Varčevanje da, a ne za vsako ceno

Ko govorimo o varčevanju z energijo, nam kot prvi ukrep pride na misel izklop ogrevanja, kadar ga ne potrebujemo. Proizvajalci regulacijske tehnike za ogrevanje ponujajo tudi to rešitev, v takšni ali drugačni obliki.

Možnosti segajo od ročnih do popolnoma programiranih nastavitev. Tako lahko v naprej predvidimo prekinitev ogrevanja ali znižanje temperatur v prostorih za vsak dan posebej v tednu. Še lažje je, če uporabimo že prednastavljen ogrevalni program, pripravljen za različne skupine uporabnikov.

Programi za ogrevanje so v redu, če je uporabnikom dana možnost, da kadarkoli posegajo v program delovanja ogrevanja in ga po potrebi spreminjajo ali popolnoma izklopijo. Take rešitve pa niso vedno na voljo, predvsem ne v centralno ogrevanih večstanovanjskih objektih, šolah, vrtcih in podobno. V takih objektih lahko fiksno programirani izklopi ogrevanja povzročijo več škode kot koristi, saj gredo na škodo ogrevalnega udobja posameznih stanovalcev, na ta način pridobljeni prihranki pa so pogosto precenjeni.

Zato je dobro vedeti, kako nastane prihranek energije v ogrevalnih prekinitvah in kolikšne prihranke gre pričakovati.

Prihranek energije zaradi prekinitev ogrevanja

Pri ogrevalnih prekinitvah imamo opravka z izgubami ogrevalnega sistema in izgubami objekta. Ta dvojni učinek da na splošno visoke energijske prihranke. Morda pripomore k temu tudi predstava, da se razmerje časov neobratovanja odraža v prihranku goriva. Na primer, če osem ur nočnega izklopa ogrevanja v 24-urnem dnevnem ciklusu predstavlja eno tretjino časa, tudi prihranek goriva znaša eno tretjino. V skrajnem primeru je to sicer mogoče, na splošno pa daleč od resnice, kajti izgube kotla se še zdaleč ne končajo v trenutku, ko se kotel izklopi. Še manj to velja za toplotne izgube zgradbe.

Dokler sta kotel in zgradba toplejša od svoje okolice, oddajata toploto, in sicer ogrevalni kotel v prostor, v katerem je nameščen, zgradba pa v zunanji zrak. Ohlajata se bolj ali manj hitro, dokler ne dosežeta temperature okolice. Mehanizem tega procesa je enak pri ogrevalnem kotlu in pri zgradbi, s to razliko, da ga je za kotel možno zelo enostavno kvantitativno opredeliti.

Prihranek energije z izklopom kotla

Kot primer vzemimo dva kotla z različno velikima, termično delujočima masama (temperirana skupna masa preračunana v kg vode), toda enakim toplotnim tokom izgub 0,1 kW pri srednji temperaturi kotlovske vode 40 stopinj Celzija.

Kotel z manjšo maso se je po štirih urah ohladil do temperature okolice in s tem oddal svoj celotni toplotni potencial, ki znaša cca 0,1 kWh. Od tu naprej je dejansko nedelujoč. Kotel z večjo maso je še osem ur po izklopu topel in termično aktiven. Od svojega temperaturnega potenciala je izgubil cca 0,5 kWh.

Energijski dobitek, če kotel dela brez prekinitve ogrevanja, je sedaj lahko izračunati. V tem primeru bi oba kotla proizvedla toplotne izgube v višini 0,8 kWh. Prihranek pri vsakodnevnem izklopu tako znaša cca 0,7 kWh pri majhnem oziroma cca 0,25 kWh pri večjem kotlu. Če to preračunamo na 200 dni ogrevanja, znese to cca 14 litrov oziroma 5 litrov kurilnega olja. Ni ravno veliko. Realni prihranek bi bil nekoliko večji, ker je potrebno upoštevati tudi izgube cevnega razvoda. Kljub temu bi se komaj izplačalo, če moramo upoštevati jezo, povezano z izklapljanjem, na primer če najemniki stanovanj pričakujejo stalno oskrbo s toplo vodo.

Prekinitev ogrevanja objekta

Čim večje je znižanje temperature, tem višji je pozitiven energijski učinek prekinitve. Veliko znižanje temperature je posledica manjše termično aktivne mase, slabše kakovosti izolacije, visokih notranjih temperatur ter dolge prekinitve ogrevanja. Največji varčevalni učinek prekinjenega ogrevanja torej dosežemo pri ogrevanem šotoru, najmanjši pa pri ekstremno dobro toplotno izolirani masivni zgradbi in majhnemu razmerju A/V (površina proti volumnu zgradbe). Ker običajni načini gradnje odstopajo od teh ekstremov, znaša znižanje temperature v času osemurne prekinitve ogrevanja 1 do 3°K, tudi ob zelo hladnih dneh.

V času prekinitve ogrevanja je moč zmanjšana na nič, odvod toplote iz stavbe pa se nadaljuje in se zmanjšuje z zmanjševanjem temperaturne razlike med zrakom v prostoru in zunanjim zrakom. Za vzpostavitev izhodiščnega termičnega stanja je potrebno najprej kompenzirati trenutne izgube stavbe, da se ustavi nadaljnje ohlajanje, potem pa še nadoknaditi izgubo toplote, ki je nastala zaradi izgub v okolico med prekinitvijo. Računski prihranek goriva pri taki prekinitvi ogrevanja je približno tri odstotke.

Vsaka prekinitev ogrevanja ima za posledico začasno povečanje potrebne toplotne moči za izenačitev nastalega toplotnega primanjkljaja. Pojav je splošno znan; če na primer pohodnik naredi odmor, mora potem hitreje hoditi, da dohiti ostale pohodnike, ki niso počivali.

Povečanje potrebne moči

Dodatno potrebno toplotno moč lahko v praksi določimo s pomočjo faktorja, ki je odvisen od razmerja med časom trajanja prekinitve ter časom segrevanja; tako da je pri eni prekinitvi ogrevanja, ki ji sledi enako dolgo obdobje segrevanja, potreben dvakratnik trenutne toplotne izgube stavbe, da se ponovno vzpostavi termično ravnovesje. Če je na razpolaga dvojna perioda segrevanja, še vedno potrebujemo 1,5-kratnik ogrevalne moči. V primeru osemurne nočne prekinitve to pomeni, da termično ravnovesje ravno še dosežemo do naslednje prekinitve.

V praksi je pomembno, da povečevanja toplotne moči ne zagotavljamo samo z ogrevalnim kotlom, ampak toploto v prostor vnesemo tudi drugače. Pri tem ima odločilno vlogo temperatura zraka v prostoru. Ta se, podobno kot normna ogrevalna moč, običajno regulacijsko obravnava kot statična veličina. Spremembe nastavljene temperature so predvidene na osnovi ročnih sprememb, ne pa na osnovi funkcijskih povezav z ostalimi ogrevalno tehničnimi veličinami. Ena teh veličin je temperatura obodnih površin, ki je skupaj s temperaturo zraka v prostoru odločilna pri ustvarjanju toplotnega ugodja v prostoru.

Povprečen stanovalec, ki se stalno zadržuje v prostoru s temperaturo obodnih površin 16 stopinj Celzija, potrebuje za ugodno počutje temperaturo zraka minimalno 22 do maksimalno 27 stopinj Celzija. Temperaturni razpon se zdi velik, če pa izračunamo aritmetično sredino temperatur obodnih površin in zraka, ki ji pravimo občutena temperatura, dobimo vrednosti od 19 do 21,5 stopinj Celzija. Če so obodne površine zaradi dobre izolacije ali blagega vremena na primer 18 stopinj Celzija in ima zrak v prostoru od 20 do 25 stopinj Celzija, nam izračun aritmetične srednje vrednosti temperature zopet da rezultat od 19 do 21,5 stopinj Celzija.

Ugodno občutena temperatura ni enaka temperaturi zraka v prostoru. Iz tega lahko sklepamo, da s celoletno fiksno prednastavitvijo sobnih temperatur tudi pri ogrevanju brez prekinitev ne bomo mogli shajati, še zlasti, če bo nastavitev že pri ugodnem vremenu na minimalni meji.

Ob predpostavki, da je toplotno ugodje soodvisno od temperature zraka v prostoru in temperature obodnih površin, celoletna konstantna nastavitev sobne temperature ni primerna. To velja za neprekinjeno ogrevanje, in še toliko bolj, če želimo ogrevati čimbolj varčno brez škode za ogrevalno udobje. Prekinitve ogrevanja problematiko občutno zaostrijo. Načeloma pa je možno tudi tu zagotoviti toplotno ugodje (razen v času prekinitve ogrevanja), če je moč segrevanja večja od trenutnih ogrevalnih izgub. Temperatura zraka v prostoru ne sme biti regulacijsko omejena na statično vrednost, ampak je potrebno dopuščati vsaj njen dvig v celotnem času trajanja termičnega ravnovesja. Na steno montirana sobna tipala, ki sprejemajo sevanje, ki ga oddaja stena, to zahtevo upoštevajo. V nasprotnem primeru se ročnemu prilagajanju ni mogoče izogniti.

MIRAN ZAJC

---