Teplovzdušné kúrenie

Okrem klasického radiátorového a podlahového kúrenia, ktoré spoločnosť Solarklima bežne realizuje je možné v praxi aplikovať aj kúrenie teplovzdušné.

Najprv si ujasnime aké má teplovzdušné kúrenie výhody oproti iným spôsobom  vykurovania:

-znižuje nutný počet výmenníkov v systéme a tak je z hľadiska prenosových strát veľmi efektívne

-poskytuje nedostihnuteľnú rýchlosť  vykúrenia priestorov a rýchle reakcie na želané zmeny

-umožňuje preniesť teplo do väčších  vzdialeností a väčších objemov priestoru od zdroja tepla

-zjednodušuje a zefektívňuje spätné získavanie tepla

-umožňuje jednoducho integrovať riadené vetranie nevyhnutné pre nízkoenergetické domy

V tejto oblasti sa v praxi  aplikujú  rôzne spôsoby a spoločnosť Solarklima sa na nich dlhé roky podieľala tak, ako sa dostávali do povedomia zákazníkov a odrážali ich záujem obzvlášť pri výstavbe nízkoenergetických rodinných domov. Trend išiel ruka v ruke so skutočnosťou, že moderné domy sa stávali z hľadiska spotreby energie čoraz menej náročnými  a znižoval sa aj potrebný tepelný potenciál, ktorým už bolo možné objekty spoľahlivo vykúriť. Zároveň s tesnosťou obálky domov sa ako úplná nevyhnutnosť  ukazovala potreba riadenej distribúcie čerstvého vzduchu, odvod vlhkosti, pachov z priestoru a obsahu CO2 z vydýchaného vzduchu.

Pred viac ako desaťročím sa preto stali veľmi populárnymi systémy teplovzdušného vykurovania, ktoré vyvíjala a neustále zdokonaľuje česká spoločnosť  ATREA . V princípe sa jedná o „podlahové“ vykurovanie, ale  v tom zmysle, že vzduch ohriaty vo výmenníku sa distribuuje žľabmi zaliatymi v podlahe. Ukončenie podlahovými mriežkami umožňuje vyfúkavať ohriaty vzduch a realizuje sa obvykle pod okná. Po ohriatí priestoru sa vzduch zbernou vetvou znova nasáva do stroja, kde sa dohreje a celý cyklus sa môže permanentne opakovať za účelom dosiahnutia želanej teploty v priestore. Spoločnosť  Atrea zariadenie  doplnila o druhý okruh, ktorý vyriešil v jednom jedinom zariadení  aj riadené vetranie a rekuperáciu.  Zariadenie sa stalo veľmi sofistikovanou jednotkou, ktorá dokázala pokryť potrebu obyvateľov vo všetkých aspektoch. Ako čerešničku na torte ATREA ponúkla možnosť aplikácie zemného kolektora na symbolický predohrev a chladenie čerstvého vzduchu a tiež umožnila aplikáciu malého tepelného čerpadla namiesto štandardného elektroohrevu. No kým štandardné rozmery vzduchovodov dokážu preniesť dostatok tepelnej energie, pri chladení majú značný problém, ktorý vyplýva z reálnych vlastností vzduchu. Alternatívne  je možné aj  spojenie so solárnym systémom cez združený „IZT“ zásobník . Bližšie informácie o systéme Duplex Atrea  je možné v prípade záujmu získať na :  http://www.atrea.sk/sk/systemy-d3

