Martin Komárek Energetická opatření ke snížení spotřeby energie FSI VUT Brno 2009

Martin Komárek

Energetická opatření ke snížení spotřeby energie FSI VUT Brno 2009

Martin Komárek


VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV ENERGETIKY FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF ENERGY

EFEKTIVNOST INVESTIC KE SNÍŽENÍ ENERGETICKÉ ZÁVISLOSTI RODINNÉHO DOMU

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR´S THESIS

AUTOR PRÁCE

MARTIN KOMÁREK

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2009

doc. Ing. JIRÍ POSPÍŠIL, Ph. D.

Martin Komárek


ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ

LICENČNÍ SMLOUVA POSKYTOVANÁ K VÝKONU PRÁVA UŽÍT ŠKOLNÍ DÍLO uzavřená mezi smluvními stranami: 1. Pan/paní Jméno a příjmení: Martin Komárek Bytem: Linhartice 160, Moravská Třebová 571 01 Narozen/a (datum a místo): 12.5.1985 v Moravské Třebové (dále jen „autor“) a 2. Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství se sídlem Technická 2896/2, 616 69, Brno jejímž jménem jedná na základě písemného pověření děkanem fakulty: .............................................................................................. (dále jen „nabyvatel“)

Čl. 1 Specifikace školního díla 1. Předmětem této smlouvy je vysokoškolská kvalifikační práce (VŠKP): □ disertační práce □ diplomová práce □ bakalářská práce □ jiná práce, jejíž druh je specifikován jako ....................................................... (dále jen VŠKP nebo dílo) Název VŠKP:

Efektivnost investic ke snížení energetické závislosti rodinného domu

Vedoucí/ školitel VŠKP:

doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph. D.

Ústav:

Energetiky

Datum obhajoby VŠKP: VŠKP odevzdal autor nabyvateli v*: □ tištěné formě □ elektronické formě –

*

hodící se zaškrtněte

– počet exemplářů ……………….. počet exemplářů ………………..

Martin Komárek


2. Autor prohlašuje, že vytvořil samostatnou vlastní tvůrčí činností dílo shora popsané a specifikované. Autor dále prohlašuje, že při zpracovávání díla se sám nedostal do rozporu s autorským zákonem a předpisy souvisejícími a že je dílo dílem původním. 3. Dílo je chráněno jako dílo dle autorského zákona v platném znění. 4. Autor potvrzuje, že listinná a elektronická verze díla je identická. Článek 2 Udělení licenčního oprávnění 1. Autor touto smlouvou poskytuje nabyvateli oprávnění (licenci) k výkonu práva uvedené dílo nevýdělečně užít, archivovat a zpřístupnit ke studijním, výukovým a výzkumným účelům včetně pořizovaní výpisů, opisů a rozmnoženin. 2. Licence je poskytována celosvětově, pro celou dobu trvání autorských a majetkových práv k dílu. 3. Autor souhlasí se zveřejněním díla v databázi přístupné v mezinárodní síti □ ihned po uzavření této smlouvy □ 1 rok po uzavření této smlouvy □ 3 roky po uzavření této smlouvy □ 5 let po uzavření této smlouvy □ 10 let po uzavření této smlouvy (z důvodu utajení v něm obsažených informací) 4. Nevýdělečné zveřejňování díla nabyvatelem v souladu s ustanovením § 47b zákona č. 111/ 1998 Sb., v platném znění, nevyžaduje licenci a nabyvatel je k němu povinen a oprávněn ze zákona.

Článek 3 Závěrečná ustanovení 1. Smlouva je sepsána ve třech vyhotoveních s platností originálu, přičemž po jednom vyhotovení obdrží autor a nabyvatel, další vyhotovení je vloženo do VŠKP. 2. Vztahy mezi smluvními stranami vzniklé a neupravené touto smlouvou se řídí autorským zákonem, občanským zákoníkem, vysokoškolským zákonem, zákonem o archivnictví, v platném znění a popř. dalšími právními předpisy. 3. Licenční smlouva byla uzavřena na základě svobodné a pravé vůle smluvních stran, s plným porozuměním jejímu textu i důsledkům, nikoliv v tísni a za nápadně nevýhodných podmínek. 4. Licenční smlouva nabývá platnosti a účinnosti dnem jejího podpisu oběma smluvními stranami. V Brně dne: …………………………………….

……………………………………….. Nabyvatel

………………………………………… Autor

Martin Komárek


Anotace: Cílem této bakalářské práce bylo popsat možná opatření, které by vedly ke snížení energetické závislosti vybraného rodinného domu. Tyto opatření popsat a zhodnotit jejich efektivitu s tím, že jsme limitování částkou 300 000 Kč.

Annotation: This bachelor work describes the process associated with reduction of energy dependence the selected family house. It includes the draft of measures and efficiency evaluation with the sum at disposal 300 000 CZK.

Klíčová slova: Úspory energie, obnovitelné zdroje, investice, návratnost, rodinný dům

Key words: Energy conservation, renewable resources, placement, economic return, family house

Martin Komárek


Bibliografická citace: KOMÁREK, M. Efektivnost investic ke snížení energetické závislosti rodinného domu. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2009. 40 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Martin Komárek


Prohlášení

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně, s použitím odborné literatury a zdrojů uvedených v seznamu tvořící přílohu této práce.

Jméno a příjmení: Martin Komárek

2

Martin Komárek


1 Obsah 1 Obsah............................................................................................................... 3 2

Úvod ................................................................................................................ 5

3

Úspory v osvětlení .......................................................................................... 6

4

Úspory u elektrických spotřebičů ................................................................... 8

5

Využití obnovitelných zdrojů ......................................................................... 9 5.1

Energie větru.............................................................................................................. 10

5.2

Energie slunce............................................................................................................ 11

5.2.1

Výroba tepla z energie slunce ............................................................................ 12

5.2.2

Výroba elektřiny z energie slunce ...................................................................... 13

5.3

Tepelná energie země ................................................................................................ 14

5.3.1

Princip činnosti tepelného čerpadla.................................................................... 14

5.3.2

Zdroje energie pro TČ ........................................................................................ 16

6

Úspory energií izolací ................................................................................... 18

7

Otopná soustava ............................................................................................ 20 7.1

8

Teplosměnné plochy .................................................................................................. 20

Využití biomasy ............................................................................................ 23 8.1

9

Kotle na biomasu ....................................................................................................... 24

Zhodnocení investic ...................................................................................... 25 9.1

Charakteristika objektu .............................................................................................. 25

9.2

Zhodnocení investic do fotovoltaického systému ..................................................... 25

9.3

Zhodnocení investic do úsporných žárovek .............................................................. 27

9.4

Zhodnocení investic do moderních spotřebičů .......................................................... 29

9.5

Zhodnocení investic do tepelného čerpadla............................................................... 31

9.5.1 9.6

Zhodnocení investic na nákup nového kotle ............................................................. 33

9.6.1

Kotel na dřevo .................................................................................................... 33

9.6.2

Kotel na pelety ................................................................................................... 35

9.7

10

Návrh tepelného čerpadla ................................................................................... 31

Návrh větrné elektrárny ............................................................................................. 36

Závěr .......................................................................................................... 37 3

Martin Komárek


11

Seznam použitých zdrojů ........................................................................... 38

12

Seznam použitých zkratek a symbolů........................................................ 40

4

Martin Komárek


2 Úvod Cílem této práce je najít a popsat možná řešení vedoucí ke snížením nákladům za energie s využitím obnovitelných zdrojů. Jako příklad budeme uvažovat mladou rodinu, která si koupila starší dům a vyčlenila si na tato opatření částku 300 000Kč. Práce bude rozdělena do kapitol podle daných úprav, zda-li se bude jednat o stavební úpravy nebo jen o nákup nového zařízení. Setkáme se tu s informacemi o úsporných spotřebičích jako budou nové pračky, televize, ale také v posledních letech zmiňované úsporné žárovky a také s novou technologií a to led svítidel. Najdeme tu informace o možných technických řešeních týkajících se využití obnovitelných zdrojů jako je energie slunce a větru a jejich aplikace v domácnostech, jejich finanční náročnosti a návratnosti.

