Vzorová instalace - Praha 4
2011
Tato instalace tepelného čerpadla je zajímavá v několika aspektech. Jednak se zde snažíme zpochybnit všeobecně šířený omyl, že tepelné čerpadlo o menším výkonu, než je tepelná ztráta objektu, má delší životnost. Opak je pravdou. Poddimenzovaná tepelná čerpadla mají životnost kratší s vyššími provozními náklady. Další zajímavostí této instalace je úspora nákladů na elektrickou energii odebíranou pro jiné účely, než je vytápění a ohřev TUV. Možná ještě stojí za zmínku informace o tom, že projekt a realizaci vytápěcího systému pro tepelné čerpadlo musí dělat někdo, kdo má alespoň minimální „praktické“ zkušenosti s nízkoteplotními zdroji tepla.
1. Popis vytápěného objektu
Jedná se o kompletní rekonstrukci prvorepublikové vily. Objekt má tři podlaží a je navíc podsklepen. Obvodový plášť z plných cihel byl zateplený 15 cm polystyrenu. Podlaha v suterénu bohužel zateplená nebyla. Střešní konstrukce byla zateplená minerální izolací tloušťky 22 cm. Podsklepená část objektu slouží jako technické zázemí a je také využita jako pracovní prostor. Součástí objektu není garáž. Rozměry oken jsou původní, pouze v obývacím pokoji jsou okna francouzská. Okna jsou samozřejmě kompletně vyměněná.V obývacím pokoji je instalován krb. Topí se v něm několikrát ročně a spíš slouží pro skartaci dokumentů. Někdy se investor rozhoduje, zda si pořídit krb s teplovodní vložkou napojenou na otopný systém. V drtivé většině případů jsou to vyhozené peníze. Pokud není tepelné čerpadlo „poddimenzované“, tak se v krbu topí jenom pro „pohodu“ a i tak teplo z krbu zůstává v objektu. Nevýhodou krbové teplovodní vložky je skutečnost, že když dojde k výpadku elektrické energie je krb nepoužitelný jako skutečný záložní zdroj tepla. Krbová teplovodní vložka má smysl pouze v případě, že vlastníte pár hektarů lesa, jste v důchodu a práce se dřevem Vás baví. Z praxe znám pouze jeden případ efektivního využití krbové teplovodní vložky.
| Tepelná ztráta objektu - náš výpočet obálkou |
9.08
kW
|
| Objem vytápěného prostoru - převzato z projektu stavby |
890
m3
|
| Podlahová plocha vytápěného prostoru - převzato z projektu stavby |
270
m2
|
Při realizaci této zakázky se poměrně hodně dodavatelů dopustilo různých pochybení. V projektu vytápěcího systému jich bylo hned několik. Nutno ovšem dodat, že některé omyly se nakonec promítly kladně na kvalitě instalace. Například projektantem vypočtená tepelná ztráta objektu ve výši 14,5 kW.
2. Popis vytápěcího systému
Suterén a první nadzemní podlaží je vytápěno podlahovým vytápěním. Druhé a třetí podlaží je vytápěno radiátory. Celý systém je rozdělen pouze na dvě části, větev pro podlahové vytápění a rozvod pro radiátory. Hrubá chyba projektu byla v tom, že podlahové vytápění v nezatepleném suterénu a podlahové vytápění v prvním nadzemním podlaží je na jednom potrubí. Korunu všemu nasadil instalatér, který použil menší dimenze potrubí než námi doporučované, nedovedl přívody od rozdělovačů podlahového vytápění až do strojovny a nezmenšil rozteče trubek podlahového vytápění. Přes naše protesty instalaci oproti projektu ještě zjednodušil a zlevnil.První chyba projektu, tedy chyba ve výpočtu tepelné ztráty objektu snížila teplotní spád radiátorů. Projektovaný spád byl 55/45°C. Maximální nastavená teplota topné vody do radiátorů je ale jen 45°C. To by se bylo bývalo výrazně projevilo na zvýšeném výkonu tepelného čerpadla a na snížení jeho spotřeby. Bohužel tomu tak úplně není protože k dosažení požadovaného komfortu ve vytápěném suterénu potřebujeme pro podlahové vytápění vyšší teplotu topné vody, než jakou potřebují radiátory. A tak druhá chyba výhodu té první částečně vyrušila.
