Témata
Reklama

Příběh dvou budov

Hlavní výhodou soustavy tepelných čerpadel voda - vzduch napojených na dvoutrubkový rozvod vody je vyrovnávání tepelné bilance budovy mezi teplotními zónami, kde jsou velké tepelné zisky (osluněná strana budovy) a teplotními zónami s potřebou dodání tepla (strana budovy ve stínu).

V loňském roce v červnovém čísle byl popsán princip tepelných čerpadel používaných v komerčně využitých budovách. Pro osvěžení paměti si můžeme připomenout, že se jedná o soustavy tepelných čerpadel voda - vzduch. Jednotlivá tepelná čerpadla jsou připojena pružnými hadicemi na dvoutrubkovou soustavu. V této soustavě cirkuluje pouze upravená voda (ne chladivo), do které je buď dodáváno přebytečné teplo (tepelný zisk místnosti) z teplotních zón, nebo je z ní teplo naopak odebíráno a prostřednictvím nahřátého vzduchu předáváno do prostoru budovy. Z tohoto plyne, že jde o tepelná čerpadla s reverzní funkcí, tzn. buď topí, nebo chladí. Pokud budeme hledat analogii v elektrotechnice, potom tepelná čerpadla v této soustavě můžeme přirovnat k transformátorům. Tedy transformujeme - převádíme teplotu z jedné úrovně do druhé úrovně a naopak.
Hlavní výhodou této soustavy je vyrovnávání tepelné bilance budovy mezi teplotními zónami, kde jsou velké tepelné zisky (osluněná strana budovy) a teplotními zónami s potřebou dodání tepla (strana budovy ve stínu). Z toho plyne, že není nutné, aby současně byl v provozu zdroj tepla a zdroj chlazení jako v běžně používaných vzduchotechnických soustavách. Pokud se venkovní teploty blíží k nule nebo jsou pod nulou, potom je automaticky uveden do provozu zdroj tepla, který dodá potřebné množství tepla do soustavy. V létě nebo v období, kdy teplotní zisky budovy převyšují spotřebu tepla (teplota vody je nad limitní hodnotou teploty) je řídicím systémem uvedeno do provozu externí chlazení. V budově, ve které jsou použity jako zdroj tepla zemní kolektory, se přebytečné teplotní zisky ukládají (akumulují) do země.
Reklama
Reklama
Reklama

Dvě budovy v Oklahomě

V americké Oklahomě stojí vedle sebe dvě budovy. První z roku 1987 - "Garet Office Buildings" v Edmondu o vytápěné ploše 1390 m2 je vybavena běžnou vzduchotechnickou soustavou s plynovým kotlem a chlazením umístěným na střeše. Druhá budova postavená roku 1997 je osazena dříve popsanou soustavou tepelných čerpadel. Obě budovy jsou typickými kancelářskými prostorami s velkým prostorem uprostřed pro modulární kanceláře, obestavěným po obvodu privátními kancelářemi a konferenčními místnostmi. Pro porovnání nákladů na klimatizaci jsou v tabulce uvedeny spotřeby a náklady obou budov v průběhu jednoho roku. Pro věrohodné porovnání uvádíme investiční náklady na výstavbu soustav obou typů.
Náklady na instalace soustav v jednotlivých budovách:
  • Budova s tepelnými čerpadly
  • Kompletní potrubní okruhy, strojovna oběhových čerpadel, vnitřní PE potrubí, tepelná čerpadla, vzduchotechnické potrubí, výustky vzt. potrubí, regulace
  • 128 700 USD (69 USD/m2)
  • Budova s běžnou vzduchotechnickou soustavou
  • Chlazení, topení, předehřev, ekonomizér, regulace
  • 100 000 USD (72 USD/m2)
  • Náklady nezahrnují projekty a architektonické řešení.
    Z uvedených čísel plyne, že provozní náklady na vytápění a chlazení budovy se soustavou tepelných čerpadel jsou zhruba třetinové. V tomto okamžiku bychom určitě měli uvažovat o ekonomické návratnosti investice do soustavy s tepelnými čerpadly. Další nespornou výhodou pro investory je pouze zainvestování rozvodu vody s vývody pro připojení tepelných čerpadel v jednotlivých teplotních zónách. Pozdější připojení jednotky není problémem. Samozřejmě projektant v samém počátku musí vědět, jaká bude konečná podoba plně osazené soustavy, a to z důvodu dimenzování potrubí s vodou.
    Architektům tento Comfort systém umožňuje i dodatečně citlivě navrhnout řešení interiéru podle požadavku uživatele pronajatých prostor. Tepelná čerpadla lze díky konstrukci pro horizontální a vertikální instalaci zavěsit pod strop a napojit na vzduchotechnické výtlačné a odtahové potrubí. Rovněž umístění pod parapet okna nebo do rohu místnosti není problémem.

