Nutikas soojuspump: kas säästa raha või keskkonda
Enamik inimesi on kuulnud reklaami, kus nutikad õhk-vesi soojuspumbad arvestavad oma töös elektri börsihinnaga ja säästavad sellega raha. Rääkimata jäetakse, et raha säästes suurendatakse CO2 heitmeid. Kasutades masinõpet, on võimalik säästa nii raha kui ka keskkonda, kirjutab Eesti Maaülikooli lektor Heino Pihlap.
Kliimaeesmärkide täitmiseks on Eestis vaja vähendada elektrienergia tarbimist, sest suur osa CO2 heitmetest tekib endiselt elektritootmisel. Järjest rohkem kasutatakse elamute kütteks õhk -vesi soojuspumpasid, sest need on ökonoomsed ja mugavad kasutada. Samuti on nende tööd võimalik erinevate IT lahenduste abil juhtida.
Kahjuks on aga enamik turul pakutavaid n-ö nutikaid soojuspumpasid programmeeritud säästma raha, mitte kasutatud energiat. Nad jälgivad elektri börsihinda ja kütavad siis, kui hind on võimalikult madal. Kliimaeesmärkide täitmise seisukohalt võib antud optimeerimisviis aga suisa vastu töötada.
Enamasti on elektri hind ööpäeva lõikes madal just öötundidel, mil soojuspumba kasutegur on kõige madalam. Nimelt väheneb soojuspumba kasutegur välistemperatuuri langemisel. Nii võib öine suurenenud elektritarbimine vähendada või suisa olematuks muuta madalamast elektrihinnast loodetud rahalise kokkuhoiu.
Säästliku töögraafiku koostamine
Lisades küttesüsteemi piisavalt suure veepaagi ja teades hoone küttevajadust ja välistemperatuuri järgmise ööpäeva iga tunni jaoks ette, on võimalik õhk-vesi soojuspumbale koostada säästlik töögraafik. Kõrge kasuteguriga tundidel köetakse paagis olevat vett. Madala kasuteguriga tundidel kasutatakse paagis olevat sooja vett maja kütmiseks.
Välistemperatuuri prognoosi hankimine internetist ei ole keeruline, küll on aga seda hoone küttevajaduse prognoosimine. Nimelt ei sõltu hoone küttevajadus ainult välistemperatuurist, vaid ka hoonet kasutavate inimeste poolt toodetud vabasoojusest. Vabasoojuse hulka mõjutab hoones olevate inimeste arv ja hoones viibimise aeg, nende poolt kasutatavate kodumasinete poolt toodetud soojus jms, mis on igal majapidamisel erinev.
Samuti ei ole tegelikult teada ka soojuspumba kasutegur erinevate välistemperatuuride juures, sest soojuspumpade tootjad annavad kasuteguri infot enamasti vaid mõne erineva välistemperatuuri kohta. Näiteks on antud soojuspumba kasutegur (COP) +2 ̊C , +7 ̊C ja +15 ̊C välistemperatuuri juures.
Kui mõõta pidevalt nii soojuspumba poolt kasutatud elektrienergiat, toodetud soojusenergiat kui ka välistemperatuuri, saame hoonet iseloomustava andmebaasi. Masinõpet kasutades on võimalik andmebaasi abil leida õhk-vesi soojuspumba kasuteguri ja välistemperatuuri vaheline sõltuvus. Sarnaselt saab leida hoone küttevajaduse sõltuvuse välistemperatuurist ja vabasoojusest. Teades neid sõltuvusi ja ilmaprognoosi, on võimalik koostada õhk-vesi soojuspumbale elektrienergiat säästev töögraafik.
Kokkuhoitud elektrienergia hulk sõltub välistemperatuuri erinevuste suurusest ööpäevas ja toodetud vabasoojusest. Kindlasti on see igal aastal erinev. Toetudes 2018. ja 2019. aasta temperatuuriandmetele, võib öelda, et ühe 100 m2 pindalaga liginullenergiahoone puhul oleks elektrienergia kokkuhoid kütteperioodil olnud vastavalt 7–10 protsenti.
Kui seada eesmärgiks väiksem elektrienergiakulu, siis säästame nii keskkonda kui ka raha. Kui püüda säästa ainult raha, ei pruugi me säästa midagi, ei keskkonda ega raha.
Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldatava konkursi "Teadus 3 minutiga" raames, mille pidulik finaal toimub 5. veebruaril.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa
