Sodobne klimatske naprave so v resnici toplotne črpalke zrak-zrak. Zmorejo učinkovito črpati toplotno energijo iz okolice celo takrat, ko temperature padejo globoko pod ničlo. Zaradi reverzibilnega delovanja takšen način ogrevanja hitro izpodriva tradicionalne sisteme.
Kako deluje obrnjen hladilni cikel?
Klima za ogrevanje nima vgrajenih električnih grelcev. Elektriko porablja samo za pogon kompresorja in ventilatorjev. Toploto potegne iz zunanjega zraka s pomočjo fizikalnih lastnosti hladilnega sredstva. Običajno je to plin R32, ki kroži med zunanjo in notranjo enoto.
Zunanji zrak ima tudi pri minus desetih stopinjah v sebi še vedno veliko toplotne energije. Hladilno sredstvo z zelo nizkim vreliščem v zunanji enoti upari in nase veže to toploto. Plin potuje do kompresorja. Ta ga stisne, s čimer mu močno dvigne pritisk in temperaturo. Takšen vroč plin gre nato v notranjo enoto. Tam odda toploto zraku v prostoru, se utekočini in skozi ekspanzijski ventil odpotuje nazaj ven. Cikel se ponavlja.
Kaj v praksi pomeni kratica SCOP?
Učinkovitost teh naprav merimo s sezonskim koeficientom SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Številka pove, koliko toplotne energije dobimo iz ene enote vložene elektrike skozi celotno zimo.
Vrednost SCOP 4,0 pomeni, da naprava za vsako porabljeno kilovatno uro (kWh) elektrike v prostor odda štiri kilovatne ure toplote. Ena je plačana, preostale tri so brezplačno prečrpane od zunaj. Navaden električni radiator ima to razmerje 1 proti 1. Njegov izkoristek je 100-odstoten, medtem ko dobra klima dosega izkoristke med 400 in 500 odstotki.
Vrednost SCOP je sezonsko povprečje. V toplih jesenskih dneh je izkoristek veliko višji. V najhladnejših zimskih nočeh pade. Vseeno pa ogrevanje s klimatsko napravo močno zniža zneske na položnicah. Razlika je očitna predvsem pri prehodu z dražjih energentov.
Padec moči in proces odtaljevanja
Pri hudih minusih in visoki vlagi sistem trči ob fizikalne omejitve. Ko zunanja temperatura pade pod ledišče, se na uparjalniku zunanje enote nabira led. Ta deluje kot izolator in ovira prenos toplote.
Naprava mora zato redno izvajati odtaljevanje oziroma defrost. Cikel se za nekaj minut obrne. Vroč plin gre v zunanjo enoto in stopi led. Notranja enota takrat neha pihati topel zrak. Ljudje to včasih zamenjajo za okvaro naprave, a gre za povsem normalen proces.
Zakaj izbrati namensko zimsko klimo?
Običajne klime pri minus petih stopinjah izgubijo precejšen del svoje moči. Za resno ogrevanje pozimi so na voljo prilagojeni modeli, ki nazivno moč ohranjajo do minus petnajst stopinj ali celo nižje.
- Zunanja enota ima na dnu vgrajen električni grelni kabel. Ta preprečuje zamrzovanje kondenza in morebitne poškodbe ventilatorja.
- Fizično večji uparjalnik zunanje enote omogoča zajem precej večje količine zraka.
- Napredni in zmogljivejši kompresorji so prilagojeni za delovanje pri ekstremnih obremenitvah.
Konkretni izračuni stroškov in prihrankov
Računica pri menjavi starega ogrevalnega sistema je dokaj preprosta. Poglejmo nekaj specifičnih primerov glede na povprečne cene energentov.
Prehod z električnih radiatorjev
Stanovanje velikosti 60 kvadratnih metrov na električne radiatorje ali IR panele na sezono porabi okoli 5000 kWh elektrike. Pri ceni 0,20 evra na kWh je to 1000 evrov. Klima s SCOP faktorjem 4,0 porabo zmanjša na četrtino (1250 kWh). Strošek pade na 250 evrov. Prihranek 750 evrov v eni sezoni pomeni, da se nakup klime povrne v manj kot dveh letih.
Zamenjava zemeljskega plina ali kurilnega olja
Starejša hiša porabi 1500 litrov kurilnega olja in zanj plača okoli 1800 evrov. Olje ima kalorično vrednost 10 kWh na liter. Stari kotli imajo slab, približno 80-odstotni izkoristek, zato sistem hiši dejansko odda 12.000 kWh koristne toplote. Če to količino toplote zagotovimo s klimo (SCOP 4,0), porabimo 3000 kWh elektrike. To stane 600 evrov. Letni prihranek je 1200 evrov.
Pri zemeljskem plinu je cena kilovatne ure toplote okoli 0,10 evra. Cena toplotne kilovatne ure iz klime pa je 0,05 evra (cena elektrike 0,20 evra deljena s faktorjem 4). Ogrevanje prostorov se tako poceni za polovico.
Prehodna obdobja ponujajo najboljše razmerje
Veliko ljudi obdrži centralno ogrevanje na plin ali drva, klimo pa prižgejo v prehodnih obdobjih kot primarni vir. Septembra, oktobra, marca in aprila so zunanje temperature še vedno med 5 in 15 stopinj. Takrat imajo klime najvišje izkoristke. Trenutni COP lahko hitro preseže vrednost 5,0.
Zagon velike peči na drva samo za uro ogrevanja zjutraj ali zvečer nima pravega smisla. Klima v nekaj minutah segreje prostor, porabi malo energije in se sama ugasne, ko doseže nastavljeno temperaturo.
Dinamika gibanja zraka v prostoru
Topel zrak je lahek in se dviga pod strop. Zračne lamele na notranji enoti morajo biti zato usmerjene navzdol proti tlom. Tako ustvarimo kroženje zraka in bolj enakomerno temperaturo v celotnem prostoru.
Težava nastane pri prenosu toplote med sobami. Ena klima v dnevni sobi ne bo dobro ogrela oddaljene spalnice na koncu ozkega hodnika. Za ogrevanje celotne hiše so primernejši multi-split sistemi. Pri teh je na eno zunanjo enoto priključenih več notranjih. Vsaka soba dobi svojo enoto, ki sama meri temperaturo in prilagaja moč.
Hibridni pristopi za maksimalno udobje
Pogosta praksa je bivalentno ogrevanje. Klima ogreva hišo do določene zunanje temperature, na primer do minus pet stopinj. Ko postane hladneje in bi se klima morala prepogosto odtaljevati, se vklopi radiatorski sistem.
Gospodinjstvo tako večino zime izkorišča ogrevanje na elektriko z visokim izkoristkom. V najbolj mrzlih tednih pa preklopi na klasičen vir, ki oddaja toploto povsem neslišno in brez vpihavanja zraka. Uporaba obeh virov glede na zunanje pogoje občutno zniža stroške ogrevanja.
