Tepelná čerpadla na bytových domech v praxi
V předchozích článcích jsme nastínili možnost snížení nákladů na vytápění a ohřev vody v bytových domech. Tento článek je cíleně věnován již konkrétní technologii jednoho z nejpoužívanějších systémů tepelných čerpadel na bytových domech a na praktické zkušenosti z realizací tepelných čerpadel na bytových domech.
V jednom z předchozích dílů jsme se věnovali problematice odpojování od centrálního zásobování teplem (CZT). Problematiku zde popisoval RNDr. František Krejčí, CSc. z poradenské společnosti capinda s.r.o. a Ing. Josef Dvorský, autorizovaný inspektor v oboru stavebnictví. Tito specialisté popisovali administrativní část přechodu z CZT na nový zdroj tepla s tepelným čerpadlem. Další článek jsme věnovali problematice vlastní realizace. Zde jsme požádali odborníka, projektanta vytápění, pana Ing. Františka Žežuleho, o odborný posudek. Byly zde popsány postupy kde a jak začít, jak správně dimenzovat tepelné čerpadlo, jak je to se stávajícími rozvody topení a teplé vody, jak vyhovuje stávající otopná soustava novému zdroji tepla a jaký je časový průběh změny zdroje vytápění.
Kdo jsme, historie společnosti KuFi INT, s.r.o.
Společnost byla založena v roce 2006 s podnikatelským záměrem vývoje a výroby tepelných čerpadel s plynulou regulací výkonu. Tato tepelná čerpadla v následujícím roce 2007, jako první v České republice, společnost dodala a instalovala pod obchodní značkou AC Heating. Zpočátku byly aktivity zaměřené na sektor rodinných domů. Dobré zkušenosti a spolehlivost byly odrazovým můstkem pro instalace v penzionech a hotelích, následně v oblasti školství a zdravotnictví. Tento rozvoj byl podnětem k rozšíření působnosti firmy o oblast regulace. V roce 2009 byla instalována první verze regulačního systému xCC zaměřeného na regulaci kaskád tepelných čerpadel. Následně byla regulace přizpůsobena i pro rodinné domy. Logickým důsledkem vývoje se staly instalace v oblasti bytového fondu, kde došlo k zúročení nabytých zkušeností i vývoje regulace. Již v roce 2010 se společnost KuFi INT, s.r.o. zařadila mezi největší dodavatele tepelných čerpadel vzduch-voda v České republice! Dnes zaujímá zhruba 15% podíl na českém trhu, má pobočky, obchodní partnery v Irsku, Německu, Slovensku a nově i v Belgii.
Realizované instalace
Instalace tepelného čerpadla na bytovém domě vyžaduje velké množství technických a praktických zkušeností. Bohužel je velké množství „instalatérů tepelných čerpadel“, kteří si neuvědomují rozsah projektu a často se pouští i do zakázek, na které sami nestačí. Proto je nutné věnovat velkou pozornost výběru dodavatele a technologii, kterou nabízí. U bytových domů je zásadním kritériem pro výběr dodavatele technická podpora a dálkový dispečink. Jedině tak se dá celý systém správně nastavit, sledovat a optimalizovat jeho parametry. Vše bylo podrobně popsáno v předchozích číslech tohoto časopisu.
Podmínkou každé úspěšné realizace je odborně zpracovaný projekt. Proto spolupracujeme s projektanty vytápění, kteří dobře znají naše tepelná čerpadla Convert AW a dovedou využít předností regulace xCC.
Tento článek jsme zaměřili na praktické zkušenosti z realizací tepelných čerpadel na bytových domech.
