Tisk

CO BY VÁS MOHLO ZAJÍMAT

MULTIFUNKČNÍ JEDNOTKA S TČ

JednotkaMultifunkční kompaktní jednotka s tepelným čerpadlem pro vytápění, ohřev vody a beznákladovou klimatizaci pasivního domu. Koncept pasivního domu ukázal, že spotřebu tepla na vytápění lze díky výborně izolující obálce domu s nízkou průvzdušností, orientací většiny oken jižními směry, případně použitím ventilační jednotky s rekuperací snížit až na hodnotu 15 kWh/rok na 1 m2 podlahové plochy. Pro vytápění takového rodinného domu stačí výkon tepelného zdroje do 2 kWh a nastává dilema, jaký zdroj tepla použít. Investovat do klasického otopného systému je totiž plýtváním penězi.

Samozřejmě se nabízí možnost použít v domě několik malých přímotopů a spokojit se s tím, že nízkou spotřebu tepla pasivního domu pokryji tím nejdražším způsobem – odporovým elektrickým ohřevem. Pak je ale ještě nutno nějak řešit ohřev vody a je vhodné provést i nějaká opatření proti přehřívání domu v létě. Vodu lze sice ohřívat systémem se slunečními kolektory, musíme si však uvědomit, že zhruba polovinu teplé vody budeme muset ještě ohřát jinak, třeba opět odporovým elektrickým ohřevem. A ani pasivní opatření proti letnímu přehřívání domu nemusejí být zdaleka levná a dostatečně účinná. Pokud se rozhodneme pro pořízení klimatizační jednotky, musíme počítat s nemalými investicemi i s velkými provozními náklady.

Obdobné pořizovací náklady musíme vydat, vsadíme-li na zemní plyn jako základní energetické medium. Jen přípojka a rozvod zemního plynu stojí desetitisíce korun. S investicemi v podobné výši musíme počítat i při použití zdroje tepla ze spalování biomasy. Rozumné zajištění celoročního teplotního komfortu v pasivním domě a ohřev vody za přijatelnou cenu výše zmíněnými způsoby rozhodně nepořídíme levněji než za částku výrazně převyšující 100 tisíc Kč.

Dimenzování tepelného čerpadla a synergetické využití s ním spojených systémů.

Samozřejmě i tepelné čerpadlo je vážným kandidátem na vytápění pasivního domu. Pokud se podíváme na nabídku trhu, najdeme jen málo tepelných čerpadel malého výkonu za přijatelnou cenu vhodných pro vytápění pasivního domu. Zde z řady vystupuje firma ELTEX nabízející cenově dostupné funkční sestavy malých kvalitních tepelných čerpadel země-voda. Obrovskou výhodou funkčních sestav je, že zákazníkovi není s tepelným čerpadlem vnucována drahá řídící elektronika, sestava obsahuje pouze nutné prvky ochrany tepelného čerpadla. Taková sestava se proto může stát srdcem multifunkční kompaktní jednotky pro vytápění, ohřev vody a beznákladovou klimatizaci pasivního domu. Pokud zvolíme tepelné čerpadlo o výkonu 5 kW, bude to bohatě postačující nejen pro vytápění pasivního domu, ale i pro ohřev vody v přiměřeně velkém bojleru. Pokud zvážíme, že na osprchování je třeba 30 l teplé vody, toto množství ohřeje tepelné čerpadlo za cca 15 minut. Pro čtyřčlennou rodinu tedy stačí použít 80 l bojler s tepelným výměníkem.

Pro vytápění pasivního domu se již osvědčilo nízkonákladové podlahové topení, které je bezproblémově používáno v kombinaci s plynovým kondenzačním kotlem viz [1]. Jenže podlahové topení nemusí být používáno jen k topení, může v létě sloužit i k účinné klimatizaci domu cirkulací chladného media v podlahovém topení. Dá se vypočítat, že pokud bude podlaha domu o (2–4)°C studenější než zbytek interiéru domu, což je z pocitového hlediska zcela přijatelné, bude z domu odváděn tepelný výkon (1–2)kW. To by mělo být pro klimatizaci pasivního domu postačující i při velkých vedrech.

