Alternativní zdroje tepla


Popis:
Jedná se aplikaci kaskády plynových tepelných čerpadel na vytápění, ale též ohřev TV. Plynová TČ mohou být aplikována jako hlavní a jediný zdroj tepla nebo mohou být zapojena v bivalenci s kondenzačními kotli na zemní plyn.
Opatření plynových tepelných čerpadel je poměrně nový produkt na českém trhu a na panelových objektech doposud nebyl aplikován.
Tepelná čerpadla lze chápat jako účinnější avšak investičně nákladnější alternativu ke kotelně na zemní plyn.
Obrázek: Plynové tepelné čerpadlo Robur
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
Nižší provozní náklady Nižší emise CO2 Výborná regulace
|
Závislost na dodávce ZP Náročnější servis Vyšší investiční náklady Málo rozšířené a ověřené řešení |
Příležitosti |
Hrozby |
Nové perspektivní zdroje tepla pro budovy |
Vysoké ceny ZP |
Základní technické parametry
Výzkum se v oblasti energetiky zejména zaměřuje na analýzu průměrné účinnosti výroby tepla. Z podkladů výrobce Robur (2009) byla prozatím použita hodnota topného faktoru 1,3.
Ekonomika
Výpočet investice do plynových tepelných čerpadel byl konzultován s výrobcem viz Sanyo (2009). V rámci výpočtu investice se opatření též automaticky „navrhuje“. Na 100% pokrytí ztrát se skládá kaskáda z celkem 4 druhů tepelných čerpadel různého výkonu. K těmto je pak variabilně přičtena cena okolního příslušenství a vlastní práce.
Investiční náklady:
TC 35 kW |
676 000 |
Kč včetně příslušenství |
TC 45 kW |
745 000 |
Kč včetně příslušenství |
TC 56 kW |
832 000 |
Kč včetně příslušenství |
TC 71 kW |
910 000 |
Kč včetně příslušenství |
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 2% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a poměrně příznivý emisní koeficient pro zemní plyn.
Podklady, citace:
www.Sanyo
www.robur

Popis:
Jedná se o klasické provedení kaskády tepelných čerpadel v kaskádě spolu s bivalentním elektrokotlem.
V praxi je již toto opatření několikrát na panelových domech instalováno. Pozičně se tepelná čerpadla umisťují na střechu nebo do sousedního pozemku v opláštění.
Často jde pro instalaci o ekonomický model energy performance contracting.
Typů tepelných čerpadel je v současné době celá řada. Základní výčet je uveden níže:
TČ s pístovými kompresory - jsou levnější, mají horší topný faktor a jsou mírně hlučnější. Životnost pístového kompresoru je okolo 15 let, za dobu životnosti TČ je třeba počítat s jeho výměnou jedenkrát
TČ se spirálovými kompresory scroll - jsou dražší, dosahují však nejlepších topných faktorů. V současnosti je to nejpoužívanější typ. Životnost kompresoru scroll je nejméně 20 roků.
TČ s rotačními kompresory - lze se s nimi setkat u klimatizačních zařízení a levnějších TČ. Mají o něco horší topný faktor než TČ s kompresory scroll.
Absorpční tepelná čerpadla - pracují bez kompresoru a jsou tedy zcela nehlučná. Nevýhodou je horší topný faktor. V současnosti se pro vytápění používají výjimečně, vyskytují se však u klimatizačních zařízení.
Obrázek: Tepelné čerpadlo vzduch - voda Stiebel - eltron WPL33.
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
Nižší provozní náklady Výborná regulace
|
Závislost na dodávce elektřiny Náročnější servis Vyšší investiční náklady Málo rozšířené a ověřené řešení |
Příležitosti |
Hrozby |
Nové perspektivní zdroje tepla pro budovy |
|
Základní technické parametry:
Pro energetiku byl podrobně analyzován průměrný topný faktor během otopného období dle křivky topného faktoru dodané jedním z výrobců jednotky. Celkový výsledný topný faktor, tedy účinnost výroby tepla zdrojem byla stanovena na 279%.
Ekonomika:
Investiční náklady na jednotlivé systémy se vypočítávají automaticky vždy pro specificky dimenzovaný systém. Tepelná čerpadla se dimenzují ve výpočetním modelu na 80% tepelných ztrát a skládají se vždy z jednoho typu čerpadla do kaskády. K této kaskádě se připočítávají náklady na příslušenství a práci.
Investiční náklady:
Investiční náklady jsou blíže popsány v metodickém postupu.
Položka |
Cena |
|
Cena celkem |
TČ WPL 33 vnitřní provedení |
225 457 Kč |
7 |
1 503 047 Kč |
příslušenství vnitřní provedení |
23 752 Kč |
2 |
47 504 Kč |
akumulační zásobník topné vody 1000l |
80 000 Kč |
1 |
80 000 Kč |
UP 25-80 oběhové čerpadlo nabíjení |
5 531 Kč |
2 |
11 062 Kč |
tlaková hadice 1m, DN32 |
1 627 Kč |
4 |
6 508 Kč |
WPMW II ekvitermní regulace nástěnná |
13 215 Kč |
2 |
26 430 Kč |
deskový výměník WT 30 pro přípravu TV pomocí SB |
26 940 Kč |
4 |
107 760 Kč |
SB |
51 430 Kč |
4 |
205 720 Kč |
WD 1012 - izolace k SB |
10 259 Kč |
4 |
41 036 Kč |
FCR 28/120 - topná příruba do SB |
15 944 Kč |
4 |
63 776 Kč |
B 28 - zaslepovací příruba do SB |
2 771 Kč |
4 |
11 084 Kč |
UP 25-60 oběhové čerpadlo nabíjení TV (TUV) |
3 574 Kč |
8 |
28 592 Kč |
Montáž + stavební přípomoce |
|
|
400 000 Kč |
|
|
|
|
|
Cena celkem |
|
2 132 519 Kč |
Měrná cena na kW tepelné ztráty se pohybuje řádově kolem 11000 Kč/kW
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 2% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2:
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a průměrný emisní koeficient pro elektřinu viz Petrák (2005).
Popis metodiky:
Výpočetní algoritmus na základě tepelné ztráty objektu dle redukčního koeficientu ( ) určí potřebný výkon tepelných čerpadel a jejich počet (TČ Stiebel elektron o výkonu 33 kw).
Příslušenství tepelných čerpadel jsme na základě analýzy realizovaných projektů rozdělili do několika skupin – fixni náklady na projekt (180 000 Kč), set příslušenství na každých 100 kw výkonu TČ ( 98 012 Kč) a set příslušenství na každých 50 kw výkonu TČ (486 640 Kč).
Algoritmus vypočte investiční náklady, celkovou cenu vyrobené energie, provozní náklady, případnou úsporu a prostou návratnost.
Podklady, citace:
- Zdroje cen:
Tištěný ceník tepelných čerpadel Stiebel-Eltron + DPH
- Detailní rozpočty realizovaných projektu
- Osobní konzultace – pan Helebrant, Stiebel-Eltron
Popis
Jedná se o instalaci objektové kotelny na zemní plyn. Kotelna obhospodařuje jak vytápění, tak ohřev TV.
V praxi jsou některé případy těchto instalací. Pokud je v dosahu dostatečná přípojka plynu, jedná se o logickou první variantu alternativy k CZT.
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
Nižší provozní náklady Nižší emise CO2 Výborná regulace |
Závislost na dodávce ZP Ověřené řešení Přijatelné investiční náklady |
Příležitosti |
Hrozby |
Snižování spotřeby primární energie |
Vysoké ceny ZP |
Základní technické parametry:
Z pohledu energetiky se výzkum zaměřil opět na účinnost výroby tepla. Dle Chyba (2005) byla použita průměrná roční účinnost 86%.
Ekonomika:
Z pohledu investičních nákladů se kotelna na ZP dimenzuje na 120 % tepelných ztrát objektu. Kotelna se poté skládá z jednoho druhu kotle. K tomuto se poté připočítávají náklady na obecně fixní a variabilní příslušenství, komínovou techniku, vzduchotechniku a úpravu potrubí.
Položka kotelny |
cena položky |
kondenzační kotel 120 kW x 2 = 240 kW |
220 000 Kč |
Zabezpečovací zařízení |
50 000 Kč |
Komínová technika, neutralizace |
75 000 Kč |
Vzduchotechnika kotelny |
85 000 Kč |
Úpravna topné vody, doplňování, odplyňování |
119 000 Kč |
Kotlová čerpadla, uzávěry, filry |
108 000 Kč |
Hydraulický vyrovnávač (15,0 m3/h), uzávěry |
43 000 Kč |
Úpravy potrubí ÚT v kotelně |
55 000 Kč |
Čerpadla a armatury okruhu ÚT a ohřevu TV |
95 000 Kč |
Úpravy potrubí a armatur plynoinstalace, bezpečnostní uzávěr BAP DN65 |
65 000 Kč |
Regulace v kotelně : 1x ÚT dle venkovní teploty , 1 x TV, havarijní stavy, úpravy elekroinstalace |
155 000 Kč |
Stavební přípomoce, propojení s otopnou soustavou |
600 000 Kč |
Projekční a inženýrská činnost |
53 400 Kč |
Technická pomoc |
71 200 Kč |
Celkem bez DPH |
1 794 600 Kč |
DPH 19% |
361 874 Kč |
Celkem s DPH |
2 156 474 Kč |
Měrná cena na kW tepelné ztráty je 8900 Kč/kW
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 2% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a poměrně příznivý emisní koeficient pro zemní plyn.