Aby bylo možné systém označit za plně funkční a přinášející skutečně deklarované úspory, je třeba porovnat provozní náklady na vytápění a ohřev užitkové vody z několika realizací na bytových objektech, nejlépe z více topných sezon, před instalováním topného zdroje s tepelnými čerpadly a po instalování. Spoléhat se na nepodložené vyčíslení úspor a barevné obrázky se může hrubě nevyplatit. Instalované „krabice ve sklepě“ bez další podpory ze strany realizační firmy se mohou stát „černou můrou“ nejednoho majitele bytu. Topný zdroj s tepelnými čerpadly je nutné monitorovat a optimalizovat jeho parametry tak, aby provozní náklady byly co nejnižší. Upgrade softwaru považujeme za standard.
Bytový dům v Jirkově
V létě roku 2011 jsme instalovali tepelné čerpadlo v bytovém domě v Jirkově.
Dům má 2 vchody, 4 podlaží a 24 bytů. Je zateplen a má nová okna. Obytná plocha je cca 1300 m2. V objektu je instalována kaskáda tepelných čerpadel vzduch-voda s plynulou regulací výkonu o celkovém výkonu 80 kW. Doplňkovým zdrojem je elektrický kotel. Zdroj tepla je využíván pro vytápění i ohřev užitkové vody.
- Před instalací tepelných čerpadel (do roku 2010) byla průměrná roční spotřeba 427 GJ za vytápění (0,33 GJ/m2) a 189 GJ na ohřev užitkové vody
- Denní spotřeba teplé vody cca 1,8 m3
- Po instalaci tepelných čerpadel v roce 2011 byla průměrná spotřeba tepla za uplynulé 3 topné sezony 330 GJ (0,25 GJ/m2) a 158 GJ na ohřev užitkové vody
- Celková úspora přechodem na nízkoteplotní zdroj tepla s ekvitermní regulací je 128 GJ
Náklady na vytápění a ohřev užitkové vody za topnou sezonu 2013/2014
- Spotřeba tepla na vytápění: 319,6 GJ
- Spotřeba tepla na ohřev užitkové vody: 149,5 GJ
- Cena GJ: 372 Kč (vč. DPH 21 % a poplatku za rezervovaný příkon 3× 160 A)
- Celková cena za elektrickou energii za vytápění a TUV: 174.361,– Kč (společnost ČEZ)
- Průměrný topný faktor: 2,28 (zahrnuje celkovou spotřebu elektrické energie kotelny – tepelná čerpadla, bivalentní elektrokotel, sanitace zásobníků TUV, oběhová čerpadla, světlo)
- Měrná potřeba tepla na vytápění: 0,25 GJ/m2
- Měrné náklady na vytápění: 134,10 Kč/m2
- Měrné náklady na ohřev užitkové vody: 84,65 Kč/m3
Cena tepla z CZT byla v roce 2013 v Jirkově 550,– Kč/ GJ. Při spotřebě 427 GJ na vytápění a 189 GJ na ohřev užitkové vody by celková roční platba za teplo byla 338.800,– Kč. Z toho je možné vyčíslit úsporu 164.439,– Kč. Je nutné ještě poznamenat, že i když není cena tepla za 1 GJ tak vysoká jako ve většině lokalit v České republice, výrazně zvýší úspory méně spotřebovaného tepla. V prvním článku jsme toto téma popsali. Fotografie „vyhřívaných trávníků“, které jsou v zimě bez sněhu i při −5 °C, to dokládala. Podtrženo, sečteno, dnes jsou celkové náklady tohoto domu na přibližně 51 % původní ceny za vytápění a ohřev užitkové vody. Pro jednu bytovou jednotku je průměrná cena za spotřebované teplo 7.265,– Kč.
Bytový dům v Kostelci nad Černými lesy
Další bytový dům, ve kterém jsme instalovali tepelná čerpadla AC Heating Convert AW, se nachází v Kostelci nad Černými lesy. Bylo to v létě roku 2012.
Dům má 1 vchod, 3 podlaží a 7 bytů. Je zateplen a má vyměněná okna. Obytná plocha je cca 440 m2. V objektu je instalována kaskáda tepelných čerpadel vzduch-voda s plynulou regulací výkonu o celkovém výkonu 40 kW. Doplňkovým zdrojem je elektrický kotel. Zdroj tepla je využíván pro vytápění i ohřev užitkové vody.