Použijeme-li k vytápění pasivního domu tepelné čerpadlo země-voda, musíme vybudovat zemní výměník, z něhož tepelným čerpadlem odebíráme teplo. Při roční spotřebě tepla na vytápění kolem 2000 kWh a stejné spotřebě tepla na ohřev vody postačuje pro pasivní dům zemní výměník představovaný (100–150)m polyetylenové hadice o vnějším průměru 32 mm zakopaný do hloubky (1–1,2) m. To můžeme například realizovat jako dva závity kolem domu uložené na protilehlých okrajích výkopu o šířce 0,6 m. Zemní výměník ale nemusíme používat jen jako zdroj tepla pro tepelné čerpadlo, může sloužit i jako přímý zdroj chladu do podlahového topení (v létě by se mělo říkat podlahové chlazení) a takto dům klimatizovat. A paradoxně, čím více budeme takto v létě klimatizovat, tím více si zemní výměník vyhřejeme a o to vyšší bude topný faktor tepelného čerpadla při topení v zimě. V létě je též možné ohřívat vodu v bojleru teplem z podlahového topení, čímž získáme médium o vyšší teplotě než ze zemního výměníku a tak opět zvýšíme topný faktor tepelného čerpadla.

1 Schema

Multifunkční kompaktní jednotka s tepelným čerpadlem.

Všechny výše uvedené možnosti synergetického působení systémů z předchozí kapitoly lze využít pomocí multifunkční kompaktní jednotky s tepelným čerpadlem, jejíž schéma je znázorněno na Obr. 1. Obvody vně funkční sestavy tepelného čerpadla jsou vzájemně propojeny a musejí být naplněny nemrznoucí směsí (na bázi lihu). Do systému je též třeba zařadit jednu uzavřenou expanzní nádobu.

Provoz jednotky je řízen prostorovým termostatem T1, bojlerovým termostatem T2 (viz. Obr. 1) a přepínačem letního a zimního provozu na ovládacím panelu jednotky takto:

V zimě je přednostně ohřívána voda v bojleru podle nastavení termostatu T2 a dům je vytápěn podlahovým topením podle nastavení termostatu T1 pomocí tepelného čerpadla, které si bere teplo ze zemního výměníku.

V létě je přednostně ohřívána voda v bojleru podle nastavení termostatu T2 pomocí tepelného čerpadla, které si bere teplo z podlahového topení, a dům je klimatizován podlahovým topením podle nastavení termostatu T1 přímo chladem ze zemního výměníku.

V přechodném období, kdy nechceme topit, ale ani chladit, nastavíme zimní provoz a nízkou teplotu na termostatu T1 (zablokujeme topení). Vodu v bojleru pak budeme ohřívat tepelným čerpadlem teplem ze zemního výměníku. V případě, že nám již mírné chlazení domu nevadí, nastavíme letní provoz a vysokou teplotu na termostatu T1 (zablokujeme chlazení). Vodu v bojleru pak budeme ohřívat tepelným čerpadlem teplem z podlahového topení.

Prakticky jednotka funguje tak, že ovládání jednotky musíme přednastavit jen několikrát do roka. Ručně přepínáme jen mezi zimním a letním provozem, na bojlerovém termostatu T2 máme nastavenu teplotu vody fixně a prostorovým termostatem T1 nastavujeme žádanou teplotu v domě či blokujeme topení nebo chlazení. Pro řízení teploty plně postačuje zvolit jednu referenční centrální místnost, protože v pasivním domě není ani principiálně možné dosáhnout významných teplotních rozdílů mezi místnostmi. Stejně tak kolísání teploty v rámci rozdílu ½ °C, zaručené prostorovým termostatem T1, je plně v souladu s požadavky tepelného komfortu.

Řízení jednotky je řešeno pomocí čtyř čtyřkontaktních relé zasunutých do patic (viz schémata zapojení na Obr. 2 a Obr. 3). Relé si též každý zákazník může dokoupit jako náhradní díl (stokorunová záležitost). Tím je vyloučeno nebezpečí, že řídící elektroniku nebude nikdo za pár desítek let schopen servisovat. Jako oběhová čerpadla jsou použita čerpadla Grundfos, které mají v topenářské komunitě tu nejlepší pověst. Stejně tak kompresor použitý v tepelném čerpadle je vysoké kvality, kdy výrobce uvádí jeho životnost kolem 8 let trvalého provozu. Pokud počítáme, že tepelné čerpadlo bude v chodu zhruba po 1/10 doby, lze očekávat životnost jednotky báječných 80 let.

2 El schema3 Schema panelu




V současné době je jednotka ve stadiu prototypu (viz. Obr. 4–6), který bude v zimě 2012/2013 testován na pasivním domě pana Marka ve Zlíně. Z jedné strany jednotky jsou přívody k zemnímu výměníku (Obr. 4) a z druhé strany jsou přívody k podlahovému topení a k bojleru (Obr. 5). Řídící panel pak obsahuje kromě vypínače a přepínače zimní/letní provoz i vstupy pro třífázový proud a připojení termostatů T1 a T2 (Obr. 6).

