Bivalentno delovanje

O bivalentnem delovanju oz. kombiniranih sistemih govorimo kadar toplotna črpalka sama ne pokriva vseh potreb po ogrevanju in se poleg črpalke uporablja dodatni vir ogrevanja. V mrzlih dnevih, ko za ogrevanje hiše toplotna črpalka več ne zadošča, je pri toplotnih črpalkah zrak/voda potrebno uporabiti dodaten vir ogrevanja. Kot dodatni vir ogrevanja je običajno nameščen plinski ali oljni kotel, kamin... V energetsko varčnih gradnjah in novogradnjah pa se najpogosteje vgradi takšno toplotno črpalko, ki že ima vgrajene električne grelce, ki se vklopijo na bivalentni točki. Dejstvo, da v določenih primerih toplotna črpalka ne zmore sama ogrevati hiše ne pomeni, da je toplotna črpalka ne deluje dobro ali, da je slabe kakovosti temveč, da je projektirana pravilno in je dodatni vir predviden že vnaprej. V nekaterih primerih bi namreč premočna toplotna črpalka delovala neoptimalno, posledično bi bili slabši izkoristki ter posledično tudi višji stroški.

Bivalentna točka

Bivalentna točka je tista točka delovanja sistema, ko toplotna črpalka sama ne more več pokriti toplotnih potreb in se vključi ali priključi dodatni vir ogrevanja. Ko je ponovno dosežena nastavljena temperatura, se dodatni vir izklopi in toplotna črpalka nadaljuje ogrevanje samostojno. Krmiljenje med obema sistemoma je seveda narejeno avtomatsko.

Možnosti

Bivalentne načine obratovanja ločimo v tri podskupine. Razlikujejo se predvsem v tem, kdaj se vklopi/izklopi dodatni vir ogrevanja.

Alternativno bivalentno delovanje

Takšen režim bi lahko poimenovali tudi ali-ali. Pri tem režimu delovanja namreč lahko deluje samo en sistem naenkrat. Torej lahko obratuje ali toplotna črpalk ali pa dodatni vir (kotel, peč, idr.). Takšne sisteme vidimo pogosto, kadar gre za obnovo starejših in potratnejših objektov, ko je črpalka dimenzionirana tako, da pokriva potrebe po toploti, ko so zunaj še ustrezne temperature, v hladnejših dneh pa se vklopi alternativni vir.

Primer

Za doseganje ustrezne temperature v prostoru, ko je zunaj -13°C potrebujemo ogrevalno napravo moči 20 kW. Če bi izbrali toplotno črpalko, ki bi pri -13°C zmogla proizvesti 20 kW, bi potrebovali črpalko, ki pri A2/W55 zmore 25 kW ali več. To pomeni, da bi v večjem delu ogrevalne sezone bila bistveno predimenzionirana. Zato v takem primeru izberemo toplotno črpalko moči 15 – 20 kW, ki bo pokrivala potrebo po ogrevanju 50 do 70 % časa, preostali čas pa bo deloval alternativni vir. Najpogostejša je taka izvedba pri renovaciji starejših objektov, ko se ohrani visoko temperaturni režim ogrevanja 70/90. Sistem je avtomatsko nastavljen tako, da se pri določeni zunanji temperaturi (npr. -5°C) samodejno vklopi drug vir ogrevanja

Bivalentno vzporedno delovanje (paralelno)

Kadar se odločimo za vzporedni vezavo dveh virov ogrevanja, sta običajno oba sistema projektirana tako, da zmoreta samostojno pokriti potrebe po ogrevanju in se v primeru izpada/okvare lahko en drugega nadomeščata. Načeloma pa oba sistema lahko delujeta istočasno (črpalka se ne izklopi). Toplotna črpalka v tem primeru deluje ves čas. Ker pa s padanjem zunanje temperature pada izhodna moč toplotne črpalke, sama ne zmore zadostiti potrebam po ogrevanju, zato se sočasno zažene dodatni vir ogrevanja.

Primer

Za starejši objekt je bila predvidena moč črpalke 13 kW. Po prenovi kotlovnice je obstoječi kotel ostal v kotlovnici. Pri nizki zunanji ima toplotna črpalka moč samo še 10 kW, zato ji »na pomoč« priskoči obstoječi plinski kotel nekaj dni v letu. V novogradnjah se dodatnih virov ogrevanja ne namešča, saj so v toplotnih črpalkah že nameščeni električni grelci.

Bivalentno delno vzporedno delovanje

Takšen sistem je kombinacija obeh prejšnjih načinov. Do določene zunanje temperature (bivalentne točke) deluje toplotna črpalka popolnoma samostojno nato pa se vklopi dodatni vir. Oba sistema delujeta sočasno do izklopa toplotne črpalke. Ko se črpalka izklopi, deluje samo še dodatni vir. tega sistema je v tem, da se toplotna črpalka pozneje izklopi. S tem je njeno delovanje dodatno podaljšano, kar pomeni velik prihranek pri strošku za energijo.

Hibridne toplotne črpalke

Poleg samostojnih toplotnih črpalk, ki delujejo skupaj z dodatnimi viri ogrevanja pa so danes na tržišču na voljo tudi t.i. hibridne toplotne črpalke. Te črpalke so že serijsko kombinacija dveh različnih virov. Novost na tržišču so tako npr. plinske hibridne črpalke, ki imajo v svojem ohišju tudi plinski kotel.