- Před privatizací bytů do roku 2005 byla průměrná roční spotřeba 270 GJ za vytápění (0,61 GJ/m2) a 110 GJ na ohřev užitkové vody.
- Zateplením v roce 2008 klesla spotřeba tepla na vytápění na 154 GJ (0,35 GJ/m2)
- Po instalaci tepelných čerpadel v roce 2012 byla spotřeba tepla za uplynulou topnou sezonu 131 GJ (0,30 GJ/m2) a 71 GJ na ohřev užitkové vody.
- Celková úspora přechodem na nízkoteplotní zdroj tepla s ekvitermní regulací je 62 GJ
Náklady na vytápění a ohřev užitkové vody za rok 2013
- Spotřeba tepla na vytápění: 154 GJ
- Spotřeba tepla na ohřev užitkové vody: 71 GJ
- Cena GJ: 341 Kč (vč. DPH 21 % a poplatku za rezervovaný příkon 3× 50 A)
- Celková cena za elektrickou energii za vytápění a TUV: 69.001,– Kč (společnost ČEZ po dobu 6 měsíců a společnost PRE po dobu 6 měsíců)
- Průměrný topný faktor: 2,53 (zahrnuje celkovou spotřebu elektrické energie kotelny – tepelná čerpadla, bivalentní elektrokotel, sanitace zásobníků TUV, oběhová čerpadla, světlo)
- Měrná potřeba tepla na vytápění: 0,30 GJ/m2
- Měrné náklady na vytápění: 101,70 Kč/m2
- Měrné náklady na ohřev užitkové vody: 66,88 Kč/m3 (se započtením ceny složky studené vody celkem 145,79 Kč/m3)
Cena tepla z CZT byla v roce 2013 v Kostelci nad Černými lesy 943,– Kč/ GJ na vytápění a 805,– Kč/GJ na ohřev užitkové vody. Při spotřebě 154 GJ na vytápění a 110 GJ na ohřev užitkové vody by celková roční platba za teplo byla 233.772,– Kč. Z toho je možné vyčíslit úsporu 164.771,– Kč. Dnes stojí obyvatele domu teplo cca 30 % původních nákladů. Po započítání nákladů spojených s úvěrem je to cca 50 % původních nákladů na vytápění a ohřev užitkové vody. Pro jednu bytovou jednotku je průměrná cena za spotřebované teplo 9.857,– Kč.
Při vývoji regulace nám velice pomohl předseda SVJ tohoto domu, pan Slánský, který pečlivě připravil podmínky pro instalaci, sledoval provozní parametry a přinášel podněty pro zlepšení. Za to mu i touto cestou děkujeme. I díky němu máme dnes odladěný systém, který splňuje veškeré požadavky pro aplikace na bytových domech. Následující rok jsme na stejném sídlišti instalovali tepelná čerpadla do dalších 3 bytových domů.
Bytový dům v Kladně
Další bytový dům, ve kterém jsme instalovali tepelná čerpadla, je v Kladně a bylo to na podzim roku 2012. Objekt má 6 podlaží a 17 bytů. Je nezateplen a má vyměněná okna jsou jen u části bytů. Obytná plocha je cca 920 m2. V objektu je instalována kaskáda tepelných čerpadel vzduch-voda s plynulou regulací výkonu o celkovém výkonu 56 kW. Doplňkovým zdrojem je plynový kotel. Zdroj tepla je vyžíván pro vytápění i ohřev užitkové vody.
K tomuto domu nemáme k dispozici detailní rozpis jako u dvou předchozích instalací. Máme vyúčtování za elektřinu a plyn. V období od listopadu 2012 do listopadu 2013 bylo spotřebováno 63 697 kWh elektrické energie a 1860 m3 zemního plynu. Celkové náklady na vytápění a ohřev užitkové vody činily v tomto období 200.260,– Kč za elektrickou energii a 39.568,– Kč za plyn. Nutno podotknout, že tento objekt odebíral elektrickou energie v podnikatelské sazbě „C“, která je méně výhodná. Nyní má již sazbu D56d.