Nevýhody a výhody: Ako bolo spomínané, nehodia sa na plnohodnotné chladenie v lete, ale hlavný problém je v tom, že zariadenie vyžaduje veľmi dobrú technickú prípravu, kvalifikovaného projektanta a je nesmierne náročné na rozsah a koordináciu stavebných prác, nakoľko systém zasahuje do mnohých oblastí pri samotnej výstavbe, ktoré spôsobujú značnú rozdrobenosť  prác. V spojení  s pomerne vysokou cenou zariadení a komponentov a vzduchotechnických prvkov systému je táto aplikácia jednou z najdrahších v tejto oblasti a je určená hlavne  pre tých, ktorým návratnosť systému nespadá do prvého poradia priorít. Tak ako postupne spoločenská hodnota odbornej práce rastie, sa pre spoločnosť  Solarklima stáva realizácia týchto systémov dosť nerentabilná vzhľadom na spomínaný vysoký podiel manuálnych prác s vysokou mierou charakteristickej rozdrobenosti. Na druhej strane sú užívatelia desiatok týchto zariadení realizovaných spoločnosťou Solarklima veľmi spokojní a zariadenia ATREA patria medzi veľmi vydarené a veľmi spoľahlivé systémy teplovzdušného vykurovania a rekuperácie.

V snahe znížiť vysoký podiel  manuálnych prác a rozsiahlych zásahov do stavebnej konštrukcie stavebných objektov  spoločnosť Solarklima prešla do realizácie systémov decentrálneho rekuperovania pomocou ventilačných tepelných čerpadiel. Hlavnými predstaviteľmi sú v tejto oblasti zariadenia firmy NIBE a Stiebel- Eltron. Táto koncepcia odstránila problém s veľkým nevyhnutným prierezom distribučných teplovzdušných rozvodov a ich rozsahom v rodinných domoch, ktoré neoplývajú práve veľkou rezervou priestoru .  Ak totiž chcete dostať do objektu dostatočný vykurovací výkon len  pomocou vzduchu, ktorý má pomerne malú tepelnú kapacitu na prenášanie  vykurovacieho výkonu a trpí na tlakové straty pri väčších vzdialenostiach a zmenách priameho smeru, potom  je potrebné zrealizovať  v podlahe, stropoch, podhľadoch, stúpačkách a rôznych  prierazoch pomerne veľké potrubia, čo spôsobuje spomínanú extrémnu náročnosť na práce, nároky na zabudovaný stavebný priestor a hlavne prináša nutnosť  na to myslieť ešte pred začatím stavby  a to všetko nejako esteticky ukryť.  A čo si budeme hovoriť, u majiteľov novostavieb je estetika vždy ďaleko pred nevyhnutnými technickými aspektmi a výsledkom sú potom rôzne kompromisy vedúce k problémom s hlučnosťou a nedostatočným výkonom. Mnohé realizačné firmy práve takýmito  neodbornými zásahmi tak výrazne pokazili reputáciu teplovzdušného kúrenia a integrovanej rekuperácie, že sa  sa po internete šíria názory, že tieto spôsoby vykurovania sú hlučné a nekomfortné a dokonca aj málo účinné.

Ako teda vyriešiť  tento problém? Spoločnosť Solarklima skúsila ísť cestou spomínanej decentrálnej rekuperácie a omnoho nižšie realizačné náklady sa stali ďalším podporným argumentom.

Systém ventilačných tepelných čerpadiel

sa opiera o takú technickú možnosť, že sa odstránia z hľadiska objemového prenosu energie priestorovo náročné  vzduchovody nutné na prepravu vykurovacej energie. Dokonca aj integrovaný okruh rekuperácie sa dá  decentralizovať a tak znížiť rozsah  vzduchovodov aj pre spätné získavanie tepla, ktoré je nevyhnutnou súčasťou systémového vybavenia. Východiskom je v tomto prípade využitie  vody  ako transportného média pre prenos energie do vykurovania. Voda totiž dokáže preniesť  mnohonásobne viac energie v nepomerne menšom  objeme, len treba nájsť spôsob, ako do nej energiu efektívne uložiť. K tomuto účelu majú ventilačné tepelné čerpadlá integrovaný zásobník a veľký bonus, ktorým je malé tepelné čerpadielko, ktoré je kŕmené odpadovým vzduchom. Vzduch sa zbiera z priestorov kúpeľní, toaliet, práčovne, kuchyne a od krbu, ak je súčasťou vybavenia domu. Energia takto získaná sa potom ukladá do vody v zásobníku, kde celoročne ohrieva TÚV a v zime slúži aj na kúrenie. Tepelnú stratu domu systém kompenzuje prídavným elektroohrevom, ktorý sa zapája, ak  energia získaná z odpadového tepla nestačí. Vytváraný podtlak zabezpečuje riadené vetranie domu, pričom sa potreba čerstvého vzduchu dopĺňa decentrálne, teda v každej izbe zvlášť. Na to slúžia špeciálne fasádne ventily, ale poznatok z praxe je, že moderné kvalitné okná s mikrovetraním zabezpečia rovnaký efekt a v podstate  kopírujú bežný spôsob vetrania. Vykurovacia energia sa pomocou pomerne tenkých rúrok dopravuje do ventilačných podlahových mriežok pod oknami, alebo do lokálnych fancoilov.

Systém umožňuje v kategórii cenovo výhodnejších riešení  použiť aj klasické radiátory. Pre tých, ktorí nechcú mať viditeľné vykurovacie telesá je k dispozícii možnosť použiť bežnú podlahovku, ale posledné dva spôsoby samozrejme už nepatria výsostne do kategórie teplovzdušného vykurovania.  http://www.nibe.sk/ventilacne-tepelne-cerpadla

Nevýhody a výhody: Podobne ako pri systém Atrea je v zimnom období  sa musí značný podiel  energie dotovať  elektroohrevom. Samozrejme tepelné čerpadielko s priemerným príkonom do 1 kW a výkonom okolo 3,5-4 kW je značným prínosom pre ekonomiku prevádzky,  ale tepelnú stratu domu nemôže v plnej miere pokryť . Obzvlášť ak minimálne polovicu kapacity treba obetovať aj na výrobu TÚV. Obrovskou výhodou je, že práve výroba TÚV je celoročná záležitosť a táto rekuperácia „do vody“ oproti klasickej rekuperácii má plné celoročné využitie. Zariadenie pri nutnosti trvalého vetrania  aj mimo vykurovacieho obdobia vyrába teplú vodu a má k tomu  ideálne podmienky so stabilným faktorom COP. Odvetrávaný vzduch má totiž permanentne okolo 24OC, čo žiadne iné tepelné čerpadlo k dispozícii nemá a v zime sa nemusí trápiť s tým, čo mu poskytne príroda. Výhodou je aj to, že ak sa na podporu tohto systému  použije teplo z krbu, nad ktorým sa umiestni odsávací ventil  rekuperácie stáva sa veľkým prínosom. Krb pomôže vykúriť  hlavný obytný priestor a odpadové teplo z neho poslúži ako potrava pre tepelné čerpadlo, ktoré ho cestou vykurovacích rozvodov dokáže rozdistribuovať po celom dome. Inou alternatívou je výpomoc solárnych panelov, alebo FV panelov, ale vzhľadom na reálnu potrebu energie práve v zime, keď ich produkčná schopnosť padá, je toto riešenie málo efektívne. Je samozrejme na elimináciu spotreby elektrickej energie potrebnej  na kúrenie možné doplniť aj klasické tepelné čerpadlo, ale výsledná cenová úroveň posúva aplikáciu úplne inde, než sme chceli.

V snahe dostať sa k takému teplovzdušnému systému, ktorý by spájal výhody  klasického teplovzdušného   kúrenia  tu popísané  a zároveň odstránil hlavné nevýhody spojené s týmto riešením, boli Spoločnosťou Solarklima v praxi odskúšané teplovzdušné systémy využívané v USA, Kanade, Japonsku, Kórei  a v poslednej dobe hlavne v Číne, vďaka čomu sa stali tieto systémy cenovo bezkonkurenčné. Jedná sa o aplikácie VRF a Free-Match  systémov doplnené o rekuperáciu do TÚV. V princípe ide o samostatný rekuperačný výrobník TÚV a klimatizačnú centrálnu jednotku umiestnenú v exteriéri, ku ktorej sa pripájajú teplovzdušné telesá vo vnútri.