5

Martin Komárek


3 Úspory v osvětlení Osvětlení je jednou z možných variant, kde jsme schopni dosáhnout určitých úspor. Nejedná se o částky v řádech tisíců za rok, ale určitý zisk tu bude. Začít by jsme měli otázkou : „Proč jsou klasické žárovky nevýhodné“? Odpověď je zcela jednoduchá. Klasické žárovky jsou z technologického hlediska zcela jednoduché stroje. Jejich podstata tkví v tom, že vláknem, které se nachází ve skleněné baňce prochází ele. proud jehož energie rozžhaví toto vlákno. Takto rozžhavené vlákno emituje fotony. U těchto žárovek dochází k přeměně elektrické energie v poměru 95:5 na tepelnou a světelnou z čeho vyplývá, že při zapnutí žárovky získáme lokální zdroj tepla se světelným efektem. Dalším faktem hovořící ve prospěch snahy Evropské unie vyloučit z domácností klasické žárovky do roku 2016 (od 1.9.2009kdy by neměly být v prodeji žárovky nad 80W) je samotná jejich životnost pohybující se okolo hranice 900 hodin a tato hodnota je dále závislá na kolísání napětí v síti. Ovšem musíme tomuto zdroji také připsat jedno pozitivum. Jedná se o rychlý náběh na 100% výkonu. V následující tabulce č. 1 je přehled hodnot dosažitelných u klasických žárovek ve srovnání s kompaktními úspornými žárovkami. běžná žárovka jmenovitý příkon (W/lm)

světelný tok (při 230 V)

měrný výkon (lm/W)

životnost (hod)

25

230

9,2

40

430

10,75

60

730

12,17

70

960

12,8

100

1380

13,8

150

2220

14,18

1000 životnost (hod)

kompaktní žárovka jmenovitý příkon (W/lm)

světelný tok při (230 V)

měrný výkon (lm/W)

8

250

31

11

400

36

13

600

45

15

900

46

26

1200

46

10 000

2000

47

8000

32

Tab. 1 srovnání klasických a kompaktních žárovek Jaké jsou možné úspory v této oblasti? Jedinou možnou variantou je nákup a následná výměna stávajících žárovek za modernější. Stručný popis a vlastnosti budou popsány v dalším textu.

6

Martin Komárek


Úsporné žárovky, někdy nazývané jako kompaktní zářivky pracují na zcela odlišném principu. Tyto tzv. úsporné žárovky pracují na následujícím principu. V parách rtuti dochází k výbojům a díky bílé hmotě, kterou je pokryta vnitřní strana těchto žárovek ( bílou hmotou je myšlen lumifor) se přemění dodaná elektrická energie na světelnou. Tento typ žárovek se vyznačuje dlouhou životností 6000 – 16000 hodin a vyššími hodnotami výkonu i světelného toku při mnohem menších hodnotách příkonu, viz. tab. č. 1. Oproti klasickým žárovkám je provoz o 80 % úspornější. Do popředí se nyní dostávají světelné zářiče tvořené z led diod (led- zkratka z anglických slov Light emitting diode – světlo emitující dioda). Podstata funkce vychází z principu led diod, ve kterých je tzv. P –N přechod. Prochází-li tímto přechodem proud, je emitováno záření. Hlavní výhody osvětlení tímto typem se odvíjí od vlastností vlastních diod, jako je například dlouhá životnost, Obr. č.1 kompaktní žárovky možnost častého spínání, vysoká energetická účinnost, malé požadavky na napětí a proud, velmi malá emise tepla, vysoká životnost a to až 100 000 hodin a v neposlední řadě také malá velikost. Jediné, co brání masovějšímu používání těchto žárovek je prozatím vysoká pořizovací cena. Ovšem pokud hledáme bodový zdroj světla vhodný k nasvícení obrazů, nábytku atd. jsou žárovky tvořené led diodami vhodnou alternativou. Názornou ukázkou je uveden na obrázku č. 7.

Obr. 2 – led diodová žárovka

Obr. 3 – porovnání nákladů na svícení

Obr. 4 – označení certifikované úsporné žárovky 7

Martin Komárek


4 Úspory u elektrických spotřebičů Pračka, chladnička, televizor(y), počítač(e), myčka a další „domácí pomocníci“ jsou tématem následující kapitoly. Každý den si každý z nás doma pustí televizi i třeba na hodinu, lednici máme zapnutou neustále, tak stejně mrazničku, televizor vypíná ze zásuvky málokdo a tak dále. Všechno tyto uvedené příklady nás stojí energii jejíž cena rok od roku roste. Snahou nebude vrátit se sto let zpátky a přestat tyto věci používat, ale naučit se je používat správně, ale hlavně energeticky potažmo ekonomicky správně. Je více než zřejmé, že deset let stará chladnička nebo pračka bude mít mnohem větší spotřebu než dnešní moderní varianty, a proto asi jedinou možností jak snížit náklady na jejich provoz bude jejich výměna. Při výběru nových spotřebič se můžeme řídit tzv. energetickým štítkem, na kterém je uvedena energetická třída výrobku(viz obr.č. 8) a dle zákona je povinné mít výrobky těmito štítky označené. U praček na nich najdeme informace o spotřebě energie na prací cyklus, účinnost praní, spotřeba vody a další doplňující údaje. U chladniček se můžeme ještě setkat s dalšími štítky (viz. obr. č. 9). Všechny tyto údaje by nám měly být průvodcem na cestě výběru pro nás vhodného výrobku.Touto výměnou jsme snížili primární náklady za energie. U počítačů a další kancelářské techniky se můžeme setkat s několika dalšími štítky viz obr.10, kterými jsou označovány počítače s nízkou spotřebou .Další úsporu nákladů docílíme tím, že se zaměříme na tzv. STAND BY režim spotřebičů, což by se dalo vyložit jako provoz v pohotovostním režimu. V tomto režimu je ze sítě odebíráno malé množství proudu, ale zato neustále.

Obr. 6 – efektivita chladniček

Obr. 7 – energetický štítek u pc Obr. 5 – Energetický štítek

8

Martin Komárek


5 Využití obnovitelných zdrojů Obnovitelné zdroje energií a její využití má nejen v České republice, ale i v celém světě zelenou. Snahou vlády je splnit kvótu danou Evropskou unií a také se zapříčinit o snížení emisí a dalších škodlivin vypouštěných z našich domácností do okolí. Proto vláda poskytuje dotace na mnoho různých opatření jak snížit závislost na fosilních palivech jak primárně tak sekundárně. Dotace o kterých tu je řeč jsou vypláceny zpětně, maximálně však do roku a půl od uvedení do trvalého provozu, ale jen s podmínkou, že bude projekt doložen posudek od odborně způsobilé osoby. Primárně mám na mysli přímo spalování fosilních paliv a pojem sekundárně bych vysvětlili jako nadbytečnou spotřebu energií vzniklých spotřebou fosilních paliv. Z tohoto důvodu jsou poskytovány dotace na zateplení fasád. Dalším z opatření vlády jsou výhodné cenové tarify garantované po několik let, což znamená, že pokud se někdo rozhodne si na vlastní zahradě nebo na jakémkoli pozemku zřídit sluneční elektrárnu, bude mít státem garantované podmínky za jakých od něho musí tuto elektřinu vykoupit.

Obr. 8- podíl obnovitelných zdrojů energie Při snaze snížit náklady na energie můžeme využít energii větru. Při využívání této energie bude hrát hlavní roli a bude určujícím faktorem rychlost větru. Poloha naší země nás řadí do skupiny zemí s tzv. kontinentálním klimatem, pro které je typické kolísavá rychlost větru. Ta se liší také podle výšky nad terénem, protože v blízkosti povrchu může být vítr brzděn nerovnostmi. Podle větrného atlasu ČR a na základě informací z Českého hydrometeorologického ústavu je celoroční průměrná rychlost větru 4m/s v 10m a ve výšce 30 metrů to je už 5,3m/s. Dříve byla tato energie přeměňována na mechanickou energii, která našla uplatnění v mlýnech a dalších zařízení. Teprve později se energie větru využívala na výrobu energie elektrické.

