U tohoto článku nebylo technicky možné zajistit fotografie a obrázky.
Teplo od lorda Kelvina
Kategorie: Teplo domova | Autor: Vít Straňák (s použitím tabulek Stiebel Eltron)
V 19. století to muselo znít přinejmenším podivně: chladicí zařízení, jehož prvotní funkcí je produkce tepla. Pravda ovšem je, že anglický fyzik William Kelvin už tehdy popsal princip tepelného čerpadla (někdy nazývaný principem “obrácené chladničky”). Tepelné čerpadlo dokáže dokonale zužitkovat teplo venkovního prostředí nebo teplo odpadní (z vody, vzduchu i země): své okolí ochlazuje, získanou energii převádí na vyšší teplotu a předává ji do topného systému. Ke svému provozu ovšem potřebuje elektřinu. Jde tedy o zvláštní druh elektrického vytápění, který čerpá obnovitelný zdroj tepla. Dodaného tepla je ovšem třikrát až čtyřikrát více, než spotřebované elektřiny.
Nalijme si čistého vína: instalace tepelného čerpadla vyžaduje poměrně značné investiční náklady, jež mnohé zájemce hned na začátku odradí. Přesto je investicí velmi perspektivní, která vám navíc – jako bonbónek – nabídne komfort podlahového topení.
Rozdíl teplot
Kombinace s podlahovým topením je skoro nutností. Totiž: čím menší rozdíl v hladině teplot musí tepelné čerpadlo překonávat, tím méně elektřiny spotřebuje. A podlahové topení je nízkoteplotní vytápěcí systém. Zatímco běžné otopné soustavy s radiátory ohřívají vodu až na 90 °C, u podlahového topení je maximální teplota vody 45 °C. Významná pro celkovou spotřebu energie je také tepelná hladina zdroje tepla. Tepelné čerpadlo, které ochlazuje venkovní vzduch, si poradí i s teplotami -10 až -20 °C, ale jeho efektivita při těchto teplotách klesá. Jiné systémy využívají hlubinné podzemní vrty a vodu v nich ochlazuji až na O °C. Energeticky nejvýhodnější však bývá využití odpadního tepla (vzduch z klimatizace, odpadní voda z výrobních procesů).
Vyplatí se to?
Ukažme si finanční stránku na příkladu rodinného domu s celkovou tepelnou ztrátou 10 kW (dnes běžná). Vytápět můžeme plynem, elektřinou přímotopně nebo akumulačně – anebo tepelným čerpadlem. “Při porovnávání musíte vzít v úvahu všechny součásti technického zařízení domu, tedy i přípojky plynu a elektřiny, které se vám promítnou do ceny pozemku, ale také třeba náklady spojené s komínem,” zdůrazňuje ing. Václav Helebrant, vedoucí technického úseku firmy Stiebel Eltron. “Novou problematikou u dobře izolovaných domů je jejich větráni. Většině zdrojů tepla tudíž musíte připočíst i cenu centrálního výměníku vzduch-vzduch pro předehřev čerstvého větracího vzduchu a rozvody vzduchu. A náhle vám vychází velmi výhodné zdroj, který s větráním počítá už předem: kombinované větrací jednotky na bázi tepelného čerpadla.” Následující tabulka srovnává výhradně přístroje firmy Stiebel Eltron, která se specializuje na elektrické vytápění jako celek. Není tedy ve firemním zájmu propagovat některé své výrobky na úkor jiných. V tabulce jsou použity následující přístroje: LWA 303 – centrální jednotka na bázi tepelného čerpadla vzduch-voda s přívodem vzduchu stěnovými ventily a centrálním odsáváním z kuchyně, koupelny a WC. Přístroj zajišťuje topení a ohřev užitkové vody rekuperovaným (zpětně získávaným) teplem z větracího vzduchu a dále řízené větrání. Je vhodný pro domy s velmi nízkou celkovou tepelnou ztrátou (do 6 kW). LWZ 303 – centrální jednotka na bázi tepelného čerpadla vzduch-voda. Vzduch je do domu přiváděn i z domu odváděn centrálně. Přístroj zajišťuje opět topení a ohřev užitkové vody rekuperovaným teplem z větracího vzduchu a dále řízené větrání. Je vhodný pro domy s celkovou tepelnou ztrátou do 10 kW. WPL 13- tepelné čerpadlo vzduch-voda o topném výkonu 10 kW. WPF 7 – tepelné čerpadlo země-voda, včetně vrtů o tepelném výkonu 7 kW. LWZ 16- výměník vzduch-vzduch, zajišťující řízené větrání v domě vytápěném elektřinou nebo plynem. Plynový kotel je uvažován obecně (kombinovaný s ohřevem vody, v ceně obvyklé pro příslušný výkon). Výpočet ročních nákladů byl proveden s pomocí portálu www.tzb-info.cz.
Z tabulky je zřejmé, že:
* nejnižší investiční náklady přináší u domu libovolné velikosti výměník LWZ 161 ve spojení s přímotopnými fóliemi;
* nejvyšší investiční náklady přinášejí tepelná čerpadla WPL 13 či WPF 7;
* v případě systémového řešení vytápění v rámci stavby se rychle vrátí zejména náklady vložené do kombinované větrací jednotky (u tepelné ztráty domu 3 až 5 kW se vyplatí LWA 303, od tepelné ztráty 7 kW už LWZ 303)
* při celkové tepelné ztrátě domu od 7 kW výše se vyplatí uvažovat i o tepelném čerpadlu WPF 7 (vložená investice se vrátí zhruba během 15 let, pak spoříte ročně více než – 20 tisíc korun; předpokládaná životnost zařízení je 20 let).
Jde o logický výsledek: pokud použití tepelného čerpadla nebo větrací jednotky na bázi tepelného čerpadla zahrnete do
koncepce domu ještě před fází projektu, nebude vlastní realizace ve srovnaní s “klasickým” vytápěním plynem o tolik dražší. Zejména to platí pro kombinované větrací jednotky u domů s tepelnou ztrátou do 10 kW.
***
Pro odvážné zájemce
Nemáte peněz nazbyt, ale máte chuť použit jako zdroj vytápěni tepelné čerpadlo? Máme pro vás tip: postavte si za méně peněz tepelné čerpadlo sami! Předtím si však důkladně přečtěte knihu ing. Antonína Žeravíka “Stavíme tepelné čerpadlo” a prostudujte související články a diskuse na www.sweb.cz/stavimetc, www.tzb-info.cz, www.lea.ecn.cz, www.ekowatt.cz či www.vseprobydleni.cz.
Tepelné čerpadlo WPF a schéma jeho zapojení včetně dvou hlubinných vrtů (Stiebel Eltron)
Venkovní instalace tepelného čerpadla WPL (Stiebel Eltron)
Při takovém zapojení odebírá tepelné čerpadlo Vitocal 300 teplo ze země za pomoci zemních kolektorů (obr. 1) nebo zemních sond (obr. 2).
Spodní voda má celoročně konstantní teplotu, což známé na pro tepelné čerpadlo výhodu: l za chladných dní dosahuje při tomto zapojení stálých vysokých výkonů
Tepelné čerpadlo WPF
Vitocal 300 – tepelné čerpadlo země – voda (Viessmann)
Foto: Stiebel Eltron, Viessmann
