Kljub opitmističnim napovedim za rast trga toplotnih črpalk tudi v prihodnje, se proizvajalci zavedajo, da ni časa za počitek, zato ves čas razvijajo nove učinkovitejše in boljše produkte. Odrezati si želijo čim večji kolač na področju sistemov in naprav za ogrevanje in hlajenje stavb, zato gredo spremembe v smeri prilagajanja dejanskemu stanju oziroma potrebam. Po podatkih EurObserverja se za zdaj večji del ogrevalnih toplotnih črpalk vgradi v novogradnje, ki so energijsko zelo učinkovite in za ogrevanje ter tudi hlajenje potrebujejo malo energije, zadostna temperatura ogrevalne vode pa je že 30 ali 35 stopinj Celzija. V teh primerih morajo toplotne črpake premagati bistveno nižje temperature, torej razlike med temperaturo vira in potrebno temperaturo ogrevalne vode.
Toplotne črpalke za energijsko bolj potratne hiše
V prihodnje bo za proizvajalce veliko večji izziv, kako čim več toplotnih črpalk vgraditi v obstoječe, energijsko potratne ali pa le delno energijsko sanirane stavbe. V teh morajo toplotne črpalke delovati v višjem temperaturnem režimu, kar pomeni, da morajo ogrevalno vodo, običajno v radiatorjih, ogreti na vsaj 65 stopinj Celzija, torej premagati večjo temperaturno razliko, pri tem pa biti kar se da učinkovite, da bo lastnik stavbe v njih videl smisel ekonomske računice. V preteklosti je bil to eden največjih zadržkov, da se lastniki obstoječih hiš niso pogosteje odločili za toplotne črpalke. Tiste, ki so lahko zagotovile dovolj visoko temperaturo ogrevane vode, so imele zaradi nuje premagovanja velikih temperaturnih razlik posledično precej nižja grelna števila, kar pomeni manjšo učinkovitost. Razmerje med vloženo in dobljeno energijo je bilo majhno, zato prihranki pri energiji niso bili dovolj zanimivi za lastnike stavb.
Pri razvoju so najbolj aktivni evropski proizvajalci, ki narekujejo smernice. Med njimi EurObserver izpostavlja švedski Nibe ter nemška Steibel Eletron in danski Danfoss, na področje toplotnih črpalk pa so z velikimi koraki vstopili tudi nekdanji proizvajalci ogrevalnih kotlov, kot so nemški Viessman, Bosch Thermotechnik in Vaillant. Na daljnem vzhodu se z njimi kosa predvsem japonski Daikin. Ne gre pa pozabiti na slovenskega proizvajalca, Kronoterm, ki je sicer bistveno manjši od naštetih.
Največ se dela na razvoju hibridnih sistemov
V zadnjih nekaj letih je napredek največji na področju tako imenovanih hibridnih sistemov. Ti so sestavljeni iz dveh energentov oziroma virov toplote, ki ju sistem izkorišča, njuno uporaba pa se samodejno prilagaja trenutni temperaturi okolja in ceni posameznega vira. Največkrat gre za kombinacijo toplotne črpalke in običajnega kotla na zemeljski ali utekočinjen naftni plin. Napredne tehnologije pa v sistem vključujejo toplotno črpalko in sončne celice ali toplotno črpalko in sončne kolektorje. V prvem primeru je iz sončne elektrarne zagotovljenih vsaj 40 odstotkov vse elektrike, ki jo za delovanje potrebuje toplotna črpalka, v drugem pa sončni kolektorji v kombinaciji s toplotno črpalko zagotovijo vso potrebno energijo za ogrevanje. Med novostmi velja izpostaviti tudi računalniško voden sistem, ki kombinira toplotne potrebe, pri tem pa upošteva tudi temperaturo in osončenje, ter viške ustvarjene elektrike shrani v baterijah.
Slovenski hibridni sistem
Hibridni sistem Krono Multi S je razvil tudi Kronoterm in sicer gre za toplotno črpalko, ki lahko toploto črpa iz zraka in zemlje. Kot primarni vir izkorišča toploto zemlje, ki je bolj stabilna, če pa je temperatura zraka ugodnejša, avtonomno preklopi na zunanji zrak. Na zunanjo enoto se lahko priklopi zemeljski kolektor ali geosonda. Poleg tega se lahko v sistem povežeta tudi obstoječi kotel na kurilno olje, zemeljski plin ali lesno biomaso, ki ga je treba nadgraditi s pametnim upravljanjem, in sončna elektrarna. Tako sistem doseže največjo učinkovitost z minimalnim naporom, pravijo v Kronotermu.