9

Martin Komárek


5.1 Energie větru Větrné trné elektrárny lze dělit dě podle principu zpracování energie na odporové a vztlakové anebo nebo podle konstrukce na vrtulové a rotorové. Mezi odporové se řadí dí anemometr a rotor Savonius. Do kategorie vztlakových patří moderní vrtulové nástroje a rotor Darrieus. Pro rozdělení lení na vrtulové a rotorové je určující ur osa rotace. Princip činnosti větrné ětrné trné elektrárny je jednoduchý. Aerodynamické síly větru v způsobují rozpohybování listů rotoru na větrné v turbíně, která je umístěna na na stožáru elektrárny. Při P rotačním pohybu se důsledkem sledkem elektromagnetické indukce v cívkách statoru indukuje elektrický proud, který je následně následn upravován pro rozvodnou síť. A jaké uplatnění najde jde malá větrná v trná elektrárna u nás doma? Pokud budeme uvažovat pouze výrobu elektrické energie, máme dvě dv možnosti. První z nich je ta, že by jsme vyrobenou energii použili na pokrytí vlastní spotřeby. spot eby. Druhou variantou rozumíme prodej vyrobené elektrické energie gie do sítě. sít A poslední variantou je spotřeba řeba vyrobené energie s možností prodeje přebytku ebytku do rozvodné sítě. sít

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

rotor s rotorovou hlavicí brzda rotoru planetová převodovka spojka generátor servo-pohon natáčení strojovny brzda točny strojovny ložisko točny strojovny

Obr. 9 – větrná elektrárna

Obr. 10 – větrná trná mapa ČR

Z hlediska využívání energie větru vě je nejdůležitějším činitelem initelem rychlost větru. vě Z výpočtového vzorce pro výkon větrné trné elektrárny je zřejmé jaký význam má rychlost větru. v Výpočtový

vztah má následující tvar .

10

(4.1)

Martin Komárek


5.2 Energie slunce Mnohem častěji než s větrnými elektrárnami se na rodinných domech nebo jejich blízkosti setkáváme se solárními panely. Tato skutečnost má své logické opodstatnění. Každý den na 1m2 zemského povrchu dopadne ze slunce 1000W zdarma a byla by škoda tuto energii nevyužít. Již naši předci měli snahu nějakým způsobem využít energii slunce. Jedním z takových je Horace de Saussure, kterému se občas přezdívá otec kolektorů. Do paměti se zapsal svým pokusem kdy dřevěnou bednu, izolovanou korkem, zakryl skleněnou tabulí a uvnitř po nějaké době naměřil teplotu 160°C. Dalším mezníkem této oblasti je rok 1839 kdy francouzský vědec Alexander Edmund Becquerel pozoroval tzv. fotoelektrický jev. 1954 je rok výroby prvního křemíkového fotovoltaického článku s účinností 6%. První solární články byly vyslány do kosmu v roce 1958. V roce 1982 se uvádí do průmyslové výroby první solární vakuový kolektor. Energie slunce je nevyčerpatelný zdroj energie a záleží jen na nás jakým způsobem ji budeme chtít využít. Způsoby využití této energie by se daly rozdělit do základních dvou skupin, pasivní a aktivní.

Obr. 11 – možnosti využití solární energie S možností využití tzv. pasivních systémů by se mělo počítat již před stavbou, protože se jedná o stavební úpravy, které by „spolkly“ celou naši sumu. Proto jen okrajově zmíním s jakými systémy se můžeme setkat. Mezi pasivní systémy řadíme solární okno, solární skleník, vhodné uspořádání pokojů, Trombeho (akumulační) stěna a také energetická fasáda. Pro náš případ však budou mnohem zajímavější tzv. aktivní solární systémy. Z obrázku na str. XX je patrné, že máme možnost výběru jakým směrem se budeme orientovat při přeměně solární energie, zda na energii tepelnou či elektrickou. 11

Martin Komárek


5.2.1 Výroba tepla z energie slunce Solární kolektory jsou jak již jejich název napovídá zařízení za k přemě řeměně solární energie na energii tepelnou a to vzduchu nebo vody. S tímto je také spojená akumulace akum této energie, která může že jak krátkodobá nebo dlouhodobá, která je ovšem finančněě náročnější. náro Proto se budeme zabývat pouze akumulací krátkodobou. V České eské republice máme průměrně pr 1460 solárních hodin, na vysvětlenou vysvě se jedná o čas, kdy je bezoblačná ná obloha. V knihách se v této souvislosti setkat s přímým zářením a difuzním. Přímé záření ení je to, které dopadá přímo ímo na zemský povrch. Difuzní záření zá (rozptýlené) vzniká rozptylem slunečního slune záření ení na oblacích, vodních kapkách a dalších částečkách, se kterými se v atmosféře atmosfé setkat. V našich podmínkách dopadá v průměru na jeden metr čtvereční přibližně ibližně 1000kWh, tato hodnota je samozřejměě závislá no hodnotě hodnot znečištění v dané oblasti (můžeme ůžeme přibližně p počítat s poklesem v průměru ěru o 12%), ale také na nadmořské výšce, zejména v rozmezí 800 – 2000m n.m se setkáváme s nárůstem nárů až 5%. Teď přejdeme k vlastnímu solárnímu systému. Na začátek átek si musíme uvést součásti, sou se kterými se u tohoto systému setkáme a popíšeme si je. Základem tohoto systému bude sběrač sb slunečního záření, snímač neboli kolektor. Uvnitř Uvnit tohoto kolektoru se nachází absorbér, který může mít různé zné podoby jako například nap deska s povrchem, který zabraňuje zabra odrážení slunečních paprsků.. Pro odvod ohřátého oh átého média (vzduch nebo kapalina) jsou tu nainstalovány trubice. Podle teplonosného média se kolektory dělí d lí na vzduchové, kapalinové a kombinované. Setkat se můžeme ůžeme s označením ploché trubicové. V případě př trubicových kolektorů je absorbér uložen v trubici s vakuem, které snižuje tepelné ztráty a zvyšuje účinnost. innost. Nevýhodou trubicových kolektorů kolektor oproti deskovým je neschopnost samorozmrazování, což má v zimních měsících sících tu nevýhodu, že je musíme od sněhu sn čistit ručně. Samotná plocha kolektoru by nestačila nesta k dostatečnému ohřátí átí teplonosného média. Proto jsou absorbéry upravovány pro zvýšení efektivity, kdy taková opatření opat ení jsou například nap ve formě speciálních skel - povrch opatřen opatř tzv. spektrálně selektivní vrstvou (což je vrtsva speciální černé erné barvy nebo pokovení) U koncentračních koncentra kolektorů je tato situace řešena žlabovými zrcadly, Fresnelovými čočkami. čkami.

Obr. 12 – trubicový kolektor Obr. 13 – plochý kolektor

Obr. 14 – 1 Fresnelova čočka 2 klasická čočka

12

Martin Komárek

5.2.2


Výroba elektřiny z energie slunce

Jedním z dalších způsobů jak využít obnovitelnou energii slunce je výrova elektřiny. K této přeměně dochází v tzv. fotovoltaických systémech. Jako u solárních systémů, kde byl solární kolektor, který sbíral sluneční energii ne jinak tomu bude i u této varianty. Tzv. fotovoltaické kolektory nebo panely fungují na principu fotovoltaického jevu, jehož podstata tkví v tom, že fotony ze slunečního záření dopadají na náš článek a tyto fotony svoji energií vyrážejí elektrony.

Obr. 15 – fotovoltaický článek

Tyto solární články jsou tvořeny z polovodičů s alespoň jedním P-N přechodem. V oblasti přechodu těchto dvou vrstev (P-N) je pole o velké intenzitě, jehož důsledkem je rozpohybování a usměrnění volných částic (elektronů) vygenerovaných dopadem slunečních paprsků. Podle použité technologie při Obr. 16 – varianty fot. panelů výrobě těchto panelů je rozdělujeme na monokrystalické, polykrystalické a amorfní. První z této skupiny jsou tzv. monokrystalické panely. Na vysvětlenou - monokrystal je makroskopický krystal s velmi malým počtem poruch jeho struktury, jako příklad bychom mohli uvést diamant, křemík a také sůl kamennou. K výrobě našich panelů se nejčastěji u toho typu používá křemík, který se po roztavení táhne ve formě tyče dosahující průměru až 300mm, ze kterého se následně „ukrajují“ tenké plátky jejichž účinnost v systému dosahuje hodnot 14% - 18%. Panely tvořené polykrystaly Panely vyráběny s touto technologií jsou schopny pracovat s účinností 12% – 15%. Tyto typy panelů dovolují pracovat s odklonem od jižní strany, protože dokáží přeměňovat i difúzní záření (záření, které vzniká odrazem, rozptylem přímého slunečního záření na oblacích). Vyznačující se životností přibližně 30 let, kdy je garantováno 90% výkonu po 10 letech a po 25 letech 80%. Panely tvořené amorfními krystaly Tato varianta je využívána v této oblasti nejméně. Pro dosažení stejného výkonu, jak tomu bylo u dvou předchozích variant je zapotřebí dvou a půl násobku plochy, což by bylo velice nevýhodné.

