AC Heating: Návrh tepelného čerpadla pro přípravu teplé užitkové vody v bytových domech
Každý obyvatel bytového domu je zvyklý na komfort užívání teplé užitkové vody. Otočením kohoutku začne téměř vždy téci teplá voda. Jak to ale bude, když teplou vodu bude zajišťovat lokální zdroj s tepelným čerpadlem a ne teplárna? Nebudeme mít studenou vodu? A co když vyčerpáme zásobu v nově instalovaných zásobnících? To se budeme koupat ve studené?
To jsou otázky, které určitě napadly nejednoho majitele bytu, když se dozvěděl o možnosti levnějšího způsobu ohřevu užitkové vody.
Příprava teplé užitkové vody pro bytové domy
Příprava teplé užitkové vody (TUV) pro bytové domy může být řešena buď samostatně bez vazby na topení nebo jako součást celého topného zdroje včetně topení. Vzhledem k tomu, že příprava TUV je vždy prioritou pro jakýkoliv objekt pro trvalé bydlení, nesmí být dimenzování topného zdroje s tepelným čerpadlem podceněno.
Nejdůležitějším vstupním údajem pro návrh je roční spotřeba užitkové vody v m3. V případě, že bychom vycházeli pouze ze spotřeby tepla v GJ pro přípravu TUV, může být tato hodnota zavádějící vzhledem k neznalosti tepelných ztrát na rozvodu TUV, cirkulace v domě a také ztrát vzniklých na přívodním potrubí CZT do objektu (záleží na připojení domu k CZT).
Příklad postupu při návrhu topného systému
Na následujícím příkladu ukáži, jak při návrhu postupovat.
Uvažovaný bytový dům má roční spotřebou TUV 1600 m3/rok o teplotě 55 °C (obvyklá teplota TUV z CZT), 140 obyvatel, 60 bytů. Z toho vychází průměrná spotřeba teplé užitkové vody cca 31,3 l/osobu/den. Pokud bude užitková voda tepelným čerpadlem ohřívána pouze na 50 °C, bude roční objem spotřebované teplé užitkové vody vyšší, a to 1800 m3/rok, 35,2 l/osobu/den. Tato předpokládaná spotřeba TUV je směrodatná pro návrh velikosti zásobníků TUV a výkonu tepelného čerpadla. Denní spotřeba TUV o teplotě 50 °C vychází 4,93 m3.
Bytový dům má v odběru TUV dvě špičky, ranní a večerní. Objem zásobníků TUV je proto nutné zvolit tak, aby aktuální zásoba TUV pokryla s menší rezervou každou špičku. Proto v uvažovaném případě zvolíme velikost zásobníků TUV o minimální kapacitě 3 m3. Tímto je zajištěna dostatečná zásoba TUV pro pokrytí ranní a večerní špičky odběru TUV. Výkon tepelného čerpadla je nutné navrhnout tak, aby zásobníky TUV byly vždy ohřáty na požadovanou teplotu 50 °C v době mezi odběrovými špičkami.
Dobu ohřevu zásobníků TUV řešíme ve vztahu k výkonu topného zdroje, tepelného čerpadla. Průměrný výkon pro přípravu TUV uvažujeme u tepelných čerpadel vzduch-voda při venkovní teplotě -6 °C. Z údajů o výkonu topného zdroje, spotřebě TUV a teplotě studené užitkové vody pro TUV je možné spočítat předpokládanou dobu ohřevu. Pro uvažovaný případ bychom navrhli pro variantu, kdy tepelné čerpadlo ohřívá pouze užitkovou vodu, kaskádu dvou tepelných čerpadel AC Heating Convert AW16-3P. Ve variantě, kdy topný zdroj s tepelným čerpadlem zajišťuje ohřev užitkové vody i topení, bychom zvolili kaskádu dvou tepelných čerpadel AC Heating Convert AW28-3P. V době, kdy nebude ohřívána užitková voda, budou tepelná čerpadla využita pro topení. Protože mají v této variantě tepelná čerpadla vyšší výkon, zkrátí se doba ohřevu užitkové vody.
Při návrhu je také nutné počítat se sanitací zásobníků TUV (termická desinfekce). Sanitaci je nutné provádět jedenkrát za týden. Sanitace spočívá v ohřátí vody v zásobnících TUV na takovou teplotu, která zničí bakterie legionelly. Pro sanitaci obvykle využíváme elektrický kotle o takovém výkonu, aby bylo možné dosáhnout sanitační teploty cca 68 °C do max. 3 hodin. Pokud bytový dům zvažuje využití tepelného čerpadla pouze pro přípravu TUV, návrh tímto krokem končí. V případě, že požaduje využít tepelné čerpadlo i pro topení, je nutné rozšířit topný zdroj o příslušný počet tepelných čerpadel pro pokrytí tepelné ztráty bytového domu. Když tepelné čerpadlo navržené přednostně pro ohřev užitkové vody zajistí ohřátí zásobníků TUV, je možné jej následně využít i pro dodávku tepla do topení.
Regulace, dálková správa a diagnostika topného zdroje
Aby topný zdroj s tepelným čerpadlem efektivně pracoval, je nutná vhodná regulace. Řízení topných zdrojů s tepelnými čerpadly AC Heating Convert AW zajišťuje regulace xCC. Tato regulace tepelné čerpadlo, nebo jednotlivá tepelná čerpadla řazená v kaskádě, inteligentně řídí tak, aby došlo k co nejrychlejší a zároveň nejekonomičtější přípravě TUV. Je-li topný zdroj určen také pro topení, řídí celý topný zdroj s maximální efektivitou. Regulace xCC je standardně připojena k internetu. Dálková správa a automatická diagnostika umožňuje dlouhodobě sledovat provoz topného zdroje.
Vyhodnocování získaných údajů je automatické a optimalizaci nastavení (parametrů) pak zajistí dispečink. Je tak možné například identifikovat odběrové špičky TUV a jim následně přizpůsobit nejen parametry topného zdroje, ale i optimalizovat nastavení cirkulace TUV. Tím se dosahuje nemalých úspor. Každý bytový dům se provozně chová jinak (jiná spotřeba, jiné požadavky obyvatel…). Není proto možné používat jedno nastavení regulace pro všechny bytové domy.
Proto je dálková správa a automatická diagnostika velice efektivním nástrojem pro dosažení optimálního provozu pro jednotlivé bytové domy.
Vhodným návrhem topného zdroje s tepelným čerpadlem je možné dosáhnout úspory nákladů na ohřev užitkové vody a topení v průměru 60 %. To dokazují provozní výsledky z instalací, kde jsme instalovali tepelná čerpadla AC Heating Convert AW s regulací xCC.
Máte-li zájem o podrobnější informace ohledně návrhu topných zdrojů s tepelnými čerpadly pro bytové domy, obraťte se přímo na naši společnost. Pracovníci našeho týmu jsou Vám plně k dispozici.
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 ...
