WARMWASSER
ERNEUERBARE ENERGIEN
KLIMA
Alternativní zdroje v bytových domech Ing. Václav Helebrant
RAUMHEIZUNG
Základní okruhy
- Podmínky provozu pro tepelné čerpadlo - Dimenzování potrubí - Dimenzování tepelného čerpadla podle ročního proběhu - Příprava teplé vody z obnovitelného zderoje - Vlivy výpočtové teploty soustavy
Zdroje tepla vzduch
voda
zemní plošný kolektor
zemní sondy
Tepelné čerpadlo je nízkoteplotní zdroj elektrická energie
1 bar/ -23°C °C
19 barů/ +105°C
kompresor
tlakové vedení
vedení plynného chladiva
+55°C topná voda
-20°C získané teplo
okolní teplo
kondenzátor výparník
vratná voda
+50°C
expanzní ventil
1 bar/ -28°C
18 barů/ +75°C
Základní okruhy
- Podmínky provozu pro tepelné čerpadlo - Dimenzování potrubí - Dimenzování tepelného čerpadla podle ročního proběhu - Příprava teplé vody z obnovitelného zderoje - Vlivy výpočtové teploty soustavy
Výkon tepelného čerpadla a průměr potrubí delta t [K] kW
5
7
9
15
DN
DN
DN
DN
5
20
16
16
12
8
25
20
20
16
10
32
25
20
16
12
32
25
20
16
16
32
32
25
20
20
40
32
32
20
25
40
40
32
25
30
50
40
32
25
40
63
50
40
32
50
63
50
50
40
Základní okruhy
- Podmínky provozu pro tepelné čerpadlo - Dimenzování potrubí - Dimenzování tepelného čerpadla podle ročního proběhu - Příprava teplé vody z obnovitelného zderoje - Vlivy výpočtové teploty soustavy
Stanovení výkonu tepelného čerpadla podle proběhu zdroje
» » »
Vycházíme z tepelné ztráty a roční potřeby tepla.
Příklad: tepelná ztráta: spotřeba TV:
10,0 kW 150 l/ den
Z toho:
roční potřeba tepla pro topení: roční potřeba tepla pro TV: roční potřeba tepla celkem:
»
23.900 kWh/ rok 3.180 kWh/ rok 27.080 kWh/ rok
Požadovaný proběh tepelného čerpadla 2.000 hod/ rok
z toho výkon tepelného čerpadla: 27.080 : 2.000 = 13,5
kW
Volba tepelného čerpadla podle průměrného výkonu
»
Využíváme výkony v technických podkladech, stanovené v normovaných bodech, které odpovídají průměru topné sezóny
(např. Praha má průměrnou teplotu pro topnou sezónu 216 dní + 4,0°C): http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/25-venkovnivypoctove-teploty-a-otopna-obdobi-dle-lokalit
»
Vzduch – voda v A2/W35 např.: WPL 18 E: výkon v A2/W35°C je 11,3 kW kontrola proběhu 27.080 : 11,3 = 2396 hod/ rok …OK
»
Země – voda v B0/W35°C např. WPF 13 E: výkon v B0/W35°C je 12,8 kW; kontrola proběhu 27.080 : 12,8 = 2116 hod/ rok …OK
Volba tepelného čerpadla podle roční bilance Závěry: Pro volbu tepelného čerpadla používáme výkon v bodě:
B0/ W35 u tepelných čerpadel země – voda A2/ W35 u tepelných čerpadel vzduch – voda
Tento výkon má odpovídat tepelné ztrátě při venkovní výpočtové teplotě. Potom je:
roční proběh optimální spotřeba bivalentního zdroje přiměřená.
Volba tepelného čerpadla podle roční bilance 1 x WPL 13 E celkem proud - hodnota jističe pro paušál
1 x WPL 18 E
A
3 x 32
3 x 32
roční potřeba tepla celkem spotřeba kompresorů pro topení a TUV spotřeba bivalentních zdrojů topných přírub a vestavěného elektrokotle
kWh/ rok
29 973
29 973
kWh/ rok
8 782
9 144
kWh/ rok
3 234
229
odběr energie celkem podíl bivalentních zdrojů
kWh/ rok %
12 016 26,9%
9 373 2,4%
náklad na energie celkem s paušály
Kč/ rok
46 701,--
40 020,--
investice - technologie tepelného čerpadla
Kč
195 460,--
205 870,--
proběh
hod/rok
návratnost
roku
3194
2450
1,6
Vztahy v topných soustavách podmínky provozu
»
Tepelné čerpadlo není samostatně pracující stroj (jako
např. průtokový ohřívač) ale je součástí topné soustavy a domu jako spotřebiče tepla a je soustavou podstatně ovlivňováno
»
Tepelné čerpadlo se dimenzuje na cca 95% tepelné ztráty, bez rezerv
»
V projektu je proto nutno vždy řešit všechny součásti soustavy, nikoli např. bazén připojit dodatečně, mimo projekt
Základní okruhy
- Podmínky provozu pro tepelné čerpadlo - Dimenzování potrubí - Dimenzování tepelného čerpadla podle ročního proběhu - Příprava teplé vody z obnovitelného zdroje - Vlivy výpočtové teploty soustavy
Volba zásobníku podle technických parametrů
Volba zásobníku podle technických parametrů
19 2k 2a
2a
Solární kolektory SOL 27 basic
2a
SOLÁR TČ 34
SOM 7
2c
8
2c
8
DHC
8
DHC
23
8
2c
8
8
DKCS 9-50 LF
DHC
23
9
23
9
1.2 WPL 23,33 I
1.3 WPL 23,33 I
3a
3a
5 Man.
T
1.1 WPL 23,33 I
Man.
T
T
9
3a
Protihluková podložka
Odvod kondenzátu
Protihluková podložka
Odvod kondenzátu
5
5
10
25 5
3m
35
5
Protihluková podložka
T
9
3m Odvod kondenzátu
DKCS 9-50 LF
5
9
35 5
24 3m
5
9
10
24 3m
9
T
T
TUV
5
MCDB
MCDB
MCDB
MCDB
MCDB
M
M
W
22+14
K
13 60°C MAX!!!
9 2s
2s
8
SBP 1000 3.5
SBP 1000 3.4
SBP 1000 3.3
SBP 1000 3.2
SBP 1000 3.1
SBS 1000 W
M
22+14 28
TOPENÍ
Pøívod studené vody
SBS 1000 W
4
sv
6
Man.
10
Schéma slouží pouze jako příklad použití. Nelze jej použít jako závazný projekční podklad! Veškeré dimenze (potrubí, oběhová čerpadla atd.) a konečné zapojení MUSÍ určit projektant !
Základní okruhy
- Podmínky provozu pro tepelné čerpadlo - Dimenzování potrubí - Dimenzování tepelného čerpadla podle ročního proběhu - Příprava teplé vody z obnovitelného zderoje - Vlivy výpočtové teploty soustavy
Vliv teploty soustavy
90
Výkon TČ
teplota otopné vody
Ekvitermní křivky
80
20 kW
70
17,5 kW
60
15 kW
50
12,5 kW
40
maximální hodnota otopné vody teplota vratne otopné vody WPL 10 WPL 13
10 kW WPL 18
30
7,5 kW
20 10 0 -20
střední hodnota otopné vody
-15
-10
-5
0
5
venkovní teplota
10
15
20
5 kW
WPL 23
2,5 kW
Ztráta domu
25
WPL 33
22.04.2013
20
Vliv teploty soustavy
90
Výkon TČ
teplota otopné vody
Ekvitermní křivky
80
20 kW
70
17,5 kW
60
15 kW
50
12,5 kW
40
maximální hodnota otopné vody teplota vratne otopné vody WPL 10 WPL 13
10 kW WPL 18
30
7,5 kW
20 10 0 -20
střední hodnota otopné vody
-15
-10
-5
0
5
venkovní teplota
10
15
20
5 kW
WPL 23
2,5 kW
Ztráta domu
25
WPL 33
Investice a úspory úspory za energii 600 000,--
500 000,--
úspora Kč/ rok
400 000,--
80/65
300 000,--
65/50
200 000,--
100 000,--
0,-4
5
6
7
8 22.04.2013
22
Investice a úspory
dálkové teplo
Kč/ rok Kč/GJ
úspora proti DT WPL 33 ks investice 80/65 65/50
1170533 600 4 1 800 000,-388 532,-438 675,--
5 2 250 000,-422 628,-491 703,--
6 2 700 000,-439 790,-529 047,--
7 3 150 000,-443 628,-551 594,--
8 3 600 000,-444 468,-567 354,--
22.04.2013
23
Cena vyrobené energie WPL 23 E
Cena za kWh tepelnou 2,5
cena za kWh tepelnou
2
1,5
1
0,5
0 -20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22.04.2013 venkovní teplota
24
Propojení zdrojů
22.04.2013
25
Cena vyrobené energie WPL 23 E
Cena za kWh tepelnou 2,5
cena za kWh tepelnou
2
1,5
1
0,5
0 -20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
venkovní teplota
4
6
8
10
12
14
16
18
22.04.2013
20
26
Porovnání nákladů vnitřní výpočtová teplota venkovní výpočtová teplota tepelná ztráta počet tepelných čerpadel - souprav výpočtová teplota topné soustavy teplotní spád soustavy denní spotřeba TUV
°C °C kW ks °C K l/den
celkem proud - hodnota jističe pro paušál roční potřeba tepla pro topení roční potřeba tepla pro topení roční potřeba tepla pro TUV roční potřeba tepla pro TUVnitř roční potřeba tepla celkem spotřeba kompresorů pro topení a TUV spotřeba bivalentních zdrojů - topných přírub a vestavěného elektrokotle odběr energie celkem podíl bivalentních zdrojů cena paušálu za elektroměr C 56d cena paušálu za elektroměr C 45d cena paušálu za elektroměr C 02d cena za 1 kWh elektrickou v C 56d cena za 1 kWh elektrickou v C 45d cena za 1 kWh v dotopu pro TČ cena za 1 GJ v dálkovém teple cena za 1 kWh v dálkovém teple roční náklad na topení a TUV bez paušálů náklad na energie celkem s paušály* investice - technologie tepelného čerpadla investice technologie celkem
A kWh/ rok GJ / rok kWh/rok GJ / rok kWh/ rok kWh/ rok
návratnost proti přímotopu návratnost proti dálkovému teplu
kWh/ rok kWh/ rok % Kč/ rok Kč/ rok Kč/ rok Kč / kWh Kč / kWh Kč / kWh Kč / GJ Kč / kWh Kč/ rok Kč/ rok Kč Kč
22 -12,0 80 3 65 15 4000 3 x WPL 57 3 x 125 178 598 643 84 899 306 263 497 90 489 4 203 94 692 4,4% 53 496,--
22 -12,0 80 3 80 20 4000 3 x WPL 57 3 x 125 178 598 643 84 899 306 263 497 65 488 69 043 134 531 51,3% 53 496,--
22 -12,0 80 3 65 15 4000 elektrokotel 3 x 160 178 598 643 84 899 306 263 497
22 -12,0 80 3 65 15 4000 dálkové teplo 3 x 25 178 598 643 84 899 306 263 497
263 497 100%
263 497 100%
68 472,-2 498,-2,40
2,40
2,40
2,40
2,40
227 357,-280 853,-1 500 000,-1 500 000,--
323 009,-376 505,-1 500 000,-1 500 000,--
roku
2,7
3,5
roku
5,2
7,7
600,-2,16 569 154,-571 652,-1,-1,--
632 657,-701 129,-350 000,-350 000,-22.04.2013
27
Porovnání nákladů
tepelná ztráta výpočtová teplota topné soustavy teplotní spád soustavy denní spotřeba TUV
kW °C K l/den
dodané teplo - vytápění GJ/ rok dodané teplo - TV GJ/ rok roční náklad na topení a TUV bez paušálů Kč/ rok náklad na energie celkem s paušály* Kč/ rok
80 65 15 4000 3 x WPL 57 643 306 227 357,-280 853,--
80 80 20 4000 3 x WPL 57 643 306 323 009,-376 505,--
80 80 80 80 20 20 4000 4000 elektrokotel dálkové teplo 643 643 306 306 632 657,-569 154,-701 129,-571 652,--
cena tepla
Kč/ GJ
296,--
397,--
739,--
600,--
investice technologie celkem
Kč
1 500 000,--
1 500 000,--
350 000,--
1,--
návratnost proti přímotopu návratnost proti dálkovému teplu
roku roku
2,7 5,2
3,5 7,7
22.04.2013
28
Tepelná čerpadla ve zdroji s dálkovým teplem
22.04.2013
29
WARMWASSER
ERNEUERBARE ENERGIEN
KLIMA
RAUMHEIZUNG
Děkujeme za pozornost www.stiebel-eltron.cz www.tepelna-cerpadla.cz Ing. Václav Helebrant
[email protected]
