Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch, jednoduché a úsporné vytápění
Tepelná čerpadla vzduch-vzduch vytápí energeticky úsporné domy jednoduše a úsporně. Při větší potřebě tepla, nebo i ve stávajících domech s teplovodními kotly na plyn nebo elektřinu nebo s přímotopným elektrickým vytápěním, jsou rychlým řešením pro úspory.
Obr. Plocha obytných místností 123 m2, tepelná ztráta 3 kW při −15 °C, dispozice: 5 + kk (Zdroj: spol. Atrium, Star 123)
Novostavby rodinných domů
Pokud se zabýváme energeticky úspornými novostavbami, tak jejich velmi malou potřebu tepla na vytápění lze plně pokrýt tepelným čerpadlem vzduch-vzduch. Tedy se systémem vytápění, který nevyžaduje rozvody teplé vody od zdroje tepla k otopným tělesům, nevyžaduje instalaci potrubních hadů v podlaze nebo stropu a ve kterém se teplo dopravuje jen tenkými ohebnými trubičkami vedoucími od venkovní jednotky tepelného čerpadla k vnitřním v každé vytápěné místnosti. Tato distribuce tepla je navíc velmi jednoduchá s ohledem na řízení teploty v místnostech a velmi rychle reagující. Jak dokazuje tepelné čerpadlo Daikin 5MXM90, tak například pro komfortní teplotu v interiéru 21 °C je možný jeho provoz až do teploty venkovního vzduchu −15 °C. A při tomto nejkritičtějším provozním stavu s vynikajícím topným faktorem 2,73 a s tepelným výkonem 6,21 kW. To je s výkonem větším, než jaký k vytápění vyžadují běžné nové úsporné rodinné domy. Při venkovní teplotě −10 °C již s topným faktorem 3,11.
Příklad – nízkoenergetický rodinný dům (nejvyšší třída energetické náročnosti budovy A)
Navržené řešení Daikin
Obr. Zásobník s tepelným čerpadlem pro přípravu teplé vody lze umístit například i v garáži.
Zdroj vytápění/chlazení:
Multisplit5MXM90 + 1× kanálová jednotka FDXM35 + 1× vestavěná parapetní jednotka + 3× kanálová jednotka FDXM25 (A++, SCOP 4,6)
Příprava teplé vody:
EKHH2E260AV33 – Zásobník 260 litrů s integrovaným tepelným čerpadlem vzduch-vzduch pro přípravu teplé vody
Řízené větrání:
Rekuperační jednotka
VAM250 + příslušenství
Pořizovací cena:
Včetně instalace na úrovni cca 600 tisíc Kč včetně DPH
Hluk venku
Při výběru místa k instalace venkovní jednotky tepelného čerpadla je nutné zohlednit emise hluku. Lze vycházet z hladiny akustického výkonu při maximálním výkonu 64 dB(A). To znamená, při umístění u stěny, počítat s hladinou akustického tlaku cca 45 dB(A) již od vzdálenosti 5 metrů.
Hluk v interiéru
Nominální hladina akustického tlaku ve vzdálenosti cca 1 metr od interiérové jednotky FDXM35 je:
- Vysoké otáčky 35 dB(A)
- Střední otáčky 33 dB(A)
- Nízké otáčky 27 dB(A)
Vestavěné jednotky jsou umístěny mimo obytné místnosti s tlumiči hluku. Systém má dostatečný topný výkon i na nízké otáčky. Úroveň hluku v místnosti, respektive hladiny akustického tlaku se budou pohybovat pod úrovní slyšitelnosti 20 dB(A).
Obr. Půdorys domu s vyznačeným umístěním vnitřních jednotek (Zdroj: spol. Atrium, Star 123)
Zamlžení, rosení oken
Velmi frekventovaná otázka související s uplatněním tepelných čerpadel vzduch-vzduch se týká možného orosování vnitřního skla oken. Tradičním řešením je umístění otopného tělesa pod okno. Tak, aby stoupající proud teplého vzduchu, ohříval vnitřní sklo okna nad teplotu rosného bodu, pod kterou na skle začne při dané vlhkosti vzduchu v místnosti kondenzovat vodní pára ze vzduchu a sklo se začne rosit.
S ohledem na zdraví a omezení výskytu nežádoucích mikroorganizmů (virů včetně covid) ve vzduchu se doporučuje udržovat rozsah relativní vlhkosti vzduchu mezi 40 až 60 %. Při teplotě vzduchu 21 °C se pak rosný bod pohybuje v rozsahu 6,9 °C až 12,0 °C. Pokud by se teplota vzduchu snížila, například na 19 °C, pak teplota rosného bodu pro 60 % r.v. klesne na 11,1 °C. Je zřejmé, že pod uvedené teploty rosného bodu nesmí poklesnout povrchová teplota vnitřní plochy okna, jinak by se okno zamlžilo.