Med prednostmi izpostavljajo tudi dolgo življenjsko dobo obratovanja. Zunanja enota je zasnovana tako, da se pri prenosu toplote iz zraka iz tega izloči minimalna količina vlage. Na prenosniku se zato ne nabira srež, to pa pomeni, da tudi njeno odtaljevanje ni potrebno. Ohišje ter elementi notranje in zunanje enote so zasnovani tako, da je delovanje naprave izjemno tiho, tudi v najbolj ekstremnih pogojih. Naprava je tišja od kuhinjskega hladilnika, pravijo v podjetju. Hibridni sistem se lahko upravlja na daljavo prek aplikacije v oblaku, uporabnik lahko nadzoruje njegovo delovanje, temperature v prostorih, ko ga ni doma in stroške obratovanja.
Visoko grelno število pri nizkih temperaturah zraka
Na področju večje učinkovitosti toplotnih črpalk lahko izpostavimo toplotno črpalko zrak/voda Nibe f 2120, saj je njena letna povprečna učinkovitost 5,1, kar pomeni da odda petkrat več energije, kot je porabi. To je veliko, če vemo, da toplotne črpalke zrak/voda v povprečju dosegajo letna grelna števila od 3 do 3,5. Ta toplotna črpalka izstopa tudi po delovnem območju, saj učinkovito zgolj s kompresorjem in brez pomoči električnega grelca deluje tudi pri -25 stopinj Celzija, temperatura dvižnega voda pa pri tem doseže 63 stopinj Celzija, pojasnijo v podjetju Knut. Zaradi invertersko krmiljenega kompresorja se moč delovanja prilagaja trenutnim potrebam, ventilator z regulacijo vrtljajev zagotavlja tiho delovanje. Toplotna črpalka je namenjena tudi hlajenju.
Naslednje leto se bo ob bok toplotni črpalki Nibe postavil izdelek proizvajalca Daikin, ki je razvil toplotno črpalko Daikin Altherma 3H HT. Kot pravijo v podjetju E2E, bo nova TČ z enim vijačnim kompresorjem z direktnim vbrizgom pri zunanji temperaturi -15 stopinj Celzija ogrela vodo na 70 stopinj Celzija in pri tem dosegla moč 15 kW. Njeno območje delovanja pa bo celo pri -28 stopinjah Celzija, vodo bo tudi v teh okoliščinah lahko ogrela na 65 stopinj Celzija. Priključena bo lahko na sistem talnega gretja ali radiatorjev, njeno grelno število pa bo 5.
Majhna moč delovanja in visoka učinkovitost
Med naprednimi toplotnimi črpalkami v podjetju E2E izpostavljajo tudi novo Daikinovo geotermalno toplotno črpalko, posebnost katere je predvsem, da zgolj z močjo 1 kW tudi pri višjih temperaturah zagotavlja izjemno natančno vzdrževanje temperature v stanovanju. Za primerjavo so v Daikinu navedli, da konkurenčne toplotne črpalke takšne temperature vzdržujejo pri delovanju z močjo okoli 3 kW, zato je njihova naprava lahko bolj učinkovita.
Vse predstavljene toplotne črpalke, predvsem pa različne kombinacije hibridnih sistemov, so in bodo zagotovo zanimive tudi za energijsko bolj potratne hiše, ki potrebujejo temperaturo ogrevane vode vsaj od 60 do 65 stopinj Celzija, hkrati pa učinkovitost sistema, ki zagotavlja tudi njegovo gospodarnost.
Vse o gradnij, obnovi in energiji in izkušnjah na tah področjih lahko preberete tukaj.
dezurni@zurnal24.si
Vedno se moram nasmejati, ko berem, da je potrebno pred prehodom na ogrevanje s toplotno črpalko narediti energetsko sanacijo objekta. Seveda je potrebno, ker se šele po tem stroški ogrevanja znižajo na raven, ki jih navajajo trgovci toplotnih črpalk. Kaj… ...prikaži več pa, če izboljšamo le izolacijo objekta in obdržimo ogrevalni sistem? Kako bo pa sedaj s stroški ogrevanja? Upam si trditi, da bo v takem primeru zelo težko upravičiti strošek nakupa in montaže toplotne črpalke.
Jaz imam daikin althermo,11kw ,dvokompresorsko visokotemperaturno od 2011,ogrevam 140kvadratov,radiatorji , plus ogrevanje vode 260 litrov,temperaturo vode v radiatorjih 35 stipinj,poraba elektrike za osem mesecev -od 250 do 300 eur,servisa se nikoli imel
Problem pri toplotnih črpalkah pri večjih porabnikih je ta, da je potrebna tudi večja priključna moč električnega omrežja, kar za sabo potegne tudi dražjo elektriko. Za manjše enote in manjše novogradnje je v redu, če pa rabiš 30-50 kW ogrevalne… ...prikaži več kW ogrevalne moči, se pa nikakor ne izide. V našem naselju se je dogajalo, da je ob malo večjem mrazu izpadla trasformatorska postaja, ker omrežje ni prenesla trenutno tako visolke porabe.