pogosto se jo uporablja s kombinacijo laminatne obloge, preproge, vinila in ostalih plavajočih oblog. Sistem grelnih folij je idealen za vgradnjo zlasti v prostorih pravokotnih oblik kot je npr. dnevna ali otroška soba, kuhinja ali spalnica. Grelna mreža oziroma preproga je najbolj razširjen sistem električnega talnega ogrevanja. Sestavljena je iz električnega grelnega kabla, ki je pritrjen na mrežico. Takšna grelna mreža s kablom je podobno kot folija zelo tanka (cca 5 mm). Največkrat se njo uporablja v kopalnici, kuhinji in tudi terasi, oziroma v prostoru s keramično ali kamnito talno oblogo. Lahko pa se jo uporabi tudi v kombinaciji z laminatom ali parketom. Grelno mrežo je potrebno pred polaganjem talne obloge vgraditi oziroma zaliti v cementno lepilo ali izravnalno maso. Možno jo je položiti tudi na obstoječo keramično oblogo in preko nje položiti novo oblogo. Takšna mreža je običajno široka 0,5 metra in v različnih dolžinah, tudi do 30 in več metrov. Enostavno in ekonomično upravljanje omogoča termostat povezan z grelno mrežo, ki je lahko analogen ali digitalen s časovnimi nastavitvami. Tako pri adaptaciji kot novogradnji je uporabno tudi stensko ali stropno električno ogrevanje. V ta namen je grelna folija, katero namestimo pod suhomontažni sistem mavčne plošče. Tako kot pri talnem sistemu je tudi pri tem vgradnja grelne folije hitra in enostavna. Specializirano grelno folijo namestimo med podkonstrukcijo suhomontažnega sistema. Še pred tem v podkontrukcijo vgradimo ustrezno toplotno izolacijo. Podkonstrukcijo zapremo z mavčnimi ploščami. Odvisno od zahtev in pogojev, z grelno folijo pokrijemo od 40% do 60% stropne površine. Ker grelna folija prenaša toploto na mavčne plošče in se v njih akumulira, dosežemo na steni ali stropu temperaturo od 45 do 50°C. Varčevanje s fosilnimi gorivi in s tem povezano zmanjšanje toplogrednih plinov CO2 je osrednja točka energetskega prehoda. Eno izmed ustreznih rešitev ponuja toplotna črpalka, katera lahko proizvede več toplotne, kot vložene električne energije. Predpogoj za to je, da toplotna črpalka zagotavlja čim nižje temperature dotoka in da so ji zagotovljeni ustrezni pogoji za delovanje. Predvsem v sektorju prenove pa je veliko stavb opremljenih z radiatorji, ki so zasnovani za visoke sistemske temperature in izgubijo cca. 50 do 75% njihove ogrevalne zmogljivosti pri nizkih temperaturah vode. Z ekonomskega in ekološkega vidika je takšne sisteme priporočljivo nadomestiti ali kombinirati s površinskim ogrevanjem, med katere spada tudi stropno ali stensko ogrevanje. Na slovenskem trgu je v ponudbi nov stropni in stenski ogrevalni sistem, pri katerem je njegov material iz 100% recikliranega papirja. Struktura satja zagotavlja visoko stabilnost z nizko težo. Takšen suhomontažni sistem površinskega ogrevanja združuje v enem sistemskem elementu ogrevalni sistem in toplotno izolacijo. Zaradi njegove majhne akumulacijske mase je zagotovljen hiter prenos toplote v prostor. Omenjene sisteme lahko uporabimo za vgradnjo toplovodnega ogrevanja in hlajenja, kot tudi za vgradnjo električnega ogrevanja. V primeru toplovodnega ogrevanja lahko izbiramo med samostojnimi sistemskimi ploščami ali v kompletu s pripadajočimi grelnimi cevmi. Pri ogrevanju na elektriko pa je na voljo kompleten sistem s toplotno izolacijskimi ploščami, samoregulacijskimi električnimi grelnimi kabli, termostati in naprednimi sistemi za pametno ogrevanje. Sistem je možno vgraditi v tla, steno ali strop. V slednjem primeru na stropno podkonstrukcijo ali s sistemom vmesnih letv. Dobavljiv je v več različnih materialih, tudi iz narave prijaznih in obnovljivih, z razmakom polaganja cevi 125 mm. Montaža sistema je hitra in enostavna. Omogoča nizke konstrukcijske višine in majhne teže sistema ogrevanja. Zaradi tega je idealen pri prenovi prostorov. Na tleh pa primeren za vse talne obloge. Zanimiva značilnost je, da je sistem mogoče nameščati po posameznih prostorih in tudi že v naseljenem prostoru, ne da bi pri tem morali odstraniti staro talno oblogo.
pripravil: M.A.