3. Popis instalace tepelného čerpadla
V objektu rodinného domu je instalováno tepelné čerpadlo země-voda typu NIBE F1145-12. Na vytápěcí systém je napojeno přes akumulační nádobu UKV 500 o objemu 500 litrů topné vody. Ohřev teplé vody je realizován v zásobníkovém ohřívači NADO 500/300 o celkovém objemu 500 litrů.V objektu je vana "pro dvě osoby" a je občas využívána. Ač by se mohlo zdát, že celková zásoba teplé vody je dostatečná, měli jsme s napouštěním této vany problémy. Pokud by bylo v objektu instalováno tepelné čerpadlo s integrovaným zásobníkem teplé vody o objemu 180 litrů, tak bychom už nevystačili s úpravou regulace, ale bylo by nutné dohřívat teplou vodu na vyšší teplotu záložním elektrokotlem. Toto ovšem výrazně zvyšuje provozní náklady. Pak se totiž z tepelného čerpadla stává "luxusní boiler".
| Výkon tepelného čerpadla F1145-12 při průměrných teplotách 2/40°C |
12.03
kW
|
V době, kdy jsme dělali nabídku, nám bylo jasné, že ve výpočtu tepelné ztráty v projektu vytápění je chyba, ale netušili jsme, jak je velká. Pro nabídku jsme počítali se ztrátou zhruba 12 kW. Pokud bychom v té době měli k dispozici náš výpočet, nabízeli bychom tepelné čerpadlo o výkonu 10 kW. Pokud bychom se řídili projektem, tak by naše nabídka byla na tepelné čerpadlo o výkonu 15 kW. Jistou výhodou chyby v projektu vytápění bylo to, že naše dimenzování výkonu tepelného čerpadla a hloubky vrtů bylo srovnatelné s konkurencí.
Dostatečně velký primární okruh eliminuje nedostatky ve vytápěcím systému a tak jsou provozní náklady srovnatelné s jinými, normálně dimenzovanými instalacemi. Na toto téma mohu dodat jenom to, že z hlediska provozních nákladů a životnosti neexistuje předimenzované tepelné čerpadlo. Je jenom otázka, jak má být úsporné, jak dlouho má vydržet a jakou mají tyto okolnosti prioritu při jeho výběru.
Primární okruh je tvořen dvěma geotermálními vrty hloubky 90 metrů. Celkem bylo odvrtáno 180 metrů. Vrty jsou od sebe vzdáleny 15 metrů a jsou bohatě zavodněné. Hladina spodní vody je těsně pod úrovní terénu. Dá se říct, že aktivní hloubka vrtů je srovnatelná s jejich faktickou hloubkou. Tato skutečnost výrazně snižuje provozní náklady a prodlužuje životnost tepelného čerpadla.
4. Údaje o provozních parametrech tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo bylo uvedeno do trvalého provozu dne 20. ledna 2011. Každý rok odečítáme provozní parametry a optimalizujeme provoz tepelného čerpadla tak, aby počet startů a provozních hodin byl minimální. Při poslední servisní prohlídce dne 26. září 2013 byly odečteny následující provozní parametry. Roční průměr je počítán od uvedení do provozu, je to tedy průměr za celé sledované období. Hodnoty spotřeby elektrické energie jsou odečteny z podružného elektorměru před tepelným čerpadlem. Jsou to tedy reálné údaje.| Odečtené hodnoty | Roční průměr | |
| Počet startů kompresoru tepelného čerpadla: |
4 875
startů
|
1 816
startů za rok
|
| Počet provozních hodin tepelného čerpadla: |
5 657
hodin
|
2 107
hodin za rok
|
| Z toho počet hodin pro ohřev TUV: |
931
hodin
|
347
hodin za rok
|
| Poměr startů a provozních hodin kompresoru: |
0.86
startů na hodinu
|
|
| Spotřeba elektrické energie na vytápění a TUV: |
18 432
kWh
|
6 865
kWh za rok
|
| Z toho odběr záložního zdroje - elektrokotle: |
30
kWh
|
11
kWh za rok
|
Pokud má mít tepelné čerpadlo životnost dvacet a více let, je nutné aby se počet provozních hodin pohyboval v rozmezí 1 700 až 2 400 hodin za rok. Pokud zvolíme silnější čerpadlo, logicky má méně hodin a slabší čerpadlo jich má víc. Z tohoto hlediska není daná instalace tepelného čerpadla „předimenzovaná“. Nicméně stejně důležitý je poměr startů a hodin. V ideálním případě by to měl být jeden start na dvě hodiny provozu. Je pravda, že když je výkon tepelného čerpadla nižší jak tepelná ztráta objektu, lze tohoto poměru dosáhnout snadněji, než když je tomu naopak. I velmi poddimenzované tepelné čerpadlo se však může dříve „ustartovat“ než „uběhat“ a předimenzované tepelné čerpadlo lze pomocí regulace seřídit na optimální počet startů za rok.
