Dizalica topline i podno grijanje ili radijatori

Još pripremamo proizvode.

Ali možete pogledati druge kategorije.

Jedna od najčešćih pitanja koja rješavamo pri planiranju dizalice topline glasi jednostavno: "Imam kod kuće radijatore, može li se uopće kombinirati s dizalicom topline ili moram raditi podno grijanje?" Odgovor nije crno-bijeli. Dizalica topline može funkcionirati s oba sustava, no s vrlo različitim učinkovitošću, troškovima rada i ponekad i s potrebom za izmjenama sustava grijanja. U ovom članku objasnit ćemo zašto to uopće ima značaj, koje su stvarne razlike u troškovima rada i kako se može sigurno kombinirati podno grijanje s radijatorima u jednom domu.

Zašto je temperatura vode za grijanje ključna

Dizalica topline nije plinski kotao. Dok kondenzacijski kotao može bez značajne gubitka učinkovitosti zagrijati vodu na 70 ili 80 °C, dizalica topline radi potpuno drugim principom - uzima toplinu iz vanjskog zraka (ili iz zemlje, kod sustava zemlja-voda) i pomoću kompresora i hladnjaka "tisne" toplinu na višu temperaturnu razinu. Što je veći razlika između vanjske temperature i temperature na koju mora dizalica zagrijati vodu za grijanje, to više električne energije kompresor potroši na jedinicu proizvedene topline.

Ova učinkovitost se izražava tzv. faktorom toplinske učinkovitosti COP (coefficient of performance) - omjerom između proizvedene topline i potrošene električne energije. COP 4,0 znači da iz 1 kWh električne energije dizalica proizvede 4 kWh topline. Baš temperatura dovoda vode u sustav grijanja (ne vanjska temperatura, koja je određena vremenskim uvjetima i ne može se utjecati) je jedini parametar sustava koji se može samostalno odabrati pri projektiranju - i ima ogroman utjecaj na to koliko će rada dizalice stvarno koštati.

Orijetnično vrijedi da se s svakim stupanjem Celzijusa, za koji smanjimo traženu temperaturu dovoda vode, smanji potrošnja električne energije za grijanje za otprilike 2 do 2,5 %. Na prvi pogled mala brojka se tijekom cijele sezone grijanja pretvara u stotine kilovatsa razlike.

Tipične vrijednosti COP-a prema temperaturi dovoda

Konkretna vrijednost varira od modela do modela i ovisi i o vanjskoj temperaturi u tom trenutku, ali kao orijentacijski okvir za standardni sustav zrak-voda srednje klase pri vanjskoj temperaturi oko 2 do 7 °C (tipični prosjek sezone grijanja u Hrvatskoj) može se računati s ovim približnim vrijednostima:

Dovod 35 °C (tipično podno grijanje) - COP otprilike 4,0 do 4,5
Dovod 45 °C (niskotemperaturni radijatori, veće površine) - COP otprilike 3,3 do 3,8
Dovod 55 °C (stariji radijatori, djelomično preveliki) - COP otprilike 2,6 do 3,0
Dovod 65 °C (originalni radijatori dimenzionirani za kotao, bez izmjena) - COP otprilike 2,0 do 2,3

Razlika između 35 °C i 65 °C znači otprilike dvostruku potrošnju električne energije za zagrijavanje iste kuće. To je razlog zašto se kod svake instalacije dizalice topline preporučuje što više smanjiti projektiranu temperaturu sustava grijanja - i zašto je podno grijanje prirodni saveznik dizalice topline.

Podno grijanje - zašto je "idealni" saveznik

Podno grijanje radi na principu velike zračne površine s niskim temperaturnim razlikama u odnosu na prostoriju. Dok radijator ima površinu obično 1 do 2,5 m² i mora biti dovoljno topli da kroz takvu malu površinu prenese cijeli potrebni učinak, pod u prostoriji ima površinu reda veličine 15 do 25 m². Zbog toga je dovoljno da površina poda ima samo 3 do 5 °C više od zraka u prostoriji, što znači da voda u krugu podnog grijanja obično treba temperaturu od 28 do 35 °C.

Ta niska temperatura dovoda je baš okolina u kojoj dizalica topline radi najučinkovitije. Zbog toga se u novim zgradama gotovo uvijek projektira kombinacija dizalice topline i podnog grijanja - ne radi se o marketingovu modu, već o fizičkoj usklađenosti između onoga što dizalica može učinkovito raditi i onoga što podno grijanje zahtijeva.

Dalja prednost je inercija. Pod s potkom ima veliku toplinsku kapacitetu - jednom zagrijan, zadržava temperaturu dugo i nakon isključenja dizalice, što omogućuje dizalici topline da radi u duljim, manje prekinutim ciklusima. To smanjuje broj pokretanja kompresora, što je dobro i za trajnost uređaja, i za stabilnost temperature u prostoriji.

Na što obratiti pažnju kod podnog grijanja s dizalicom topline

Debljina i sastav poda - predebljana ploča ili neprimjenjivi potkovi mogu usporiti prenošenje topline, to treba uzeti u obzir kod dimenzioniranja učinka.
Razmak cijevi - gušći razmak (npr. 15 cm umjesto 25 cm) omogućuje rad s nižom temperaturom dovoda pri istom učinku, što je kod dizalice topline poželjno.
Regulacija po prostorijama - sobni termostati za pojedine krugove spriječit će pregrejavanje prostorija koje imaju vlastiti toplinski dobitak (npr. iz prozora na jug).
Namještaj bez nogica direktno na podu - velike površine namještaja postavljene direktno na pod (npr. ugrađene police) mogu lokalno ograničiti odvod topline, to treba uzeti u obzir kod projektiranja krugova.

Radijatori s dizalicom topline - kada to radi i kada ne

Velika većina kuća u Hrvatskoj starije izgradnje ima radijatorsko grijanje projektirano izvorno za plinski ili čvrstogorivo kotao, tipično na temperaturni pad 75/65 °C ili 90/70 °C. Ako se u takvu kuću jednostavno instalira dizalica topline bez bilo kakvih izmjena sustava grijanja i dizalica se postavi tako da postigne izvornu projektiranu temperaturu, rezultat je funkcionirajući, ali izrazito neučinkovit sustav - s COP-om oko 2,0 do 2,3, dakle samo nešto bolji od direktnog električnog grijača.

Dobra vijest je da u većini slučajeva radijatori nisu projektirani za maksimalnu hladnoću cijelu sezonu - projektirana temperatura (npr. -11 °C ili -15 °C prema lokaciji) se u stvarnosti pojavljuje samo nekoliko dana godine. Većinu sezone grijanja dovoljno je radijatorima niža temperatura nego na koju su izvorno projektirani, jer vani nije toliko hladno da bi trebali puni učinak. Baš zbog toga dobro podešena dizalica topline s ekvitermnom regulacijom (temperatura dovoda se mijenja prema vanjskoj temperaturi) može se većinu sezone kretati u razumnijim temperaturama oko 45 do 50 °C, a samo u najhladnijim danima povećati se više.

Kada treba radijatore povećati ili zamijeniti

Ako želimo da dizalica topline radi trajno na nižoj temperaturi (npr. 45 °C i u najvećem mrazu), originalni radijator dizajniran za 75 °C jednostavno neće biti dovoljan - kod nižeg temperaturnog razlike prenijet će manje topline. Otprilike vrijedi da smanjenje temperature dovoda s 75 °C na 45 °C zahtijeva povećanje toplinske površine radijatora otprilike na 2- do 2,3-put veću veličinu, da bi pružio istu snagu. U praksi to znači jednu od tih opcija:

Zamjena većim panelnim radijatorom ili radijatorom s više segmenata/krilaca (tip 33 umjesto tipa 11, dakle trostruka ploča s dva reda krilaca umjesto jednostavne ploče).
Dodavanje dodatnog radijatora u istu sobu, ako nema prostora za veći komad.
Zadržavanje originalnih radijatora i prihvaćanje činjenice da će pumpa u najhladnijim danima raditi na višoj temperaturi (niži COP samo tijekom nekoliko tjedana u godini, ostatak sezone i dalje dobra učinkovitost zahvaljujući ekvitermnoj krivulji).
Kombinacija s bivalentnim izvorom - originalni kotao ostaje kao rezervni izvor za najhladnije dane, dizalica topline pokriva ostatak sezone.

Koja je opcija prava, ovisi o budžetu, o tome koliko je kuća izolirana, i o tome želi li vlasnik u roku nekoliko godina i izolirati fasadu ili zamijeniti prozore (nakon izolacije padne potrebna snaga i potrebna temperatura radijatora, pa je isplativo pričekati s zamjenom radijatora do izolacije).