    Příklady dalších aplikací

    Pokud se budeme pohybovat v budově např. typu obchodního centra na pražském Smíchově, kde byl tento systém také realizován, neuvidíme ovládání těchto tepelných čerpadel v jednotlivých místnostech. Vše je řízeno z jednoho místa - centrálního dispečinku (systém LONWorks). Pokud by uvažovaná budova nebyla tak rozsáhlá, potom by bylo možné každé tepelné čerpadlo řídit programovatelným prostorovým regulátorem teploty. Centrální řízení má velký přínos při optimalizaci provozu vytápění a chlazení, neboť umožňuje další snížení energetické náročnosti objektu jako celku. Z pohledu zajištění služeb (u komerčně využitých budov) jsou požadavky uživatelů jednotlivých prostorů na klimatizaci snadno splnitelné. Majitel budovy nebo její správce při účtování nákladů na vytápění nebo chlazení ví, že vstupní náklady na energie jsou nižší díky vyrovnávání tepelné bilance mezi osluněnou částí budovy a částí ve stínu.
    V předcházející části byla popsána především aplikace tepelných čerpadel v budově s komerčním využitím. Prostory jsou rozděleny stavebně na jednotlivé teplotní zóny - obchody,
    které si různí majitelé pronajímají. Ti si mohou zvolit vhodný typ tepelného čerpadla podle toho, aby bylo v souladu s interiérem. Tepelná čerpadla Comfort systému firmy Master Therm CZ, Praha, jsou použitelné i v budovách s jiným využitím. Pokud se podíváme do západní Evropy, pak tepelná čerpadla najdeme v bankách, hotelích, letištích, plaveckých bazénech, školách, nemocnicích a zdravotnických zařízeních, divadlech, restauracích, výrobních závodech, kostelech, knihkupectvích, pivnicích a tento výčet není úplný.
    Výhody tepelných čerpadel systému Comfort
    Přínos tepelných čerpadel systému Comfort, které dodává firma Master Therm CZ, Praha, spočívá v efektivním řešení komfortní klimatizace nových nebo rekonstruovaných budov, renomovaných projektů či rozšiřovaných budov. Tepelná čerpadla různých rozměrů a výkonových řad přes počáteční investice převyšující ostatní systémy o 20 až 25 % poskytují následující výhody:
  • nízké provozní náklady;
  • flexibilní instalaci dvoutrubkového vodního rozvodu vody;
  • odstranění izolace v klimatizovaném prostoru (nebezpečí kondenzace vzdušných par);
  • jednoduchý způsob návrhu dvoutrubkového rozvodu vody;
  • jednoduché rozšíření soustavy;
  • nízká hladina hluku;
  • dlouhá životnost jednotek;
  • velké možnosti řízení - noční útlum, spolehlivost, dálková řízení provozu, autodiagnostika poruch, ochrana jednotlivých dílů.
  • Různá provedení horizontálních a vertikálních čerpadel s třemi různými úrovněmi účinnosti zahrnují:
  • velké horizontální jednotky o výkonu až 35 kW;
  • velké vertikální jednotky do 87 kW;
  • nástřešní jednotky - rooftopy do 70 kW;
  • jednotky voda - voda do 35 kW;
  • samostatně stojící jednotky (např. do rohu místnosti) 1,7 až 5,2 kW;
  • parapetní jednotky do 3,5 kW.
  • Za současnými výsledky stojí více než padesát let zkušeností ve výrobě a výzkumu tepelných čerpadel s více než milionem instalací.
    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 20708
    Datum: 16. 07. 2002
    Rubrika: Inovace / Vytápění a větrání
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Jak ušetřit za energie: Využijte odpadní teplo

    Řada průmyslových provozů využívá různé technologie, při nichž vzniká velké množství odpadního tepla. Tato draze získaná energie často uniká bez užitku, například ve formě odvodu horkých spalin komínem. Na druhé straně teplo potřebujeme na ohřívání vody nebo na vytápění. K tomu, abychom unikající teplo zadrželi a využili je tam, kde je ho potřeba, slouží technologie zpětného získávání neboli rekuperace tepelné energie.

    Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

    Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

    Současné ceny energií jsou pro firmy likvidační

    Pavel Janeček působí v energetice celý svůj profesní život. S redakcí MM Průmyslového spektra se podělil o své dlouholeté zkušenosti z plynárenského byznysu a o názory na řešení energetické krize v České republice. Navrhuje konkrétní východiska a apeluje na rychlé jednání české vlády.

    Související články
    MM Podcast: Glosa - Hra o energii o třech dějstvích

    Mysleme na to, že Evropa je nyní blíže okamžiku bodu zvratu, protože již několik let trvající trend postupného poklesu konkurenceschopnosti tohoto regionu se dostane do ještě strmější trajektorie. Toto obrovské riziko zde reálně hrozí, a pokud na něj nebudeme reagovat a věnovat se jeho řešení, hrozí nám obrovské sociální problémy, které jsme zde za posledních několik desetiletí neřešili. A válka na Ukrajině, která není jeho prvotní příčinou, tento trend dále eskaluje.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    MM Podcast: Glosa - Green Deal je mrtev, ať žije Green Deal!

    V rámci tzv. Zelené dohody přijala Evropská komise návrhy na uzpůsobení své politiky v otázkách klimatu, energetiky, dopravy a zdanění, tak aby se státy mohly podílet na snižování emisí skleníkových plynů do roku 2030 alespoň o 55 % ve srovnání s rokem 1990. Komise plánovala do roku 2050 vytvořit z Evropy první klimaticky neutrální kontinent. Vše ale bylo postaveno na dodávkách ruského plynu. S ohledem na eskalaci studené války a nestabilitu dodávek ropy a zemního plynu na Green Deal ve stávající podobě zapomeňme. Vracíme se k pálení uhlí, mazutu a kdoví čeho ještě...

    Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

    V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

    Inženýrská akademie ČR - Energie pro udržitelný život

    Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem – podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

    Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

    S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

    Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 1. část

    S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

    Úspory naruby - Obraťme toky řek

    Při útlumu uhelných a jaderných elektráren a s nárůstem podílu obnovitelných zdrojů energie, především slunce a větru, nastal problém s přenosem a akumulací jejich elektrického výkonu mimo špičku zatížení elektrizační sítě. Tento problém však mohou i v Česku do značné míry a levně vyřešit stávající vodní díla (přehrady, jezy a hráze včetně turbín a kanálů a regulací) s využitím stávající přenosové soustavy.

    Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

    „Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

    Úspory naruby - Lži o úsporách v domácnostech

    Poté, co již máme jasno, jak je to s úsporou v případě úsporných světelných zdrojů. Víme čím, jak a kde svítit, přinášíme další díl seriálu Úspory naruby. Tentokrát se podíváme na zoubek spotřebičům v domácnosti.

    Úspory naruby - Zákaz výroby a dovozu halogenových žárovek

    Pod tímto nadpisem redakce připravila sérii zásadních článků o odvrácených stranách tzv. úspor, jejichž skutečné výsledky jsou často přinejmenším sporné.

    Progres v navyšování podílu na trhu

    Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit