PREDIMENZOVANIE TEPELNÝCH ČERPADIEL - časť 2

Skrytá hrozba alebo len ekonomický detail?

2.6 Tepelné čerpadlo dimenzované pred a po tepelnej ochrane budovy

Tepelná bilancia pred a po zateplení, pri vetraní bez a so spätným získavaním tepla [1]. Z obr. 6 je vidieť, že celkové potrebné teplo do budovy je rozdielom tepelných strát prechodom tepla cez obálku budovy, strát vetraním a ziskov zo slnečného žiarenia, vnútorných ziskov od ľudí, strojov, .... Straty tepla budovy sa môžu znížiť zateplením obálky budovy a spätným získávaním tepla z vetraného vzduchu. Rekuperáciou sa využije teplo z vetraného vzduchu na spätný ohrev alebo chladenie čerstvého vzduchu, prípadne na prípravu teplej pitnej vody.

Rozdiel potreby tepla môže byť viac ako dvojnásobný

Ako vidieť z obrázku 6, ak sa tepelné čerpadlo navrhuje pre dom pred zateplením, jeho výkon po zabezpečení komplexnej tepelnej ochrany môže byť až viac ako dvojnásobne predimenzovaný. To je hrozba pre životnosť kompresora, ktorý v takom prípade bude veľkú časť sezóny pri nadnulových vonkajších teplotách cyklovať. Riešením v takejto situácii by mohla byť akumulačná nádrž, ktorej objem by umožnil kontinuálnu prevádzku kompresora minimálne 20-25 minút aj pri vyšších vonkajších teplotách.

Vek a veľkosť budovy nie sú dnes prekážkou pre prevádzku tepelného čerpadla. Treba však mať vždy na pamäti, že energetická efektívnosť rastie s približujúcou sa vyparovacou a kondenzačnou teplotou. Tepelné čerpadlá sú vhodné do budov bez ohľadu na tepelné straty. Platí však podmienka, že pred inštaláciou tepelného čerpadla v existujúcich budovách je nutné tepelné straty v rámci možností minimalizovať a až potom stanoviť potrebný výkon tepelného čerpadla (nie naopak). 

2.7 Hodinová metóda

Pomer vyrobenej a spotrebovanej energie v budove sa počas roka mení. Najpresnejšie vie potreby a spotreby energií vyjadriť hodinová metóda, ktorá nielenže ich presnejšie vypočíta, ale tiež rozlíši, či ide o potrebu chladenia alebo vykurovania. Hodinovou metódou pre mesto Hurbanovo vychádzala o 15-20 % menšia potreba tepla ako mesačnou metódou, použitím ktorej môže prísť k predimenzovaniu tepelných čerpadiel [8].

3. VÝSLEDKY VÝPOČTOV SCOP A SPF TČ VZDUCH/VODA V PROGRAME EXCEL

Výpočet SCOP v programe excel je k dispozícii na stránke www.szchkt.org. Príklad nižšie je uvedený pre vybrané TČ s bodom bivalencie pri -5°C pre 4 klimatické oblasti s výsledkami v tabuľke. Z obrázku 6 napravo je vidieť, že oblasť cyklovania kompresora je minimalizovaná (modrá šípka). Predimenzovaním (monovalentným riešením) sa môže zvýšiť (červená šípka).

Počet hodín pri nízkych vonkajších teplotách pre Bratislavu je vyšší ako podľa normy STN EN 14825 a podľa Nariadenia 811/2013/EÚ. Tým sa pre Bratislavu zodpovedajúco zníži aj SCOP až do 10 %. 

Podobne pri výpočte SPF pre rôzne oblasti na Slovensku podľa Normy STN EN 15316 4-2 sa SPF budú líšiť vzhľadom na rozdielne počty hodín a ich rozloženie vo zvolených zásobníkoch. V rámci Slovenska  pre hodnotené lokality Bratislava, Sliač a Kamenica nad Cirochou to môže byť až do 8 % [2, 6, 9].

SCOP a SPF je potrebné rozlišovať vzhľadom nielen na spôsob určenia zásobníkov hodín v teplotných intervaloch, ale tiež vzhľadom na zohľadnenie alebo nezohľadnenie prídavných príkonov, prídavného ohrevu pri vykurovaní, ohrevu teplej vody, tepelné straty zásobníkov TV ap. 

Pokiaľ SCOP je vypočítané normatívne podľa normy STN EN 14825, SPF je buď namerané alebo vypočítané pre konkrétne podmienky inštalácie podľa normy STN EN 15316 4-2.

Literatúra

[1] Chmúrny, I.: Energetická efektívnosť budov. SZ CHKT, akred. školenie 3279 na TČ. 2022

[2] Krnáč, O.: Hodnotenie celoročnej prevádzky tepelného čerpadla. DP, STU, SjF 2014

[3] STN EN 15450: Navrhovanie vykurovacích systémov s tepelnými čerpadlami. SUTN, 2008

[4] STN EN 14825: Výpočet SCOP pri sezónnom nasadení. SÚTN. 2014

[5] STN EN 15 316 4-2: Metóda výpočtu energetických požiadaviek a účinnosti systému. 2017

[6] Tomlein, P.: Tepelné čerpadlá v administratíve a priemysle. SZ CHKT, 2016. 

[7] Tomlein, P.: Cyklovanie kompresora. Správy SZ CHKT 3/2021.

[8] Stančíková Ivana: Tepelné bilancie s využitím tepelných čerpadiel. Valné zhrom. SZ CHKT, 2020

[9] Firemné podklady Daikin, Emerson, SIEA, SZ CHKT, Vaillant.

[10] Výpočet SPF — SZ CHKT, Výpočet SCOP — SZ CHKT , Trendy TČ SZ CHKT

Viac informácií v časopise Správy 5/2023