Investiční náklady, popis metodiky:
Výpočetní algoritmus na základě tepelné ztráty objektu dle koeficientu pro návrh výkonu zdroje (aktuálně 1,20) určí potřebný výkon kotelny na zemní plyn.
Algoritmus rozlišuje malé objekty – s potřebou tepla do 42 kW – pro které kalkuluje řešení na klíč v ceně 344 000 Kč.
Pro ostatní objekty model určí vhodný počet kondenzačních kotlů s tepelným výkonem 120 kW (v ceně 110 000 Kč bez DPH).
Příslušenství kondenzačních kotlů jsme na základě analýzy realizovaných projektů rozdělili do několika skupin – fixni náklady na projekt (270 000 Kč), set příslušenství na každých 360 kw výkonu kotlů ( 151 000 Kč), komínová technika kotlů (základ 75 000 s růstem o 50% na každé další 4 kotle), vzduchotechnika (85 000 s růstem o 30% na každých dalších 720 kW výkonu), úpravna TV (119 000 s růstem o 100% na 7 nebo další kotel), úprava potrubí (základ 30 000, v případě více kotlů 55 000), čerpadlo příslušné kotli (25 000 Kč), stavební úpravy (za první až třetí kotel po 150 000 Kč, za každý další 50 000 Kč), projekce ( 30 000 Kč základ a 2000 Kč za každý kotel) a technická pomoc (základ 40 000 Kč a po 10 000 za každý instalovaný kondenzační kotel.)
Algoritmus vypočte investiční náklady, celkovou cenu vyrobené energie, provozní náklady, případnou úsporu a prostou návratnost.
Podklady, citace:
- Zdroje cen:
Detailní rozpočty realizovaných projektu na 5 místech
- Předešlé výpočty ekoWatt
Popis:
Jedná se o instalaci klasického systému sériových jednotek tepelného čerpadla vzduch – voda na vyústění odpadního vzduchu ze stoupacího odvětrávacího potrubí panelového domu, ze které si čerpadlo “přisává“ ohřátý odpadní vzduch odvětraný z bytových jednotek. Tímto se, především v chladnějších obdobích roku, pozitivně ovlivňuje topný faktor tepelného čerpadla.
Tepelné čerpadlo bude umístěno buď na střeše domu, nebo v suterénu, resp. technickém podlaží, na ventilační šachtě.
Tepelné čerpadlo bude ohřívat vodu v centrálním zásobníku teplé vody.
Při použití tohoto systému je nutná návaznost na podtlakový systém větrání bytových jednotek.
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
využití tepla odpadního vzduchu z bytových jednotek; snížení nákladů na ohřev teplé vody oproti centrálnímu zásobování; díky teplému odpadnímu vzduch vyšší topný faktor tepelného čerpadla v chladnějších měsících; ekologický zdroj teplé vody; odstavení se od centrálního zásobování teplou vodou; soběstačnost bytového domu v zásobování teplou vodou; |
nutnost vyřešení hlučnosti, zejména při umístění na střeše; při výrazném poklesu teplot menší topný faktor čerpadla;
|
Příležitosti |
Hrozby |
při dalším zdražování tepla z centrálních zdrojů nastane zvýšení úspor na ohřev teplé vody; |
možnost poškození vandaly; porucha zařízení; |
Základní technické parametry:
Pro energetiku byl podrobnì analyzován prùmìrný topný faktor bìhem otopného období dle køivky topného faktoru dodané jedním z výrobcù jednotky. Celkový výsledný topný faktor, tedy úèinnost výroby tepla zdrojem byla stanovena na 340%.
Ekonomika:
U ekonomiky opatření se počítá s kompletním pokrytím potřeby přípravy teplé vody těmito čerpadly. Podle potřebného výkonu se též počítá počet těchto čerpadel. Dále se k jednotkám přidávají akumulační nádoby, příslušenství a cena práce.
Algoritmus nejprve z denní potřeby teplé vody stanoví potřebnou energii na denní ohřev TUV. K tomu je použita proměnná 69 kWh na ohřev 1m3 vody o 45 stupňů (ztráta 40%) a proměnná prům. zisku kWh z 1 m2 – 3,8.
