Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Vytápění kancelářského objektu tepelnými čerpadly

Stále více firem dnes hledá cesty, jak ušetřit na provozních nákladech. Jednou z možností je změna zdroje vytápění a ohřevu teplé vody, kde se v případě potřeby vyššího výkonu nabízí řešení systémem tepelných čerpadel zapojených do kaskády.

Stále více firem dnes hledá cesty, jak ušetřit na provozních nákladech. Jednou z možností je změna zdroje vytápění a ohřevu teplé vody (dále jen „TV“). Toto je i případ obchodní společnosti z Bratislavy, která se rozhodla ve své dvoupodlažní budově nahradit starý systém vytápění pomocí plynových kotlů za vytápění tepelnými čerpadly. Ze všech možných dostupných systémů tepelných čerpadel byla zvolena stále více populární a investičně příznivá tepelná čerpadla systému vzduch-voda SINCLAIR S-THERM+.

Vzhledem ke stáří budovy bylo ještě před instalací tepelných čerpadel provedeno zateplení celé budovy. Nízkoteplotní otopná tělesa už byla v budově instalována při předchozí rekonstrukci interiérů, a nebyla proto potřeba jejich výměna. Díky těmto úpravám bylo dosaženo stavu, který byl pro instalaci tepelných čerpadel vhodný a zvýšil ekonomičnost celé výměny zdroje tepla. Díky zateplení a nízkoteplotním otopným tělesům se totiž snížila požadovaná teplota topné vody, která má velký vliv na účinnost tepelných čerpadel. Proto je před aplikací tepelného čerpadla vždy vhodné nejprve provést kroky, které povedou ke snížení požadované teploty topné vody.

Vytápění objektu a příprava teplé vody

Stávající trojice plynových kotlů, která sloužila pro vytápění, byla ponechána jako záložní zdroj v případě poruchy, či při extrémních teplotách. Před směšovací ventil ekvitermní regulace pak byl připojen zdroj nový, tvořený třemi tepelnými čerpadly SINCLAIR S-THERM+. Ta jsou schopna svým výkonem 3×11,0 kW při -15 °C a teplotě vody 55 °C pokrýt 100% tepelných ztrát budovy, které činí 31,8 kW. Jedná se o tepelná čerpadla ve splitovém provedení, kdy tepelné čerpadlo je rozděleno na vnitřní a venkovní jednotku. U daného tepelného čerpadla sestává venkovní jednotka pouze z výparníku a nástřikového ventilu; je tedy velmi tichá, ač v dané aplikaci nebyla nízká hlučnost stěžejní vzhledem k umístění v průmyslovém areálu.

Venkovní jednotky tepelného čerpadla vzduch-voda SINCLAIR S-THERM+ instalované na střeše
Venkovní jednotky tepelného čerpadla vzduch-voda SINCLAIR S-THERM+ instalované na střeše

Vnitřní jednotka pak obsahuje kompresor a zbývající komponenty. Z prostorových důvodů okolo budovy byly venkovní jednotky umístěny na střechu nacházející se nad vchodem do garáží (nyní sloužící jako kotelna), kde byly instalovány plynové kotle. Pro zachytávání zkondenzované vody při odtávání výparníků byla pod každou jednotku nainstalována zachytávací vana, z níž byl vyveden odtok do kanalizačního potrubí. Vnitřní jednotky pak byly umístěny v prostorách blízko stávajících plynových kotlů tak, aby bylo napojení na stávající otopnou soustavu co nejjednodušší.

Tepelná čerpadla byla zapojena do akumulační nádrže o objemu 1000 L a do nepřímotopného ohřívače TV o objemu 200 L, přičemž zapojení bylo provedeno tak, že každé ze tří čerpadel může topit buď do akumulační nádoby, nebo zásobníku teplé vody. Je tak možné se flexibilně přizpůsobovat požadavkům na teplou vodu či topení. Z akumulační nádoby pak je topná voda vedena před původní směšovací ventil ekvitermní regulace, kde je míchána na požadovanou teplotu dle venkovní teploty. Díky tomuto zapojení je možné bez potíží připojení původních plynových kotlů.

Pohled do kotelny s vnitřními jednotkami tepelných čerpadel SINCLAIR S-THERM+ a akumulační nádobouPohled do kotelny s vnitřními jednotkami tepelných čerpadel SINCLAIR S-THERM+ a akumulační nádobou

Regulace

O regulaci se stará kaskádová regulace, která je integrována v řídicím systému SMART SINCLAIR. Při zapojení v kaskádě je jedna jednotka určena jako řídicí (master) a ostatní jako podřízené (slave). Podřízené jednotky od řídicí dostávají pokyny, na jakou teplotu a do jakého zásobníku mají topit; o regulaci vlastní jednotky se už stará řídicí systém dané jednotky. Řídicí jednotka se také stará o ekvitermní regulaci topného systému dle aktuální venkovní teploty. Tím je zajištěna vysoká efektivita systému, protože při vyšších venkovních teplotách je topná voda ohřívána na nižší teplotu, a tedy s vyšší účinností.

Někteří výrobci ekvitermní regulaci s pomocí směšovacích ventilů kritizují a částečně mají pravdu. Záleží vždy na tom, z jaké teploty probíhá směšování. Řídicí systém SMART SINCLAIR nepřetápí zbytečně vodu a nesnižuje tak účinnost. Voda v zásobníku je vždy natopena na aktuální požadovanou teplotu dle ekvitermní křivky; pokud ale dojde ke zvýšení venkovní teploty, a je tedy požadavek na nižší teplotu topné vody, může jednotka začít přimíchávat studenou vodu ze zpátečky a okamžitě tak dosáhnout požadované teploty. U systému, kde není směšovací ventil nainstalován, dojde při takové změně k tomu, že se do systému dodává voda o vyšší teplotě a čeká se na její vychlazení, nebo se přestane dodávat úplně.

Řídicí systém také umožňuje napojení na centrální dohledový server, kterého majitel budovy využil. Díky tomu má nejen on, ale i servisní středisko neustálý přehled o tom, co se děje s celým systémem, včetně upozornění v případě poruchy.


Webové rozhraní vzdáleného dohledu tepelného čerpadla SINCLAIR S-THERM+, které umožňuje změnu veškerých parametrů vytápění a ohřevu TVWebové rozhraní vzdáleného dohledu tepelného čerpadla SINCLAIR S-THERM+, které umožňuje změnu veškerých parametrů vytápění a ohřevu TV

Závěr

Vzhledem k tomu, že systém byl nainstalován na podzim roku 2013 a zima 2013/2014 byla velmi mírná, nelze dosud plně zhodnotit vliv změny zdroje tepla. Přesto už jsou patrné významné úspory za vytápění a ohřev teplé vody. Ty v případě větších mrazů budou ještě výraznější s tím, jak bude narůstat potřeba tepla, a bude se tedy projevovat úspora spotřebované energie dosažená tepelným čerpadlem.

SINCLAIR Global Group, s.r.o.
logo SINCLAIR Global Group, s.r.o.

SINCLAIR Global Group, s.r.o. se soustřeďuje na produktovou oblast klimatizační techniky, tepelných čerpadel a LED osvětlení. Hlavním cílem značky SINCLAIR je přinést pohodlí do života lidí naší modré planety a zároveň chránit životní prostředí.