Tady je důležité si uvědomit jeden fakt. Provozní hodiny dokážeme ovlivnit daleko méně než počet startů. Hodiny jsou logicky dané celkovou spotřebou tepla a výkonem tepelného čerpadla. Pokud ročně objekt potřebuje 20 MWh tepla a tepelné čerpadlo má výkon 10 kW, musí ročně naběhat 2 000 hodin. Počet startů ovlivnit dokážeme. Například zapojením tepelného čerpadla, nastavením regulace atd. Respektive nejdůležitější je vůbec něčí ochota tyto záležitosti řešit, protože co bude za více jak pět let, většinou nikoho nezajímá. Při poslední servisní prohlídce jsme opět trochu „doladili“ regulaci a předpokládáme, že příště to bude 0,75 startů na hodinu provozu a tento poměr budeme stále snižovat až na požadovanou úroveň.
5. Údaje o celkové spotřebě elektrické energie
Zde uvádíme celkovou spotřebu elektrické energie rodinného domu. Údaje jsou převzaté z faktury dodavatele elektrické energie. Jedná se tedy o spotřebu pro vytápění, ohřev teplé vody ale taky pro svícení, vaření atd. Dále uváděné roční náklady jsou včetně poplatků za elektroměr, příplatků a jsou včetně DPH.| Fakturační období | Vysoký tarif | Nízký tarif | Celkem | Náklady | |
|---|---|---|---|---|---|
| 16.9.2011 | 10.9.2012 | 1 250 kWh | 15 350 kWh | 16 600 kWh | 43 700 Kč |
| 11.9.2012 | 09.9.2013 | 1 250 kWh | 16 550 kWh | 17 800 kWh | 50 700 Kč |
Rozdíl mezi zde uváděnou celkovou spotřebou domu a podružným měřením před tepelným čerpadlem je vlastní spotřeba objektu pro svícení, vaření atd. S určitou mírou přesnosti můžeme spotřebu rozdělit na tyto dvě části.
| Roční spotřeba a náklady na svícení a vaření 2012 / 2013 | 10 950 kWh | 31 200 Kč |
| Roční spotřeba a náklady na topení a TUV 2012 / 2013 | 6 850 kWh | 19 500 Kč |
Spotřeba na svícení a vaření se v normálně vybaveném objektu bez nějakých výrazných odběrů navíc pohybuje na úrovni 2 000 až 3 000 kWh. Samozřejmě existují objekty, kdy je tato spotřeba několikanásobně vyšší. Nebudu zde uvádět, o jaký odběr se jedná v tomto konkrétním případě, ale obecně to může být například elektrické vytápění sauny, obří terárium, elektricky vytápěná pec na keramiku a nebo taky výrobní technologie. V tomto konkrétním případě je odběr čtyřnásobný, než je normální spotřeba na svícení a vaření.
Pokud by v tomto objektu nebylo instalováno tepelné čerpadlo, ale plynový kotel, tak by byla elektrická energie účtovaná v sazbě D02d v ceně 4,67 Kč za kWh. To znamená, že spotřeba domu na „svícení a vaření“, tedy spotřeba 10 950 kWh by stála 51 tisíc korun. Samozřejmě bez poplatků za elektroměr. S tepelným čerpadlem objekt odebírá elektrickou energii v sazbě D56d v ceně 2,53 Kč za kWh. Spotřeba domu mimo vlastní vytápění a ohřev TUV stojí pouze 28 tisíc korun. To znamená, že úspora nákladů ve výši 23 tisíc korun je vyšší, než cena za vlastní vytápění. Z tohoto pohledu je v tomto objektu tepelné čerpadlo něco jako „perpetum mobile“. Ceny jsou pro nízký tarif dodávaný společností PRE a platí pro rok 2013. Vysoký tarif pro tepelné čerpadlo není o moc vyšší, zde je cena 3,03 Kč za kWh. V této úvaze byl vzhledem k jeho malé spotřebě tento vliv zanedbán.
Dále se pokusím zhruba vyčíslit celkové náklady na energie u varianty s plynovým kotlem a tentokrát včetně všech poplatků, příplatků a DPH. Náklady na odebranou elektrickou energii ve výši 10 950 kWh v sazbě D02d PRE KOMFORT by byly 53 000,- Kč. Náklady na vytápění a ohřev TUV objektu s tepelnou ztrátou 9,1 kW, teplotou ve vytápěném prostoru 23°C a odběrem 5 000 kWh pro ohřev TUV realizované nízkoteplotním plynovým kotlem by byly 47 000,- Kč (dodavatel RWE). To znamená, že celkové náklady na plyn a elektrickou energii tohoto objektu by byly 100 000,- Kč. U tohoto objektu oproti plynovému kotli tepelné čerpadlo v roce 2013 ušetřilo polovinu, tedy 50 tisíc korun. Nutno podotknout, že ne vždy je tento výsledek tak vynikající.
6. Osobní vyjádření majitele tepelného čerpadla
Dva roky po předání tepelného čerpadla do provozu byl majiteli předložen následující text, s kterým souhlasí. Tento text doplnil o své osobní hodnocení, postřehy a doporučení pro zájemce o koupi tepelného čerpadla.Dne 20. ledna 2011 bylo v našem RD namontováno tepelné čerpadlo firmy NIBE. Montáž prováděli zaměstnanci firmy Mikita Kaplan - ELEKTRO. S instalací a následnou péčí o mě jako zákazníka jsme spokojení a tato technologie po všech stránkách splnila naše očekávání.
7. Poznámka k vyjádření majitele tepelného čerpadla
Součástí ceny našich nabídek PREMIUM je i položka „dosažení úplné spokojenosti“. Tuto položku ve své ceně neměl zahrnut projektant a už vůbec ne dodavatel vytápěcího systému. Bohužel, projektanta jsem na stavbě neviděl ani jednou a topenář po napuštění systému „vyvanul“ tak rychle, že ani nestihl potrubí zaizolovat a o nějakém zaregulování rovněž nechtěl nic slyšet. Po první reklamaci jeho práce přestal brát telefon. Tepelné čerpadlo jsme uváděli do provozu v lednu a v první polovině roku se v objektu topilo jenom pro stavbu. Tak se stalo, že se ty zásadní nedostatky projevily až po uhrazení faktur těmto dodavatelům.Dodělání, předělání, seřízení a doregulování celého systému vytápění probíhalo až na podzim roku 2011 a trvalo až do konce topné sezóny v roce 2013. Tyto práce, které rozhodně nebyly součástí naší dodávky tepelného čerpadla nás stály poměrně hodně času a zákazníka hodně kávy a trpělivosti. Za obojí mu tímto děkujeme. Naštěstí je realizace pouze pár kilometrů od naší kanceláře a tak se jednalo pouze o čas mimo „normální“ pracovní dobu a celá záležitost se obešla bez našich požadavků na uhrazení vícenákladů.
8. Typ pro zájemce o tepelné čerpadlo
Kdysi dávno, když jsem se ještě živil jako projektant vytápění bylo úplně normální, že si projektant nejprve zjistil všechny informace a požadavky. Pak vytvořil pracovní verzi projektu, kterou s investorem konzultoval a byl přítomen na kontrolních dnech na stavbě a řešil všechny případné změny a chyby v projektu. Po určité době po uvedení do provozu se přijel podívat jak to funguje a mohl se poučit ze svých chyb. Dneska se z projektu stal nosič pro kulaté razítko a slouží pouze k tomu, aby si úředník na stavebním úřadu odškrtnul jednu položku z dlouhého seznamu požadovaných dokumentů k vydání stavebního povolení.Díky tomu řada projektantů vůbec nechápe, že projekt vytápěcího systému pro plynový kotel není možné upravit pro tepelné čerpadlo jenom tím, že se místo plynový kotel do technické zprávy napíše tepelné čerpadlo a radiátory se přepočítají z tepelného spádu 70/55° na spád 55/45°C a do zprávy se napíše, že je systém nízkoteplotní. I kdyby měl projektant „zpětnou vazbu“ a dostával informace o tom jak fungují jeho „výtvory“, bude to trvat minimálně deset let, než se této nové technologii přizpůsobí a pochopí všechny souvislosti. Alespoň tak dlouho to trvalo mně a to s tepelnými čerpadly pracuji každý den.
Pokud takový projekt realizuje dodavatel, který zakázku vyhrál díky nízké ceně a nikoliv na základě doporučení, je možnost, že by cokoliv změnil k lepšímu naprosto vyloučená. Naopak, snaží se co nejvíc ušetřit a to celou situaci ještě zhorší. Ve většině případů ale vlastně neví, že dělá něco špatně, protože tomu nerozumí. Zde je můj typ pro zájemce o tepelné čerpadlo. Pokud vybíráte projektanta, dodavatele vytápěcího systému a nebo dodavatele tepelného čerpadla, nejdříve se ho zeptejte, zda by Vám vyprojektoval a nebo nedodal plynový kotel. Pokud řekne ano, nechtějte po něm projekt a nebo dodávku na tepelné čerpadlo. Tento člověk nebo firma se na danou problematiku nespecializuje a zákonitě tomu nemůže rozumět.
9. Fotografie instalace