Mlžení oken bylo časté u starých zdvojených oken, která se v současnosti již nepoužívají a může se objevit i u dnes již rovněž překonaných tzv. euro oken s dvojsklem. V případě nových na trhu nabízených oken lze uvažovat ve středu okenní tabule s teplotami uvedenými v tabulce.
| Teplota ve středu vnitřní skleněné tabule okna | ||
|---|---|---|
| Venkovní teplota/vnitřní teplota | −10 °C/20 °C | 0 °C/20 °C |
| Trojsklo, U = 0.9 W/(m2K) | 16.6 °C | 17.8 °C |
| Trojsklo, U = 0.8 W/(m2K) | 17.0 °C | 18.0 °C |
| Trojsklo, U = 0.7 W/(m2K) | 17.4 °C | 18.3 °C |
| Trojsklo, U = 0.6 W/(m2K) | 17.8 °C | 18.5 °C |
| Trojsklo, U = 0.5 W/(m2K) | 18.1 °C | 18.8 °C |
Vzhledem k energetické třídě domu A lze předpokládat využití oken se zasklením izolačními trojskly, která mají výrazně větší tepelně izolační vlastnosti než dvojskla. Vypočtené, ale i ve skutečnosti naměřené hodnoty interiérových povrchových teplot zasklení včetně okenních rámů jsou bezpečně za hranicí teploty rosného bodu. To je důležité i pro tepelný komfort v místnosti poblíž oken, který je zajištěn i bez otopných těles.
Proudění vzduchu
Dlouhodobá spokojenost s provozem tepelného čerpadla vzduch-vzduch zajišťujícím vytápění souvisí s rychlostí proudění vzduchu v místnosti. Při pouhém větrání se obvykle vyžaduje minimální intenzita větrání 0,3 hodina-1. Při ploše domu 123 m2 lze předpokládat jeho objem cca 320 m3, a to znamená výměnu 96 m3 vzduchu za hodinu, respektive 1,6 m3 za minutu. Tato výměna vzduchu by na vytápění při nejnižší uvažované venkovní teplotě −15 °C nestačila. V posuzovaném domě lze uvažovat s vytápěním při nízkých otáčkách s prouděním vzduchu okolo 5 až 7 m3 za minutu. Výhodou daného TČ je, že při návrhové teplotě −15 °C může mít až 207 % výkon oproti potřebnému, když pracuje při vysokých otáčkách s prouděním vzduchu 8 až 10 m3 za minutu. Proto může velmi rychle zvednout teplotu v místnostech na komfortní po úsporném útlumovém režimu například během dne, kdy nikdo není v domě, v noci nebo během víkendů, dovolených atp.
Větší rodinný dům
Pokud by šlo o rodinný dům s větší potřebou tepla k vytápění, například 10 kW při návrhové teplotě −15 °C, pak by jej dané tepelné čerpadlo dokázalo zásobovat teplem do venkovní cca −8 °C. Pro pokrytí zvýšené potřeby tepla během relativně krátkého období během roku je vhodné využít investičně příznivé přímotopné elektrické vytápění, například podlahové, sálavé stropy nebo panely atp. Vzhledem ke krátkému období provozu tohoto doplňkového zdroje tepla lze stále splnit kritéria energetické náročnosti budov na novostavby, pouze se sníží třída z A na B.
Stávající dům
Pro stávající rodinný dům platí přibližně to, co pro novostavbu většího rodinného domu. Teplovodní vytápění se zdrojem tepla v plynovém nebo elektrickém kotli, kotli na pevná paliva, lze doplnit tepelným čerpadlem vzduch-vzduch, aniž by se muselo zasahovat do stávající soustavy vytápění. Lze očekávat, že tepelné čerpadlo vzduch-vzduch bude provozováno při vyšších venkovních teplotách, například nad výše zmíněnými −8 °C, a to s velmi příznivým topných faktorem větším jak 3. Teprve při nižších teplotách se uvede do provozu stávající zdroj tepla.
Dotace
Možnost získat dotaci na tepelné čerpadlo vzduch-vzduch do novostavby nabízí program Nová zelená úsporám. V rodinném domě až 60 000 tisíc Kč, přičemž dotací lze podpořit i instalaci zásobníku s integrovaným tepelným čerpadlem na přípravu teplé vody až 45 000 Kč. V bytovém domě lze získat na TČ až 18 000 Kč na byt a k tomu 12 000 na instalaci zásobníku s integrovaným tepelným čerpadlem na přípravu teplé vody, přičemž sumárně musí žádost přesáhnout 50 000 Kč, například spojením žádostí z více bytů.
Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch umí i chladit
Místnosti s okny orientovanými zejména na jih a západ, se střešními okny, mohou být v letních horkých dnech až téměř neobyvatelné. Tato horká období pomohou překlenout tepelná čerpadla vzduch-vzduch, které umí nejen vytápět, ale i chladit. Jako v příkladu domu použité tepelné čerpadlo Daikin.
Zastoupení firmy DAIKIN pro ČR - tepelná čerpadla DAIKIN, zásobníky TV, čističky vzduchu, klimatizační jednotky, Fan-coil jednotky, chladící jednotky - pro bytové domy, komerční sféru i průmyslové aplikace.
