|
|
Návrh tepelného čerpadla
Pro provoz tepelného čerpadla je nejvhodnější tzv. nízkoteplotní topná soustava. Tepelné čerpadlo je totiž schopno za běžných okolností vodu ohřát maximálně na teplotu 50 - 55 °C, což je dáno vlastnostmi chladiva a omezeným tlakem kompresoru. Na trhu sice existují i dražší tepelná čerpadla, která umí dodat i teplotu 65 °C, nicméně bez ohledu na typ čerpadla platí, že s rostoucí požadovanou teplotou topné vody topný faktor čerpadla klesá a náklady na jeho provoz rostou. U novostaveb je tedy vhodné uvažovat nízkoteplotní otopnou soustavu s velkoplošnými tělesy s teplotním spádem např. 55/50 °C (55 °C je teplota ohřáté vody z kotle a 50 °C je teplota ochlazené vody - zpátečky od otopných těles) nebo ještě lépe podlahové vytápění s teplotním spádem 35/30 °C, resp. s jejich kombinací. U stávajících staveb bývá běžně projektovaný tepelný spád otopné soustavy 75/65 °C. Pro správný provoz tepelného čerpadla s ohledem na maximální úsporu energie je tedy vhodné uvažovat i investici do větších otopných těles dimenzovaných na nízkoteplotní spád, čímž samozřejmě mohou vzrůst investiční náklady do rekonstrukce topného systému. Na druhou stranu se u rekonstruovaných zateplených objektů často ukazuje, že pro tepelné čerpadlo vyhovují původní otopná tělesa (např. litinové články), neboť tato tělesa byla původně navržena pro nezateplený objekt a navíc ještě většinou předimenzována, tedy po snížení tepelných ztrát zateplením objektu lze použít podstatně nižší teplotu topné vody, kterou dodává tepelné čerpadlo, a tím ušetřit za nová tělesa.
Potřebný výkon tepelného čerpadla
Potřebný výkon pro vytápění je dán vypočtenou tepelnou ztrátou objektu v kilowattech, která udává, kolik tepla je potřeba dodat pro vytopení objektu na požadovanou teplotu při tzv. venkovní oblastní výpočtové teplotě (např. pro Prahu byla stanovena na teplotu -12°C). Toto množství tepla je však potřebné pouze v několika dnech v roce, kdy venkovní teploty dosahují nejnižších hodnot. V ostatních dnech stačí dodávat tepla méně. Tedy místo toho, aby bylo instalováno tepelné čerpadlo, jehož výkon bude po většinu topné sezóny nevyužit, používá se často kombinace s druhým zdrojem tepla. Tepelná čerpadla se proto běžně navrhují na krytí přibližně 60 – 70 % tepelné ztráty objektu. Výkony takových čerpadel potom postačují přibližně do venkovní teploty (tzv. teploty bivalence) kolem -2°C až -7°C. Při nižších teplotách dochází k automatickému sepnutí druhého, tzv. bivalentního zdroje tepla. Tím může být elektrokotel, plynový kotel anebo elektrokotel, který je přímo vestavěny v tepelném čerpadle. U domu s tepelnou ztrátou např. 12 kW tedy můžeme instalovat tepelné čerpadlo s výkonem 7 kW. Zbylých 5 kW, které jsou potřeba pouze při nízkých venkovních teplotách, bude dodávat druhý zdroj. Provoz druhého zdroje se projeví na celkových provozních nákladech na vytápění zvýšením asi o 10 – 20 % v závislosti na typu tepelného čerpadla. Toto navýšení provozních nákladů se nám však okamžitě vrátí v nižší pořizovací ceně čerpadla s nižším výkonem. Použití bivalentních zdrojů tepla je vhodné i z toho důvodu, že tepelná čerpadla pak mohou mít delší životnost, neboť nedochází k tak častému spínání jejich kompresorů.
Výkon tepelného čerpadla je dále řízen tzv. ekvitermní křivkou, která reguluje teplotu na výstupu čerpadla podle venkovní teploty – tím je docíleno, že otopná soustava je ohřívána pouze na minimální potřebnou teplotu, což zachovává co nejvyšší topný faktor tepelného čerpadla a tedy co nejnižší náklady na jeho provoz (viz obrázek ekvitermní křivky vpravo).
Do potřebného výkonu tepelného čerpadla je potřeba také zohlednit spotřebu teplé vody. Energie na její ohřev tvoří přibližně 20-25% celkové potřeby tepla, přesný výpočet se však provede podle počtu osob a průměrné spotřeby teplé vody na osobu. V případě, že tepelné čerpadlo má vytápět i vnitřní či venkovní bazén, je potřeba ve výpočtech zohlednit i tuto skutečnost.
Požadovaná teplota interiéru
Dalším neméně důležitým parametrem ovlivňujícím návrh tepelného čerpadla je požadovaná vnitřní teplota v objektu. Zde je vhodné si uvědomit, že každý stupeň Celsia požadované teploty interiéru nad rámec 20 °C stanovených tabulkově představuje 6 % výkonu zdroje navíc. V praxi to znamená to, že dům může mít podle normy tepelnou ztrátu např. 10kW, ale ve skutečnosti to může být i 12kW, vytápí-li se na tepelnou pohodu 23 °C místo 20 °C.
Optimální dimenze tepelného čerpadla
Obecně platí, že výkonnější tepelné čerpadlo má vyšší pořizovací cenu, avšak nižší provozní náklady. Opačně to platí pro slabší čerpadla: jejich pořizovací cena je nižší, ale provozní náklady vyšší. Výsledkem správného dimenzování by tedy měla být optimální rovnováha mezi pořizovací cenou a provozními náklady. Konkrétní výpočet by měl vždy provést kvalifikovaná firma. V této souvislosti Vám nabízíme možnost nechat si od nás navrhnout tepelné čerpadlo zdarma. Více informací naleznete v sekci Návrh zdarma.
|
|
|
|
|