Následně je výpočtem přiřazen příslušný počet TČ vzduch voda (dle ceníku Stiebel-Eltron uvažujeme tři výkonové kategorie:
Jako bivalentní zdroj uvažujeme elektrokotel Rejnok 28 kW v ceně 15 000. V modelu je jako parametr uvažované % krytí denní spotřeby TV bivalentním zdrojem, výchozí parametr je 20%. Na jeho základě je dimenzován celkový počet kotlů.
Akumulační nádoba je uvažována v objemu 1000l (19000 Kč). Cena expanzní nádoby se pohybuje okolo 6700 Kč.
Z důvodů vysoké ceny TČ se vyplatí uvažovat svádění výstupů větracích šachet dohromady pro 1 TČ. Od tohoto předpokladu se odvíjí cena těchto izolovaných kanálů, která při ceně
Reinvestice:
Životnost TČ je 15-20 let, poté výměna dvou hlavních součásti:
Kompresor – cca 20 000 Kč
Ventilátor – cca 10 000 Kč
Investiční náklady:
položky |
ks |
cena |
cena celkem |
Tepelné čerpadlo 33kW |
3.00 |
385 000.00 |
1 155 000.00 |
Tepelné čerpadlo 23kW |
1.00 |
350 000.00 |
350 000.00 |
Příslušenství celkem |
1.00 |
325 700.00 |
325 700.00 |
Práce montáž |
1.00 |
1 450 000.00 |
1 450 000.00 |
Konečná cena |
|
|
3 280 700.00 |
Tabulka 1: Investiční náklady na instalaci opatření
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 3% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2:
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a průměrný emisní koeficient pro elektřinu viz Petrák (2005).
Popis metodiky:
Podklady, citace:
- Stiebel - Eltron, výpočetní excel. Stiebel - Eltron_Ekonomika
- Gard Analitics, hodinová klimatická databáze Praha.
- Tištěný ceník Stíebel-Eltron.
-Telefonická konzultace: pan Helebrant, Stiebel-Eltron.

Popis:
Lokálním ohřevem teplé vody v bytech je možno významně minimalizovat tepelné ztráty v rozvodech panelového domu. Ve výpočtovém modelu bylo uvažováno s průtokovým ohřívačem, který bude zásobovat kuchyňský dřez a zásobníkovým ohřívačem, který bude zásobovat koupelnu. Vývoj výpočtového modelu je neustále v procesu a nejsou v něm prozatím z hlediska energetiky uvažovány tepelné ztráty zásobníkového ohřívače. Ve výpočtu ekonomiky již zásobníkový ohřívač zahrnut je.
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
odstranění tepelných ztrát cirkulací; nepřerušení dodávky při odstávce centrálního zdroje TV; úspora provozních nákladů ve srovnání s centrální přípravou TV; |
více menších zásobníků má větší ztrátu než jeden velký; záběr místa v bytě; |
Příležitosti |
Hrozby |
při dalším zdražování tepla další nárůst úspor; |
|
Základní technické parametry:
Celková účinnost systému výroby a distribuce tepla na přípravu teplé vody byla počítána jako součin následujících parametrů. Účinnost výroby, účinnost regulace, účinnost distribuce uvnitř objektu a účinnost distribuce vně objektu. Tyto parametry byly, pro průtokový ohřívač vody umístěný pod kuchyňským dřezem, odhadnuty na 97% účinnost pro výrobu, 100% účinnost pro regulaci, 99% účinnost pro distribuci uvnitř objektu a 100% účinnost distribuce vně objektu. Celková účinnost systému výroby a distribuce tepla pro přípravu teplé vody je tedy 96%.
Ekonomika:
Pro výpočet ekonomiky tohoto opatření byly uvažovány dva typy bytů. První typ bytu s kuchyní, koupelnou s jedním umyvadlem a se sprchovým koutem. Druhý typ bytu s kuchyní, koupelnou s jedním umyvadlem a vanou. Zastoupení výše uvedených variant bylo odhadnuto v poměru 60% koupelny se sprchovým koutem ku 40% koupelny s vanou.
Investiční náklady:
Položka |
Kč bez DPH |
průtokový ohřívač kuchyň |
2 890,00 |
montáž průtokového ohřívače |
1 500,00 |
zásobník na přípravu TV 80l v koupelně |
5 074,00 |
montáž zásobníkového ohřívače |
1 300,00 |
Tabulka 1: Náklady na provedení opatření lokálního ohřevu teplé vody v bytě se sprchovým koutem.