4 Kompaktni jednotka5 Jednotka vyvody6 Jednotka ovl panel

 

 

 

 

Ekonomika investic a provozu.

Výsledná cena multifunkční kompaktní jednotky je dnes odhadována na 100 tisíc Kč vč. DPH. K tomu je třeba připočíst 10 tisíc Kč za zemní výměník, 10 tisíc Kč za nízkonákladové podlahové topení a 10 tisíc Kč za bojler. Pokud budeme počítat dalších 10 tisíc za uvedení jednotky do provozu, dojdeme k celkovým investičním nákladům pod 150 tisíc Kč. Provozní náklady na bezstarostné topení, ohřev vody a klimatizaci pasivního domu obývaného čtyřčlennou rodinou by měly při současných cenách elektřiny představovat asi 5 tisíc Kč za rok.

Závěr.

Tepelné charakteristiky (výborná tepelná izolace obálky a obrovská teplotní setrvačnost) pasivního domu umožňují zajistit nadstandardní celoroční tepelný komfort velmi jednoduchými prostředky. Toho maximálně využívá představená multifunkční kompaktní jednotka s tepelným čerpadlem, která synergeticky využívá zemního výměníku a podlahového topení nejen k co nejefektivnějšímu vytápění a klimatizaci pasivního domu ale i k levnému ohřevu vody.

Použité tepelné čerpadlo je typu ETX-C28 (ELTEX electronic). TČ řady ETX splňují požadavky normy EN 14511 a jsou zapsána v seznamu výrobků na SFŽP.

VERONICA

Jiří Svoboda

Doplněno dne 11.4.2012: Tato jednotka je naše běžně dodávaná stavebnice TČ ETX-C28GW, doplněná oběhovými čerpadly a ventily. Nic nebrání tomu, zapojit si vše podle schematu. Doplněné prvky mohou být i mimo rám vlastního TČ. Ing. A. Žeravík

Komentáře  

 
#7 Sergio 2015-08-28 01:21
Vzané tak, jak by jsem to psal já sám, aslespoň mám takový dojem.


Here is my page :: zdravý životní styl (http://www.vitalnet.cz/: http://www.vitalnet.cz/)
Citovat
 
 
#6 tifakyokushin 2013-04-25 20:40
Dobrý den, chtěl bych se zeptat jak to vypadá s testováním jednotky, zda již jsou známy nějaké závěry o funkčnosti atd. Připravuji stavbu pasívního domu a řeším systém vytápění a toto řešení se mi velmi líbí, proto bych se také zeptal, kdy bude tato jednotka případně připravena k prodeji. Děkuji.
Citovat
 
 
#5 Juraj Oz 2013-02-26 12:18
dobry den, chcem sa spytat na detaily funkcie tepelneho cerpadla, ako je riesenie prepinanie teploty vody "do topeni" a "do bojleru" ? je to riesene len fyzikalne to znamena ze cerpadla C2 topeni a C3 bojler maju nastavene rozne otacky takze pri rovnakom vykone TC je teplota do bojleru a do podlahoveho vykurovania rozna ?
Citovat
 
 
#4 Aze 2012-07-08 11:47
Citace Daniel Horvath:
Citace Daniel Horvath:
dobry den.
mam zaujem o tuto jednotku o vykonu 5kW.

momentalne riešim zemny kolektor 4 okruhy o celkovej dlžke 600m slinky

Bohužel se mi na Váš email nedaří zaslat zpráva. Jde o sestavu TČ s kompresorem ZR28, najdete ji tady:
http://www.eltex-km.cz/cs/ceny
Citovat
 
 
#3 Daniel Horvath 2012-07-08 10:43
Citace Daniel Horvath:
dobry den.
mam zaujem o tuto jednotku o vykonu 5kW.

momentalne riešim zemny kolektor 4 okruhy o celkovej dlžke 600m slinky
Citovat
 
 
#2 Rastislav 2012-05-22 08:34
Dobrý den,

tuto jednotku doporučil p. Svoboda a vidím to jako nejlepší řešení do našeho pasívniho domu.
Taky by mě zajímala dostupnost této jednotky.
Citovat
 
 
#1 Karel Jalovec 2012-04-11 15:10
Dobrý den. Tento nápad se mi velice líbí. Toto řešení bych měl velice rá instalováno i ve svém pasivním domě. Bohužel začínáme stavět již letos a podle článku nebude tato jednotka na trhu dříve než v roce 2013, takže mám asi smůlu. Chtěl bych se zeptat zda by bylo možné tuto jednotku již letos zakoupit a instalovat v našem domě (třeba i jako další testovací objekt), jelikož se jedná přesně o řešení do pasivního domu, které hledám.
Citovat
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit