TEPELNÁ ČERPADLA. Ing. Otakar Galas Ing. Veronika Šípková

TEPELNÁ ČERPADLA Ing. Otakar Galas • Ing. Veronika Šípková

Obsah 1 ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 NEJČASTĚJŠÍ CHYBY V NÁVRHU OTOPONÝCH SOUSTAV S TEPELNÝM ČERPADLEM . . . 3 3 TEPELNÁ ČERPADLA OBECNĚ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 ZÁKLADNÍ PARAMETRY BUDOVY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.1 Tepelné ztráty objektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.2 Energetická náročnost budov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4.3 Způsob vytápění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5 NÁVRH TEPELNÉHO ČERPADLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 5.1 Základní parametry tepelných čerpadel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5.1.1 COP – coeficient of performance – topný faktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5.1.2 Kritérium pro stanovení COP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6 TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 6.1 Tepelné čerpadlo ZEMĚ – VODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6.1.1 Návrh tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6.1.2 Hlavní zásady uložení plošného kolektoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.1.3 Hlavní zásady uložení hlubinného kolektoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6.1.4 Podmínky pro provedení vrtných prací . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 6.2 Primární okruh tepelného čerpadla ZEMĚ – VODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6.2.1 Výpočet expanzní nádoby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6.2.2 Media, použitá pro plnění primárního okruhu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.2.3 Plnění primárního okruhu tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3 Zapojení tepelného čerpadla ZEMĚ – VODA do otopného okruhu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.3.1 Připojení tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.4 Regenerace vrtů pro tepelná čerpadla ZEMĚ – VODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.5 Rozdělení tepelných čerpadel VZDUCH – VODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.5.1 Umístění vnější jednotky tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 6.5.2 Osazení vnitřní jednotky tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 6.5.3 Zapojení tepelného čerpadla VZDUCH – VODA do topného systému . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.6 Tepelná čerpadla ZEMĚ – VZDUCH a VZDUCH – VZDUCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.7 Ventilační tepelná čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.8 Tepelná čerpadla s elektrickým kompresorem – kompresorová s jiným pohonem . . . . . . . . . . . 32 např. se spalovacím plynovým motorem 6.8.1 Tepelná čerpadla absorpční . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.8.2 Princip absorpčního tepelného čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.8.3 Další oblastí absorpčních tepelných čerpadel, která používají absorpční systém . . . . . . . 33 7 BIVALENTNÍ ZDROJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8 REGULACE PROVOZU TEPELNÝCH ČERPADEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9 REKONSTRUOVANÉ OBJEKTY S TEPELNÝM ČERPADLEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 10 PŘÍLOHA 1 – METODICKÉ DOPORUČENÍ PRO STAVEBNÍ A VODOPRÁVNÍ ÚŘADY . . . . . . 38 11 ZÁVĚR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Tepelná čerpadla

Ing. Otakar GALAS, Ing. Veronika ŠÍPKOVÁ

TEPELNÁ ČERPADLA

Abstrakt Může se zdát, že na téma tepelná čerpadla již bylo popsáno mnoho listů papíru, avšak dohledat některé informace i dnes, v době internetu, bývá velice místy složité. Tato publikace si klade za cíl čtenáři připomenout základní principy doplněné o detaily z pohledu návrhu i realizace a upozornit na stále se opakující chyby. Čtenář by zde měl najít veškeré informace k tepelným čerpadlům od prvotní myšlenky až po konečné provedení včetně základních legislativních požadavků.

Klíčová slova Tepelné čerpadlo, obnovitelné zdroje energií, vytápění, ekonomika provozu tepelných čerpadel

1 ÚVOD Pracujeme s tepelnými čerpadly a obnovitelnými zdroji tepla energie téměř dvacet let. Za toto období jsme se setkali s množstvím nedostatků a chyb v různých fázích realizace. Návrhem počínaje, přes nejrůznější chyby při výpočtech, až po skutečně závažné nedostatky při montážích. Tato publikace nemá být kritickou nebo spasitelskou, ale spíše jednoduchým manuálem pro návrh a montáž tepelných čerpadel. Abychom předešli dalším chybám při zpracování. Jsou zde použity poznatky, které mají vztah k modernímu řešení nejen tepelných čerpadel, ale i celých otopných systémů. 2

Ing. Otakar Galas, Ing. Veronika Šípková

2 NEJČASTĚJŠÍ CHYBY V NÁVRHU OTOPONÝCH SOUSTAV S TEPELNÝM ČERPADLEM Abychom předešli chybám, jsou zde vyjmenovány základní chyby a nedostatky, se kterými se při jednotlivých fázích realizace tepelného čerpadla setkáváme. • Častým nešvarem je základní tepelně technické posouzení budovy. I dnes přistupuje mnoho profesních odborníků k odhadu tepelných ztrát objektu, se kterými otopný systém bezprostředně souvisí. • Další oblastí nedostatků je návrh, či provedení otopného systému. Každý z odborníků ví, že provozní náklady se zvedají u otopných systémů mimo jiné délkou potrubních rozvodů. Neúčinná délka potrubních rozvodů má v konečném důsledku dopad v tom, že nějaká část tepelné energie se těmito rozvody vyzáří. Přestože se nejedná o nějaké rozsáhlé množství tepla, je nutné uvědomit si, že v případě tepelných čerpadel pracujeme s elementárními hodnotami. Objem tepla sice v objektu zůstane, ale v naprosto jiném místě, než kam mělo být určeno. • Neméně důležité je i hydraulické vyvážení systému, které má být provedeno tak, aby bylo dopravováno teplo od nejvzdálenějšího místa otopné soustavy až k tepelnému čerpadlu. Rozhodujícím parametrem je, že teplosměnná plocha je rovnoměrně prohřívaná, resp. teplo je předáváno v celé teplosměnné ploše. Tedy mnohdy je prohřívána pouze horní jedna třetina těles. Zbývající části těles jsou chladné. Zejména u rekonstrukcí je nutné k této problematice přistupovat velmi obezřetně, protože možnost regulace je pouze proveditelná trojcestnými regulačními ventily, a ty se u těles, starších padesáti let zajišťují velmi obtížně. • Snad nejzásadnější chybou v návrhu otopných soustav bývá, především u radiátorových systémů, předimenzování. Ve snaze zajištění dostatečného tepelného potenciálu jsou návrhy těles překračovány někdy i o víc než 20 %. Přepočet na hodnotu tepelného spádu, který je pro systém navržen u většiny návrhů chybí. • V návaznosti na předchozí body je nadhodnocen výkon tepelného čerpadla, což způsobuje poměrně značný nárůst nákladů při provozu. Zároveň je skutečností, že provozovatelé jsou v zásadě spokojeni i s takovým řešením. Žádný z laických provozovatelů nepřipustí možnost, že má zařízení v chybném provozu, po chybném návrhu. I dnes se najde řada provozovatelů, kteří mají vztah k tepelnému čerpadlu jako k malému technickému zázraku. • U tepelných čerpadel pak přistupují další nedostatky v návrhu tepelných čerpadel, kde chyby vycházejí především ze skutečnosti, že tepelná čerpadla jsou projektanty navrhována stejným způsobem, jako se navrhují kotle spalinové (na plynná, nebo pevná paliva). Většina návrhů obsahuje neidentifikovatelnou hodnotu, kterou je výkon čerpadla pojištěn, aby zcela pokryl požadavky vytápěcího systému, resp. překročil, což je nesprávně. • Mnoho chyb vzniká při návrhu kolektorů a to jak plošných, tak hlubinných. Hlavním nedostatkem bývá potřeba řešitele nadhodnotit navrhovaný okruh. Je třeba mít na paměti, že každý metr navíc hlubinného kolektoru znamená u klasického řešení přibližně 1 000 Kč navíc. Při větším počtu vrtů pak cena neúměrně narůstá. Dalším problémovým bodem je navržení nedostatečného odvzdušnění u vodorovných rozvodů. I malé převýšení v průběhu vodorovného rozvodu bude způsobovat koncentraci plynů a vzduchu v daném místě a následný problém při provozu. Takový problém nelze vyřešit dodatečně! • Poslední oblastí je obecný návrh otopných systémů v objektech s minimálními tepelnými ztrátami. Na trhu je v současné době velmi málo zdrojů tepla s malým výkonem. Zejména na trhu s tepelnými čerpadly. Navrhování tepelných čerpadel, které mají vyšší výkon, než jsou požadavky, vyplývající z tepelných ztrát, je finanční hazard, který zaplatí v konečném důsledku klient. Jak tedy správně postupovat, abychom dosáhli ideálního návrhu i ceny za konečnou dodávku a montáž? K tomu by měla přispět tato malá publikace. 3

Tepelná čerpadla

3 TEPELNÁ ČERPADLA OBECNĚ Tepelné čerpadlo pracuje na bázi funkce 2. termodynamického zákona. Ten hovoří mimo jiné o tom, že teplo se přenáší v uzavřeném systému z jednoho tělesa na druhé. Vždy ale platí pravidlo, že tento pohyb je vždy z teplejšího na chladnější a nikdy naopak. Uzavřenou soustavou se myslí např. Země. Následuje domněnka, jak lze čerpat teplo za velmi nízkých teplot, např. v zimních měsících ze vzduchu. Odpověď je velmi snadná. Jestliže odebereme teplo z nějakého tělesa, v kterémkoliv skupenském stavu, může dojít ke změně charakteristiky tělesa, změně skupenského stavu, případně jiným změnám, ale teplo z tohoto tělesa lze odebírat až do hodnoty absolutní nuly, což je teplota 0⁰ K, nebo -273,15⁰C. Tzv. výroba chladu je tedy v zásadě odebírání tepla z otevřeného, nebo uzavřeného prostoru. Podle prostoru, ze kterého se teplo čerpá, se nazývá část tepelného čerpadla, která je první částí názvu systému. Jestliže se jedná o prostor země, nazývá se země, nebo se jedná o vzduch, nebo vodu, nazývají se podle toho. Proudící médium, které tento proces umožňuje a přenáší teplo z tohoto prostoru, nazýváme primárním médiem a proudí v primárním okruhu, zkráceně v primáru. Opačná strana tepelného čerpadla, která předává teplo do topného systému je stranou druhou. Proto hovoříme o sekundárním okruhu, zkráceně sekundáru. V zásadě se funkce tepelného čerpadla dá zobrazit v následujícím obrázku:

Obrázek 1: Princip funkce tepelného čerpadla

Základní fáze tepelného čerpadla jsou následující: 1.

2. 3. 4.

Komprese chladírenského plynu, který je provozním médiem, přenášejícím teplo. Komprese probíhá v případě kompresorového tepelného čerpadla v chladírenském kompresoru. V naprosté většině je poháněn elektromotorem. Hodnota příkonu elektromotoru je jediným příkonem, který zpracovává tepelný potenciál z prostoru čerpaného, do prostoru, kam je přečerpáván. Kondenzátor je částí, ve které vzniká vysoký tlak a značné teplo. Toto teplo lze pomocí kondenzátorového výměníku odevzdat do prostoru, který chceme ohřívat. Okruh na straně kondenzátorového výměníku je sekundární okruh Expanzní ventil je důležitou součástí, která umožňuje zúženým profilem na kapilární úroveň vznik vysokého tlaku na kondenzátoru Výparník je poslední částí (nebo také první), která v okruhu systému reprezentuje výměník, ve kterém se vykonává děj přijímající teplo z vnějšího prostředí. Toto se děje na základě zvětšeného objemu chladírenského plynu za expanzním ventilem. Tento prudce ochlazený plyn je schopen přijmout značné množství tepla z vnějšího prostředí 4


4 ZÁKLADNÍ PARAMETRY BUDOVY 4.1 Tepelné ztráty objektu Před vlastním návrhem je nutné mít vyřešeny tepelné ztráty objektu Nyní se počítají dle norem [5] a [6] v platném znění. Pro tuto oblast je dostatečně vyvinuta softwarová podpora a velmi zřídka se stává, že navrhovatel, či projektant je nucen spočítat tepelné ztráty ručně na papír. Pro výpočet tepelných ztrát je zásadní správné určení materiálové skladby stávajícího objektu, kterou lze vyčíst z projektové dokumentace. Skladby by měly být schváleny energetickým specialistou (především u rekonstrukcí), který určí tepelně technické parametry jednotlivých vrstev. Zejména součinitel tepelné vodivosti λ (W/mK). Následně je důležité správným způsobem určit vytápěné, temperované a nevytápěné části budovy včetně jejich objemů, ploch dělících konstrukcí a návrhové vnitřní teploty.

ϕi = ϕT,i + ϕV,i

(1)

ϕi

Celková návrhová tepelná ztráta (W)

ϕT,i


ϕV,i

Návrhová tepelná ztráta větráním vytápěného prostoru (W)

ϕT,i = ( HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij ) ∙ ( θint,i - θe )

(2)

ϕT,i


HT,ie

Součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) (W/K)

HT,iue

Součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do venkovního nevytápěným prostorem (u) (W/K)

HT,ig

Součinitel tepelné ztráty prostupem do zeminy z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) (W/K)

HT,ij

Součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do sousedního prostoru (j) vytápěného na jinou teplotu (j) (W/K)

θint,i

Návrhová vnitřní teplota vytápěného prostoru (i) (°C)

θe

Návrhová venkovní teplota (e) (°C)

5

Tepelná čerpadla

Součinitele tepelné ztráty pak závisí na součiniteli prostupu U (W/m2K) tepla konstrukce, která od sebe dělí jednotlivé prostory. (3)

U

Součinitel prostupu tepla konstrukce (W/m2K)

RT

Tepelný odpor konstrukce (m2K/W)

Rsi

Tepelný odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce (m2K/W)

Rse

Tepelný odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce (m2K/W)

R

Tepelný odpor vlastní konstrukce (m2K/W)

d

Tloušťka jednotlivé vrstvy konstrukce (m)

λ

Tepelná vodivost jednotlivé vrstvy konstrukce (W/mK)

Zjednodušený výpočet tepelné ztráty objektu závisí mimo součinitele prostupu tepla také na ploše dělící konstrukce, tepelném spádu a na případných tepelných mostech v konstrukci.

ϕi = A ∙ Δt ∙ U Φi

(4)


U

Součinitel

A

Plocha dělící konstrukce (m2)

Δt

Tepelný spád (K)

prostupu tepla konstrukce (W/m2K)

Δt = ti - te ti

Návrhová teplota v interiéru (K)

te

Návrhová teplota v exteriéru (K)

(5)

Celé tepelně technické posouzení budovy by mělo předcházet posouzení statickému.

4.2 Energetická náročnost budov Na základě předchozích výpočtu a technického zařízení budovy, včetně stávajícího zdroje tepla na vytápění a ohřev teplé vody, lze budovu zařadit do příslušné klasifikační třídy dle [12], přičemž každé klasifikační třídě přísluší dle typu budovy určitá roční měrná spotřeba energie vztažená na m2.

6


Tabulka 1: Klasifikační třídy dle [12]

Třída energetické náročnosti budovy

Slovní vyjádření energetické náročnosti budovy

A

Mimořádně úsporná

B

Velmi úsporná

C

Úsporná

D

Méně úsporná

E

Nehospodárná

F

Velmi nehospodárná

G

Mimořádně nehospodárná

Tabulka 2: Orientační měrná spotřeba energií ve vztahu ke klasifikačním třídám [13]

Druh budovy

Měrná spotřeba energie v KWh/(m2.rok) A

B

C

D

E

F

G

Rodinný dům

< 51

51 - 97

98 - 142

143 - 191

192 - 240

241 - 286

> 286

Bytový dům

< 43

43 - 82

83 - 120

121 - 162

163 - 205

206 - 245

> 245

Hotel a restaurace

< 102

102 - 200

201 - 294

295 - 389

390 - 488

489 - 590

> 590

Administrativní

< 62

62 - 123

124 - 179

180 - 236

237 - 488

294 - 345

> 345

Nemocnice

< 109

109 - 210

211 - 310

311 - 415

237 - 293

521 - 625

> 625

Vzdělávací zařízení

< 47

47 - 89

90 - 130

131 - 174

416 - 520

221 - 265

> 265

Sportovní zařízení

< 53

53 - 102

103 - 145

146 - 194

175 - 220

264 - 297

> 297

Obchodní

< 67

67 - 121

122 - 183

184 - 241

242 - 300

301 - 362

> 362

V rámci klasifikační třídy A je dobré ještě rozlišovat, o jakou mimořádně úspornou budovu se jedná. [6] hovoří o čtyřech kategoriích: Tabulka 3: Rozdělení klasifikační třídy A

Typ budovy

Měrná spotřeba emergie v kWh/(m2.rok) Rodinné domy

Ostatní budovy

Nízkoenergetická budova

15 - 50

21 - 50

Pasivní budova

5 - 20

5 - 15

Nulová budova

0-5

0-5

Energeticky aktivní budova

budova vyrábí více energie než spotřebuje

7

Tepelná čerpadla

Graf 1: Porovnání roční spotřeby energií u RODINNÝCH DOMŮ

Projektanti nemusí být přesvědčováni o potřebě zpracovávat projekty s budovami, které mají nízkoenergetický standard. V této fázi se autoři zdržují názorů, které upřednostňují výstavbu domů pasivních, či s energetickým přebytkem.

4.3 Způsob vytápění Nejdříve je nutné navrhnout otopný systém. To asi není žádný závratný problém pro žádného zkušeného projektanta. Řídíme se vždy základní orientací na tepelné ztráty a obecnou efektivitu vytápění. Zkušenosti velí, že u objektů (a to zejména rodinných domů), které mají nižší celkové tepelné ztráty, nastává maličko problém a to především v případech kdy: • tepelná ztráta je nižší než 5 kW, investiční náklady do klasického vytápění teplovodním systémem nemá ve většině případů opodstatnění. Buď se jedná o objekt velmi malý, nebo zateplený do té míry, že další investice jsou pak neúměrné. Pro přiblížení stačí uvést, že standardní varná konvice má energetickou spotřebu od 2 do 2,5 kW. V případě takovýchto ztrát se orientuje návrh na přímotopné systémy, které zabezpečí v plném rozsahu tepelnou pohodu. Další oblastí je příprava teplé vody, která do této problematiky bezprostředně spadá. Zde se nabízí návrh kombinované přípravy slunečními kolektory, ve vazbě na přímotopný zásobník TV. Jestliže hovoříme o přímotopných zásobnících a slunečních kolektorech, je vhodné zvážit provedení slunečních kolektorů s přímým ohřevem tepelného média, nebo použití fotovoltaických panelů. V mnoha případech primární zpracování slunečního záření do elektrické energie a následná spotřeba při výrobě teplé vody se jeví jako vysoce efektivní. Zejména v oblasti při využívání takto vyrobené elektřiny při minimálním působení slunečního záření.

