Ovisno o tome koji izvor topline grijač toplinske crpke može upotrebljavati, on uzrokuje različite troškove za struju. U principu vrijedi sljedeće: toplinska crpka zrak-voda u usporedbi s toplinskim crpkama rasolina-voda ili voda-voda ima veću potrošnju struje. To je zato što tlo i voda relativno ravnomjerno oslobađaju toplinu tijekom cijele godine. Temperature okolnog zraka više variraju. Potrebno je više energije, posebno zimi, da bi se pokrila potrebna toplina. Toplinske crpke zrak-voda mogu se postaviti gotovo svugdje, ne zahtijevaju službeno odobrenje i jeftinije su za nabavu i montažu. Za dobivanje topline nije potrebno bušenje rupa ili iskopavanje.
Toplinska crpka i potrošnja struje: faktora učinka, obračun i savjeti
Način rada toplinske crpke temelji se na procesu ciklusa hlađenja u kojem se toplina iz okoline podiže na potrebnu razinu temperature. Da bi to bilo moguće, upotrebljava se spiralni ili klipni kompresori. Rade učinkovito i jedva se čuju, ali obično troše struju. U sljedećim poglavljima saznat ćete kolika je potrošnja toplinske energije za grijanje u slučaju toplinske crpke, o kojim čimbenicima ovisi i kako izračunati potrošnju energije.
Različiti čimbenici utječu na potrošnju struje toplinske crpke
Ovisno o izvoru topline toplinska crpka treba oko 20 do 25 posto struje kao pogonske energije da bi iz zraka, zemlje ili vode proizvela toplinu. To znači da su oko dva kilovatsata (kWh) struje potrebna za proizvodnju deset kilovatsati korisne topline. Godišnja potrošnja topline ovisi o raznim čimbenicima utjecaja. U najvažnije se ubrajaju:
- vrsta toplinske crpke
- godišnji faktor učinka
- potrebna toplina
Da bi se približno izračunala potrošnja struje toplinske crpke, mora biti poznat godišnji faktor učinka (GFU). On proizvedenu energiju grijanja stavlja u odnos s utrošenom električnom energijom. S godišnjim faktorom učinka četiri, na primjer, toplinska crpka proizvodi četiri kWh toplinske energije iz jednog kWh struje. Što je viši GFU, to učinkovitije i uz manju potrošnju struje radi toplinska crpka.
Napomena: izračunati godišnji faktor učinka teorijski je broj. Izračun se temelji na standardnim vrijednostima kao što su sobna temperatura, potrošnja tople vode, klimatske zone i navike ventilacije. U praksi GFU može odstupati od teorijski utvrđene vrijednosti.
Uz godišnji faktor učinka, za toplinske crpke često se navodi i takozvani koeficijent učinka (Coefficient of Performance COP). On također predstavlja omjer dovedene i odvedene energije. Međutim, COP se primjenjuje samo na određenu vremensku točku, na primjer za temperaturu zraka od 15 stupnjeva Celzija i temperaturu polaznog voda od 35 stupnjeva Celzija. Dakle, to je samo prikaz trenutačnog stanja.
Uz godišnji faktor učinka i izvor topline, individualna potreba za toplinom odlučujući je čimbenik u potrošnji struje toplinske crpke. Količina potrebne topline ovisi o individualnom načinu upotrebe stanara i energetskom stanju zgrade. Manji broj neobnovljenih starih zgrada ima veću potrebu za toplinom od dobro izoliranih novih zgrada. Na kraju, ali ne manje važno, bitno je hoće li se toplinska crpka upotrebljavati samo za grijanje prostorija ili i za zagrijavanje vode. Općeniti podatak stoga je teško moguć.
Ostale informacije:
- toplinska u starogradnji
- toplinska crpka u novogradnji
Izračun potrošnje struje u slučaju toplinske crpke
Da bi se grubo odredila potrošnja struje toplinske crpke, potrebne su tri varijable: ogrjevni učin, godišnji faktor učinka i radni ili grijaći sati. Izračun se vrši pomoću ove formule:
potrošnja struje toplinske crpke = ogrjevni učin / GFU x pogonski sati
Primjer proračuna: ako toplinska crpka rasolina-voda radi s 10 kilovata i GFU od 4,0 2.000 sati godišnje, potrebno je 5.000 kilovatsati (10 / 4,0 * 2.000 = 5.000 kWh).
Ako vlasnici sustava žele izračunati godišnje troškove struje, mogu pomnožiti zbroj s cijenom kilovata:
troškovi struje toplinske crpke = potrošnja struje x troškovi po kWh
Struja iz toplinske crpke može smanjiti troškove
Posebne tarife ne smanjuju potrošnju toplinske energije za grijanje toplinske crpke, ali se ipak može uštedjeti na troškovima. U slučaju struje toplinske crpke opskrbljivači imaju pravo privremenog prekida isporuke struje za vrijeme vršnog opterećenja. To omogućuje bolje upravljanje opterećenjem. S druge strane, tarife toplinskih crpki su povoljnije. Međutim, da biste imali koristi od toga, potrebno je instalirati zasebno strujno brojilo da bi se struja za kućanstvo i struja iz toplinske crpke mogle obračunati odvojeno.