Dle informací od předsedy platili za teplo před instalováním tepelných čerpadel 400.000,– Kč/rok za vytápění a ohřev užitkové vody. To představovalo na jednu bytovou jednotku v průměru 23.530,– Kč. V současné době zaplatí v průměru 14.107,– Kč.
Na rozdíl od předchozích dvou případů, protože dům zatím neprovedl revitalizaci, je zde použitý plynový kotel, který vypomáhá tepelným čerpadlům již při teplotách kolem −5 °C. Proto je tento objekt energeticky náročnější. Ohřev užitkové vody celoročně zajišťují tepelná čerpadla.
Bytový dům v Brně
Na jednom ze dvou bytových domů, ve kterých jsme instalovali tepelná čerpadla na konci loňského roku v Brně, je také fotovoltaická elektrárna o výkonu 18 kW. Spotřeba elektrické energie tepelných čerpadel je částečně pokryta elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickou elektrárnou. Součinnost a efektivní využití vyrobené energie zajišťuje regulace xCC.
Tento dům nemá za sebou ještě ani jednu topnou sezónu, ale stojí přinejmenším za zmínku a věřím, že o tomto projektu ještě uslyšíte.
Dům má 1 vchod, 4 podlaží a 17 bytů. Je zateplen a má nová okna. Obytná plocha je cca 1035 m2. V objektu je instalována kaskáda tepelných čerpadel vzduch-voda s plynulou regulací výkonu o celkovém výkonu 56 kW. Doplňkovým zdrojem je elektrický kotel. Zdroj tepla je vyžíván pro vytápění i ohřev užitkové vody.
Tepelná čerpadla AC Heating Convert AW mají plynulou regulaci výkonu a ve spojení s regulací xCC umí přizpůsobit svůj požadovaný příkon aktuálnímu výkonu fotovotaické elektrárny. Pokud dojde k přebytku vyrobené elektrické energie, uživatel má možnost posunout požadavky na vytápění výše a „předehřát“ si tak dům, popř. akumulační nádobu, nebo zásobníky užitkové vody. Ty je možné v případě velkých přebytků ohřívat regulovaně i přímotopně na teplotu až 85 °C. Tím se následně omezí provoz tepelného čerpadla na ohřev užitkové vody. Maximum vyrobené elektrické energie spotřebovávají tepelná čerpadla a z rozvodné sítě se odebírá pouze energie, kterou nestačí vyrobit fotovoltaická elektrárna. Díky tomu je možné čerpat zelený bonus.
Většina regulačních systémů použitých u tepelných čerpadel efektivní využití elektrické energie vyrobené fotovoltaickou elektrárnou neumožňuje. Také tepelná čerpadla, takzvané „fixpeedy“ on/off konstrukce, u kterých nelze regulovat výkon, nejsou pro tyto aplikace vhodná.
Vyhodnocení provozu za první polovinu roku 2014. Data nám poskytl předseda SVJ, Ing. Valeš, který zaznamenává údaje od spuštění systému. Za to děkujeme.