Kombinacija podno grijanja i radijatora u jednoj kući

Vrlo česta situacija je kuća, gdje je prizemlje (sobica, kuhinja) izolirano podnim grijanjem, ali se u gornjem katu (spavaće sobe, dječje sobe) nalaze radijatori - bilo zato što podno grijanje tamo nije bilo u planu, ili zato što je konstrukcijska visina poda na gornjem katu niža i nije bilo prostora za složbu podnog grijanja. Dobra vijest je da se takva kombinacija bez problema može realizirati s dizalicom topline, treba samo pravilno dizajnirati hidrauliku.

Kako se to tehnički rješava

Najčešće rješenje je podjela sustava grijanja na dva zasebna kruga s različitim temperaturom:

Pravi (ne-miješani) krug za podno grijanje - direktno povezan s izlazom iz dizalice topline, eventualno preko razdjelnika s cirkulacijskom pumpom, radi na nižoj temperaturi (npr. 32-35 °C).
Miješani krug za radijatore - sadrži vlastiti trokraki ili četverokraki miješni ventil s cirkulacijskom pumpom, koji dopunjuje topliju vodu iz glavnog kruga na potrebnu višu temperaturu za radijatore (npr. 45-50 °C), upravljano vlastitom ekvitermnom krivuljom neovisno o krugu podnog grijanja.

Zahvaljujući tome dizalica topline proizvodi vodu samo na najnižoj potrebnoj temperaturi (tu za podno grijanje) i krug radijatora povećava temperaturu lokalno tamo gdje je to potrebno - pumpa ne mora povećavati temperaturu cijele kuće uključujući podno grijanje zbog nekoliko radijatora gore. Ovo rješenje zahtijeva nešto složeniju regulaciju (dva temperaturna senzora, dvije ekvitermne krivulje, upravljačka jedinica koja to može upravljati), ali je to provjereni i često korišten princip i kod nas.

U većini instalacija s kombiniranim sustavom preporučuje se i akumulacijska (izjednačna) posuda između dizalice topline i distribucije. Ta ima dvije funkcije: osigurava dovoljan volumen vode u sustavu, da pumpa ne mora često pokretati i isključivati (naročito ako je instalirana snaga nešto veća od trenutne potrebe kuće), i istovremeno odvaja proizvodnju topline od njezinog potrošnje, što pomaže i kod odmrzavanja vanjske jedinice u mrazu.

Radni troškovi - konkretni primjer

Da bismo prikazali stvarni utjecaj, navedimo jednostavan, ali realističan primjer. Zamislite obiteljsku kuću s godišnjom potrebom topline za grijanje od 12 000 kWh (obična vrijednost za srednje izoliranu kuću oko 120-140 m²). Kod COP 4,3 (podno grijanje, 35 °C) potrošnja električne energije za grijanje bi bila otprilike 2 790 kWh za sezonu. Kod COP 2,1 (originalni radijatori bez izmjena, 65 °C) ista kuća s istom potrebom topline potrošila bi otprilike 5 710 kWh električne energije - dakle više od dvostruko.

Pri jednako godišnjoj potrebi topline od 12 000 kWh kući s originalnim radijatorima bez izmene (COP 2,1) je potrebno otprilike dvostruko više električne energije u odnosu na kuću s podnim grijanjem (COP 4,3) – razlika od otprilike 3 000 kWh za jednu sezonu grijanja.

Pri kombinovanom sistemu, gdje se većina kuće grije podnim grijanjem, a manji dio (npr. dvije sobe na katu) radijatorima s odgovarajućom pre-dimenzijom površine koji rade na 45-50 °C, stvarna srednja efikasnost sistema tijekom sezone obično se kreće negdje između ova dva ekstremna broja, bliže boljem – jer većina topline ide kroz efikasniji podni krug.

Ovi brojevi su orijentacijski i služe samo za ilustraciju principa – tačna potrošnja za konkretnu kuću ovisi o toplinskim gubicima, klimatskoj zoni, konkretnom modelu pumpe i načinu postavke i regulacije. Iako to, princip vrijedi univerzalno: što je niža temperatura grijaće vode, to je niža potrošnja električne energije za istu količinu topline u sobama.

Kako postupiti ako planirate dizalicu topline za kuću s radijatorima

Napravite termotehnički proračun – projektant ili iskusni montažer izračuna stvarne toplinske gubitke kuće po sobama i usporedit će ih s kapacitetom postojećih radijatora na nižoj temperaturi.
Identificirajte "problematične" sobe – obično nije potrebno mijenjati sve radijatore u kući, samo one koji su već sada na rubu kapaciteta (kutne sobe, kupaonice, prostorije s velikim prozorima).
Razmislite o djelomičnoj zamjeni – umjesto zamjene svih radijatora, često se isplati zamijeniti samo one kritične komade s većim ili s višim kapacitetom.
Planirajte regulaciju – ekvitermna krivulja postavljena za konkretnu kuću jednako je važna kao i sama oprema; loše postavljena krivulja može pokvariti efikasnost čak i dobro dizajniranog sustava.
Razmislite o redoslijedu koraka – ako planirate izolaciju ili zamjenu prozora, pametnije je to učiniti prije ili istovremeno s instalacijom pumpe, a ne nakon nje, jer će se time smanjiti potrebni kapacitet i temperatura.