Prevádzkové skúšky ukázali, že táto kombinácia s decentrálnou rekuperáciou je cenovo aj technicky bezkonkurenčná a poskytuje neskutočné nízke prevádzkové náklady a okrem tepla v dome, teplej vody získanej z odpadového tepla  dáva ešte naviac možnosť objekty plnohodnotne chladiť bez nutnosti riešiť ďalšie doplnkové zariadenia. A to všetko za oveľa menších zriaďovacích nákladov, ako keby sa kombinoval klasický systém vykurovania + rekuperácia a obzvlášť  chladenie, ktoré v poslednej dobe sa stáva nevyhnutným doplnkom aj v našich zemepisných oblastiach. Dostať sa pod 50% s investičnými nákladmi oproti klasike s porovnateľnými parametrami  tu vôbec nie je problém!

Čo u nás bráni hromadnému rozšíreniu VRF a Free-Match systémov a čo ich charakterizuje?

  • Hodia sa aj pre väčšie nízkoenergetické domy, nakoľko vyrábané modulové rady  sú  z hľadiska  efektivity určené pre tepelnú stratu nad 9 kW a viac.  Pre nižšie tepelné straty od 5 kW a vyššie sú určené Free Match  systémy, ktoré sa líšia  iba spôsobom distribúcie média pre chladenie a kúrenie. Hlavnou prekážkou je však u oboch systémov   nutnosť  priznať vykurovacie telesá. A to  v Európe  a obzvlášť na Slovensku, kde hrá módny prím podlahovka je menej priechodné, aj keď je to naozaj iba otázkou módneho trendu. Komu však nevadia radiátory, tomu nebudú vadiť ani vykurovacie telesá VRF a Free-Match systému.
  • Často sa so systémami používanými  obzvlášť v USA a Kanade spája predstava, že sú hlučné, že víria prach, že sú náročné na servis a že neposkytujú rovnakú pohodu  ako  tunajšie spôsoby vykurovania. Taktiež je vžitá predstava, že ich účinnosť v zime je slabá a sú dotované elektrickým dohrevom. Zabúda sa však na skutočnosť, že vývoj ide dopredu  a klasická klimatizácia, ktorá bola doménou v Štátoch a Kanade sa postupne nahradila  modernými DC technológiami, ktoré už posunuli  funkčnosť a účinnosť aj pod -25o  Inak by hlavne studená Kanada určite prešla na niečo iné.
  • Vírenie prachu je pri týchto aplikáciách omnoho menšie ako napríklad pri radiátorovom kúrení. Naviac je v nich integrovaný filtračný systém, ktorý účinne zachytáva prach a alergény.
  • Hlučnosť je pri správnom návrhu, pravidelnej údržbe a čistení filtra pod prahom počuteľnosti.
  • Z hľadiska tepelnej pohody a fyziologického vnímania tepla, alebo chladu sa pri použití špeciálnych  parapetných jednotiek dosiahla optimálna pohoda tým, že pri kúrení prebieha proces distribúcie tepla po podlahe a v režime chladenia po zvislej stene. V zime je podlaha príjemne vyhriata a v lete nepadá chladný vzduch na osoby prítomné v priestore.
  • Parapetné  jednotky nahrádzajú   radiátory, teda umiestňujú sa obvykle pod okná  a tým nepôsobia rušivo ako napríklad nástenná klimatizácia.
  • Vykurovanie prebieha teplovzdušne, teda poskytuje všetky výhody rýchleho nábehu a okamžitej reakčnej doby pri požiadavke zmeny teploty.
  • Výroba TÚV je riešená samostatným decentrálnym ventilačným tepelným čerpadlom so zásobníkom bez funkcie ÚK. Pracuje úplne nezávisle od VRF, alebo Free-Match okruhu, vďaka tomu odvetráva, rekuperuje a súbežne vyrába teplú vodu aj počas režimu chladenia, teda aj v lete. To je ďalšia super vlastnosť tejto koncepcie. Všetky bežné systémy sa musia do režimu TÚV cyklicky prepínať, prerušiť kúrenie, alebo chladenie  a až potom sa k nemu vracajú.
  • Najvyššou devízou systému je súbeh COP, čo je vlastnosť, ktorá chýbala doterajším systémom. Napríklad ventilačné tepelné čerpadlá s ÚK funkciou ak presiahli pri odbere tepla výkon zabudovaného tepelného čerpadla, museli odoberať veľký doplnkový výkon z elektroohrevu. To platí aj o klasickej koncepcii Atrea s pasívnou rekuperáciou. V našom prípade je teplo produkované VRF, alebo Free-Match systémom naplno zabezpečené s priemerným COP v hodnote 4 a nielen vykurovacie, ale aj odpadové teplo takto vytvorené pre výrobník TÚV je  4x lacnejšie ako produkované elektroohrevom. Geniálne však je , že odpadové teplo v štvrtinovej cene sa premení s dalšou úsporou pomocou COP tepelného čerpadla v hodnote okolo 4+3,5 na TÚV. Pre pohon kompresora rekuperácie totiž tiež stačí v priemere 3,5 x menej elektrickej energie. Takúto efektivitu nedáva pri výrobe TUV ani solárny systém keď práve svieti slnko. Túto praktickú skúsenosť je potrebné zdôrazniť, lebo málokto si uvedomuje, že  v priemernej domácnosti je dosť obmedzený čas, keď potrebu krytia rekuperačných strát  zabezpečujú „stand by“ režimy spotrebičov, varenie, žehlenie, sprchovanie a pohybová aktivita osôb v dome. Značnú časť dňa totiž trávime v práci, deti v škole a odpadové teplo pre rekuperáciu neprodukujeme. Teplá voda sa však vyrobiť musí…