| Měsíc | Únor | Březen | Duben | Květen | Červen | I. pololetí |
|---|---|---|---|---|---|---|
| El. nergie vyrobená FVE [MWh] | 0,748 | 1,483 | 1,683 | 1,995 | 2,343 | 8,25 |
| Teplo pro vytápění vyrobené TČ [GJ] | 20,5 | 27,01 | 16,87 | 10,75 | 0,19 | 75,32 |
| Teplo pro ohřev užitkové vody vyrobené TČ [GJ] | 5,04 | 10,71 | 9,97 | 9,78 | 8,10 | 43,60 |
| Celkem vyrobené teplo tepelným čerpasdlem [GJ] | 25,54 | 37,72 | 26,84 | 20,53 | 8,29 | 118,92 |
| El. energie odepraná z rozvodné sítě VT [MWh] | 0,178 | 0,202 | 0,116 | 0,151 | 0,21 | 0,67 |
| El. energie odebraná z rozvodné sítě NT [MWh] | 2,339 | 3,002 | 1,993 | 1,642 | 0,55 | 9,53 |
| El. energie odebraná z rozvodné sítě celkem [MWh] | 2,517 | 3,204 | 2,109 | 1,793 | 0,57 | 10,19 |
| Fakturovaná el. energie z rozvodné sítě celkem - EON [Kč] | 6 407,00 | 8 698,00 | 6 730,00 | 5 533,00 | 2 541,00 | 29 909,00 |
| Vlastní spotřeba FVE [kWh] | 480 | 781 | 555 | 790 | 729,00 | 3,34 |
| Prodej el. energie [MWh] | 0,268 | 0,702 | 1,127 | 1,205 | 1,61 | 4,91 |
| Úspora v Kč [vl. spotřeba] | 1 328,00 | 2 161,00 | 1 536,00 | 2 186,00 | 2 017,00 | 9 228,00 |
| Zelený bonus [Kč] | 1 405,5 | 2 786 | 3 160,5 | 3 748,6 | 4 446,08 | 15 546,70 |
| Prodej el. energie [Kč] | 113,00 | 295,00 | 474,00 | 506,00 | 678,00 | 2 066,00 |
| Celková úspora + zisk z prodeje el. energie [Kč] | 2 756,50 | 5 242,00 | 5 170,50 | 6 440,60 | 7 141,08 | 26 840,70 |
| Skutečné náklady [Kč] | 3 560,50 | 3 456,00 | 1 559,50 | −907,60 | −4 924,00 | 3 068,30 |
| Cena za GJ bez FVE [Kč] | 250,86 | 230,60 | 215,43 | 249,20 | 240,30 | 235,40 |
| Cena za GJ s FVE [Kč] | 133,33 | 91,62 | 9,45 | 0,00 | 0,00 | 28,80 |
Veškeré ceny jsou včetně. DPH 21 %
Spojení fotovoltaické elektrárny s tepelným čerpadlem s plynulou regulací výkonu s inteligentní regulací má zajisté budoucnost. Po půlroce provozu vychází cena tepla za 1 GJ na 29 Kč. Teplárenská společnost v Brně prodává 1 GJ tepla za 668 Kč.
Další možnosti regulace xCC
Do konce roku 2014 zbývá už jen málo času. Do té doby budou všechna SVJ a i družstva instalovat indikátory (měřiče) tepla. Tak jak předepisuje zákon 406/200 Sb. v aktuálním znění. V roce 2017 se bude pravděpodobně podle evropské legislativy ještě zpřísňovat. Spotřebu tepla si budou obyvatelé bytů moci sledovat průběžně. Pokud tedy někdo nyní osadí „zastaralé měřiče“, může být nucen tyto měřiče v brzké době vyměnit za jiné, modernější. Je třeba již teď dobře zvážit pořízení vhodného systému pro odečet tepla. Pro tento případ máme již připravené řešení v rámci regulace xCC. Dům, který bude mít instalovaná tepelná čerpadla s regulací xCC, může provádět sběr dat z měřičů tepla v rámci funkcí zmíněné regulace.
Máte-li zájem o řešení vytápění a ohřevu užitkové vody vašeho bytového domu tepelnými čerpadly, neváhejte nás kontaktovat pro bližší informace.
Ing. Michal Fiala, Ing. Jiří Honzík
www.ac-heating.cz
info@ac-heating.cz
Společnost KUFI INT je česká firma, která vyrábí a instaluje tepelná čerpadla AC Heating Convert AW. Naše tepelná čerpadla vytápí rodinné domy, bytové domy, školy, školky, administrativní budovy a průmyslové haly. Máme za sebou stovky instalací tepelných ...