Položka |
Kč bez DPH |
průtokový ohřívač kuchyň |
2 890,00 |
montáž průtokového ohřívače |
1 500,00 |
zásobník na přípravu TV 150l v koupelně |
6 322,00 |
montáž zásobníkového ohřívače |
1 300,00 |
Tabulka 2: Náklady na provedení opatření lokálního ohřevu teplé vody v bytě s vanou.
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 1% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2:
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a průměrný emisní koeficient pro elektřinu viz Petrák (2005).
Podklady:
- Vogel. Analýza průtokových ohřívačů Ekowatt
- Ceny: -http://www.clage.cz/

Popis:
Jedná se o instalaci klasického systému sériových jednotek tepelného čerpadla vzduch – voda. Tepelné čerpadlo bude umístěno buď na střeše domu, nebo v suterénu, resp. technickém podlaží.
Tepelné čerpadlo bude ohřívat vodu v centrálním zásobníku teplé vody.
Obrázek: Tepelné čerpadlo vzduch - voda Stiebel - eltron WPL33.
SWOT analýza:
Silné stránky |
Slabé stránky |
snížení nákladů na ohřev teplé vody oproti centrálnímu zásobování; ekologický zdroj teplé vody; odstavení se od centrálního zásobování teplou vodou; soběstačnost bytového domu v zásobování teplou vodou; |
nutnost vyřešení hlučnosti, zejména při umístění na střeše; při výrazném poklesu teplot menší topný faktor čerpadla;
|
Příležitosti |
Hrozby |
při dalším zdražování tepla z centrálních zdrojů nastane zvýšení úspor na ohřev teplé vody; |
možnost poškození vandaly; porucha zařízení; |
Základní technické parametry:
Pro energetiku byl podrobnì analyzován prùmìrný topný faktor bìhem otopného období dle køivky topného faktoru dodané jedním z výrobcù jednotky. Celkový výsledný topný faktor, tedy úèinnost výroby tepla zdrojem byla stanovena na 292%.
Ekonomika:
U ekonomiky opatření se počítá s kompletním pokrytím potřeby přípravy teplé vody těmito čerpadly. Podle potřebného výkonu se též počítá počet těchto čerpadel. Dále se k jednotkám přidávají akumulační nádoby, příslušenství a cena práce.
Algoritmus nejprve z denní potřeby teplé vody stanoví potřebnou energii na denní ohřev TUV. K tomu je použita proměnná 69 kWh na ohřev 1m3 vody o 45 stupňů (ztráta 40%) a proměnná prům. zisku kWh z 1 m2 – 3,8.
Následně je výpočtem přiřazen příslušný počet TČ vzduch voda (dle ceníku Stiebel-Eltron uvažujeme tři výkonové kategorie:
Jako bivalentní zdroj uvažujeme elektrokotel Rejnok 28 kW v ceně 15 000. V modelu je jako parametr uvažované % krytí denní spotřeby TV bivalentním zdrojem, výchozí parametr je 20%. Na jeho základě je dimenzován celkový počet kotlů.
Akumulační nádoba je uvažována v objemu 1000l (19000 Kč). Cena expanzní nádoby se pohybuje okolo 6700 Kč.
Z důvodů vysoké ceny TČ se vyplatí uvažovat svádění výstupů větracích šachet dohromady pro 1 TČ. Od tohoto předpokladu se odvíjí cena těchto izolovaných kanálů, která při ceně
Reinvestice:
Životnost TČ je 15-20 let, poté výměna dvou hlavních součásti:
Kompresor – cca 20 000 Kč
Ventilátor – cca 10 000 Kč
Investiční náklady:
položky |
ks |
cena |
cena celkem |
Tepelné čerpadlo 33kW |
3.00 |
385 000.00 |
1 155 000.00 |
Tepelné čerpadlo 23kW |
1.00 |
350 000.00 |
350 000.00 |
Příslušenství celkem |
1.00 |
325 700.00 |
325 700.00 |
Práce montáž |
1.00 |
1 450 000.00 |
1 450 000.00 |
Konečná cena |
|
|
3 280 700.00 |
Tabulka 1: Náklady na provedení opatření
Provozní náklady:
Provozní náklady jsou dle postupu v EN15459:2007 vyjádřeny jako procenta z původní investice. U tepelného čerpadla obecně jsou uvedena každoročně 3% investic z investičních původních nákladů.
Emise CO2:
Z pohledu úspory emisí do výpočtu vstupuje energetika opatření a průměrný emisní koeficient pro elektřinu viz Petrák (2005).
Podklady, citace:
- Tištěný ceník Stíebel-Eltron.
-Telefonická konzultace: pan Helebrant, Stiebel-Eltron.
Download:
Katalog_uspornych_opatreni_zdroje.pdf