8


• tepelná ztráta se pohybuje od 5 do 7 kW. Zde lze navrhnout vytápění a ohřev teplé vody obnovitelným zdrojem (tepelným čerpadlem). Je však nutné zvážit, zda je vhodné vytápění teplovodní, nebo teplovzdušné. V této fázi je zapotřebí vzít v potaz rozsah vytápěné plochy domu. Doporučení se proto orientuje směrem následujícím: a) u domů do 80 m2 provést teplovzdušné vytápění s rekuperací. Zdrojem pro dohřev lze využít např. tepelné čerpadlo. Bivalentním zdrojem je pak elektřina b) nad 80 m2 lze použít teplovodní systém s případným podlahovým vytápěním. Jako zdroj pro dohřev lze využít také např. tepelné čerpadlo. Bivalentním zdrojem je pak elektřina, zemní plyn, nebo obnovitelné a alternativní zdroje. • tepelná ztráta je nad 7 kW. Tady je nejvhodnější využití obnovitelného zdroje ve vazbě na progresivní způsob vytápění. Je profesní ctí navrhnout otopný systém u takovýchto domů s kombinací podlahového, stěnového, stropního radiátorového systému tak, aby zejména budoucí uživatel a provozovatel objektu byl spokojen s návrhem projektanta. • Rekonstruované objekty, bytové domy apod. Hlavní zásadou je zde nejen výpočet tepelných ztrát, ale využití stávajícího otopného systému při případném snížení tepelného spádu v systému. Protože v takovém případě je nutné nejdříve snížit tepelné ztráty objektu tak, aby v konečném důsledku objekt splňoval vstupní data pro použití obnovitelného zdroje. V mnoha případech bude překvapující, že u seriózně zjištěných hodnot mnoha domů budou zjištěny parametry tepelných ztrát, (např. doplněných termovizní), které budou minimalizovat náklady na zateplení. Např. zateplení pouze panelových styčných spár, balkonových objektů apod. se ukazuje naprosto jako dostačující u většiny panelových staveb. Následné rekonstrukce otopného systému se pak orientuje pouze na použití obnovitelného zdroje.

Návrh však není vše. Nastupuje další oblast vysvětlení celého systému objednateli tak, aby projektantovo přesvědčení si objednatel zosobnil. V opačném případě se najde vždy dostatek těch, kteří budou i špičkový návrh natolik kritizovat, že k jeho realizaci vůbec nedojde.

5 NÁVRH TEPELNÉHO ČERPADLA Hlavním kriteriem pro tepelné čerpadlo je znalost jeho výkonových parametrů, které jsou stanoveny laboratorním měřením u certifikované zkušebny. Tyto parametry jsou závazné. K lítosti je nutné konstatovat, že na trhu je množství výrobců a dodavatelů, kteří jsou schopni předkládat nepřesné, neúplné nebo naprosto nesmyslné hodnoty výkonů tepelných čerpadel. Jestliže máme dojít k reálným hodnotám při návrhu, je třeba znát parametry tepelných čerpadel, které jsou certifikované a hodnoty jsou řádně stanoveny na základě měření ve smyslu ČSN EN 14511 v certifikované laboratoři. Nejdůležitější informace je, že tepelné čerpadlo tepelnou energii přečerpává. A to z vnějšího prostředí, které tvoří primární okruh do prostředí, kde je tepelná energie využívána. Ta se nazývá okruhem sekundárním. Nejedná se o empiricky nastavenou terminologii, ale v dalším textu bude tento postup zachováván. Platí zde termodynamické zákony pro uzavřenou soustavu:

9

Tepelná čerpadla

0. TERMODYNAMICKÝ ZÁKON - Zákon zachování energie. 1. TERMODYNAMICKÝ ZÁKON - O vzrůstu neuspořádanosti 2. TERMODYNAMICKÝ ZÁKON - Nernstův teorém. Entropie systému v absolutní nule je konstanta. Je samozřejmostí, že v dalším textu bude používáno, že teplo je vyráběno. Samozřejmě se nejedná o výrobu, ale přeměnu.

5.1 Základní parametry tepelných čerpadel 5.1.1 COP – coeficient of performance – topný faktor Vyjadřuje podíl mezi dodanou tepelnou energií a energií dodanou. Jedná se o bezrozměrnou veličinu.

COP =

QT QT = P QT − QCH

QT

Topný výkon TČ (kW)

QCH

Chladící výkon TČ (kW)

P

Elektrický příkon TČ (kW).

(6)

V praxi se hodnota topného faktoru pohybuje od 2 do 7. Jedná se okrajové hodnoty, např. topný faktor 3: Na 3 kW spotřebované energie získáme 9 kW energie tepelné. Pozor: Při výpočtu topného faktoru se většinou nezapočítává spotřeba oběhových čerpadel (případně ventilátorů), ovládacího modulu apod., které jsou nutná pro provoz tepelného čerpadla. Počítá se pouze spotřeba kompresoru. Skutečný topný faktor se pak může podle použitých různých vstupních údajů výrazně lišit. Srovnatelné hodnoty jsou vždy v případech, kdy se podružné energie nezapočítávají. 5.1.2 Kritérium pro stanovení COP V podstatná je hodnota, která je obecně závazná při stanovování COP. Jedná se o hodnotu teplot vnitřního a vnějšího prostředí. Z logiky zařízení plyne, že při snižování teploty vnějšího prostředí se snižuje i hodnota výkonu tepelného čerpadla. Z COP, jako nenápadného čísla, je rázem zásadní hodnota. Kromě ní je tedy v praxi hledat a rozlišovat dvě hodnoty: a) Ax / Wx

(7)

Ax

teplota vnějšího prostředí (°C)

Wx

teplota teplonosné látky v otopném systému (°C)

Zápis je v konečné podobě např. A-5/W35

10


b) Bx / Wx

(8)

B

výstupní teplota přenosové látky v primárním okruhu (°C)

W

teplota teplonosné látky v sekundárním okruhu (°C)

Zápis je v konečné podobě např. B5/W35 Hodnoty A a B nelze zaměňovat. Používají se pro různé druhy výpočtů! Podle evropské legislativy je udávaný výkon tepelných čerpadel stanovován pro A0/W35, podle českých norem pro TČ vzduch – voda A7/W45 a země – voda A0/W45 Podle etického kodexu výrobců a dovozců tepelných čerpadel [1] bude výkon a topný faktor bude vždy uváděn viditelně při podmínkách: • u tepelných čerpadel země/voda: B0/W35 dle [2] • u tepelných čerpadel vzduch/voda: A2/W35 dle [2] • u tepelných čerpadel voda/voda: W10/W35 dle [2] Na webových stránkách bude bez registrace možné dohledat parametry (výkon a topný faktor) tepelných čerpadel i při podmínkách: • u tepelných čerpadel země/voda: B0/W45 dle [2] • u tepelných čerpadel vzduch/voda: A-7/W35 dle [2] Dále bude vždy viditelně uváděna u všech čerpadel: maximální výstupní teplota a u tepelných čerpadel vzduch/voda: minimální provozní teplota

6 TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL Následuje rozhodnutí o systému tepelného čerpadla. V této oblasti můžeme rozdělit tepelná čerpadla následovně: 1.

Tepelná čerpadla země – voda

2.

Tepelná čerpadla země – vzduch

3.

Tepelná čerpadla vzduch – voda

4.

Tepelná čerpadla vzduch – vzduch

5.

Tepelná čerpadla voda – voda

6.

Ventilační tepelná čerpadla

V principu se jedná o prostředí primárního okruhu a za pomlčkou prostředí okruhu sekundárního. To znamená, že např. tepelné čerpadlo země – voda prostřednictvím primárního okruhu odebírá teplo ze země a skrz sekundární okruh jej odevzdává do vody. Alternativa země – vzduch, se téměř nevyrábí, i když se jedná o systém, který se jeví jako nejefektivnější. Skutečnost, proč tomu tak je, spočívá v konzervativním pohledu na vytápění naprosté většiny investorů především v Evropě. Všechny typy tepelných čerpadel pracují na stejném principu. Jediný rozdíl je ve specifikách jednotlivých primárních a sekundárních okruhů. Získávání tepelné energie ze země a z vody jsou v podstatě totožné.

11

Tepelná čerpadla

Proto se dále budeme zabývat pouze typy země – voda, vzduch – voda a ventilační čerpadla, která jsou sice velice podobná vzduchovým, ale je třeba u nich řešit jistá specifika. Jestliže budeme brát v úvahu desetiletý cyklus, do kterého se započítávají náklady, počínaje investičními, následně náklady provozními a náklady na údržbu, nelze najít systém, který by měl být specificky preferován. U systému země - voda, jsou pořizovací náklady nejvyšší, u systému vzduch – voda nejnižší. Nejefektivnější systém se zatím jeví systém voda – voda, který je však v našich podmínkách obtížně aplikovatelný. Tento žebříček nelze dogmaticky stanovit. Na příklad voda – voda má vysoké náklady spojené s údržbou a úpravou používaného primárního média, u systému země – voda jsou pak provozní náklady minimální na rozdíl od pořizovacích. Protože ekonomická politika (a do této oblasti jistě energetická politika spadá) se dlouhodobě nevyvíjí ve prospěch spotřebitelů, jeví se vhodnost vyšších investičních nákladů postoupit v současnosti. Je však věcí názoru, ke kterému typu investice se přiklání jak zpracovatel projektu, tak budoucí uživatel.

6.1 Tepelné čerpadlo ZEMĚ – VODA Jedná se o tepelné čerpadlo, které odebírá prostřednictvím primárního okruhu teplo ze země a skrz sekundární okruh jej odevzdává do vody. Primární okruh tvoří potrubní registr, tak zvaný kolektor a to hlubinný nebo plošný. Pro uvedený typ tepelného čerpadla můžeme přistoupit na základě několika vstupních informací: 1. 2. 3. 4. 5.

Upřesněné majetkové vztahy a možnost fyzické realizace zemních prací. Do toho spadají např. příjezd vrtné soupravy, odvod povrchových vod a odpadu z vrtů atp. Předběžné stanovisko stavebního úřadu, Stanovisko příslušného odboru pro životní prostředí Stanovisko báňského úřadu Hydrogeologický posudek

Hydrogeologický posudek pro danou oblast je neodmyslitelnou součástí. Tuto může zpracovat pouze autorizovaný hydrogeolog. Současně s hydrogeologickým posouzením je zapotřebí objednat i geologický posudek, ve kterém se obecně stanoví energetická hodnota, kterou lze trvale z horniny odebírat. Ty jsou zpracovávány ve vazbě na vodní zákon 254/2001 Sb. I když se to může zdát podivné, je nutné vyplňovat i formuláře, kde se využívá podzemní vody u i zcela suchých vrtů, ale praxe velí vyhovět liteře zákona a pečlivě do příslušných kolonek vyplnit nulovou hodnotu. 6.1.1 Návrh tepelného čerpadla Je obvyklé, že vytápění se navrhuje na vnější teplotu oblasti, ve které se objekt nachází. Ta se pohybuje na území ČR od -12⁰C do -18⁰C. Jednoduše lze odhadnout výkon tepelného čerpadla v rozmezí 60 – 80 % tepelných ztrát objektu. Bivalentní zdroj (doplňkový zdroj) navrhujeme na pokrytí nejlépe 100% tepelných ztrát objektu. Pokrytí chybějící hodnoty tepelných ztrát bivalentním zdrojem je v důsledku krátkodobého provozu v průběhu roku zanedbatelné.

QT = Qch + P QT = Qch - P QT

topný výkon TČ (kW)

QCH

chladící výkon TČ (kW)

P

elektrický příkon TČ (kW).

(9) (10)

12


Pro přesnější výpočet tepelného čerpadla se doporučuje použít výpočtu tepelných ztrát objektu a provést transpozici na hodnotu vnějšího prostředí při 0⁰C (vyplývá to ze skutečnosti stanovených EN pro příslušné COP dle [2]) a teplotu topného média v hodnotě 35 ⁰C. Následně totéž provést na hodnotu bodu bivalence (tu v naprosté většině předem stanovuje výrobce). Nejedná se o složité výpočty. V naprosté většině softwarových aplikací výpočtu tepelných ztrát se jedná o změnu jednoho čísla v zadání. Na základě uvedených výpočtů posoudíme výběr nejvhodnější volby tepelného čerpadla – co se týče jeho výkonu.

Obrázek 2: Uložení kolektorového potrubí v terénu

Obrázek 3: Kolektorové potrubí při průchodu konstrukcí

Řešení velikosti kolektoru se stanoví pomocí chladícího výkonu tepelného čerpadla [9] Hlubinný kolektor (11)

H QCH qVRT

celková hloubka hlubinného kolektoru / vrtu (m) chladící výkon TČ (kW) měrný výkon hlubinného kolektoru / vrtu (W/m)

13

Tepelná čerpadla

Plošný kolektor

S=

QCH q KOL

(12)

H

celková plocha plošného kolektoru (m)

QCH

chladící výkon TČ (kW)

qKOL

měrný výkon plošného kolektoru (W/m2)

Z uvedeného vyplývá, že výpočet lze pak provést za předpokladu znalosti měrné tepelné kapacity zeminy v bezprostředním okolí kolektoru. Přestože tento postup je správný, je doporučeno při výpočtu QCH neodečítat elektrický příkon (P) od topného výkonu (QT). Tato skutečnost je uváděna zejména z toho důvodu, že mnoho z výrobců do topného výkonu nezahrnuje elektrický příkon kompresoru, jak je již uvedeno výše. V konečném důsledku by mohlo dojít k nedostatečné hloubce vrtů a značným problémům při využívání provozu tepelného čerpadla. Doporučujeme tedy: Hlubinný kolektor

H=

QT qVRT

(13)

H

Celková hloubka hlubinného kolektoru / vrtu (m)

QT

Topný výkon TČ (kW)

qVRT

Měrný výkon hlubinného kolektoru / vrtu (W/m)

Plošný kolektor

S=

QT q KOL

(14)

H

celková plocha plošného kolektoru (m)

QT

topný výkon TČ (kW)

qKOL

měrný výkon plošného kolektoru (W/m2)

Délka jednotlivých větví jak plošného kolektoru, tak hlubinného vychází relativně podobně. S ohledem na skutečnost, že měrný tepelný výkon plošného kolektoru je průměrně 3x menší, než u kolektoru hlubinného, je nasnadě, že v konečném ekonomickém efektu není provedení hlubinného kolektoru výrazně dražší. Samozřejmě je nutno vzít v úvahu místní poměry a doporučení jak hydrogeologa, který zpracoval projekt s návrhem energetické využitelnosti, tak samozřejmě podmínky, stanovené odborem životního prostředí. Orientační hodnotou pro měrný tepelný výkon u vrtaného kolektoru je 50 Wm-1 Orientační hodnotou pro měrný tepelný výkon u plošného kolektoru je 15 Wm-1

14


6.1.2 Hlavní zásady uložení plošného kolektoru

Obrázek 4:Schéma rozložení hlubinných kolektorů

1.

Kolektor se ukládá do výkopu. Osová vzdálenost vykopaných rýh je min. 1200 mm. Hloubka rýh je rovněž 1200 mm. 2. Potrubí musí být uloženo na zhutněné pískové lože. Lože musí být vyspárováno v min. spádu 0,05 %, který nesmí být přerušen. 3. Potrubí, uložené do rýhy se v zásadě používá PE 100 Dn40 mm. 4. Potrubí lze svařovat výhradně elektrospojkami. 5. Potrubí ve výkopu je uloženo tak, aby se v žádném místě nekřížilo. 6. Smyčka nepřesáhne 200 m. 7. Každá smyčka musí být samostatně odvzdušnitelná. 8. Tlaková zkouška musí být provedena před provedením záhozu rýhy. Podmínky pro provedení zkoušky jsou v zásadě shodné s tlakovou zkouškou, která provádí u vodovodních rozvodů. 9. Zásyp se provádí na zaplněné potrubí smyčky vodou 10. Před provedením zásypu je zapotřebí podél potrubí natáhnout signalizační vodič a uložit výstražnou folii 11. Z důvodu kvalitnějšího kontaktu kolektorového potrubí s okolní zeminou je vhodné provést zásyp 100 mm pískem, který se zhutní. Následně se provede zásyp dle původní struktury zeminy. 15

Tepelná čerpadla

12. V případě, že kolektor se ukládá do místa se zemědělským využitím, je nutné prohloubit výkop rýh na hloubku 1500 mm z důvodu pojíždění se zemědělskou technikou při použití hluboké orby. 13. Ve svažitém terénu, kde nelze rozdělovač umístit ve spodní části kolektoru (myšleno v nejnižším bodě) je nutné vybudovat odvzdušňovací objekt tak, aby funkce kolektoru nebyla narušena 14. Pro připojovací potrubí od kolektoru k tepelnému čerpadlu platí obdobné zásady jako u hlubinných vrtů. I v tomto případě je nutné zpracovat výpočet průřezu připojovacího potrubí. Pro zjednodušení je vhodné místo velkého průřezu použít průřezu subtilnějšího a použít více trubek. Množství trubek je nutné ověřit hydraulickým výpočtem 6.1.3 Hlavní zásady uložení hlubinného kolektoru

Obrázek 5: Schéma rozložení plošného kolektoru

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Nejmenší vzdálenost od základů objektu je nutno dodržet v hodnotě 7 m. V extrémním případě lze se přiblížit na vzdálenost 5 m. Rozdělovač primárního okruhu musí být izolován do té úrovně, aby byla možná manipulace s ovládacími kohouty i v záporných teplotách procházejícího media. Potrubí od rozdělovače po vstup do tepelného čerpadla musí být (i ve výkopu) izolovány chladírenskou izolací. V případě výkopu musí být izolace zabezpečena proti nasákání podpovrchových vod. Vodorovné potrubí napojení hlubinných vrtů k rozdělovači musí být oddrenážováno stejně jak potrubí od rozdělovače k tepelnému čerpadlu. Rozdělovač primárního okruhu musí být uložen v šachtě, která je přístupná pro manipulaci. Současně musí být odvodněna. Rozdělovač primárního okruhu musí být schopen odvzdušnění. Vzdálenost mezi vrty musí být minimálně 7 m. Připojení vrtů do rozdělovače má mít přibližně stejnou délku. V tomto případě se jedná o nutnost současného využívání všech vrtů najednou. Zapojení vrtů za sebou je nevhodné řešení! 16


9. 10. 11. 12. 13. 14.

Do rozdělovače je vhodné připojovat maximálně 5 vrtů. Nad tento počet je vhodnější připojení tichelmannovo. U každého z vrtů musí být zajištěno odvzdušnění a samostatné připojení, resp. odpojení. Hlubinný kolektor by neměl přesahovat zásadně hloubku 120 m z důvodu vkládání kolektoru do vrtu. Pokud tomu nebrání závažné důvody, použijeme do vrtů potrubí 4 x PE 100 DN 32 mm. V případě specifických požadavků lze použít potrubí 2 x PE 100 DN 40 mm Pokud tomu nebrání specifické důvody, nebo nařízení ochranného charakteru, kolektor ve vrtu transportuje na celou výšku cemento-bentonitovou směsí, která svou pružností zajistí neustálý kontakt s okolní horninou ve vrtu. Přestože se nabízí možnost vrtů o hloubkách do 30 m, které nepodléhají tak rozsáhlému schvalovacímu procesu, je třeba se jim vyvarovat. Zejména z toho důvodu, že průměrná hodnota měrného tepelného výkonu se zlepšuje, právě hloubkou vrtu se doporučují vrty min. o hloubce 50 m.

Obrázek 6: Plošný kolektor – uložení v terénu

6.1.4 Podmínky pro provedení vrtných prací Jak již bylo zmíněno výše, před rozhodnutím musí být zpracovány základní legislativní úkony, které provedení předmětných prací předchází. Před vlastními vrtnými pracemi musí být provedeny ohlašovací kroky na Báňském úřadu. Tento krok provádí báňský úřad samostatně na základě výzvy vrtařské společnosti, která bude předmětné práce provádět hornickým způsobem. U výběru vrtařských společností je zapotřebí vznést dotaz, do jaké hloubky jsou schopni vrtat a v případě nutnosti do jaké hloubky jsou schopni předmětný vrt pažit. V případě, že projektanti získají jakoukoliv pochybnost o předpokládaných skutečnostech, je nutné se obrátit na geologa, který zpracuje geologické posouzení a celý předpoklad vývoje vrtu. Většina kvalitních vrtařských společností si tento posudek zpracovávají z důvodu odhadu potřeb pro provádění prací. Pro zahájení vrtařských prací je nutné zabezpečit prostor pro vrtnou soupravu. Pokud se jedná o standardní vrtnou soupravu, hmotnost tohoto zařízení překračuje 20 t. • Terén musí být způsobilý pro příjezd. V běžných zvyklostech bývá přímá rekognoskace terénu a stanovení podmínek pro příjezd vrtné soupravy, které vrtaři stanoví • Dalším zařízením, které musí být v blízkém dosahu je nákladní vůz, který přiveze technologii (zejména vrtné nástavce a výpažnice) a současně vystrojení vrtu • Dalším zařízením, které musí být v blízkosti je kompresorová jednotka, která bývá rovněž umístěna na nákladním automobilu • V neposlední řadě bude ještě tento konvoj doplněn osobním automobilem, který přiveze vrtnou posádku.

17

Tepelná čerpadla

K předání staveniště je zapotřebí zajistit: a) Projektant musí promyslet a písemně zpracovat místo a způsob odvážení odpadu z vrtu. Jedná se o velmi jemně rozemletou horninu, která se smísením s vodou je schopna vytvořit po vyschnutí hmotu, kterou není možné zlikvidovat. Z toho důvodu je nutné vyloučit čerpání odpadu do kanalizační sítě apod. Nejjednodušší způsob je odvoz odpadu na veřejnou skládku. b) Přípojku vody, nebo dostatečné množství vody, sloužící k proplachování vrtů. Deník a charakteristiku vrtu vede zhotovitel vrtných prací – v tomto případě vrtařská společnost. Přejímka dokončených vrtů s vloženým kolektorem a) Zhotovitel dokončí práce a následně provede tlakovou zkoušku kolektoru. Kolektor musí být naplněn vodou. Zkoušku je nutné provádět v časovém měřítku min. 24 hod. Zkušební tlak je 6 barů. V zásadě zde platí obdobné podmínky jako u vodovodního potrubí. b) Zhotovitel předloží předávací protokol se zaznačením profilu vrtu, úroveň naražené podzemní vody a další sjednaná specifika. U předmětných prací je velmi vhodné mít stavební dozor, který na sebe přebírá odpovědnost dokončených prací vůči investorovi, resp. objednateli

6.2 Primární okruh tepelného čerpadla ZEMĚ – VODA Nejdříve je nutné si uvědomit, že voda při ochlazování, resp. mrznutí svůj objem zvětšuje. Ostatní hmoty však reagují opačně. Z uvedeného důvodu je nutné provést návrh expanzní nádoby pro zvyšující se objem chladírenského media. 6.2.1 Výpočet expanzní nádoby 1. 2. 3.

Stanovíme minimální provozní tlak v primární větvi. Ten v zásadě se pohybuje na hranici 0,2 MPa. Zjištěnou hodnotu zvětšíme o 0,2. Výsledkem je min. provozní tlak v systému primárnío okruhu ph,min. Z podkladů použitého chladírenského media (lihu, ethylénglykolu a dalších) dosadíme hodnotu Δv pro maximální, resp. minimální teploty Tmax Objem expanzní nádoby pak vypočteme podle vzorce:

Ve =

1,3 * V * ∆v * ( p h , dov + 1) p h , dov − p h , min

(15)

Ve

Objem tlakové expanzní nádoby (l)

V

Objem media v primárním okruhu (l)

Nárůst objemu použitého chladícího média media při teplotním rozdílu 10⁰C ( - )

Δv

ph,dov

Maximální provozní tlak v primárním okruhu (nesmí být vyšší než je Hodnota pojistného ventilu, kterým je okruh jištěn) (bar)

ph,min

minimální požadovaný tlak v primárním okruhu (dle výrobce TČ) (bar)

4. 5. 6.

Z řady expanzních nádob vybereme nejblíže vyšší velikost. Při instalací expanzní nádoby (před natlakováním primárního okruhu) upravte tlak v expanzní nádobě z přednastaveného tlaku na velikost ph,min Na závěr naplníme primární okruh prostřednictvím plnící soupravy. Konečný tlak v systému primárního okruhu nastavíme tlakem z vodovodního systému na tlak na ph,min+0,2. Systém musí být před vyrovnáním systému řádně odvzdušněn na všech větvích 18


6.2.2 Media, použitá pro plnění primárního okruhu V primárním okruhu proudí nemrznoucí směs. Naprostá většina výrobců tepelných čerpadel stanovuje kritický bod pro vypnutí tepelného čerpadla na hodnotu -12⁰C. Nemrznoucí směs musí mít charakter, který nezpůsobí devastaci, či poškození potrubí a objektů na primárním okruhu. Pouze změní tekutost. Dalším požadovaným atributem na tuto teplosměnnou látku je schopnost předávání tepla. Poslední a jistě nezanedbatelná položka je cena. Je nutné rovněž vzít v úvahu poměrně značné množství chladírenského média. Již u kolektoru o výkonu 10 kW proudí v primárním okruhu okolo 300 l nemrznoucí směsi. Účelným materiálem, který je nejčastěji využíván je denaturovaný líh. Denaturovaný líh je složen především z etylalkoholu, u kterého je provedena denaturace. Denaturace je prováděna přidáním malé části metylalkoholu. Charakteristický pach je způsoben přidáním solventní nafty, která způsobuje odpornost při případném požití. Vlastnosti, či závadnost jsou v zásadě zachovány podobně jako u čistého etylalkoholu. Pro naředění se používá voda. K zajištění nezámeznosti při -12⁰C lze 98% denaturovaný líh zředit přibližně na 30 %, což tuto podmínku zajišťuje. Cena denaturovaného lihu se pohybuje od 22 –30 Kč/l. Dalším vhodným chladivem jsou glykoly. Jedná se v podstatě o roztoky na bázi etylu (běžně používaný pod názvem Fridex v jeho modifikacích), nebo propylenglykol (na bázi propanu). V neposlední řadě jsou na trhu další prostředky na biologické bázi, přirozeně odbouratelné, označované jako ekologické. Tyto prostředky vesměs obsahuji součásti, zlepšující viskozitu, dále obsahují inhibitory, zvyšující inertnost vůči kovům. Jistě se najde celá řada dalších. Kvalita a důvody pro jejich použití se jistě najde značné množství a preference jsou jak na výrobci tepelných čerpadel, tak na projektantovi a v neposlední řadě na montážní firmě. Faktem, který je vesměs rozhodující, že cena těchto směsí je oproti lihu více než trojnásobná. Značnou nevýhodou lihu však je, že lihový roztok jímá při plnění značné množství vzdušného kyslíku, který se poměrně obtížně z primárního okruhu dostává pryč. Z toho důvodu je nutné mít primární okruh velmi dobře vyspárován tak, aby jej bylo možné odvzdušnit. Za tím účelem je vhodné osazovat automatické odvzdušňovací hlavice a v prvním roce provozu systém kontrolovat proti výraznému snížení množství chladící směsi. Nahromadění vzduchu v systému způsobuje nedostatečný průtok a může být příčinou (zejména u krátkých primárních rozvodů) zamrznutí primárního okruhu. Zprovoznění pak spočívá v jeho odstavení, které může být i delší než 24 h.

6.2.3 Plnění primárního okruhu tepelného čerpadla Primární okruh se plní zásadně vždy tak, aby chladící směs procházela přes filtr do těla čerpadla a tím byla zajištěna dostatečná čistota chladící směsi. Jakýkoliv jiný postup je nevhodný. Naředění probíhá v baterii nádob, které má technik k dispozici. Koncentrace chladicí kapaliny se provádí lihoměrem, nebo hustoměrem. Důležité je, aby každá ze smyček, větví či vrtů byla plněna samostatně! Každý okruh musí být dostatečně odvzdušněn. Po naplnění poslední části kolektoru se všechny větve spustí a minimálně 12 hodin je nutné zajistit cirkulaci. Při tomto cyklu je nutné pravidelně systém kontrolovat, zda dochází ke komplexnímu odvzdušnění. Rovněž je nutné kontrolovat úplnou funkci jednotlivých větví kolektoru. Po provedení závěrečné kontroly je nutné změřit koncentraci nemrznoucí směsi a provést natlakování primárního okruhu na tlak, který doporučuje výrobce tepelného čerpadla a systém je připraven k provozu.

19

Tepelná čerpadla

6.3 Zapojení tepelného čerpadla ZEMĚ – VODA do otopného okruhu Jestliže jsou splněny základní podmínky pro použití nízkoteplotního zdroje (teplota otopného systému v náběhu je nižší než 60⁰C) je připojení do otopného systému velmi jednoduché a lze použít podobného připojení jako u teplovodního kotle. I zde se vztahují kritéria pro připojení otopného zdroje dle [4] Přesto zde platí některé drobné odlišnosti a odchylky. Je běžnou praxí, že pro zdroj tepla je v budově projektován prostor nazýván technická místnost. U tepelného čerpadla, které je montováno zejména do rekonstruovaných prostor, tato podmínka naprosto odpadá. Jestliže budeme mít prostor s rozměry 1200/1200/2200 mm, jedná se o prostor dostačující. Tepelné čerpadlo lze umístit do hluchého prostoru pod schodiště, do vestavěné skříně v předsíni, do různých výklenků atp. Většina tepelných čerpadel plní rozměry domácího spotřebiče, takže půdorysně nepřekračuje rozměr 600/600 mm. Problematickým momentem může být pouze připojení na vodu a odpad. I odpad lze jednoduše řešit připojením na tlakový okruh s pračkovým vypouštěcím ventilem. Přivedení vody v zásadě žádným problémem nebývá. Většina zákazníků má obavy z provozního hluku při provozu tepelného čerpadla. Před vlastním návrhem je nutné zjistit úroveň hluku, který TČ vytváří. Kvalitní tepelná čerpadla splňují nejpřísnější hygienická kritéria a jejich hlučnost je na hranici 45 dB. Pro posouzení hlučnosti musí tepelná čerpadla plnit podmínky hygienického předpisu upravujícího hlučnost v neobývaných prostorách obytného domu [14] které musí zařízení splnit. Protože čerpadlo jinak nezpůsobuje estetickou újmu pohledového prostoru, není s jeho umístěním zásadní problém. V bezprostřední blízkosti tepelného čerpadla je však nutné, aby byla umístěna zařízení, jako jsou expanzní nádoby, uzavírací armatury, napouštěcí systém primárního okruhu atp. V takovém případě je na projektantech a montážních technicích, aby našli způsob efektivního umístění veškerého balastu, který je s tepelnými čerpadly spojen. Důležitým faktorem je množství vody v sekundárním okruhu. Vždy je nutné se touto skutečností zabývat. Uvedenou hodnotu musí mít projektant na paměti při návrhu tepelného čerpadla. Podle výrobců se velmi různí. Jedná se o hodnoty od 25 do 50 l na 1kW výkonu. Ze zkušenosti se doporučuje používat alespoň 40 l na 1kW výkonu. Tato hodnota je velmi žádoucí především z důvodu omezení častého zapínání tepelného čerpadla. U podlahového vytápění je většinou problém vyřešen množstvím vody v podlahových trubkách. U radiátorových systémů, nebo kapilárních ohřevů například ve stěnovém vytápění je tento problém daleko kritičtější. Řešení je uvedeno v následující části připojení tepelného čerpadla. 6.3.1 Připojení tepelného čerpadla Pro zajištění bezproblémového provozu je nejvhodnějším řešením použít jednotky tepelného čerpadla se zabudovaným ohřevem teplé vody. Především z toho důvodu, že v čerpadle jsou již zabudovány veškeré řídící rozvody, které celý běh čerpadla ovládají. U těchto typů tepelných čerpadel navíc není úplně zásadní zabývat se výkonem tepelného čerpadla pro vytápění a ohřev teplé vody. Systém a ovládací část tepelného čerpadla řeší současnost tak, že ohřev teplé vody je nadřazen ohřevu vytápění. V době dohřevu teplé vody jednoduše nevytápí. Protože se jedná o relativně krátkou časovou hodnotu, není výpadek ve vytápění významný. V případě využívání sazby odběru elektrické energie pro provoz tepelných čerpadel, je tepelné čerpadlo v průběhu dne dvě hodiny odpojeno. Přesto je i v tomto období zajištěn ohřev TV. Ani v tomto období nedochází k nějakému zjistitelnému prochlazení budovy. Vlastní připojení lze provést dvěma způsoby, které jsou uvedeny na obrázcích. V prvním případě Na prvním z nich je znázorněno připojení tepelného čerpadla – kompaktu (s vestavěným ohřevem vody) „v přímé frontě“. Toto zapojení není obecně používané, protože výrobci jej na svých stránkách většinou neuvádějí. 20


Obrázek 7: Schéma zapojení tepelného čerpadla ZEMĚ – VODA

Toto zapojení spočívá ve skutečnosti přímého ohřevu teplosměnných ploch bez nutnosti předehřevu jakékoliv dílčí části sekundárního systému. Při nedostatečném množství vody v systému se použije taktovací nádoba, jejíž objem se stanoví jako rozdíl objemu vody v sekundárním okruhu a jeho potřebou vody v podle předpisu výrobce. Taktovací nádoba se zapojí na zpátečku bez preference. Pouze připojení na straně k otopnému systému bude v horní části taktovací nádoby a ve spodní části bude připojen odvod zpátečky ke zdroji tepla, čili k tepelnému čerpadlu V současnosti je vedeno značné množství diskuzí v oblasti vhodnosti použití dalších obnovitelných zdrojů tepla při použití tepelného čerpadla. Přestože významná propagační činnost výrobců tuto skutečnost velmi doporučuje, přesto se k tomu autoři stavějí negativně. Především z jednoduchého a prostého důvodu. Umoření (myšleno finančně) vynaložených prostředků z titulu snížení ceny ohřevu TV je při investičních nákladech na další systém v oblasti natolik dlouhé, že nemá uvedená investice opodstatnění. V případě, že z důvodů jiných trvá zákazník na použití doplňkového obnovitelného zdroje (např. solární systém namontovaný již v minulosti), je nutné napojit celý systém přes akumulační nádobu., která plní podobnou funkci jako nádoba taktovací, ale v mnohém se liší. Akumulační nádoba by měla být spočítána na hodnotu akumulace, se kterou se počítá pro otopný systém. V případě potřeby připojení dalších zařízení je nutné, aby splňovala podmínky i pro ně. Akumulační nádoba pro otopný systém s podlahovým vytápěním:

V = QCH ∙ 0,05 V

Objem akumulační nádrže (m3)

QCH


(16)

21

Tepelná čerpadla

Akumulační nádoba pro otopný systém s deskovými radiátory

V = QCH ∙ 0,08 V


QCH


(17)

Akumulační nádoba pro otopný systém s článkovými radiátory

V = QCH ∙ 0,01 V


QCH


(18)

Protože systém akumulační nádoby způsobuje pro použití tepelného čerpadla nárůst nákladů v případě nevyužívaného naakumulovaného tepla, nejeví se tento způsob jako nejvhodnější. Zapojení tepelného čerpadla s akumulační nádobou je patrné z následujícího obrázku.

Obrázek 8: Schéma zapojení tepelného čerpadla s akumulační nádobou

Poslední oblastí je připojení tepelného čerpadla k hydraulickému oddělovači tlaku ( anuloid). Toto připojení v zásadě nemá technické opodstatnění. Tepelné čerpadlo nemá „doběh“, tlakové oddělení není ve standardních systémech důvod provádět. Doporučení: Veškeré přívody náběhové vody je vhodné řešit v nejkratší vzdálenosti od zdroje k rozdělovačům. Další rozvody pak řešit od rozdělovačů k rozdělovačům podružným a následně k otopným tělesům. Rozsáhlé potrubní rozvody snižují účinnost vytápění tepelným čerpadlem, protože se teplo vyzáří v prostorách, pro které nebylo požadováno!

22


6.4 Regenerace vrtů pro tepelná čerpadla ZEMĚ – VODA Mnoho odpůrců tohoto typu tepelných čerpadel bude namítat, že může dojít k zamrazení tepelného čerpadla, na primárním okruhu. Ano, toto lze připustit. K tomu může dojít však pouze za předpokladu: a) V případě chybného návrhu primárního okruhu. b) V případě chybné montáže a zavzdušnění systému propojení primárních okruhů c) Nedostatečným průtokem v okruhu V bodech a) a b) je nutné dopracovat návrh a provedení vrtů tak, aby splňovaly veškerá kritéria, která byla v této kapitole popsána. V opačném případě bude systém dlouhodobě nefunkční. V bodě c) je uvedena alternativa, ke které, bohužel, dochází při servisních činnostech, nebo při eventuálním nechtěném zásahu, kdy se uzavře ventil na sekundárním okruhu. Základním pravidlem je detekovat problém a vyčkat čas (mnohdy i 24 hod.) než dojde k uvolnění průtoku. Rozhodně je nutné čelit názorům, které řeší dočasnost podpovrchového nebo hlubinného tepla. V hlubinných dolech se odčerpává teplo na mnohem vyšší úrovni, než je v uváděných případech a to i po období několika staletí. Přesto dosud nedošlo k ochlazení zemského povrch v těchto místech. To znamená, že netřeba mít obavy. Z uvedeného vplývá, že regenerace vrtů není pro povoz tepelného čerpadla potřebná.

6.5 Rozdělení tepelných čerpadel VZDUCH – VODA Čerpadla tohoto typu mají své zákonitost, které je nutno respektovat. Rozdělení proto nejdříve budeme orientovat na umístění tělesa tepelného čerpadla. V zásadě je nutné, aby výparník měl možnost odebírat neomezené množství vzduchu z prostoru. Proto je možné rozdělení: 1. 2. 3.

tepelná čerpadla s výparníkem vně budovy a kondenzátorem uvnitř objektu tepelná čerpadla s výparníkem a kondenzátorem vně objektu tepelná čerpadla s výparníkem a kondenzátorem uvnitř objektu

Zajímavou alternativou je řešení, které požívá alternativy pod bodem 3) a přívod vzduchu řeší kanálem, který zajišťuje jakýsi předehřev vzduchu. Protože odebírané teplo z okolní zeminy je možné pod úrovní nezamrzne hloubky, je nutné spočítat o kolik se zvedne teplota přiváděného vzduchu a na jaké délce přívodního potrubí. Je nutné brát samozřejmě v úvahu profil potrubí, rychlost proudějícího vzduch atd. Na to nám principiálně vystačí kalorimetrická rovnice:

m1c1 (t - t1) = m2c2 (t2 - t) m

Hmotnost tekutiny (kg)

c

Měrná tepelná kapacita (Jkg-1K-1)

t

Teplota vzorku

X1

Vzorek č. 1

X 2

Vzorek č. 2

(19)

23

Tepelná čerpadla

I v tomto případě je třeba zvážit úroveň hluku, šířenou potrubím:

L x , D = Lw,vent − ∑ D i

(20)

Lw,vent

Hladina akustického výkonu ventilátoru v oktávovém pásmu (dB)

Di

Útlum hluku jednotlivých elementů potrubní sítě (dB)

(21)

Dpotr

Útlum hluku přímého potrubí (dB/m)

B

Šířka potrubí (m)

H

Výška potrubí (m)

f

Frekvence (Hz) (22)

Dobl

Útlum hluku obloukového potrubí (dB/m)

B


f

Frekvence (Hz)

(23)

Dobl


Si

Průřez odbočky, do které se určuje šíření hluku (m2)

ΣSi

Průřez odboček, do kterých se šíří hluk (m2) (24)

Dobl


f

Frekvence (Hz)

B


S ohledem na ustanovení normy jsou stanoveny hranice hluku pro denní a noční režim a ty musí splňovat nejen instalované tepelné čerpadlo, ale rovněž i připojovací potrubí. Základní hodnotou je dle [14] 40dB ke kterým se přičítá korekce dle druhu chráněného prostoru (viz následující tabulka). V případě hluku s tónovými složkami s výjimkou hluku z dopravy na pozemních komunikacích a dráhách, a hluku s výrazně informačním charakterem se přičte další korekce – 5 dB. 24


Tabulka 4: Korekce pro stanovení limitů hluku v chráněném vnitřním prostoru staveb [14]

Druh chráněného vnitřního prostoru

Doba pobytu

Korekce v DB

doba mezi 6:00 a 22:00 doba mezi 22:00 a 6:00

0 -15

po dobu používání

-5

Obytné místnosti


0 -10

Hotelové pokoje


+10 0

po dobu používání

+5

Nemocniční pokoje Lékařské vyšetřovny, ordinace

Přednáškové síně, učebny a pobytové místnosti škol, jeslí, mateřských škol a školských zařízení

Další rozdělení se orientuje na směr odvodu vzduchu, který je jedním z limitujících ukazatelů. V daném případě se jedná o dva typy tepelných čerpadel: 1.

odvod vzduchu před ventilátor výparníku (radiální ventilátor)

2.

odvod vzduchu nad ventilátor výparníku (axiální ventilátor)

Dále se jedná o typ provozu výparníkové jednotky. I když se jedná o detaily, odborník, pro svůj návrh by měl znát maximum o zařízeních, která navrhuje, nebo montuje. Každá výparníková jednotka dosáhne stavu, kdy se na povrchu výměníku začne objevovat námraza. Tento jev je způsoben především vlhkostí okolního vzduchu. Čím větší výkon tepelného čerpadla, tím větší množství a častější výskyt námrazy. Námraza se odstraňuje několika zásadními způsoby: 1.

recirkulací chladírenského plynu v tělese tepelného čerpadla. V tomto případě dochází k odebírání tepla z interiéru a použití tepla k rozmrazení výparníku. Samozřejmě dochází k velkému úbytku vyrobeného tepla zejména při vlhkosti prostředí nad 70 %. V takovémto případě dochází k cyklu odtávání i po patnácti minutách!

2.

Elektrickým dotopem (velmi řídký způsob, nicméně i ten se vyskytuje). Je sice velmi rychlý, nezatěžuje vnitřní provoz na sekundární straně tepelného čerpadla, ale je poměrně nákladný, s vysokými nároky na elektrické připojení. V takovémto případě je nutné velmi pečlivě vypočítat ekonomiku provozu.

3.

Nesmírně zajímavou oblastí je použití systému se dvěma výparníky. Je znám jediný výrobce tohoto patentovaného systému, ale toto zařízení je skutečně mimořádné. Systém je provozován tak, že v případě nebezpečí námrazy na jedné straně výparníku se druhý vypne, pomocí právě vyráběného tepla na výparníku prvním se rozmrazí a následně se provoz výparníků vystřídá. Po rozmrazení obou výparníků se opět do provozu zapojí oba dva. Mimořádným přínosem tohoto typu tepelného čerpadla je, že teplo, efektivně vyrobené pro interiér je nedotčeno. V tomto případě se až 20 % vyrobené tepelné energie ušetří.

25

Tepelná čerpadla

Obrázek 9: Tepelné čerpadlo se dvěma výměníky 1

Obrázek 10: Tepelné čerpadlo se dvěma výměníky 2 Tabulka 5: Ekonomika odtávání a náhrada chybějícího topného výkonu elektrickým kotlem

Způsob odtávání

reverzní chod (min)

Aktivace odtávání

30

Topný výkon kW - tč

10,4

při A0/W45

A0 - venkovní teplota

Elektrický příkon

3,25

při A0/W45

1/3 tepelného výkonu

COP při topení

3,2

při A0/W45

W45 - teplota topné vody

COP při odtávání

8

při W40/A0

Tepelná ztráta domu kW

13

Bod bivalence

-3

Poznámka

venkovní teplota

Tabulka 6: Časový výpadek jednoho odtávání Průměrná doba odtávání

Energetický výpadek

Elektrická náročnost

Čas potřebný pro navrácení odčerpané energie při odtávání

Čas potřebný na odtok kondenzátu - tč není v aktivním provozu

Celkový časový výpadek na jedno odtávání

minuty

kW

kW

minuty

minuty

minuty

2,5

1,08

0,14

6,25

2

8,25

26


Tabulka 7: Časový výpadek na denní provoz

Provozní doba/den

Počet odtávacích cyklů

Celková časová doba výpadku

Energetická tepelná ztráta

Ztráta elektrická

hodin

cyklů

hodin

kW

kW

16

25,10

3,45

27,19

3,40

Tabulka 8: Ekonomika provozu odtávání za rok při systému odtávání reverzním chodem

Cena elektrické energie (Kč/kWh)

3

Počet dnů na odtávání za rok (dny)

125

Náklady na elektrický dotop z 50 % (kWh/den)

18,13

Náklady na provoz tč při odtávání (kWh/den)

3,40

Celkové navýšené náklady

7 071,90 Kč

Tabulka 9: Ekonomika provozu odtávání za rok při systému VHM - dvojicí výparníků

Cena elektrické energie (Kč/kWh)

3,2

Počet dnů na odtávání za rok (dny)

90

Náklady na elektrický dotop z 50 % (kWh/den)

0,00

Náklady na provoz tč při odtávání (kWh/den)

0,00

Celkové navýšené náklady

0,00 Kč

Z uvedených tabulek je zřejmé, že odtávání u tepelných čerpadel s primárním okruhem vzduch, je jednou z nákladných ekonomických oblastí a v konečném důsledku tento „ záporný provoz“ se velmi výrazně projevuje v dopadu na funkci tepelného čerpadla. 6.5.1 Umístění vnější jednotky tepelného čerpadla Jeví se jako velmi jednoduché, ale i tomuto rozhodnutí musí předcházet zralá úvaha. Nejdříve musí být rozhodnuto, aby výparník, který včetně ventilátoru plní hlukové limity nebyl umístěn na straně objektu, kde jsou umístěny: a) ložnice b) klidové a relaxační prostory c) společenské prostory a prostory shromažďovací d) zařízení s pohybem dětí Přestože se tato omezení jeví jako nevýrazná, jsou nutná. Nejsou stanoveny žádnou normou, ale tímto směrem musíme být vedeni etikou stavebního odborníka na všech frontách a úrovních odbornosti. Dalším limitujícím momentem je povinnost (a ta je normou stanovena) nerušit hlukem sousední objekty, které jsou v blízkosti místa osazení venkovní jednotky tepelného čerpadla. Hlukové vzdálenosti jsou již uvedeny výše. 27

Tepelná čerpadla

I když venkovní jednotky jsou technicky i esteticky většinou provedené na vysoké úrovni i při nejlepší snaze zhotovitele u naprosté většiny staveb působí rušivě. Je proto velmi vhodné, aby byla maskována přírodním řešením pomocí například výsadby rostlin. Umístění venkovní jednotky v naprosté většině určuje výrobce, který v průvodní dokumentaci zahrnuje nákres s kótami, které je nutné dodržet. V zásadě však lze doporučit: 1. 2. 3.

těleso výparníku, resp. venkovní jednotky je nutné umístit v minimální vzdálenosti 500 mm od stavebního objektu v případě vodorovné osy ventilátoru těleso výparníku, resp. venkovní jednotky je nutné umístit v minimální vzdálenosti 2000 mm od stavebního objektu v případě svislé osy ventilátoru Před jednotku s vodorovnou osou lze umístit porost v minimální vzdálenosti 5000 mm. Objekty např. určené pro včelstva je nutné odsadit do vzdálenosti min. 10000 mm

Další podmínkou je osazení na betonový základ, který projektant navrhne s ohledem na statické hodnoty základové zeminy. Neopominutelné je, aby nad základem byla umístěna odkapávací miska pro kondenzát s odvodem do trativodu. Je nutné si uvědomit, že namrzající kondenzát, který není odveden, může způsobit vážné poruchy provozu výparníku (např. zastavení vrtule ventilátoru.) Řešením, které nahrazuje odkapávací misku, je možnost vytvoření odkapávací vsakovací jímky. Problematické je, podobně jako u předchozího případu namrzávání vsakovací jímky vytvořeného tělesa. U projektování vsakovacího objektu je nutné mít na paměti důležitý moment, aby okolí jímky bylo zajištěno proti možnému zvedání základu pod venkovní jednotkou.

Obrázek 11: Schéma zapojení tepelného čerpadla VZDUCH – VODA s venkovní jednotkou

6.5.2 Osazení vnitřní jednotky tepelného čerpadla Při osazování vnitřní jednotky tepelného čerpadla platí podobné parametry, jako u tepelného čerpadla země – voda. Rozhodujícím faktorem pro uvedené umístění je způsob zpracování vnitřní jednotky. Jedná se zejména o:

28


1.

Vnitřní jednotka se zabudovaným ohřevem teplé vody a bivalentním dohřevem elektro-vložkou – kompaktní systémy Jedná se o nejvhodnější řešení, které usnadňuje jak montáž zařízení, tak jeho provoz díky komfortu, se kterým budoucí užívání tepelného čerpadla řešeno. U těchto tepelných čerpadel je nutné aby: a) Byl zabezpečen prostor okolo tepelného čerpadla. Jedná se především o prostor pro manipulaci při servisních prohlídkách a přístupu k vnitřním elementům tepelného čerpadla b) Byl zajištěn přístup k jednotlivým částem plnícího systému sekundárním okruhu a expanzní nádoby c) Prostor tepelného čerpadla byl odvodněn (vpustí, nebo napojením na potrubí ve spádu se zápachovou uzávěrkou atp.

2.

Vnitřní jednotky bez zabudovaného ohřevu TV a s bivalentním dohřevem elektrovložkou – standardní systémy Je běžným řešením. Toto řešení navrhujeme v případě velmi nízkých potřeb množství teplé vody, nebo v místech, kde rozměrově objekt nevyhovuje požadavkům pro kompaktní řešení vnitřní jednotky tepelného čerpadla.

3.

Vnitřní jednotky s odděleným bivalentním zdrojem a odděleným ohřevem TV Tyto jednotky často nemívají pro svou jednoduchost ani vlastní řídící jednotku. Tím není míněno, že jsou nevhodné, nebo nějakým způsobem nedostatečné. To jistě není případ jednoduchosti. Jistě existuje mnoho zájemců, kteří jsou tomu nakloněni a i pro tato řešení se najdou zdůvodnění. Řešení, která jsou zřejmá z uvedených obrázků, je velmi jednoduchá. Hydraulické vazby jsou rovněž elementární. Navíc kompletní elektrokotel v nejrůznějších modifikacích není finančně náročná alternativa

4.

Vnitřní jednotky s bivalentním zdrojem jiným, než je elektrokotel Bivalentním zdrojem může být podobně jako u typu země – voda např. plynový kotel. Opět je třeba zdůraznit, skutečnost, že zařízení, nebo bivalence ve vazbě, kterou nelze ovládat automaticky řídící jednotkou, kterou je ovládáno tepelné čerpadlo, není optimálním řešením. Jakákoliv poloautomatika, nebo ruční zásah ve standardním provozu, je na úkor pohody užívání.

6.5.3 Zapojení tepelného čerpadla VZDUCH – VODA do topného systému Popis zapojení tepelného čerpadla vzduch – voda je zřejmý z popisů umístění vnější a vnitřní jednotky. Vlastní zapojení jednotek je nastíněno u uvedených obrázků.

29

Tepelná čerpadla

Obrázek 12: Schéma zapojení tepelného čerpadla VZDUCH – VODA

6.6 Tepelná čerpadla ZEMĚ – VZDUCH a VZDUCH – VZDUCH Díky hlubokému konzervativizmu, který je v nás po generace zakořeněn, se alternativa vzduchu na sekundární straně cirkulačních oběhů objevuje velmi zřídka. Pocit potřeby sálavého tepla z topného zdroje je intenzivně objednateli vyžadován. Dokonce jsou případy, že ve vyhřátém domě, či místnosti je považován topný systém za vadný, protože otopná tělesa jsou chladná. Přesto však topný systém, který ohřívá přímo vzduch je mnohem efektivnější. Výhody tepelných čerpadel s vývinem teplého vzduchu na sekundáru: a) Nedochází k ohřevu mezistupně v podobě vody, nebo jiného média, které zprostředkovává teplo. Jestliže ohříváme např. vodu v tepelném čerpadle na konzátorové straně, předáváme teplo se ztrátou např. 2 % u vysoce efektivních výměníků. U teplovodních rozvodů je nutné dále uvážit ztrátu tepla v potrubí, která činí cca 4 %. Jestliže předáváme teplo dále, na straně jakéhokoliv druhu vytápění (myšleno standardní konvekční radiátory, nebo stěnové, stropní nebo podlahové) dochází k další ztrátě při přenosu tepla v hodnotách od 5 do 10 %. Lze tedy jednoduše říci, že přenos tepla pomocí vodního media může být ztrátový až 20 %. V podstatě se s uvedenou skutečností počítá již ale v návrhu. U ohřevu vzduchu se ztráty minimalizují pouze při základním přenosu tepla v kondenzátorovém výměníku a rozvodu teplovzdušného vedení. b) Protože nedochází k ohřevu topného média, je ohřev vzduchu v místnostech výrazně rychlejší. Zejména při výraznějším poklesu teplot v exteriéru je významně uvedená skutečnost ohodnocena c) Následují fyzikální parametry: Tabulka 10: Fyzikální parametry vody a vzduchu

Médium

Voda

Vzduch

Měrné teplo c (Jkg-1K-1)

4186

1010

Hustota (kg/m3)

980

1,28

d) Návrh systému je mnohem jednodušší. Pomocí termické rovnice Q = c ∙ m ∙ (te – ti) a normou stanovené výměny množství tepla, jednoduše navrhneme průřez potrubí. Výpočty jsou [5]

30


Nevýhody: a) Systém je méně vhodný do objektů a místností s většími tepelnými ztrátami a objektů s malou schopností akumulace obálky budovy b) Obtížné vedení teplovzdušného potrubí v podstropních meziprostorech, příčkách atp. c) Protože systém řeší ohřev vzduchu v objektu, neřeší ohřev vody. Proto je nutné, aby ohřev vody byl řešen separátně. Buď akumulačním ohřevem, nebo elektřinou.

6.7 Ventilační tepelná čerpadla Jedná se o tepelná čerpadla pro větrání a ohřev teplé vody. Tepelné čerpadlo získává energii z vnitřního vzduchu, určeného k odvětrání (spaliny z kuchyňského provozu, znečištěný vzduch z hygienických zařízení atp.) a předává ji prostřednictvím kondenzátoru do zásobníku teplé užitkové vody. Tepelné čerpadlo je napojeno na ventilační systém s mechanickým ventilátorem pro odvod vzduchu. Výkon přídavného topného tělesa je většinou okolo 2 kW. Teplý vzduch, určený k ventilaci, standardně odváděný při větrání místností následně prochází výparníkem. Zde předá své teplo chladivu, které se prostřednictvím svého nízkého bodu varu vypařuje. Chladivo je následně stlačováno v kompresoru, takže se jeho teplota zvyšuje. Takže nastává klasický postup funkce tepelného čerpadla. Zahřáté chladivo dále putuje do kondenzátoru, kde předá je teplo předáno do vody. Tím se sníží teplota chladiva a chladivo z plynného stavu přejde do stavu kapalného. Následuje základní pochod v tepelném čerpadle, popsaný v úvodní stati.

Obrázek 13 : Princip systému [10]

Tato tepelná čerpadla jsou však ve většině případů méně vhodná pro ohřev vnitřního prostoru budov. Jsou jako doplněk k teplovzdušnému vytápění, nebo k rekuperaci. Vhodné zapojení je sice uvedeno na obrázku, ale necharakterizuje komplex s teplovzdušným vytápěním, či řízeným větráním. Značná část výrobců proto řeší rovněž ventilační jednotky k uvedenému typu, v důsledku vzniká hybridní řešení mezi rekuperační jednotkou a tepelným čerpadlem, využívajícím pouze nadbytečné teplo v prostředí. Toto sdělení nemá být determinující. Jistě se najde mnoho možností, kde najde své uplatnění a jakékoliv jiné řešení může být méně vhodné.

31

Tepelná čerpadla

6.8 Tepelná čerpadla s elektrickým kompresorem – kompresorová s jiným pohonem např. se spalovacím plynovým motorem Uvedená tepelná čerpadla jsou odvislá od výkonu spalovacího motoru. U většiny motorů je výkon výrazně vyšší, než u motorů elektrických, je proto zřejmé, že tento typ tepelných čerpadel bude značně vyšší, než u čerpadel s elektrickou jednotkou. Na japonském trhu se vyskytují tepelná čerpadla s plynovým pohonem, která díky vysokému výkonu a nízké spotřebě současně vyrábí elektrický proud. Velkou předností tepelných čerpadel se spalovacím motorem je předehřev: 1. 2. 3.

Používaného primárního media (a to jak vzduchu u systémů … - vzduch, tak u systémů … - voda). Předehřev sekundáru. Předehřev při přípravě teplé vody.

Protože se jedná o systémy, které jsou skutečně využitelné pro velké objekty, je určitě zajímavé, že topný faktor je poměrně vysoký a dosahuje hodnoty až 3. Pro vlastní vytápění a ohřev TV jsou platná ustanovení shodná pro tepelná čerpadla systémů, poháněná elektrickým motorem. 6.8.1 Tepelná čerpadla absorpční Jestliže tepelná čerpadla kompresorová jsou vysoce efektivní, s relativně vysokým topným faktorem, tepelná čerpadla plynová absorpční, jsou ještě výkonnější, ale topný faktor zřídka představuje hodnotu vyšší než 1,6. Jestliže však srovnáme cenu energetické hodnoty plynu a spotřebu uváděnou pro provoz tepelného čerpadla přiblížíme ilustrativně ceny r. 2014 Cena 1 kWh elektřiny (cena zprůměrovaná na sníženou sazbu, bez sazby za „ pojistku“)

4,80 Kč

Cena 1 kWh plynu (zprůměrovaná cena)

1,20 Kč

Za předpokladu čtyřnásobku ceny za elektrickou energii a vztahu, který nabízí topný faktor, je zcela evidentní, že návrh absorpčního tepelného čerpadla na plyn je výhodné. 6.8.2 Princip absorpčního tepelného čerpadla

Obrázek 14: Princip funkce absorpčního tepelného čerpadla [11]

32


Absorpce – rozpouštění plynu v kapalině, resp. absorbování plynu v absorbentu. Nejčastěji je používána jako absorbent voda a plyn je na rozdíl od kompresorových tepelných čerpadel používán čpavek ( NH3). Fyzikální princip činnosti absorpčního tepelného čerpadla je stejný jako u kompresorového tepelného čerpadla – viz úvodní kapitola. Pro přestup tepla do chladiva z obnovitelného zdroje (odpaření) a pro kompresi chladiva je u plynového tepelného čerpadla využita tepelná energie, která vznikla hořením plynu jinak principy funkce tepelné čerpadla zachovány. Ohříváním, lépe vařením směsi vody s chladivem (čpavkem) dochází k odpaření chladiva (exsorpce) a nárůstu tlaku v celém kondenzačním okruhu. Který je následně shodný jako u kompresorového tepelného čerpadla. V závěru je chladivo zpětně pohlceno do vody (absorpce) a pomocí čerpadla dopraveno do varníku. Následuje znovu celý proces čerpání tepla. Obnovitelným zdrojem energie je obdobně jako u kompresorového tepelného čerpadla vzduch, nebo povrchový, či hlubinný kolektor. S ohledem na nižší topný faktor, resp. vstupujících hodnot při výpočtu, je zřejmé, že vrtů, či plošných kolektorů pro čerpadlo země – voda je zapotřebí méně. U vzduchového systému zase velikost ventilátorů je výrazně menší. Výpočet tepelného čerpadla je shodný, výpočet primárních okruhů je rovněž shodný s tepelným čerpadlem kompresorovým. Pouze plynové čerpadlo slouží, jako dotop, nikoliv jako bivalence. To znamená, že v případě nedostatku vyrobeného tepla, automaticky připíná dotopový zdroj. Funkce tedy není jako u kompresorových tepelných čerpadel. Z toho důvodu se výpočet tepelného čerpadla, na rozdíl od kompresorového, řeší na celkové tepelné ztráty řešeného objektu. Tepelné čerpadlo však bude řešit pouze maximálně 65 % tepelných ztrát. V případě, že efektivita provozu spalovaného plynu při využití tepelného čerpadla je nižší, než přímé spalování a vývoj tepla, čerpadlo přímo přepne, nebo připne doplňkový zdroj tepla. Z uvedeného je zřejmé, že tepelná čerpadla absorpční jsou vyráběna na nejnižší výkony v oblasti okolo 30 kW, čili nejsou určena pro rodinné domy. Výhody použití absorpčního tepelného čerpadla: • Venkovní umístění tepelného čerpadla bez vazby na stávající konstrukci (lze jednoduše i na střechu objektu), nebo na společnou základnu • Mezi jednotlivými moduly jsou řešeny i tepelzolované rozvody vody, plynu a kondenzátu s ochranou proti zamrznutí propojení elektrického napájení a regulace včetně rozvaděče • Nezávisle zapojená oběhová čerpadla u všech jednotek generují výraznou úsporu místa. Pouze ohřev teplé vody je řešen v akumulačním zásobníku v prostoru mimo umístění tepelného čerpadla • Jako výrazné zlevnění investičních nákladů se jeví náklady na stavební řešení a bezpečnostní vybavení kotelny. • Obecně se používají systémy s odvodem spalin, který je řešen jako u spalovacích motorů. Není nutné řešit komín • Sestava použitého tepelného čerpadla nabízí několik variant pro přípravu teplé vody. Například při použití doplňkového zdroje, kterým je plynový kotel. 6.8.3 Další oblastí absorpčních tepelných čerpadel, která používají absorpční systém Jedná se o použití jiného absorpčního elementu. Jedná se např. o absorbent, kterým je např. zeolit. V případě zeolitu se jedná o materiál, který má značný povrch při malém objemu. Tento materiál je schopen pojmout velké množství vody a následně jej po zahřátí uvolňovat. U tohoto absorbentu odpadá nutnost použití amoniaku (čpavku), který je nedýchatelný a jedovatý. 33

Tepelná čerpadla

7 BIVALENTNÍ ZDROJ Protože tepelné čerpadlo je navrhováno na ztráty, které nejsou v plném rozsahu potřeb pokrytí tepla v celém ročním období, je nutné každé tepelné čerpadlo doplnit o bivalentní zdroj. Jedná se nikoliv o doplňkový zdroj, ale o zdroj, který aktivně postupným náběhem vyrovnává potřebu tepla, způsobenou ztrátami objektu ve vazbě na teplotu interiéru a exteriéru. Bivalentní zdroj by měl splňovat hlavní podmínku, a tou je součinnost s řídící jednotkou tepelného čerpadla. Nejčastěji užívané bivalentní zdroje můžeme rozdělit na: Elektrické přímotopné zařízení – nejčastěji používaný typ bivalentního zdroje tepla, který bývá přímo zabudován v tepelném čerpadle. Zapojení je možné především jako protiproudová vložka s elektrickou spirálou, nebo elektrickým topným tělesem. Bývá napojena v sérii s vlastním výměníkem kondenzátoru, na výstupu náběhové vody. Elektrokotel, který je u zařízení tepelného čerpadla bez zabudovaného bivalentního zdroje. Nejvhodnější připojení je zapojení do série sekundárního rozvodu tepelného čerpadla a větve náběhové vody. Tento okruh a toto zapojení je použito na všech zapojovacích schématech, uvedených v této publikaci. Právě při uvedeném zapojení lze bezpečně a jednoduše regulovat průtočnou teplotu v náběhové větvi otopného systému bez nutnosti regulace. Řízení tepelného čerpadla pouze řeší, zda je nutné připojení okruhu s bivalentním zdrojem, nebo jestli stačí pokrýt ztráty vlastním výkonem. Určujícím je teplota vody ve zpátečce. Existuje samozřejmě množství dalších řešení, která je možné realizovat, ale tohle je pokládáno za nejjednodušší. Plynový kotel. Je velmi zajímavou alternativou bivalentního zdroje zejména v případech rekonstrukcí stávajícího otopného systému. Rozhodujícím stanoviskem pro uvedené řešení je v zásadě vhodnost použití již nainstalovaného plynového kotle. Řešení s novým plynovým kotlem se jeví ve většině případů jako ekonomicky neúnosné. Především v případě nutnosti řešení komínů, přípojek a ostatních návazných povinností. Kotel na pevná paliva. V souvislosti s elektrokotlem se nabízí alternativa bivalentního zdroje na pevná paliva. Hlavním problémem, na který uvedená alternativa naráží, je obtížná regulovatelnost takového systému. I když jsou například kotle na peletky, biomasu, či dřevní odpad téměř automatické, jejich provoz je závislý na postupném odhoření trvale přiváděné topné masy. Jestliže požadujeme automatický provoz tepelného čerpadla, v daném případě jej nemůžeme zajistit, nebo je zbytečně ekonomicky náročný. Kotel na pevná paliva můžeme pak nahradit např. i krbem s teplovodní vložkou. V žádném z uvedených případů nedocílíme současně automatického a ekonomického provozu. Poloautomatický provoz, který se v uvedeném případě nabízí je sice proveditelný a mnohdy, zejména mladšími objednateli žádaný. Je však na projektantovi, či zpracovateli návrhu, aby vysvětlil úskalí tohoto řešení. Kotel na tekutá paliva. Je rovněž vhodnou alternativou, která není moc využívána. Tekutá paliva jsou využívána především v oblasti topných olejů a investiční náklady na takový kotel nejsou výrazně vysoké. Přitom náklady na provoz kotle na topný olej rozhodně nedosahují nákladů elektrokotlů. Samozřejmě s touto alternativou jsou spojeny náklady sekundární. Přívod vzduchu ke kotli, vyvložkování komína, sklad paliva atd. Uvedené řešení je velmi často využíváno v sousedním Polsku.

34


8 REGULACE PROVOZU TEPELNÝCH ČERPADEL Protože provoz tepelného čerpadla je nejvhodnější s maximalizací automatizací zejména zdroje. U tepelných čerpadel pro menší objekty, jako jsou rodinné domy, není řešení s rozsáhlejší regulací příliš vhodné. Lépe je systém řešit centrální ekvitermní regulací Ekvitermní regulace Ekvitermní regulace teploty v objektu spočívá v nastavení teploty topné vody (regulací zdroje tepla) na základě venkovní teploty. Při nižší venkovní teplotě je požadována vyšší teplota dodávané topné vody, aby došlo k rovnováze mezi dodaným teplem a tepelnými ztrátami místnosti a teplota místností v objektu tak zůstala konstantní.

Obr. 1: Ekvitermní křivky [15]

Pro řešený objekt můžeme stanovit soustavu tzv. ekvitermních křivek (také „topné křivky“). Ve většině případů jsou ekvitermní křivky v tepelném čerpadle nastaveny. Křivky reprezentují vzájemnou závislost teploty otopné vody a venkovní teploty. Do tohoto řešení vstupuje rovněž možné řízení jednotlivých místností. Lépe je však regulaci místností z ekvitermní regulace vyloučit a teplotu místností řešit v rámci standardní termoregulace např. ventily. Na základě požadované teploty otopné vody (na zpátečce se jeví nejvhodnější) lze zvolit určitou křivku a podle venkovní teploty regulovat teplotu topné vody. Soustava topných křivek se stanovuje empiricky na základě jednak požadované teploty v objektu a na základě znalosti nejnižší venkovní teploty, která byla v dané oblasti kdy dosažena (nejedná se tedy o výpočtovou hodnotu!). Typický průběh závislosti teploty topné vody na venkovní teplotě, tedy ekvitermních křivek, je uveden na obr. 1. Na tomto obrázku jsou uvedeny tři ekvitermní charakteristiky pro požadované teploty místnosti 25°C, 20°C a 15°C. Uvedené ekvitermní křivky jsou vloženy do odpovídajících zařízení, nejčastěji označovaných jako ekvitermní regulátory. Regulátory jsou nejčastěji instalovány. V těchto ekvitermních regulátorech jsou jednotlivé ekvitermní křivky již vloženy a nejčastěji označeny čísly 1 – 15. Provoz ekvitermní regulace spočívá ve vyhodnocovací funkci řídící jednotky. Pro každou z nastavených křivek – viz graf platí, resp. je vazba na teplotu otopné vody sekundáru, nebo zpátečky.

35

Tepelná čerpadla

1.

Jestliže je systém vybaven akumulační nádobou, čidlo teploty bude umístěno v těsné blízkosti na náběhové vodě za akumulační nádobou. Systém je nutné zorientovat na ekvitermní křivky s vazbou na náběhovou vodu v sekundární větvi otopného systému s tepelným čerpadlem.

2.

V případě, že systém je proveden s taktovací nádobou, bude čidlo měření teploty vody umístěno nejlépe na zpátečce, za taktovací nádobou. Rovněž v tomto případě je nutné zorientovat ekvitermní křivky na uvedený provoz.

Uvedené informační řešení je ve většině tepelných čerpadel řešeno v servisním menu řídící jednotky tepelného čerpadla. Ekvitermní křivky mají dvě možnosti a) Řešení změny hodnot ekvitermní křivky skokem – přepne se ručně křivka s jedním číslem na křivku s číslem jiným b) Kontinuální změna průběhu křivky, která je řešena ve vazbě na předem stanovenou a naprogramovanou strukturu. V zásadě však lze konstatovat, že jednodušší systém volby změny ekvitermní křivky skokem je v naprosté většině objektů naprosto dostačující.

9 REKONSTRUOVANÉ OBJEKTY S TEPELNÝM ČERPADLEM Většina rekonstruovaných objektů, kde jsou instalovány radiátorové systémy je vhodná pro instalaci tepelného čerpadla. Tomu musí samozřejmě předcházet přesný výpočet jak tepelných ztrát, tak sestavení stávajících otopných těles, zda jsou schopna stávající teplosměnnou plochou vyzářit dostatečné množství tepla při použití výrazně sníženého tepelného spádu. Je překvapivé, že ve většině případů tato prognóza vyjde. Je to způsobeno tím, že ještě dle ČSN 73 0610 (již neplatná) byly stanoveny různé přirážky např. na zátop, na průvzdušnost okny, na orientaci atp. V konečném důsledku bylo pokrytí tepelných ztrát i dvojnásobné a větší. Dalším faktorem byli montážní technici, kteří používali prefabrikované sady radiátorů. Vždy se použilo větší hodnoty, než určoval projekt. Tento nešvar koneckonců přetrvává i v současné praxi. Jenže v současnosti tento nárůst není tak výrazný. Ve většině případů navíc tepelného spádu (standardně byl používán 90/70) nebylo dosahováno. V konečném důsledku bylo topení více než dvakrát předimenzováno oproti současným předpisům. Tuto hodnotu nelze však zobecnit a je nutné ji vždy doložit seriozním výpočtem podle stávajících předpisů. Návrh následovně spočívá v doplnění případných dalších otopných těles. Výměna těles, nebo rozvodů je v naprosté většině případů naprosto zbytečná. Rozvodné potrubí bývá narušeno velmi zřídka, ve většině případů proto vyhoví. Navíc pomůže splnit podmínku případného množství vody v otopném systému. Při zapojování tepelných čerpadel do rekonstruovaného objektu je doporučeno vložit před tepelná čerpadla filtr na sekundárním systému, aby úplně vyloučil možnost zanesení uvolněnými inkrusty z potrubí, nebo radiátorů.