Struja iz toplinske crpke ne razlikuje se po karakteristikama i kvaliteti od klasične struje. Za vlasnike sustava važna su samo dva faktora: trošak i porijeklo. Sada postoji mnogo dobavljača koji nude struju iz toplinske crpke. Neki od njih također imaju ekološke strujne tarife u svom portfelju. U načelu, preporučljivo je usporediti tarife prije sklapanja ugovora. Nakon što vlasnici sustava pronađu optimalnu tarifu toplinske crpke za sebe, mogu promijeniti tarifu kao i obično, uzimajući u obzir otkazne rokove. Postupak se može provesti odviti na isti način kao i kod klasične struje.
Što periodi blokade znače za toplinsku crpku?
Ako distributer električne energije (DEE) odvoji instalaciju od mreže, to se također naziva i tzv. period blokade ili blokada od strane distributera električne energije za toplinsku crpku. Za to vrijeme grijanje pomoću toplinske crpke na struju ne može raditi. Tijekom tog vremena opskrbu grijanjem i toplom vodom mogu osigurati međuspremnici za toplinsku crpku. Korisnici instalacije to trebaju uzeti u obzir tijekom projektiranja. Budući da toplinska crpka za to vrijeme ne mora samo grijati, već i puniti spremnik, potreban je veći učin. Taj se dodatak može izračunati pomoću tzv. faktora perioda blokiranja:
Faktor perioda blokiranja = 24 sata / (24 sata – zbroj perioda blokiranja u danu)
Primjer proračuna: ako dobavljač energije prekine napajanje grijača toplinske crpke tri puta po dva sata, učin mora biti za trećinu veći (24 / 24 – 6 = 1,3).
Broj i trajanje prekida zakonski se reguliraju. Dopuštena su najviše tri dvosatna perioda blokiranja dnevno.
Na potrošnju energije toplinske crpke može se utjecati
Velik dio energije potrebne u kućanstvu troši se za grijanje prostorija i potrošne vode. Zamjenom svog zastarjelog kotla za grijanje toplinskom crpkom ili hibridnim sustavom, vlasnici kuća mogu smanjiti potrebu za energijom do 30 posto. Ako uz modernizaciju sustava grijanja poduzmete i druge mjere poput hidrauličkog balansiranja ili zamjene termostata, uspjeh se dodatno pojačava. Da bi se smanjila potrošnja energije, radijatori se također moraju uskladiti sa sustavom grijanja. Da bi se osigurala učinkovita potrošnja toplinske crpke, idealno ju je kombinirati s podnim grijanjem.
Može li toplinska crpka raditi samo s podnim grijanjem?
Podno grijanje je takozvano površinsko grijanje koje zračenjem oslobađa toplinu u prostoriju. Na taj se način toplinska energija ravnomjerno raspoređuje na velike površine i ima svoj učinak samo kada udari u čvrsta tijela kao što su zidovi ili osobe. Zahvaljujući velikoj površini, podno grijanje dolazi s temperaturama polaznog voda od oko 35 Celzijevih stupnjeva.
Za usporedbu, radijator zahtijeva temperature do 70 Celzijevih stupnjeva. Budući da se učinkovitost sustava grijanja s toplinskom crpkom povećava kako se smanjuje razlika između izvora topline i temperature polaznog voda sustava grijanja, rad s podnim grijanjem nije samo moguć, nego i preporučljiv. U ovoj kombinaciji toplinska crpka postiže najveću moguću učinkovitost. Ipak, toplinska crpka može biti priklada i bez podnog grijanja. Toplinske crpke u bivalentnom pogonu ili hibridne toplinske crpke preporučuju se za radijatorske sustave s višim temperaturama i za stare zgrade.
Pokrijte vlastite potrebe za električnom energijom toplinske crpke
Potrošnja toplinske crpke može se jeftino pokriti i solarnom energijom s vlastitog krova. Primjerice, fotonaponska instalacija proizvodi struju od slobodno dostupne sunčeve energije. Spremnik osigurava dostupnost čak i kada sunce ne sija. Potrošnja struje koju sami proizvedete osigurava veću neovisnost o dobavljaču energije. Međutim, da bi se iskoristile te prednosti, važan je pravilan dizajn. Dodatne informacije možete pronaći u našem članku fotonaponski sustavi. Sljedeći video prikazuje primjer kako se dizalice topline, fotonapon i spremnici međusobno nadopunjuju i povećavaju učinkovitost cijelog sustava: