Hübriidküttega soodsamalt. 3 võimalust
Markku Lindell
Jaakko Herttua
Hübriidsüsteemides omandab juhtimisaparatuur suure tähtsuse, kui on vaja optimeerida mitme energiaallika samaaegset või järjestikust kasutamist. | Shutterstock

Hübriidkütteks kasutatakse kaht või enamat kütteseadet. Eramutes, aga ka suuremate ehitiste puhul ei kasutata enam üksnes üht energiaallikat. Enamus soojuspumpadest tarbib seda energiat, mis parajasti on tõhusaim ja soodsaima hinnaga.

Hübriidsoojuspumbad hakkavad soositud olema just eramute kütmisel. Hübriid on tänapäevane mõiste ja üldjoontes tähendab süsteemi, mis kasutab vähemalt kaht energiaallikat. Edasiarendatud hübriidsoojuspumbad kasutavad aga just sellist energiaallikat, millega kütmine tuleb soodsaim. Seadmete töö programmeerimine tähtsustub veelgi, kui energiatõhusust püütakse optimeerida erinevates tingimustes vastavaid energiaallikaid kasutades. Uusimate hübriidsoojuspumpadega võib igaüks "mäele" jõuda, kui seade on konstrueeritud kasutajasõbraliku paketina.
 

Mitmesugused energiaallikad
 

Ka aku jõul liikuvat jalgratast nimetatakse hübriidiks, kuna liigub nii lihas- kui elektrijõul. Hübriidsoojuspump on soojuspumba ja mingi muu energiaallika samasse seadmesse või muidu kasutusvalmiks paketiks tehtud kompleksne seade.

Hübriidsoojuspumbas võivad olla kasutuses õhk-vesi-, väljatõmbeõhu- või kasvõi maasoojuspump, aga soojuspumba energiaks on alati elekter. Soojuspumbale lisaks võib süsteemis olla ka mitmeid muid energiaallikaid, tavaliselt on selleks päike, õli või puit, aga võib olla ka näiteks gaas, diisel või biogaas.

Valmis hübriidsoojuspumpade pakette on juba mitmetelt tootjatelt. Kompaktseid, ühtse kesta sisse ehitatud hübriidsoojuspumpasid on juba saadaval sellistelt tootjatelt nagu Atlantic, Daikin, Nibe. Mõned selle teemaga tegutsejad pakuvad uue küttevõimaluse kasutuse pioneeridele ka soojuspumbale lisatavaid lisaenergiaallikaid, millest moodustataksegi hübriidsoojusseade.

Kesk-Euroopas on juba näha hübriidsoojuspumpade kasutuse levimine energia edasikandmise nutivõrgustiku ärakasutamise kaudu. Nõndanimetatud SG Ready või Smart Grid valmidusega varustatud soojuspumbad suudavad optimeerida kütmist erinevate energiaallikate, näiteks elektri ja gaasi hetkehinda arvesse võttes.


Ise pole soovitav kokku kombineerida
 

Soojatootmise valdkonnas on turule tulemas ka kompleksseid seadmeid, mida nimetatakse mitme energia soojuspumpadeks (MESP), aga siinses kontekstis nimetatakse neid hübriidideks. Sõnaühend "mitme energia..." eeldab niigi, et kasutuses on rohkem kui kaks energiaallikat, vähemalt kolm.
Eramutes võib juba niikuinii olla kasutuses käsitsi juhitavana üheaegselt mitme energiaallika kasutamine: näiteks hoone kütmine toimub küll õlipõleti abil, aga suvepalavuse ajal õhukonditsioneerina kasutatavat õhksoojuspumpa kasutatakse külmal ajal siiski ka hoone kütmiseks. Aeg-ajalt – kas meeleolu loomiseks või ka sooja saamiseks – köetakse kaminahju.

Eelpool kirjeldatud majaelanike endi tegutsemisel toimuva kütmise puhul ei pruugita eri energiaallikate optimaalset kasutamist saavutada. Hübriidsüsteemides omandab juhtimisaparatuur suure tähtsuse, kui on vaja optimeerida mitme energiaallika samaaegset või järjestikust kasutamist.

Võiks eeldada, et mida rohkem on hübriidpumba pakett või mitme energia soojuspump eelnevalt seadistatud, seda kindlamini ka temalt loodetud kasu tegelikkuseks saab. Kaubandusvõrgust erinevaid süsteemi osi kokku hankides võib mitme energia soojuspumbasüsteemi tõrgeteta toimimine siiski alt vedada. Ise kokku traageldatud süsteem võib nõuda kasutajalt suurt pühendumist asjasse ning sellega igapäevast tegelemist, reguleerimist ja pidevat kontrolli, enne kui süsteem tõeliselt veatult toimima hakkab.
 

Mida arvestada hoone projekteerimisel
 

Uusehituste puhul on hübriidkütte jaoks lihtne luua tingimusi, kui ehitusetapil kõiki vajalikke nõudmisi arvesse võtta. Saneerimistöödel saab vältida suuremahulisi ümberehitustöid ja kallist remonti, kui hübriidkütte põhitingimused juba täidetud.

Tõhusaim hübriidkütte põhitingimus on, et hoones oleks soojusringlus veepõhine kas põrandaküttena või radiaatoritega. Energia talletatakse ja jagatakse laiali soojaveeboileri abil, millest saadakse ka soe olmevesi. Teatud tingimustel suudavad radiaatorid ja sooja akumuleeriv põrand talletada sooja vähemasti ööpäevaks.

Teine tingimus, mis suuresti lihtsustab järelseadistamist, on, et oleks olemas sundventilatsioon sisse- ja väljatõmbeõhu lõõridega. Hübriidsoojuspumpade puhul on tihti väljatõmbeõhu energia talletamisel määrav tähtsus ja selle ärakasutamine on tõhus uusimate soojust talletavate ventilatsiooniseadmetega ja eriti väljatõmbeõhu soojuspumpadega.

Ehitusjärgus on maakütte puhul lihtsaim paigaldada jahutus- või soojussüsteem, mis mõlemad on pinnasesse paigaldatud torustiku-voolikusüsteemid. Päikseenergiat ära kasutades on juba hoone projekteerimise ajal võimalik projekteerida hoone krundi päiksepaistelisse ossa ja planeerida hoone asend selliselt, et katusekalle oleks soodsalt päikeseenergia ärakasutamiseks.
 

Küttesüsteemid tulevikus
 

Majade kütmine hakkab lähitulevikus toimuma mitme energiaallika kaudu, kuni on suudetud leiutada moodused talletada elektrienergiat ja soojust suvepäikesest, katmaks kogu aasta vajadust.
Tulevikumajad on juba niigi projekteeritud passivenergia- või liginullenergiahoonetena. Päikeseenergiat kogutakse ja talletatakse kogu aasta vältel. Kui tuleb aeg, kui puu, õli ja söe põletamine väikeelamutes keelatakse, võib kamina ülesanded enda peale võtta kompostiga toimiv bioreaktor. Praegu on veel nii, et kõdunemisel tekkiv soojusenergia ja metaan lähevad raisku tagaõue kompostihunnikus.

Soojuspumbad saab ise hoonega integreerida ja need töötavad elektrita või siis vaid väga vähese elektri kasutamisega. Soojust jagatakse pidevalt selliselt, et suunatakse seda sealt, kus seda on liigselt, sinna, kus seda on vaja. Maaküttest saab soojust talvel ja jahutust suvel ning õhkküttest sooja kevadel ja sügisel, kui õhk on pinnasest soojem.

Hübriidsoojuspumbad on juba käegakatsutavas tulevikus ja eriti just päikeseenergia kasutuse lisamine on juba piisavalt kasutuses omaettegi. Küttesüsteemide nutilahendused parandavad elamismugavust ja vähendavad küttekulusid. Ent kuni kasvõi osa senistest visioonidest saab tegelikkuseks, on meil vaja hakkama saada seniste võimalustega.

 

3 moodust hübriidsoojussüsteemiks soojuspumba abil
 

Soojuspumpasid on eraldi seadmetena liidetud hübriidsüsteemidesse juba pikka aega. Süsteemi juhtimine on enamasti toiminud mitme juhtimisseadme kaudu ja need pole sugugi alati kõige energiasäästlikumalt suutnud koos tegutseda – üks juhtseade on nt soojushulka lisanud, kui samaaegselt teine on hakanud jahutama.

Praeguste hübriidsoojuspumpade lahendustega on nii, et seadme juhtimissüsteem on paigaldatud kas siis sama seadme sisse või on see lihtsalt eriliselt tähelepanu vajavaks tehtud. Näidistest saab selgeks peamiselt selle, milliseid erinevaid võimalusi hübriidsoojuspumbad pakuvad. Kaubanduses pakutakse ka muid lahendusi ja lisa on muudkui tulemas, sest hübriidküte on tulnud, et jääda.
 

Õli ja õhk-vesisoojuspumba hübriid
 

Õhk-vesisoojuspumbaga toodetakse soojus välisõhust ja siirdatakse boilerisse ja sealt edasi soojaveetorustikku. Kui välistemperatuur langeb, siis ka soojuspumba soojuskoefitsent ehk siis kasutatud elektrivoolu ja välisõhust saadud energia suhtarv ei ole enam nii hea näiduga. Uuemate õhk-vesisoojuspumpadega saavutatakse veel alla -20 °C temperatuuriga elektriküttest paremad tulemused. Tavalistel õhk-vesisoojuspumpadel on elektrikaitse, mis võimaldab kütmist jätkata kui ka soojuspumba enda võimsus enam ei kata hoone soojavajadust. Kui oleks kasutuses teine, elektriga kütmisest odavam energiaallikas, nagu kasvõi õli või pelletid, võiks nende kasutamine olla majanduslikult tulus ka siis, kui temperatuur oleks kasvõi -15 või -10 °C.

Atlantic Alféa Hybrid Duo Oil

Prantsuse firma Atlantic valmistatud Alféa Hybrid Duo Oil on õhk-vesisoojuspump, millesse on sissehitatud õlipõleti. Esimese energiana kasutab see soojuspump õhku ja teisena õli. Atlanticu soojuspumbas on elektrikaitse asendatud õlipõletamise võimalusega.

Siseruumis olev seade ei ole suurem külmikust, aga selle sees on õlipõletile lisaks kogu katlaruumitehnika. Väljas olev seade ei erine tavalisest inverter-õhk-vesisoojuspumbast.

Pumpa võib paigaldada ka talvel ja tööpäeva pikkune kütmiskatkestus majale veel mingit kahju ei tekita. Atlantic on saadaval kolme eri võimsusega kompressoriga: 11, 14 ja 16 kW. Õlipõleti nimivõimsus on kõigi variantide puhul 25 kW.

Radiaatoritest läbikäinud vee temperatuuriks saavutatakse kõige enam soojuspumbaga +60 °C ja õliküttega +80 °C. Tootja kinnitusel on küttekulud selle soojuspumba puhul läinud vähemalt pooleks: tüüpilistel saneerimisobjektidel, kus õli on varemalt aastas kulunud 3 000 liitrit, saab hakkama nüüd alla 200 liitri õliga ja 10 000 kWh elektriga.

Atlantic Alféa Hybrid Duo Oil on hea asendussüsteem hoonesse, kus on õliküte, mis toimib vanade radiaatoritega. Sel puhul ei peagi vanas küttesüsteemis mingeid muutusi tegema. Tänu õlipõletile on hoones soe vesi küttesüsteemis olemas ka pakaseliste ilmadega. Atlanticu toode on paigaldatav otse vana õliküttekatla asemele. Taastusenergia on koheselt kasutatav, tarvitsematata millestki vanast loobuda. Korras olevad õlimahutid, lõõrid ja torustikud saab säilitada.

Ka vanad 3 x 25A peakaitsmed on piisavad ega ole vajadust uut elektriliitumist teha. Ja on võimalus olla sõltumatu elektriküttest ajal, mil elektrihinnad on kõrgeimad. Varemalt pidi õlimahutit täitma kord aastas, nüüd jätkub sellest aastateks ja õli ostmise saab ajastada sellisele ajale, kui õlihinnad on soodsaimad. Tulevikus võib olla võimalik põletada ka bioõli, kui fossiilse õli hind tõuseb ja õli kasutamist kütmiseks hakatakse piirama.

Kui ka õli-õhk-vesisoojuspumpa hakatakse kasutama, jääb siiski lisaküttena sõltuvus fossiilsest energiaallikast. Õli kasutus väheneb võrreldes varasemaga küll kümnendikuni, ent lõplikult see siiski ära ei jää.

Atlanticu õlikatla kasutegur jääb siiski muudele turul pakutavatele veidi alla, sest suitsugaaside temperatuur on lõõri suubudes 190 °C. Samas on õli kulu sedavõrd väike, et üldkokkuvõttes ei ole sel suurt tähendust. Õli-õhk-vesisoojuspumba hübriid sobib neile, kel õliküttekatel on juba vana ning kes mõtlevad uue ökoloogilisema ja soodsama hinnaga küttesüsteemi peale, aga siiski ei taha veel täielikult õliküttest loobuda.

Nibe soojuspump ja päikesest saadav elekter

Nutiseadmega varustatud soojuspump suudab päikesepaneelidest saadavat elektrit ära kasutada sooja majapidmisvee saamiseks ja põrandakütteks. Päikeseenergiast saadud elektri talletamine akudesse on hinnalt kallis ja ka viletsa kasuteguriga.

Soojuspumbaga päikesest saadav elekter kasutatakse sooja saamiseks ja talletakse ruumi õhus, sookaveeboileris ja olmevees. Paarikraadist temperatuuri tõusu kasutatakse ära öisel ajal ja pilvistel päevadel. Päikesest saadud elektrienergia muudetakse soojuspumba teguritega soojusenergiaks ja antakse üle küttesüsteemi veele. Selliselt muidu piiratutud kasutatavusega ajutiselt saadav päikeseenergia saadakse talletatud energiasäästlikult ja akumuleertitud lühikese aja jooksul – mis puudutab vähemalt ööpäevast ajakestust.

Nibe uued soojuspumbad saab programmeerida päikeseenergia elektriks muundamiseks lisavarustusena saadava päikeseenergia mõõtmisseadmestikuga EME 10. Mõõtmisseadmestiku moodul lisatakse soojuspumba juhtimiskaardile ja vajadusel saab kaardi programmiversiooni uuendada.

EME 10 mõõteaparatuur võimaldab päikesepaneelidega toodetud elektri kasutamise optimeerimist. Voolumuunduri abil kontrollib soojuspumba juhtimissüsteem elektrit tootvate ja võrku ühendatud päikesepaneelide tootmistõhusust. Kui päikesepaneelid toodavad elektrienergiat, siis soojuspumba töö tõhustub. Kui päikesepaneelidest energiat ei saa, töötab soojuspump tavavõimsusel. Soojuspumba aktiveeritud tööga toodetud soojus juhitakse kas olmevette või ruumiõhu soojendamiseks. Selliselt toimivad nii soojaveeboiler kui ka kogu hoone soojusakudena.

Päikesest saadav elekter muudetakse soojuspumba abil soojuseks soojusteguriga 3–5 ja olmevee soojendamiseks teguriga 2–3. Esimeses järgus tõstetakse olmevee temperatuuri ja teises järgus siseõhku ning soojendatakse lisaks veel olmevett.

Elektripäikesepaneelid on vedelikuga toimivatest päikesesoojuse talletajatest ehituselt lihtsamad ja töökindlamad. Elektripäikesepaneelide eeldatav tööiga on kümneid aastaid. Praktikas ei vaja päikesepaneelid muud hooldust kui mõne korra aastas tolmu pühkimist ja vahel ka pesemist.

Elektrit kasutatakse kodumajapidamises ka mitmeks muuks puhuks kui vaid olmevee soojendamiseks ja maja kütmiseks. Elektripäikesepaneelid on tõhusaimad, kui neist saadavat energiat tarvitatakse kodumajapidamises elektrina võimalikult ökonoomselt ja ülejääk kasutatakse ära sooja tootmiseks soojuspumbaga hea kasutusteguriga. Päikesepaneelide varjukülgi on see, et need toimivad täiel võimsusel vaid siis, kui päike neile otse peale paistab.

MESP ehk mitme energia soojuspump

Soome firma Datasteel valmistab põhjamaa olude jaoks arendatud Duvents ventilatsiooni- ja küttesüsteeme, mille põhimõte on ära kasutada odavaimat energiat ja võimalikult rohkelt kavalalt saadavaid taastuvaid soojatootmisallikaid.

Patendi on saanud uus juhtimiskeskus ja hübriidsüsteem, mis korraldavad hoones kogu ventilatsiooni ja kütte programmeerimise – nii ventilatsiooniseadme, väljatõmbeõhu soojuspumba, päikesepaneelide, keskküttekamina, maakütte kui ka vesipõrandakütte või kütteradiaatorite töö. Siiani on hübriidsüsteemides võinud olla kasutusel mitu juhtimiskeskust ja nende koostöö ei ole pruukinud alati toimida kõige energiasäästlikumalt – on juhtunud, et üks juhtimisseade on lisanud põrandasse sooja juurde, kui samaaegselt ventilatsioonisüsteem on alustanud liigselt siseõhu jahutamist.

Duvents kasutab ära päikeseenergiat sissepuhkeõhu eelnevaks soojendamiseks, tarbevee soojendamiseks ja suve ajal majaaluse soojusaku jaoks. Sissepuhkeõhu eelnevaks soojendamiseks kasutatakse talvel ka maakütet, mille puhul voolikutes ringlevat siirdevedelikku soojendatakse lisaks majaaluses soojusakus. Suvisel ajal saab tekitada jahutust siirdevedelikku vastupidises suunas ringlema pannes.

Ewarco on teine Soome hübriidküttesüsteem, milles samasse seadmesse kokku ühendatud ventilatsiooni- ja küttefunktsioon, kasutades hoone kütmiseks ära kogu tekkiva energia. Hübriidsüsteem viib väljatõmbeõhu jääksoojuse sissepuhkeõhusse sedavõrd tõhusalt, et väljatõmbeõhk on külmem kui sissepuhkeõhk. Samas, soojusvaheti ja väljatõmbeõhupump koos viivad hoonesse tagasi ka majas olevatest inimestest ja tegevustest tekkinud lisasoojuse, mispuhul ventilatsioonist jääb energiat üle nii hoone kui ka tarbevee kütmiseks. Otseseks energia ostukuluks kujuneb ventilatsioonipuhurite ja väljatõmbeõhusoojuspumba kompressori maksumus, kuna peaaegu kõik hoones tekkiv soojusenergia viiakse ringlusega tagasi hoonesse.

Sarnased artiklid