36


Přesto je vhodné splnit podmínky postupu podle následujícího diagramu:

Obrázek 15: Princip postupu

37

Tepelná čerpadla

10 P ŘÍLOHA 1 – METODICKÉ DOPORUČENÍ PRO STAVEBNÍ A VODOPRÁVNÍ ÚŘADY Zpracovatel: • Ministerstvo pro místní rozvoj – odbor stavebního řádu • Ministerstvo zemědělství – odbor vodohospodářské politiky a protipovodňových opatření • Odbor státní správy ve vodním hospodářství a správy povodí • Ministerstvo životního prostředí – odbor geologie • Odbor ochrany vod • Odbor posuzování vlivů na životní prostředí a integrované prevence

1. Úvod Vzhledem k opakujícím se dotazům na postup při projektování a povolování tepelných čerpadel využívajících energetický potenciál podzemních vod a horninového prostředí z vrtů vydávají výše uvedení zpracovatelé společné metodické doporučení. Toto metodické doporučení se vztahuje výhradně na primární okruh tepelného čerpadla, zahrnující v daném případě vlastní tepelné čerpadlo a vrt (vrty) a nevztahuje se na sekundární okruh tepelného čerpadla a na případy průmyslového využívání tepelné energie zemské kůry, které je zvláštním zásahem do zemské kůry dle § 34 zákona č. 44/1988 Sb. Úvodem je nutno vymezit pojem „tepelné čerpadlo“: Tepelné čerpadlo je zařízení, které odebírá teplo z vnějšího prostředí (z nízkoenergetického zdroje) a dokáže pomocí cyklu komprese a expanze plynu získat z těchto nízkoenergetických zdrojů potřebné teplo (kolem 50 °C). Tím umožňuje využití nízkopotencionálního tepla, které nelze využít běžným přímým způsobem. Tepelné čerpadlo pracuje na stejném principu jako chladnička, která odebírá teplo ze svého vnitřního prostoru a předává jej zadní stranou do místnosti. Tepelné čerpadlo využívá tepla získaného od okolního prostředí k odpaření chladicí kapaliny. Tato pára je poté kompresorem stlačena a díky dodané práci dochází k uvolnění tepla o vyšší teplotě, která je dodávána topnému médiu. Celý cyklus se poté opakuje. Tepelné čerpadlo má dvě části, primární okruh (sběrač tepla + vlastní tepelné čerpadlo) a sekundární okruh (topná soustava). Vlastní tepelné čerpadlo má čtyři hlavní části: Výparník je výměník tepla, kde se ohřívá pracovní médium (chladivo). Chladivo, má tu vlastnost, že se i při nejnižších (venkovních) teplotách odpařuje. Přivede-li se venkovní vzduch nebo voda k výměníku tepla (výparníku), ve kterém cirkuluje pracovní médium, odejme takovémuto zdroji tepla potřebné výparné teplo a přejde z kapalného do plynného stavu. Zdroj tepla se tím o několik stupňů ochladí. Kompresor plynné pracovní médium nasaje a stlačí. Tím že se zvětší jeho tlak, stoupne také jeho teplota – pracovní médium je tedy „přečerpáno“ na vyšší teplotní úroveň. K tomu je zapotřebí vynaložit elektrickou (nebo jinou) energii. Ta však nepředstavuje energii ztracenou, ale zvyšuje energetický (tepelný) potenciál pracovního média, které se dále dostává do kondenzátoru. Kondenzátor je další výměník, ve kterém pracovní médium odevzdá své získané teplo resp. je mu odňato nějakou teplonosnou látkou, např. vodou pro teplovodní vytápění. Tím dojde ke zkapalnění pracovního média. V expanzním ventilu se pracovní médium seškrtí na původní nízký tlak (chladivo předalo své teplo do topné soustavy a má opět svoji původní nízkou teplotu) a oběh se opakuje.

38


Tepelná čerpadla lze rozdělit do skupin podle toho, odkud čerpají teplo: • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z podzemní vody a horninového prostředí • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z podzemní vody • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z půdní vrstvy • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z venkovního vzduchu • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z vodního toku nebo vodní nádrže • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z odpadního tepla • tepelné čerpadlo využívající tepelnou energii z geotermálních pramenů, aj. Cílem tohoto metodického doporučení je stanovit postup při povolování primárního okruhu tepelného čerpadla využívajícího tepelnou energii z podzemní vody a z horninového prostředí prostřednictvím k tomu zhotovených vrtů. Energetický potenciál podzemních vod a horninového prostředí je dán zemským teplem vyzařujícím z nitra Země směrem k povrchu. Tepelná čerpadla pro využití energetického potenciálu horninového prostředí a podzemních vod z vrtů jsou jedním ze zařízení, která jsou schopna zemské teplo využívat. Z hlediska způsobu využívání zemského tepla se člení do dvou dále uvedených kategorií.

2. Kategorie tepelných čerpadel z hlediska způsobu využívání energetického potenciálu podzemních vod a horninového prostředí z vrtů Základním kritériem pro rozdělení tepelných čerpadel využívajících energetický potenciál podzemních vod a horninového prostředí z vrtů je to, zda dochází k čerpání nebo odběru podzemních vod.

2.1. Tepelné čerpadlo typ A – tepelné čerpadlo využívající energetický potenciál podzemní vody a horninového prostředí z vrtu, ze kterého se neodebírá nebo nečerpá podzemní voda Vrt pro tento typ tepelného čerpadla je zpravidla maloprůměrový vertikální otvor hloubený do významně nebo nevýznamně zvodněného horninového prostředí, do kterého je vloženo uzavřené potrubí (geotermální vertikální sonda) s oběžným médiem. Pomocí tohoto média se přenáší tepelná energie podzemní vody a horninového prostředí jímaná geotermální vertikální sondou do výměníku tepelného čerpadla. Meziprostor mezi stěnou vrtů a uzavřeným potrubím (geotermální vertikální sondou) je vyplněn směsí prostou vzduchových dutin (jílové těsnění, obsyp), umožňující optimální přenos tepla mezi podzemní vodou a horninovým prostředím na straně jedné a oběžným médiem na straně druhé.

2.2. Tepelné čerpadlo typ B – tepelné čerpadlo využívající energetický potenciál podzemní vody z vrtu, ze kterého se odebírá nebo čerpá podzemní voda Vrt pro tento typ tepelného čerpadla je zpravidla vertikální otvor většího průměru hloubený do zvodněného horninového prostředí, do kterého je vložena zárubnice opatřená filtračním obsypem a ve svrchní části zaplášťovým těsněním. Přenos tepla zajišťuje podzemní voda, ta je čerpána z vrtu zpravidla ponorným čerpadlem umístěným uvnitř zárubnice, přiváděna je do výměníku tepelného čerpadla a odtud odváděna zpět do podzemních vod pomocí zasakovacího objektu, případně objektů nebo do vod povrchových pomocí vypouštěcího objektu.

39

Tepelná čerpadla

Geotermální vertikální sonda – Zařízení pro odběr zemského tepla z horninového prostředí a podzemní vody mající charakter uzavřeného potrubí vkládaného do vrtu a napojeného na výměník tepelného čerpadla. V tomto potrubí obíhá médium přenášející zemské teplo k jeho využití v tepelném čerpadle. Obsyp – Výplň prostoru mezi horninou a geotermální vertikální sondou, tvořená zpravidla kamenivem předepsané zrnitosti, umožňující přítok vody na plášť geotermální vertikální sondy. Těsnění – Výplň prostoru mezi horninou a geotermální vertikální sondou, tvořená zpravidla jílovou nebo cementovou směsí, umožňující vzájemné oddělení zvodněných horizontů a zamezení přítoku povrchové vody do vrtu. Primární okruh – Primární okruh zahrnuje vrt, přívodní potrubí a vlastní tepelné čerpadlo. Sekundární okruh – Sekundární okruh zahrnuje topnou soustavu.

40


Zárubnice – Potrubí zpravidla ocelové nebo umělohmotné zajišťující trvalou stabilitu stěn vrtu v případě, že se z tohoto čerpá nebo odebírá podzemní voda. Má části plnou a perforovanou. Obsyp – Výplň prostoru mezi horninou a zárubnicí, tvořená zpravidla kamenivem předepsané zrnitosti, umožňující přítok vody do vrtu prostřednictvím perforované části zárubnice. Těsnění – Výplň prostoru mezi horninou a plnou částí zárubnice, tvořená zpravidla jílovou nebo cementovou směsí, umožňující vzájemné oddělení zvodněných horizontů a zamezení přítoku povrchové vody do vrtu. Ponorné nebo horizontální čerpadlo – Zařízení pro odběr zemského tepla z podzemní vody umístěné ve vrtu (ponorné čerpadlo) nebo na povrchu (horizontální čerpadlo), přivádějící vodu z vrtu do výměníku tepelného čerpadla a dále až do zasakovacího prvku. Primární okruh – Primární okruh zahrnuje vrt, přívodní potrubí a vlastní tepelné čerpadlo. Sekundární okruh – Sekundární okruh zahrnuje topnou soustavu.

41

Tepelná čerpadla

3. Příprava záměru 3.1. Geologický průzkum pro projektování tepelného čerpadla typ A nebo typ B Závěry geologického průzkumu jsou jedním ze základních podkladů pro zpracování nejen dokumentace pro umístění stavby nebo zařízení (část B Souhrnná technická zpráva B. 1. Popis území stavby, písm. b) přílohy č. 1 k vyhlášce č. 499/2006 Sb.), ale také pro zpracování projektové dokumentace pro ohlášení stavby uvedené v § 104 odst. 1 písm. a) až d) stavebního zákona nebo pro vydání stavebního povolení (část B Souhrnná technická zpráva, B 1 Popis území stavby, písm. b) přílohy č. 5 k vyhlášce č. 499/2006 Sb.). Pokud jsou z předchozích geologických prací v daném území známy inženýrskogeologické a hydrogeologické poměry, tj. údaje o předpokládaném geologickém profilu, výskytu a vlastnostech podzemní vody, o vlivu vrtu a tepelného čerpadla na okolí a v některých případech i o podmínkách výtěžnosti zemského tepla nebo o vydatnosti odběrového objektu, posuzuje se jejich využitelnost pro řádné projektování tepelného čerpadla. Pokud závěry geologického průzkumu využitelné nejsou, je třeba před projektováním provést ve smyslu vyhlášky č. 499/2006 Sb. geologický průzkum území. V daném případě představuje tento průzkum v souladu s § 2 odst. 1 písm. d) zákona č. 62/1988 Sb. zjišťování a ověřování inženýrskogeologických a hydrogeologických poměrů území, tj. geologické práce spojené se zásahem do pozemku. Postup při projektování a provádění geologických prací upravuje vyhláška č. 369/2004 Sb., o projektování, provádění a vyhodnocování geologických prací, oznamování rizikových geofaktorů a o postupu při výpočtu zásob výhradních ložisek. Geologické práce zpravidla zahrnují nejen vrtnou sondáž, ale i soubor doprovodných prací jako jsou čerpací zkoušky, režimní měření hladiny podzemní vody, teplotní testy apod. Po ukončení průzkumu se vrt odborně likviduje nebo zabezpečuje, a to na základě projektu likvidačních nebo zajišťovacích prací ve smyslu § 5 odst. 2 písm. e) vyhlášky č. 369/2004 Sb. Projektování, provádění a vyhodnocování průzkumných prací musí být plně v souladu se zákonem č. 62/1988 Sb., o geologických pracích, a jeho prováděcími vyhláškami uvedenými v tomto doporučení. Geologické práce spojené se zásahem do pozemku jsou podle § 3 odst. 1 tohoto zákona oprávněny projektovat, provádět a vyhodnocovat pouze ty fyzické a právnické osoby, které splňují podmínky stanovené právními předpisy, u nichž tyto práce řídí a za jejich výkon odpovídá fyzická osoba s osvědčením odborné způsobilosti geologické práce projektovat, provádět a vyhodnocovat vydaným podle vyhlášky č. 206/2001 Sb. Vrtání průzkumných vrtů pro tepelná čerpadla s délkou nad 30 m je ve smyslu § 3 písm. f) zákona č. 61/1988 Sb. činností prováděnou hornickým způsobem. Na geologické práce se vztahují vyjadřovací, evidenční, oznamovací a ohlašovací povinnosti vyplývající z § 6, § 7 a § 9a zákona č. 62/1988 Sb. Povolení vodoprávního úřadu k těmto pracím je nutné pouze v případě, že k zásahu do pozemku má dojít v záplavových územích či v ochranných pásmech vodních zdrojů [§ 14 odst. 1 písm. c) vodního zákona] nebo když v rámci hydrogeologického průzkumu bude realizováno čerpání podzemní vody, a to déle než 14 dní nebo bude čerpáno více než 1,0 l/s podzemní vody [§ 8 odst. 3 písm. a) vodního zákona].

3.2. Posuzování tepelného čerpadla typ A nebo typ B ve smyslu zákona č. 100/2001 Sb. Realizace tepelného čerpadla typ A nebo typ B může potenciálně naplnit dikci bodu 2.11 kategorie II, přílohy č. 1 k zákonu č. 100/2001 Sb.: „Hloubkové vrty pro ukládání radioaktivního nebo nebezpečného odpadu, hloubkové vrty geotermální, hloubkové vrty pro zásobování vodou u vodovodů pro veřejnou potřebu, s výjimkou vrtů pro výzkum stability půdy“. V metodickém výkladu MŽP, OPVIP, k tomuto bodu (č. j. 72045/ENV/08 ze dne 24. 9. 2008), zaslaného na odbory výkonu státní správy MŽP a příslušné odbory krajských úřadů (viz příloha č. 3), se mj. uvádí: „Pojem „hloubkový vrt není v českém právním řádu vymezen. Zákon č. 61/1988 Sb., o hornické

42


činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů, však ve svém § 3 písm. f) považuje za činnosti prováděné hornickým způsobem mj. vrtání vrtů s délkou nad 30 m pro jiné účely než k činnostem uvedeným v § 2 a 3 tohoto zákona.“ a dále: „ Pro účely zákona 100/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů, se pojem „geotermální hloubkové vrty“ rozumí hloubkové vrty pro čerpání termální vody k jejímu dalšímu využití. Hloubkové vrty pro tepelná čerpadla nejsou posuzovány, pokud jejich realizací nemůže dojít k propojení hydrogeologických horizontů či výraznému ovlivnění hydrogeologických poměrů v území a tato skutečnost bude konstatována ve vyjádření osoby s odbornou způsobilostí ve smyslu § 8 a § 9 odst. 1 vodního zákona“. V praxi se obvykle mohou vyskytnout tři varianty dalšího postupu: - vyplyne-li z vyjádření osoby s odbornou způsobilostí podle § 9 resp. § 17 vodního zákona, že záměr budování vrtů a následného provozování tepelného čerpadla lze provést bez rizika trvalého narušení vodních poměrů, lze v souladu s poslední větou výše uvedeného výkladu upustit od posouzení záměru dle zákona č. 100/2001 Sb. - vyplyne-li z vyjádření osoby s odbornou způsobilostí, že záměr budování vrtů a následného provozování tepelného čerpadla nelze provést bez rizika trvalého narušení vodních poměrů, dochází ve smyslu poslední věty výše uvedeného výkladu k nutnosti posouzení záměru ve smyslu zákona č. 100/2001 Sb. a záměr naplňuje dikci bodu 2.11, kategorie II, přílohy č. 1 k zákonu č. 100/2001 Sb. V takovém případě je však na zvážení, zda je další projektová příprava takového záměru vůbec smysluplná. - vyplyne-li z vyjádření osoby s odbornou způsobilostí, že záměr budování vrtů a následného provozování tepelného čerpadla lze provést bez rizika trvalého narušení vodních poměrů pouze za určitých podmínek, jedná se z hlediska zákona č. 100/2001 Sb. o situaci totožnou s variantou první, přičemž je na stavebníkovi a povolujícím úřadu, aby bylo zajištěno plnění a dodržování těchto podmínek.

3.3. Osoby oprávněné k přípravě podkladů pro správní řízení ve věci tepelného čerpadla typ A Osobou oprávněnou ke zpracování dokumentace pro vydání územního rozhodnutí o umístění stavby nebo zařízení, tedy pro vybranou činnost ve výstavbě ve smyslu § 158 stavebního zákona, je autorizovaný architekt v oboru architektura nebo autorizovaný architekt s všeobecnou působností zahrnující obor architektura [§ 4 odst. 2 písm. a) nebo odst. 3 zákona č. 360/1992 Sb.] a autorizovaný inženýr v oboru pozemní stavby, stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, technologická zařízení staveb a technika prostředí staveb, specializace technická zařízení (§ 5 zákona č. 360/1992 Sb.). Autorizovaný technik je oprávněn vypracovávat příslušné části dokumentace pro vydání územního rozhodnutí v oboru pozemní stavby, stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, specializace stavby hydrotechnické a specializace stavby zdravotně technické, technologická zařízení staveb a technika prostředí staveb, specializace vytápění a vzduchotechnika a specializace zdravotní technika (§ 5 a § 19 zákona č. 360/1992 Sb.). K zajištění řádného výkonu vybraných činností ve výstavbě, přesahujících rozsah oboru, popřípadě specializace, k jejímuž výkonu byla autorizované osobě autorizace udělena, je autorizovaná osoba povinna zajistit spolupráci osoby s autorizací v příslušném oboru, popřípadě specializací (§ 12 odst. 6 zákona č. 360/1992 Sb.). Požadavky na oprávnění pro zpracovatele dokumentace pro vydání územního souhlasu, kterou je podle § 96 odst. 3 písm. e) stavebního zákona jednoduchý technický popis záměru s příslušnými výkresy, nejsou stavebním zákonem stanoveny. Osobou oprávněnou ke zpracování projektové dokumentace pro vydání stavebního povolení je autorizovaný inženýr v oboru pozemní stavby, stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, technologická zařízení staveb a technika prostředí staveb, specializace technická zařízení (§ 5 zákona č. 360/1992 Sb.). Autorizovaný technik je oprávněn vypracovávat příslušné části projektové dokumentace v oboru pozemní stavby, stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, specializace stavby hydrotechnické a specializace stavby zdravotně technické, technologická zařízení staveb a technika prostředí staveb, specializace vytápění a vzduchotechnika a specializace zdravotní technika (§ 5 a § 19 zákona č. 360/1992 Sb.) Ustanovení § 12 odst. 6 tohoto zákona č. 360/1992 Sb. tímto 43

Tepelná čerpadla

není dotčeno. Osobou oprávněnou pro zpracování vyjádření osoby s odbornou způsobilostí pro účely vydání souhlasu vodoprávního úřadu k vlivu stavby na vodní poměry (§ 17 vodního zákona) je osoba s osvědčením v oboru Hydrogeologie ve smyslu § 3 zákona č. 62/1988 Sb. a § 2 odst. 1 vyhlášky č. 206/2001 Sb. Osobou oprávněnou pro případné zpracování dokumentace vlivů na životní prostředí je fyzická osoba, která je držitelem autorizace ve smyslu § 19 zákona č. 100/2001 Sb.

3.4. Osoby oprávněné k přípravě podkladů pro správní řízení ve věci tepelného čerpadla typ B Osobou oprávněnou ke zpracování dokumentace pro vydání územního rozhodnutí o umístění stavby nebo zařízení, tedy pro vybranou činnost ve výstavbě ve smyslu § 158 stavebního zákona, je autorizovaný architekt v oboru architektura nebo autorizovaný architekt s všeobecnou působností zahrnující obor architektura [§ 4 odst. 2 písm. a) nebo odst. 3 zákona č. 360/1992 Sb.] a autorizovaný inženýr v oboru stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství (§ 5 zákona č. 360/1992 Sb.). Autorizovaný technik je oprávněn vypracovávat příslušné části dokumentace pro vydání územního rozhodnutí v oboru stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, specializace stavby hydrotechnické a specializace stavby zdravotně technické (§ 5 a § 19 zákona č. 360/1992 Sb.). K zajištění řádného výkonu vybraných činností ve výstavbě, přesahujících rozsah oboru, popřípadě specializace, k jejímuž výkonu byla autorizované osobě autorizace udělena, je autorizovaná osoba povinna zajistit spolupráci osoby s autorizací v příslušném oboru, popřípadě specializací (§ 12 odst. 6 zákona č. 360/1992 Sb.). Požadavky na oprávnění pro zpracovatele dokumentace pro vydání územního souhlasu, kterou je podle § 96 odst. 3 písm. e) stavebního zákona jednoduchý technický popis záměru s příslušnými výkresy, nejsou stavebním zákonem stanoveny. Osobou oprávněnou ke zpracování projektové dokumentace pro vydání stavebního povolení je autorizovaný inženýr v oboru stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství [§ 5 odst. 3 písm. c) zákona č. 360/1992 Sb.]. Autorizovaný technik je oprávněn vypracovávat příslušné části projektové dokumentace v oboru stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, specializace stavby hydrotechnické a specializace stavby zdravotně technické (§ 5 a § 19 zákona č. 360/1992 Sb.) Ustanovení § 12 odst. 6 zákona č. 360/1992 Sb. tímto není dotčeno. Osobou oprávněnou pro zpracování vyjádření osoby s odbornou způsobilostí pro účely vydání povolení vodoprávního úřadu k nakládání s podzemními vodami podle § 9 odst. 1 vodního zákona je osoba s osvědčením v oboru Hydrogeologie ve smyslu § 3 odst. 3 zákona č. 62/1988 Sb. a § 2 odst. 1 vyhlášky č. 206/2001 Sb. Osobou oprávněnou pro případné zpracování dokumentace vlivů na životní prostředí je fyzická osoba, která je držitelem autorizace ve smyslu § 19 zákona č. 100/2001 Sb.

4. Umisťování, provádění a užívání Následující postup je určen pro posuzování samostatného tepelného čerpadla, postup pro povolování nových staveb, jejichž součástí je tepelné čerpadlo, nebo souboru staveb dle § 4 odst. 1 stavebního zákona tím není dotčen.

4.1. Tepelné čerpadlo typ A Tepelné čerpadlo typ A je ve smyslu vyhlášky č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby, technickým zařízením stavby, jehož primární část je umístěna zpravidla vně stavby. Jak stanoví § 2 odst. 4 stavebního zákona, pokud se ve stavebním zákoně používá pojmu stavba, rozumí se tím podle okolností i její část. Tepelné čerpadlo jako technické zařízení je částí stavby a podléhá posuzování podle stavebního

44


zákona. Současně je tepelné čerpadlo výrobnou tepla ve smyslu zákona č. 165/2012 Sb., o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů [§ 2 písm. a) a § 2 písm. o)] a zákona č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon) [§ 2 odst. 2 písm. c) bod 13]. Tepelné čerpadlo typ A je tepelné čerpadlo využívající energetický potenciál podzemní vody a horninového prostředí z vrtu, ze kterého se neodebírá ani nečerpá podzemní voda, a proto není vodním dílem ve smyslu § 55 odst. 3 vodního zákona. Je však zařízením, které může významně ovlivnit vodní poměry. 4.1.1. Umisťování Podle § 76 odst. 1 stavebního zákona lze umisťovat stavby nebo zařízení, jejich změny, měnit vliv jejich užívání na území, měnit využití území a chránit důležité zájmy v území jen na základě územního rozhodnutí nebo územního souhlasu, nestanoví-li zákon jinak. Výjimky z tohoto ustanovení týkající se umisťování stavby nebo zařízení (tj. stavby a zařízení, které nevyžadují rozhodnutí o umístění stavby ani územní souhlas), jsou taxativně vymezeny v § 79 odst. 2 stavebního zákona. V tomto výčtu však tepelné čerpadlo obsaženo není. K umístění tepelného čerpadla je příslušný obecný stavební úřad. Tepelné čerpadlo vyžaduje umístění, a to jednou z následujících forem: a) územní rozhodnutí vydané v územním řízení nebo ve zjednodušeném územním řízení, a) veřejnoprávní smlouva, b) územní souhlas. Ad a) Žádost o vydání územního rozhodnutí se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 1 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. Rozsah a obsah dokumentace pro vydání rozhodnutí o umístění stavby nebo zařízení je stanoven v příloze č. 1 k vyhlášce č. 499/2006 Sb. Dokumentace musí být zpracovaná oprávněnou osobou podle zákona č. 360/1992 Sb. (viz kapitola 3.3.). Vydání územního rozhodnutí ve zjednodušeném územním řízení je možné v případě splnění podmínek § 95 stavebního zákona. Žádost o vydání územního rozhodnutí ve zjednodušeném územním řízení se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou Prosinec 2013 11 stanoveny v příloze č. 1 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. Dokumentace se předkládá v rozsahu jako k žádosti o vydání územního rozhodnutí. Ad b) Podmínky pro uzavření veřejnoprávní smlouvy stanovuje § 78a stavebního zákona, obsahové náležitosti veřejnoprávní smlouvy jsou stanoveny v § 16 vyhlášky č. 503/2006 Sb. Dokumentace se předkládá v rozsahu jako k žádosti o vydání územního rozhodnutí. Ad c) Umístění na základě územního souhlasu je možné, pokud návrh splňuje podmínky § 96 stavebního zákona. Žádost o územní souhlas se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 7 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. K žádosti se připojí jednoduchý technický popis záměru s příslušnými výkresy [§ 96 odst. 3 písm. e) stavebního zákona]. Požadavky na zpracovatele nejsou stavebním zákonem stanoveny. K územnímu posouzení se dokládají závazná stanoviska popř. rozhodnutí dotčených orgánů nebo jiné doklady podle zvláštních právních předpisů (viz http://www.uur.cz/images/publikace/ internetoveprezentace/dotceneorgany/rous.pdf). Jedním z dotčených orgánů chránících veřejné zájmy podle zvláštních právních předpisů při umisťování je vodoprávní úřad. Při umisťování vrtů pro využívání energetického potenciálu podzemních vod, z nichž se neodebírá nebo nečerpá podzemní voda, je podle § 17 odst. 1 písm. g) vodního zákona třeba souhlas vodoprávního úřadu, neboť se jedná o zařízení, 45

Tepelná čerpadla

ke kterému není třeba povolení podle vodního zákona, které však může ovlivnit vodní poměry. Souhlas bude v tomto případě vydán formou správního rozhodnutí a stane se podkladem pro rozhodnutí o umístění stavby. Vodoprávní úřad může v řízení o udělení tohoto souhlasu žadateli uložit, aby mu předložil vyjádření osoby s odbornou způsobilostí. Závazné stanovisko podle § 104 odst. 9 vodního zákona vodoprávní úřad již nevydává. Žádost o udělení souhlasu se vodoprávnímu úřadu předkládá na předepsaném formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 12 k vyhlášce č. 432/2001 Sb. K žádosti se předkládají doklady dle § 8 vyhlášky č. 432/2001 Sb. Vodoprávní úřad si může v souladu s § 17 odst. 1 písm. g) vodního zákona před vydáním souhlasu vyžádat od žadatele vyjádření osoby s odbornou způsobilostí. Vyjádření je vhodné požadovat vždy, pokud z předložených podkladů není zcela zřejmý vliv záměru na místní vodní poměry, pokud se místo prací nachází v místě, kde vodní poměry mohou být záměrem negativně ovlivněny (zastavěná území, ochranná pásma vodních zdrojů, CHOPAV, infiltrační oblasti vodních zdrojů využívaných pro vodovodní zásobování, aj. anebo v případě, že není jiným způsobem zajištěna dokumentace skutečného provedení vrtů). Rozsah tohoto vyjádření je zpracován v příloze č. 1 tohoto metodického doporučení. 4.1.2. Provádění K povolení provádění tepelného čerpadla je příslušný obecný stavební úřad, neboť se nejedná o vodní dílo (§ 55 odst. 3 vodního zákona). Pro zvolení správného postupu při povolování provádění je rozhodný celkový výkon tepelného čerpadla; možné jsou následující varianty: a) tepelné čerpadlo nevyžaduje stavební povolení ani ohlášení, není-li celkový výkon tepelného čerpadla větší než 20 kW [§ 103 odst. 1 písm. e) bod 9 stavebního zákona] b) tepelné čerpadlo vyžaduje stavební povolení, je-li jeho celkový výkon větší než 20 kW ba) místo stavebního povolení je možné uzavřít veřejnoprávní smlouvu, Prosinec 2013 12 bb) místo stavebního povolení je možné, aby tepelné čerpadlo posoudil autorizovaný inspektor a bylo prováděné na základě oznámení stavebního záměru s certifikátem autorizovaného inspektora. Ad a) V případě, že celkový výkon tepelného čerpadla není větší než 20 kW, postačí k jeho provedení územní rozhodnutí, veřejnoprávní smlouva nebo územní souhlas, neboť podle § 103 odst. 1 písm. e) bod 9 stavebního zákona nevyžadují stavby pro výrobu energie s celkovým instalovaným výkonem do 20 kW s výjimkou stavby vodního díla stavební povolení ani ohlášení. Vzhledem k tomu, že v tomto případě může být zařízení realizováno již po jeho umístění, musí stavební úřad při posuzování umístění prověřit nejen splnění obecných požadavků na využívání území, ale současně splnění technických požadavků na stavby stanovené prováděcími právními předpisy (zejména vyhláškou č. 268/2009 Sb., na území hlavního města Prahy – vyhláškou č. 26/1999 Sb. hl. m. Prahy). Ad b) V případě, že celkový výkon tepelného čerpadlo je větší než 20 kW, vyžaduje tepelné čerpadlo stavební povolení. Žádost o vydání stavebního povolení se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 9 k vyhlášce č. 503/2006 Sb., k žádosti se připojí přílohy uvedené v části B přílohy č. 9 k této vyhlášce. Rozsah a obsah projektové dokumentace pro vydání stavebního povolení je stanoven v příloze č. 5 k vyhlášce č. 499/2006 Sb., projektová dokumentace musí být zpracovaná oprávněnou osobou podle zákona č. 360/1992 Sb. (viz kapitola 3.3.). Ad ba) Podmínky pro uzavření veřejnoprávní smlouvy stanovuje § 116 stavebního zákona, obsahové náležitosti veřejnoprávní smlouvy jsou stanoveny v § 18e vyhlášky č. 503/2006 Sb., projektová dokumentace se předkládá v rozsahu jako k žádosti o vydání stavebního povolení. 46


Ad bb) Postup při oznámení stavebního záměru s certifikátem autorizovaného inspektora včetně podmínek pro využití tohoto postupu upravuje § 117 stavebního zákona. Oznámení stavebnímu úřadu, že navrhovaná stavba byla posouzena autorizovaným inspektorem a je způsobilá k realizaci, autorizovaný inspektor podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 10 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. K oznámení se připojí přílohy uvedené v části B přílohy č. 10 k vyhlášce č. 503/2006 Sb., projektová dokumentace se předkládá v rozsahu jako k žádosti o vydání stavebního povolení. 4.1.3. Užívání Tepelné čerpadlo, jehož celkový výkon není větší než 20 kW [§ 103 odst. 1 písm. e) bod 9 stavebního zákona] a které bylo realizováno na základě umístění, se nekolauduje a může být po jeho dokončení užíváno. Tepelné čerpadlo, které bylo prováděno na základě ohlášení stavebnímu úřadu podle § 104 odst. 1 písm. a) až d) stavebního zákona nebo podle stavebního povolení nebo na podkladě veřejnoprávní smlouvy anebo certifikátu autorizovaného inspektora, lze užívat na základě a) oznámení stavebnímu úřadu podle § 120 stavebního zákona nebo b) kolaudačního souhlasu, jde-li o případ uvedený v § 122 stavebního zákona. Podle § 122 stavebního zákona vyžaduje kolaudační souhlas stavba, jejíž vlastnosti nemohou budoucí uživatelé ovlivnit nebo stavba, u které bylo stanoveno provedení zkušebního provozu, a změna stavby, která je kulturní památkou. Ad a) Oznámení o záměru započít s užíváním stavby stavebník podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 11 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. K oznámení se připojí přílohy uvedené v části B přílohy č. 11 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. Ad b) Žádost o vydání kolaudačního souhlasu stavebník podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 12 k vyhlášce č. 503/2006 Sb. K žádosti se připojí přílohy uvedené v části B přílohy č. 12 k vyhlášce č. 503/2006 Sb.

4.2. Tepelné čerpadlo typ B Tepelné čerpadlo typ B je tepelné čerpadlo využívající energetický potenciál podzemní vody z vrtu, ze kterého se odebírá nebo čerpá podzemní voda. Podle § 55 odst. 1 písm. g) vodního zákona jsou stavby k využití vodní energie a energetického potenciálu vodním dílem. 4.2.1. Umisťování K umístění tepelného čerpadla je příslušný obecný stavební úřad [§ 15 odst. 1 písm. d) stavebního zákona], stejně jako v případě tepelného čerpadla typ A. Formy, kterými lze tepelné čerpadlo umístit, jsou shodné jako při umisťování tepelného čerpadla typ A (viz kapitola 4.1.1.). Územní souhlas lze vydat v případech umisťování tepelného čerpadla v uzavřených prostorech ohraničených existujícími budovami [§ 96 odst. 2 písm. e) stavebního zákona]. Dokumentace pro vydání územního rozhodnutí musí být zpracovaná oprávněnou osobou podle zákona č. 360/1992 Sb. (viz kapitola 3.4.). K územnímu posouzení se dokládají závazná stanoviska popř. rozhodnutí dotčených orgánů nebo jiné doklady podle zvláštních právních předpisů (viz http://www.uur.cz/images/publikace/internetoveprezentace/dotceneorgany/rous. pdf). Jedním z dotčených orgánů chránících veřejné zájmy podle zvláštního předpisu při umisťování je vodoprávní úřad. K územnímu posouzení vodoprávní úřad vydává závazné stanovisko podle § 104 odst. 9 vodního zákona. 47

Tepelná čerpadla

4.2.2. Provádění K povolení provádění tepelného čerpadla typ B je příslušný vodoprávní úřad jako speciální stavební úřad [§ 15 odst. 1 písm. d) stavebního zákona]. Podle § 15 odst. 1 vodního zákona vyžaduje provedení vodního díla povolení vodoprávního úřadu (stavební povolení k vodním dílům). Tepelné čerpadlo nelze provádět na základě oznámení stavebního záměru s certifikátem autorizovaného inspektora, neboť podle § 15 odst. 9 vodního zákona jsou tato vodní díla nezpůsobilá k posouzení autorizovaným inspektorem. Protože stavba bude sloužit k nakládání s vodami, je nutné získat současně s povolením k provedení vodního díla i povolení k nakládání s vodami. Povolení k nakládání s vodami je podle § 8 odst. 1 písm. d) vodního zákona třeba k čerpání podzemních vod a jejich následnému vypouštění do povrchových nebo podzemních vod za účelem získání tepelné energie, a to v případě, kdy se bude jednat o využívání energetického potenciálu podzemních vod jen pro vytápění (získávání tepelné energie). V případě, že bude energetický potenciál využíván i pro chlazení, je nutno v povolení tyto dva účely užití rozdělit a přesně specifikovat jednotlivá množství podzemní vody. Nakládání s podzemními vodami pro účely chlazení bude povoleno podle § 8 odst. 1 písm. b) bod 1. vodního zákona. V případě, že nebude možné přesně specifikovat množství vody určené pro chlazení a množství vody pro vytápění, bude předmětné nakládání povoleno souhrnně podle § 8 odst. 1 písm. b) bod 1. vodního zákona. Povolení k nakládání s vodami je dle § 9 odst. 5 vodního zákona možné vydat jen současně se stavebním povolením k takovému vodnímu dílu ve společném řízení. Povolení k nakládání s vodami a stavební povolení vydává ve společném řízení v souladu s § 9 odst. 5 a § 15 odst. 1 vodního zákona příslušný vodoprávní úřad. Žádost o vydání stavebního povolení se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou uvedeny v příloze č. 8 k vyhlášce č. 432/2001 Sb. K žádosti se spolu s dalšími doklady podle § 6 odst. 1 vyhlášky č. 432/2001 Sb. předkládá projektová dokumentace stavby, jejíž obsah a rozsah je stanoven v příloze č. 5 k vyhlášce č. 499/2006 Sb., zpracovaná oprávněnou osobou (viz kapitola 3.4). Žádost o povolení k nakládání s vodami se podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou uvedeny v příloze č. 1 k vyhlášce č. 432/2001 Sb. K žádosti se spolu s dalšími doklady dle § 2 odst. 1 vyhlášky č. 432/2001 Sb. předkládá vyjádření osoby s odbornou způsobilostí podle § 9 odst. 1 vodního zákona (viz kapitola 3.4.). Doporučený rozsah vyjádření osoby s odbornou způsobilostí je uveden v příloze č. 2 tohoto metodického doporučení. Ze žádosti musí vyplývat, o jaký typ nakládání s podzemními, případně povrchovými vodami se bude jednat. 4.2.3. Užívání Ke kolaudaci tepelného čerpadla typ B je příslušný vodoprávní úřad. Tepelné čerpadlo lze užívat na základě a) oznámení stavebnímu úřadu (§ 120 stavebního zákona) nebo b) kolaudačního souhlasu, jde-li o případ uvedený v § 122 stavebního zákona. Podle § 122 stavebního zákona vyžaduje kolaudační souhlas stavba, jejíž vlastnosti nemohou budoucí uživatelé ovlivnit nebo stavba, u které bylo stanoveno provedení zkušebního provozu, a změna stavby, která je kulturní památkou. Ad a) Oznámení o záměru započít s užíváním stavby vodního díla stavebník podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 15 k vyhlášce č. 432/2001 Sb. (oznámení o užívání stavby vodního díla). Doklady, které se předkládají k oznámení o užívání stavby, stanoví § 11d vyhlášky č. 432/2001 Sb. Ad b) Žádost o vydání kolaudačního souhlasu stavebník podává na formuláři, jehož obsahové náležitosti jsou stanoveny v příloze č. 14 k vyhlášce č. 432/2001 Sb. (žádost o vydání kolaudačního souhlasu k užívání vodního díla). Doklady, které se předkládají k žádosti o vydání kolaudačního souhlasu, stanoví § 11a vyhlášky č. 432/2001 Sb. Prosinec 2013 15

48


5. Právní předpisy upravující danou problematiku Právní předpisy jsou uveřejněny na veřejných webových stránkách: http://www.mvcr.cz/, www.mmr.cz, http://eagri.cz/public/web/mze/, http://www.mzp.cz/ • zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů prováděcí vyhlášky k tomuto zákonu: - vyhláška č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb, ve znění vyhlášky č. 62/2013 Sb. - vyhláška č. 501/2006 Sb., o obecných požadavcích na využívání území, ve znění pozdějších předpisů - vyhláška č. 503/2006 Sb., o podrobnější úpravě územního rozhodování, územního opatření a stavebního řádu, ve znění vyhlášky č. 63/2013 Sb. - vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby, ve znění vyhlášky č. 20/2012 Sb. - vyhláška č. 26/1999 Sb. HMP, o obecných technických požadavcích na výstavbu v hlavním městě Praze, ve znění pozdějších předpisů • zákon č. 360/1992 Sb., o výkonu povolání autorizovaných architektů a o výkonu povolání autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, ve znění pozdějších předpisů • zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů prováděcí vyhlášky k tomuto zákonu: - vyhláška č. 432/2001 Sb., o dokladech žádosti o rozhodnutí nebo vyjádření a o náležitostech povolení, souhlasů a vyjádření vodoprávních úřadů, ve znění pozdějších předpisů - vyhláška č. 20/2002 Sb., o způsobu a četnosti měření množství vody, ve znění vyhlášky č. 93/2011 Sb. - vyhláška č. 590/2002 Sb., o technických požadavcích pro vodní díla, ve znění vyhlášky č. 367/2005 Sb. • zákon č. 62/1988 Sb., o geologických pracích, ve znění pozdějších předpisů prováděcí vyhlášky k tomuto zákonu: - vyhláška č. 206/2001 Sb., o osvědčení odborné způsobilosti projektovat, provádět a vyhodnocovat geologické práce - vyhláška č. 282/2001 Sb., o evidenci geologických prací, ve znění vyhlášky č. 368/2004 Sb. - vyhláška č. 368/2004 Sb., o geologické dokumentaci - vyhláška č. 369/2004 Sb., o projektování, provádění a vyhodnocování geologických prací, oznamování rizikových geofaktorů a o postupu při výpočtu zásob výhradních ložisek, ve znění vyhlášky č. 18/2009 Sb. • zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí), ve znění pozdějších předpisů • zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), ve znění pozdějších předpisů • zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů Prosinec 2013 16 • zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů • zákon č. 165/2012 Sb., o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů, ve znění zákona č. 407/2012 Sb. • zákon č. 500/2004 Sb., správní řád, ve znění pozdějších předpisů Prosinec 2013 17.

49

Tepelná čerpadla

6. Přílohy Příloha č. 1 Doporučený rozsah vyjádření osoby s odbornou způsobilostí k žádosti o vydání souhlasu vodoprávního úřadu s umístěním a provedením tepelného čerpadla, které využívá energetický potenciál podzemní vody a horninového prostředí z vrtu, ze kterého se nečerpá nebo neodebírá podzemní voda (typ A). Obsahová náplň vyjádření osoby s odbornou způsobilostí k vlivu předmětných vrtů na vodní poměry podle § 17 odst. 1 písm. g) vodního zákon je specifikována v § 8 vyhlášky č. 432/2001 Sb., v platném znění: 1.

základní údaje, včetně identifikace zadavatele a zpracovatele vyjádření, popřípadě zpracovatele příslušné projektové dokumentace,

2.

popisné údaje, včetně identifikace hydrogeologického rajonu, útvaru podzemních vod, popřípadě kolektoru, ve kterém se nachází podzemní vody, jejichž energetický potenciál bude využíván,

3.

zhodnocení hydrologických a hydrogeologických charakteristik prostředí, včetně stanovení úrovně hladiny podzemních vod, mocnosti zvodněné vrstvy a směru proudění podzemních vod, jejichž energetický potenciál bude využíván,

4.

zhodnocení míry rizika ovlivnění množství a jakosti zdrojů podzemních a povrchových vod nebo chráněných území vymezených zvláštními právními předpisy,

5.

návrh podmínek, za kterých může být souhlas k vrtům využívajících energetický potenciál podzemních vod udělen. Podkladem pro zpracování vyjádření musí být specifikace záměru, ke kterému se vyjádření vztahuje. Je to buď dokumentace v rozsahu dle přílohy č. 1 k vyhlášce č. 499/2006 Sb. nebo její koncept, případně jednoduchý technický popis záměru s příslušnými výkresy ve smyslu § 96 odst. 3 písm. e) stavebního zákona.

Součástí vyjádření osoby s odbornou způsobilostí může být i návrh doplňkového hydrogeologického průzkumu prováděného při budování vrtů ve smyslu § 3 odst. 3 písm. c) vyhlášky č. 369/2004 Sb., který může být vodoprávním úřadem uložen v rámci podmínek v rozhodnutí o udělení souhlasu podle § 17 odst. 1 písm. g) vodního zákona. Tento průzkum může vodoprávní úřad uložit i bez návrhu osoby s odbornou způsobilostí na základě svého uvážení, např. s ohledem na znalost místních poměrů. Doplňkový průzkum musí být realizován v souladu s vyhláškou č. 369/2004 Sb. a dokumentován v souladu s vyhláškou č. 368/2004 Sb. Dokumentace bude mj. zahrnovat podrobný popis zastižených hornin, popis přítoků podzemní vody a popis systému případného monitoringu. Součástí doplňkového průzkumu bude i verifikace projektového návrhu záměru, případně jeho modifikace, pokud si to průběžné výsledky prací vyžádají. Dokumentaci provedených průzkumných prací organizace ve smyslu § 12 odst. 4 zákona č. 62/1988 Sb. odevzdá České geologické službě. Tímto způsobem je zajištěna dokumentace a archivace všech vrtů typu A.

50


Příloha č. 2 Doporučený rozsah vyjádření osoby s odbornou způsobilostí k žádosti o vydání povolení k nakládání s vodami pro tepelné čerpadlo, které využívá energetický potenciál podzemní vody z vrtu, ze kterého se čerpá nebo odebírá podzemní voda (typ B). Obsahová náplň vyjádření osoby s odbornou způsobilostí k odběru vody z vrtů typu B ve smyslu § 9, odst. 1 vodního zákona je specifikována § 2 vyhlášky č. 432/2001 Sb. v platném znění, neboť tento paragraf se kromě nakládání s vodami podle § 8, odst. 1 písm. a), b), e) a f) vodního zákona vztahuje i na předmětný bod d) čerpání povrchových nebo podzemních vod a jejich následné vypouštění do těchto vod za účelem získání tepelné energie. 1.

základní údaje, včetně identifikace zadavatele a zpracovatele vyjádření, popřípadě zpracovatele příslušné projektové dokumentace,

2.

popisné údaje, včetně identifikace hydrogeologického rajonu, útvaru podzemních vod, popřípadě kolektoru, ve kterém se nachází podzemní vody, se kterými má být nakládáno,

3.

zhodnocení hydrogeologických charakteristik, včetně stanovení úrovně hladiny podzemních vod, mocnosti zvodněné vrstvy směru proudění podzemních vod, se kterými má být nakládáno,

4.

zhodnocení míry rizika ovlivnění množství a jakosti zdrojů podzemních a povrchových vod nebo chráněných území vymezených zvláštními právními předpisy,

5.

návrh podmínek, za kterých může být povolení k nakládání s podzemními vodami vydáno, pokud může toto nakládání mít podstatný vliv na jakost a množství podzemních vod nebo chráněná území vymezená zvláštními právními předpisy,

6.

návrh minimální hladiny podzemních vod, pokud toto nakládání může mít za následek podstatné snížení hladiny podzemních vod. Podkladem pro zpracování vyjádření musí být specifikace záměru, ke kterému se vyjádření vztahuje. Je to buď dokumentace v rozsahu dle přílohy č. 1 k vyhlášce č. 499/2006 Sb. nebo její koncept, případně jednoduchý technický popis záměru s příslušnými výkresy ve smyslu § 96 odst. 3 písm. e) stavebního zákona. Součástí vyjádření osoby s odbornou způsobilostí může být i návrh doplňkového hydrogeologického průzkumu prováděného při budování vrtů ve smyslu § 3 odst. 3 písm. c) vyhlášky č. 369/2004 Sb., který může být vodoprávním úřadem uložen v rámci podmínek stavebního povolení ke stavbě vodního díla podle § 15 vodního zákona. Tento průzkum může vodoprávní úřad uložit i bez návrhu osoby s odbornou způsobilostí na základě svého uvážení, např. s ohledem na znalost místních poměrů. Doplňkový průzkum musí být realizován v souladu s vyhláškou č. 369/2004 Sb. a dokumentován v souladu s vyhláškou č. 368/2004 Sb. Dokumentace bude mj. zahrnovat podrobný popis zastižených hornin, popis přítoků podzemní vody a popis systému případného monitoringu. Součástí doplňkového průzkumu bude i verifikace projektového návrhu záměru, případně jeho modifikace, pokud si to průběžné výsledky prací vyžádají. Dokumentaci provedených průzkumných prací organizace ve smyslu § 12 odst. 4 zákona č. 62/1988 Sb. odevzdá České geologické službě. Tímto způsobem je zajištěna dokumentace a archivace všech vrtů typu B.

51

Tepelná čerpadla

Příloha č. 3 Tabulka postupu povolování tepelného čerpadla typ A (nejedná se o vodní dílo) dle stavebního zákona (SZ) a vodního zákona (VZ) (podrobnosti postupů jsou uvedeny v textové části metodického doporučení).

52


Příloha č. 4 Tabulka postupu povolování tepelného čerpadla typ B (jedná se o vodní dílo) dle stavebního zákona (SZ) a vodního zákona (VZ) (podrobnosti postupů jsou uvedeny v textové části metodického doporučení).

53

Tepelná čerpadla

11 Z ÁVĚR Autoři se snažili vytvořit jednoduchou příručku, která obsahuje snadný postup při návrhu tepelného čerpadla. Je připojena legislativa, která se pro schvalování tepelného čerpadla váže. Současně byla vyjevena snaha o řešení, která jsou významně odzkoušená a mnohdy přinesou efekt, který dnes není standardně využíván. Přejeme hodně zdaru při návrhu a montážích tepelných čerpadel. V této publikaci je samozřejmě uvedeno množství informací, které jsou obecně známy. Jsme toho názoru, že zopakování není chybou. Současně jsme připraveni tuto publikaci rozšířit, případně upravit podle námětů čitatelů této publikace.

Keywords Heat pump, renewable energy for heating, economy of operation of heat pumps

Summary It may seem that the topic of heat pumps has been described by many sheets of paper, but to trace some information today, in the internet age, it is also very difficult. This publication aims to remind the basic principles to reader supplemented by the details from the viewpoint of design and implementation. In addition, the publication aims to draw attention to recurring errors. The reader should here find all the information about heat pumps from primary idea to final design, including the basic legislative requirements.

Literatura [1]. Asociace pro vyžití tepelných čerpadel. In: Asociace pro vyžití tepelných čerpadel: Etický kodex vý-

robce a dovozce tepelných čerpadel [online]. Praha, 4. 5. 2011 [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: Asociace pro vyžití tepelných čerpadel [2]. ČSN EN 14511. Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla s elektricky poháněnými kompresory pro ohřívání a chlazení prostoru. Brusel: CEN, 2009. [3]. ČSN EN 15 665/Z1. Požadavky na větrání obytných budov. Praha: Úřad pro normalizaci, měření a státní zkušebnictví, 2009. [4]. ČSN 06 0220. Tepelné soustavy v budovách. Praha: Český normalizační institut, 2006. [5]. ČSN EN 12 831. Tepelné soustavy v budovách – Výpočet tepelného výkonu. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2005. [6]. ČSN 73 0540-2. Tepelná ochrana budov. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2012. [7]. MACH, Stanislav. TC MACH. Tepelná čerpadla VHM se dvěma výměníky. Moravský Krumlov, 2013. [8]. Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. In: Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. 2011. Dostupné z: http://portal.gov.cz/. [9]. Příručka topenáře 3. Praha: Agentura ČSTZ, s.r.o, 2007. ISBN 978-80-86028-13-2. [10]. Tepelná čerpadla NIBE. Nibe-technik.cz [online]. 2013 [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: http://www. nibe-technik.cz/dwn/. [11]. Tepelná čerpadla Robur. ROBUR S.R.O. Robur.cz [online]. 2012 [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: http://www.robur.cz/download/20646_ROBUR_cerpadla.pdf. [12]. Vyhláška č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budov. In: http://portal.gov.cz/app/zakony/zakon.js p?page=0&nr=78~2F2013&rpp=15#seznam.2013. Dostupné z: http://portal.gov.cz/app/zakony/zakon.jsp?page=0&nr=78~2F2013&rpp=15#seznam. [13]. Vyhl. 148/2011 Sb. O energetické náročnosti budov. In: www.infoenergie.cz/web/root/energy. php?nav01=31&nav02=594‎. 2007. [14]. 272. NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 24. srpna 2011 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. In: www.nrl.cz/legislativa/narizeni-272-2011.pdf‎. 2011. Dostupné z: www.nrl.cz/legislativa/ narizeni-272-2011.pdf. [15]. Ekvitermní regulace: princip a využití v systémech regulace vytápění. In: MATZ, Václav. TZB-INFO [online]. 1. vyd. [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: http://vytapeni.tzb-info.cz/mereni-a-regulace/6294-ekvitermni-regulace-princip-a-vyuziti-v-systemech-regulace-vytapeni. 54


Publikace byla realizována za finančního přispění Evropské unie v rámci projektu Partnerství v oblasti energetiky, č. projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0080.

Autoři: Ing. Otakar Galas, Katedra prostředí staveb a TZB, Fakulta stavební, VŠB – Technická univerzita Ostrava, Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava-Poruba, tel.: (+420) 597 321 909, e-mail: [email protected]. Ing. Veronika Šípková, Katedra prostředí staveb a TZB, Fakulta stavební, VŠB – Technická univerzita Ostrava, Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava-Poruba, tel.: (+420) 597 321 941, e-mail: veronika. [email protected].

Poznámka: Jednotlivé texty neprošly redakční ani jazykovou úpravou a za jejich správnost a úplnost ručí autoři. 55

Název projektu: Registrační číslo projektu: Realizátor projektu:

Partneři projektu:

Partnerství v oblasti energetiky CZ.1.07/2.4.00/31.0080 Moravskoslezský energetický klastr, občanské sdružení Studentská 6202/17 708 33 Ostrava-Poruba IČ: 26580845 Tel.: +420 558 272 429 www.msek.cz Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Fakulta strojní, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Fakulta stavební Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství SLEZSKÁ MECHATRONIKA a.s.

Rok vydání:

2014

Odborná práce byla realizována za ﬁnančního přispění Evropské unie v rámci projektu CZ.1.07/2.4.00/31.0080 Partnerství v oblasti energetiky. ISBN 978-80-905392-9-7

TEPELNÁ ČERPADLA. Ing. Otakar Galas Ing. Veronika Šípková

Recommend Documents