Čo povedať k výhodám uvedeného  teplovzdušného kúrenia na záver? Nevýhody sme si popísali. Sú však vykompenzované radou nesporných výhod. Obzvlášť ak zakomponujeme do nich výhody vzduchových tepelných čerpadiel, proces chladenia a možnosť aktívnej rekuperácie. Kto sa tepelnými čerpadlami zaoberá profesionálne a má možnosť zhodnotiť ich vlastnosti počas dlhej doby ich prevádzky, ten musí skôr či neskôr dospieť k presvedčeniu, že ideálny systém je ten, ktorý je najlacnejší, najjednoduchší, najspoľahlivejší, má najmenej aktívnych prvkov a na ceste prenosu energie používa najmenej teplovýmenných plôch a nosných médií a teda má najmenej prenosových strát. Neveríte?

Skúsme si teda popísať ako je na tom najsofistikovanejší a z hľadiska stability zdroja energie najpreferovanejší systém tepelných čerpadiel voda-voda s hĺbkovým vrtom. Ak by sme išli postupne od primárneho  zdroja energie teda od zeme, prejdeme k vode, ktorou je zaplavený ideálny vrt, cez stenu zbernej sľučky sa dostaneme do nemrznúcej zmesi, ktorou je naplnená a pokračujeme k výmenníku na výparníku, odtiaľ sa dostaneme do chladiva, prejdeme do kondenzátora, kde prejdeme do vykurovacej vody, putujeme do vykurovaciaho systému a konečne sa dostaneme do vzduchu vo vykurovanom prostredí. Odhliadnúc od toho, že na pohon médií je potrebné rozhýbať sústavu nie práve najúspornejších čerpadiel, je to veľký počet drahých a poruchových prvkov. Je to priam neporovnatelné s tým, čo potrebuje VRF a Free-Match systém. Celý proces je skrátený na vzduch-chladivo-vzduch! Pri výrobe TÚV vzduh-chladivo-voda… To je naozaj všetko čo z hľadiska prenosových médií potrebujete. A chladivo poskytuje aj iné výhody. Nemusíte  sa báť zamrznutia pri výpadku napájania, pri samotnom prenose energie nie je problém so stratami, nakoľko energia je viazaná v zmene skupenstva chladiva a energia sa neuvoľní skôr, než chladivo doputuje do výparníka, alebo kondenzátora. Energia viazaná v zmene skupenstva umožňuje preniesť pomerne tenkými trubkami niekoľkonásobne viac energie, ako pomocou vody. Kúrenie a chladenie sú plne reverzibilné systémy s tými istými komponentmi, ktoré tvoria systém.