Česte greške koje je isplativo izbjeći

Zadržavanje originalne ekvitermne krivulje "na maksimumu" samo zato da bude "sigurno toplije" u kući – to je najčešći uzrok nepotrebnih visokih potrošnji nakon instalacije pumpe.
Zanemarivanje hidrauličkog uravnoteženja – ako neki radijatori dobivaju previše, a drugi premalo vode, cijeli sustav zahtijeva višu temperaturu nego što bi inače bilo potrebno.
Premalo akumulacijsko spremište ili nula kod sustava s više krugova – dovodi do čestog cikliranja kompresora i nepotrebnog trošenja.
Zanemarivanje hlađenja u ljeti – ako pumpa ima funkciju hlađenja, podno grijanje se može koristiti i za lagano hlađenje, radijatori nisu prikladni za to, pa se to mora uzeti u obzir već pri dizajnu ako se traži ta funkcija.

Često postavljana pitanja

Može li se dizalica topline direktno priključiti na stare limene radijatore?

Da, tehnički da – stare limene radijatore imaju veću toplinsku površinu nego moderne panelne radijatore iste "veličine", pa ponekad iznenađujuće dobro izdrže i nižu temperaturu dovoda. Uvijek je, međutim, potrebno provjeriti proračunom, može li pri izabranoj nižoj temperaturi (npr. 50 °C) pokriti toplinske gubitke te sobe pri projektiranoj vanjskoj temperaturi.

Oplati li se zamijeniti sve radijatore u kući odjednom?

Ne uvijek. Često je dovoljno zamijeniti samo one radijatore koji su već sada pod-dimenzionirani ili se nalaze u prostorijama s većim toplinskim gubicima. Ostali radijatori mogu ostati, a sustav se može postaviti tako da u najhladnije dane radi na nešto višoj temperaturi samo privremeno.

Je li podno grijanje uvijek bolje od radijatora za dizalicu topline?

S obzirom na efikasnost, da – niža temperatura dovoda znači veći COP. Podno grijanje, međutim, nije prikladno ni moguće svugdje (npr. rekonstrukcije bez podizanja podova, prostorije s niskom konstrukcijskom visinom), pa u takvim slučajevima pametna alternativa je dobro dizajnirani niskotemperaturni sustav s radijatorima.

Koliko se smanji efikasnost ako zadržite stare radijatore bez izmjene?

Orijetacijski, ako pumpa mora stalno dostići temperaturu oko 65 °C umjesto 35-45 °C, faktor grijanja se može smanjiti otprilike na polovicu u odnosu na podno grijanje – dakle, dvostruka potrošnja električne energije za istu količinu topline. Stvarni utjecaj ovisi o tome koliko dana u godini je stvarno potrebna takva visoka temperatura.

Može li se u jednoj kući kombinirati podno grijanje na prizemlju i radijatori na katu?

Da, to je uobičajeno rješenje. Zahtijeva dva zasebna kruga s različitim temperaturama – direktni niskotemperaturni krug za podno grijanje i miješani krug s vlastitim ventilom za radijatore, koji se upravljaju nezavisnim ekvitermnim krivuljama.

Utječe li tip radijatora (panelni u odnosu na članični) na efikasnost dizalice topline?

Da, indirektno. Radijator s većom toplinskom površinom (više panela, više rebra, veći dimenzije) može prenijeti isti kapacitet pri nižoj temperaturi vode. Zbog toga se često preporučuje radijator tipa 33 (dva panela s dva reda rebra) umjesto originalnog tipa 11 (jedan glatki panel), čak i uz očuvanje istih dimenzija.

Povezane teme

Cijeli asortiman dizalica topline možete pronaći u kategoriji Dizalice topline.

Imate pitanje o ovoj temi?

Nemate ideju kako se odlučiti ili rješavate konkretnu situaciju u svojoj kući – kombinaciju podnog grijanja i radijatora, stare radijatore i dizalicu topline? Napišite nam – slobodno vam pomognemo.