Afër
...
E Enjte, 7. Maj 2009, Murska Sobota

Objeti s toploto narave

Kot vir ogrevanja izkoristili talno vodo

Za ogrevanje in hlajenje toplotna črpalka Dimplex - Kot vir izkoristili talno vodo

Družinska hiša v idiličnem okolju severo-vzhodne Slovenije je bila načrtovana v skladu s tradicionalno arhitekturno dediščino Prekmurja. Zidovi so opečni (porotherm) in celotna hiša je zgrajena iz okolju prijaznih  materialov. Stene so izolirane s trstiko, prav tako streha, ki je tudi prekrita s trstiko, notranje stene imajo glinene omete. Gre za hišo, v kateri narava diha skozi okna in skozi stene, temu načelu pa so sledili tudi pri izbiri sistema ogrevanja, z odločitvijo za toplotno črpalko Dimplex, ki jih v Sloveniji zastopa in prodaja Gorenje Tiki, sistem talna voda/voda. S prenosom toplote  preko talnih, stropnih in stenskih kolektorjev so dosegli dve prednosti. Toplota v že tako topli hiši - tudi glede izgleda - človeka dobesedno objame, zahvaljujoč kolektorjem  v stenah in stropu pa je tudi poleti poskrbljeno za prijetno klimo v prostoru oziroma za hlajenje - in to v pasivnem načinu delovanja. Izvajalec celotnih del ogrevanja in hlajenja je bil podjetnik Jože Ouček s.p. Murska Sobota.

Toplotna črpalka - talno, stensko in stropno ogrevanje

Hiša ima približno 160 m² stanovanjske površine. Za ogrevanje in hlajenje skrbi toplotna črpalka Dimplex, v stenah in stropih so stenski registri Harreither, prenos toplote v tleh pa poteka preko elipsastih cevi Evroval. Talno vodo zajemajo iz vrtine, ki je globoka 15 metrov, ker pa z eno vrtino oskrbujejo dve toplotni črpalki (v novi in v stari hiši), sta v vrtini nameščeni dve potopni črpalki. Sistem ogrevanja preko toplotne črpalke je relativno enostaven. Vodo iz vrtine s pomočjo potopne črpalke distribuiramo v izmenjevalec toplote, ki se nahaja v toplotni črpalki. Iz vode odvzamemo toplotno energijo za približno 3 stopinje in s tem ogrejemo hladilni medij. Ohlajeno podtalno vodo nato vrnemo nazaj v drugo vrtino. Potem opravi svoje delo toplotna črpalka. Toplo ogrevalno vodo s pomočjo obtočnih črpalk distribuiramo po celotnem objektu.

V konkretnem primeru so talne in stenske ogrevalne registre nadgradili tudi s stropnimi. Ogrevalni registri so nameščeni tudi na širokih okenskih policah, gre pa predvsem za to, da je hiša enakomerno ogrevana. V kopalnici je stensko, talno in stropno ogrevanje, zaradi površine registrov in manjšega prostora pa je za dve stopinji toplejša od ostalih prostorov.

Grelno število

Grelno število v tem sistemu je pri ogrevalni temperaturi  25 °C in temperaturi podtalne vode okoli 12 °C nad 6, kar pomeni,  da ob enem delu toplote iz elektrike pridobimo še šest delov toplote iz talne vode. Starejši objekt, ki se ogreva z vodo iz iste vrtine, ima prenos toplote iz toplotne črpalke v prostor rešen preko talnega gretja in klasičnih radiatorjev, v tem objektu pa dosegajo grelno število 3,5 do 4. Za res optimalno racionalno ogrevanje s toplotnimi črpalkami sta pomembna primeren prenos toplote (strokovnjaki priporočajo vsaj talno ogrevanje) in dobra regulacija.

Prihranke s toplotno črpalko se doseže tudi pri prenosu toplote preko ustrezno dimenzioniranih radiatorjev, vendar so prihranki manjši. Pooblaščeni monter Ovček pravi, da je nujna tudi dobra regulacija sistema, ki mora uravnavati sistem ogrevanja glede na zunanjo temperaturo v povezavi z notranjo. V sezoni ogrevanja je najhladnejših dni okoli 20 do 25, vsi ostali pa so toplejši in je dovolj, da je temperatura ogrevalne vode med 35 do 40 °C. Za montažo regulacije, vodene z zunanjo temperaturo, potrebujemo dovolj dobro črpalko, ki podpira ta koncept.

Grelno število je odvisno od temperature vira toplote, ki ga izkoriščamo, ter od temperature medija, s katerim ogrevamo objekt. Temeljno grelno število pri toplotni črpalki dobimo, če vloženo elektriko množimo z energijo obnovljivega vira. Če vložimo 1 kW električne energije in imamo grelno število 5, to pomeni, da štiri dele  dobimo iz temperature vira, ki je v našem primeru talna voda. Tako v konkretnem primeru to pomeni, da je ob ogrevanju vode s toplotno črpalko pri temperaturi talne vode okoli 10 °C na temperaturo ogrevalne vode 35 °C, grelno število  5,5. V primeru da bi ogrevalno vodo ogrevali na 50 °C, bi grelno število padlo na 3,8. Zato je treba s sistemom doseči čim nižjo potrebno temperaturo vode za ogrevanje.

Bistvo dobrega projekta ogrevanja s toplotno črpalko je odločitev za sistem ogrevanja že ob načrtovanju objekta. Vedno si prizadevamo za to, da lahko ogrevamo z najnižjo možno temperaturo. Nizke temperature ogrevanja nam omogočajo velike grelne površine talnega in stenskega ogrevanja

»Če bi v tej hiši imeli že samo en radiator, povezan v sistem, bi izgubili dobro grelno števil, ker bi zanj potrebovali  temperaturo vode v zalogovniku, ki bi bila precej višja od tiste za talno in stensko ogrevanje. To temperaturo potrebujemo zaradi principa ogrevanja z radiatorji. Radiatorsko ogrevanje potrebuje min 55 °C. Zato je bolje, da ima kopalnica, v kateri potrebujemo višje temperature zaradi namena uporabe, naddimenzionirano talno in stensko ogrevanje in je po zaslugi tega v njej dovolj toplo,« pripoveduje Jože Ouček.

Notranji ometi v hiši so glineni, kar dodatno izboljša uravnavanje vlage v prostoru. Ogrevanje poteka s pomočjo toplotne črpalke, hlajenje pa je pasivno, brez delovanja toplotne črpalke, hladijo pa se stropi in stene. Ob tem merijo relativno vlago na šestih mestih v dveh etažah hiše, kar je nujno zato, da preprečimo nastajanje kondenza in rosenje. Hlajenje se samodejno ustavi ob doseženi želeni temperaturi oziroma v primeru, če je vlaga v prostoru 75-odstotna. Ko se stopnja vlage v prostoru zmanjša, sistem nadaljuje s hlajenjem.

Parametri ob ogledu

Pri  zunanji temperaturi  5 °C je želena temperatura povratne vode 25 °C, dejanska je bila 23 °C. Za stensko ogrevanje je želena temperatura 24 °C, dejanska pa 23 °C.  Sobna vlažnost v zgornjih prostorih je bila 40-odstotna, temperatura 22,9 °C , v spodnjih pa 37-odstotna vlaga in temperatura v prostoru 24,4 °C.  Temperatura se meri  v zgornjih in spodnjih prostorih objekta, na podlagi tega pa se potem določa temperatura vode v stenskem, talnem in stropnem krogu.

Preprosto delovanje toplotne črpalke

Toplotna črpalka deluje na podobnem principu kot hladilnik, vendar toplota teče v obratni smeri. V izparilcu toplotne črpalke je okolju prijazno hladilno sredstvo v tekočem stanju, ki prevzame shranjeno energijo iz okolja ter se pri tem upari. Uparjeno hladilno sredstvo kompresor vsesa in stisne. Zvišan tlak dvigne hladilu temperaturo. Tako nastala toplota se v kondenzatorju prenese na ogrevalni sistem. Na koncu se prek ekspanzijskega ventila tlak hladila spet zniža in krog se ponovno začne.