Veríme, že sa radi pripojíte k širokému okruhu záujemcov o tieto moderné systémy kúrenia, chladenia  a rekuperácie a oceníte ich cenovú prístupnosť a prevádzkovú úspornosť napriek drobným nedostatkom, ktoré je potrebné iba akceptovať a zvyknúť si na ne.

Ekonomika prevádzky vzduchových VRF tepelných čerpadiel a systémov založených na tomto princípe.

Význam  tepelných čerpadiel spočíva v tom, že dokážu na produkciu energie využiť teplo z okolitého prostredia. Najdostupnejším zdrojom energie je však okolitý vzduch a preto je aplikácia systémov využívajúcich vzduch najjednoduchšia a vylučuje zložitú sústavu čerpadiel a výmenníkov, ktoré sú pre iné princípy nevyhnutné a vyžadujú vysoké investície len na odber samotnej energie (zo zeme, z vody, z vrtov). Pritom už samotný príkon týchto „pomocných“ zariadení a obrovské straty pri prenose cez rôzne média a výmenníky sú argumentom, ktorý je potrebné brať do úvahy.

Spravidla má bežný systém „nevzduchového“ tepelného čerpadla tento reťazec:  voda, alebo zem/výmenník, čerpadlo, nemrznúca zmes/  výmenník/ kompresor, chladivo/výmenník/voda, čerpadlo, výmenník/obehové čerpadlo, vykurovacia voda, vykurovacie teleso/vzduch). Dopad na ekonomiku prevádzky v praxi je preto veľmi citeľný a často sa zámerne zamlčuje, pretože by spôsoboval výrobcom odbytové straty. Je predsa nelogické, aby sa pre každý dohrev teplej vody v lete musel stále rozhýbať energetický reťazec zariadení s príkonom niekoľko kW! Zákazníci sa dajú  nachytať predovšetkým na argument celoročnej stability zemského tepla, čo je však diskutabilné.

VRF a Free-Match systémy sú v podstate špeciálne tepelné čerpadlá vzduch-vzduch s reverzným chodom umožňujúcim kúrenie a chladenie s minimálnym počtom prenosových médií a tepelných výmenníkov. Sú aj špecifickou modifikáciou klimatizačných jednotiek.

V režime vzduch/vzduch je jediným prevodovým médiom ekologické chladivo R410a a tým sa straty obmedzujú na minimum. Na ceste energie nie sú žiadne prevodové výmenníky a cesta získavania energie je naviazaná priamo na výparník (pri chladení) alebo kondenzátor (pri kúrení). A na oboch koncoch je priamo vzduch. Jeho množstvo je riadené úspornými jednosmernými ventilátormi. Jeden vzduch je okolitý – externý, druhý je vnútorný – interiérový. Chladivo má za úlohu pri cyklickej premene skupenstva koncentrovať nízkoúrovňovú energiu okolia do hodnoty úžitkovej teploty vhodnej na vykurovanie alebo chladenie. Aby bola účinnosť vysoká, je celý vykurovací systém spojený do spoločnej exteriérovej jednotky, kde je vysokokvalitný a účinný rotačný kompresor s premenlivým výkonom, ktorý vďaka skupinovému zapojeniu môže byť robustný a môže počítať s dlhou životnosťou. Toto umožňuje pri skupinovom zapojení vykurovacích, resp. chladiacich jednotiek v objekte im pripraviť vždy optimálnu dávku chladiva, ktoré putuje v hydraulicky vyváženom systéme a každá jednotka si vlastným expanzným systémom odoberie len potrebný podiel energie v nízkopotenciálovom režime. Teda hodnota prevádzkovej  teploty je vždy najnižšia možná a kompresor sa zbytočne nenamáha. Má aj pri nízkych okolitých teplotách nízky príkon a COP (faktor účinnosti) si drží nad hodnotou 4. Kompresor komunikuje s jednotkami a sleduje vratný podiel energie v systéme a neustále sa proporcionálne prispôsobuje potrebám kúrenia, alebo chladenia s maximálnou rezervou, čo iné vzduchové systémy v takejto miere neumožňujú.

Ekonomické dôsledky:

  1. Vynechaním enormného reťazca výmenníkov a čerpadiel sa na každý kW produkovanej energie dajú znížiť zriaďovacie investičné náklady na 50%.
  2. Straty na výmenníkoch, prenosových médiách a odber energie pohonu pomocných čerpadiel degraduje proklamovanú účinnosť tepelných čerpadiel voda/voda a zem/voda na takú úroveň, že sa ich ekonomická návratnosť blíži k 10-12 rokom. VRF systém sa obvykle ekonomicky vráti za 3-5 rokov.
  3. Servisné náklady a poruchovosť je nižšia minimálne dvojnásobne.
  4. Pri COP 4 je v porovnaní s elektrokotlom, DEVI podlahovým vykurovaním, alebo infra kúrením elektrikou náklad na 1 kW tepla v hodnote len 250W! To znamená úsporu 75%.
  5. V porovnaní s plynovým kúrením je v praxi dosahovaná úspora 56%, nie sú náklady na paušál plynovej prípojky, systém je bezpečnejší z hľadiska požiarnej bezpečnosti, neplodí exhaláty, neokráda obyvateľov o kyslík, nie je závislý od plynárenskej lobby, a vie sa v budúcnosti zabezpečiť aj vlastným zdrojom energie (fotovoltika, generátor a pod.) čo u plynu možné nie je a nebude. Pritom je smerodajné, že na 100% výkonu bude potrebné si zabezpečiť len 25% elektrickej energie!
  6. Ak sa zariadenie využíva aj na chladenie, odpadá citeľný podiel investície do takéhoto zariadenia, pretože cena samostatnej klimatizácie určenej na chladenie je na hodnote 80%  VRF sytému! Táto úspora je preto dosť podstatná pri ekonomickom hodnotení investície do VRF systému, alebo aj v porovnaní s nejakým samostatným kotlom, klasickým vykurovacím systémom a samostatnou klimatizáciou.

 

 Doplnenie rekuperácie do vody, význam a dôsledky na ekonomiku prevádzky.

Rekuperácia do vody je moderným spôsobom výroby teplej vody z procesu riadeného vetrania. Pritom zdrojom energie je odpadové teplo, ktorého úroveň je vo výške tepelných strát spôsobených nutnosťou vetrať objekty a zaistiť v nich prijateľnú hodnotu CO2 (vydýchaný vzduch), odstránenie neželaných pachov a vlhkosti. Odpadové teplo a vlhkosť produkujú nielen obyvatelia, ale aj domové rastliny, domáce zvieratá, proces varenia, žehlenia, sprchovanie, standby režimy spotrebičov, prevádzka PC a monitorov, televízory, chladničky a podobne.

Základným prvkom rekuperačnej jednotky je malé vzduchové tepelné čerpadlo, ktoré ukladá zozbieranú energiu z odvetrávaného vzduchu do integrovaného zásobníka s vodou. Nakoľko je tepelná úroveň odpadového vzduchu stabilná celoročne, je  veľmi jednoduchým spôsobom zaistená prijateľná úroveň COP na hodnote okolo 3,5 aj s pomerne nenáročným kompresorom bez potreby regulácie otáčok.

Ekonomické dôsledky:

  • Zariadenie je jednoduché a spoľahlivé s minimom pohyblivých častí. Je cenovo veľmi priaznivé.
  • V priestore kde je umiestnené (obvykle kúpeľne) spôsobuje príjemné prehrievanie priestoru prirodzenými stratami (okolo 24 st.C), takže v týchto priestoroch nie je potrebná inštalácia vykurovacích telies.
  • Zariadenie zbiera nielen odpadové teplo z miest kde sú vedené vzduchovody, ale zbiera aj vlastné stratové teplo (teplo prehrievacie) a využíva ho znova v procese rekuperácie.
  • Na ohriatie teplej vody potrebuje 3 a pol násobne menej energie ako elektrický bojler, nakoľko dve tretiny si odoberie z odvetrávaného vzduchu a len jednu tretinu spotrebuje malý kompresor tepelného čerpadielka.
  • Oproti plynovému kotlu je ekonomickejší minimálne o 48%.
  • Dá sa poháňať aj vlastným zdrojom elektrickej energie (stačia 4 FV panely).
  • Vetranie je riadené tým, že zariadenie sleduje spotrebu teplej vody. Teda ak nikto nie je doma, zariadenie zbytočne nevetrá a nemrhá teplom.
  • Správnou voľbou cesty prúdenia odpadového vzduchu je možné dohrievať odvetrávané priestory a zabezpečiť v nich potrebnú úroveň tepelnej pohody aj bez vykurovacích telies.
  • Každé doplnkové vykurovacie teleso (elektrický rebrík a pod.) sa pri prevádzke využije ako potrava pre tepelné čerpadielko a urýchli proces ohrevu zásoby teplej vody, teda inštalácia akýchkoľvek doplnkových tepelných zariadení nie je ekonomicky stratová.
  • Zariadenie má pre prípad enormného odberu teplej vody, alebo pre prípad poruchy aj záložný elektrický ohrev, ktorý umožňuje komfortne preklenúť neobvyklé stavy.

 

Ako si môžeme uvedené údaje premietnuť do konkrétnych čísel.

 Ak má objekt zrealizovaný teplotechnický projekt a projektant uvádza spotrebu energie na plánovaný proces kúrenia a výrobu teplej vody, je možné po dosadení ceny energie vyčísliť plánované náklady. Ak sa jedná napr. o plynové kúrenie, z ceny plynu v danom období, paušálnej sadzby za prípojku si vypočítame cenu za rok. Ak túto hodnotu znížime pri alternatívnom kúrení VRF systémom o 56% a pri výrobe TÚV rekuperáciou o 48%, dostaneme konkrétne náklady na alternatívne riešenie.

  • Ak objekt nemá teplotechnický projekt, ani tepelný audit, potom si zistíme ročné náklady u susedov s obdobnými podmienkami a ich hodnoty považujeme za základ k prepočtu úspor pri zriadení alternatívneho spôsobu so systémom VRF a rekuperáciou do TÚV.

Bez odborného auditu a detailnej znalosti materiálovej skladby a izolačných vlastností  objektu nie je možné presne určiť tepelné straty a teda aj presné náklady na energie. Tiež tu značne vplývajú nároky a zvyklosti obyvateľov.

Je však možné pomerne spoľahlivo vydedukovať o koľko sa v danom objekte zníži energetická náročnosť v porovnaní s iným zdrojom vykurovania a výroby teplej vody tak, ako je to uvedené z empirických hodnôt COP.

  • Pri celoročnej bilancii VRF je potrebné však brať na zreteľ, že náklady na chladenie v letnom období nie je možné zakalkulovať do bilancie a je potrebné tieto náklady oddeliť z hodnoty teplotechnických úspor.
  • Pri chladení je síce COP o málo nižšie, ako pri procese kúrenia (teplo z hlavy kompresora vstupuje do procesu kúrenia priaznivo u chladenia nepriaznivo), preto aj proces chladenia si vyžaduje len 1/3-1/4 elektrickej energie na jednotku chladiaceho výkonu a tiež patrí do veľmi úsporných energetických procesov.

Moderné technológie chladenia, kúrenia, vetrania a rekuperácie …