13

Martin Komárek


5.3 Tepelná energie země 5.3.1 Princip činnosti tepelného čerpadla Tepelná čerpadla jsou stroje, které dokážou odebírat teplo okolnímu prostředí, ať už se jedná o vodu, vzduch a nebo zemi a toto teplo dále využít například k vytápění nebo ohřevu. K přenosu tepelné energie z teploty nižší na vyšší je možné docílit mnoha různými způsoby, ale při získání co nejmenších nákladů, s čímž je spojeno docílení co nejmenší potřeby hnací energie a s přihlédnutím na praktičnost celého procesu je využití základního principu činnosti tepelných čerpadel(dále jen TČ), a to kondenzace a varu pracovního média nazývaného chladivem. Teplo je okolí odebíráno ve výparníku za průběhu chladiva při sníženém tlaku, což nám zaručí nižší teplotu varu. Ke zpětnému uvolnění tepla dochází ve výparníku ta tlaku vyššího. Z těchto skutečností vyplývá, že jediné energetické nároky jsou na zvyšování nebo snižování tlaku. TČ je tedy možno rozdělit do tří základních skupin.

Obr. 17 – schéma pracovního pochodu TČ Porovnávacím kritériem u TČ je tzv. topný faktor, který nám říká jaký je poměr mezi vyrobenou tepelnou energií a energií spotřebovanou čerpadlem (analogie účinnosti). Topný faktor je dán vztahem

[−]

(4.1)

14

Martin Komárek


1. Kompresorová TČ Tento typ je nyní nejčastěji využívaným pro svůj široký rozsah. K fázovým změnám chladiva je využíván kompresor. Hlavními komponenty tohoto typu TČ jsou dva tepelné výměníky, expanzní ventil a kompresor, které spojením potrubí tvoří uzavřený okruh. Princip činnosti byl již popsán, ale ještě jednou si ho připomeneme. Do výparníku vstupuje chladivo o teplotě nižší než je teplota zdroje nízkopotenciálního tepla. V tomto výparníku je teplo okolí předáno chladivu a dochází k jeho varu. Při varu vnikající páry jsou přes kompresor nasáty za současného nárůstu tlaku a teploty. Takto upravené páry vstupují do Obr. 18 – bilance kondenzátoru, kde dochází ke kondenzaci na kondenzačních tepelných toků TČ plochách. Kolem teplosměnných ploch cirkuluje voda, které je předáno teplo uvolněné během kondenzace. Posledním z pracovních postupů chladiva, nyní již v kapalném stavu, je cesta přes expanzní ventil, který zapříčiní náhlý pokles tlaku a následný var chladiva, čímž se dostáváme opět na začátek oběhu ve výparníku. Na obrázku XX je schématicky naznačeno, jakou jsou bilanční toky v pracovním procesu TČ. Kde Qc je označení pro teplo nižší teploty odebírané z tělesa o teplotě Tc a následně s dodanou prací kompresoru A dostáváme teplo QH, které je odváděno k tělesu o teplotě TH. Nesmíme opomenout zmínit také pracovní látky používané k oběhu TČ nazývané chladivem. Tyto látky musí splňovat požadavky na teplotu varu a kondenzace při zadaných podmínkách. Dříve se používaly látky nazývané freony (CFCs-chlorofluorokarbonáty). Po tzv. freon přišly na řadu látky s označením HCFCs (hydro-chlorofluorokarbonáty), které nepoškozovaly ozonovou vrstvu v takové míře jak již zmíněné freony. Typickým příkladem látky z této skupiny je 2-5% freon R12. Tento typ chladiv je někdy označován jako přechodný, a to proto že se nepočítá s jejich dlouhodobým používáním. Měly by je nahradit látky s označením HFCs (hydro fluorokarbonáty). 2. Absorpční čerpadla Absorpční čerpadla pracují na stejném principu jako kompresorová jen s tím rozdílem, že jako hnací silou je na rozdíl od kompresorových, kde tuto funkci plnil mechanicky poháněný kompresor je energie tepla z vysokoteplotního zásobníku. V absorpčním oběhu koluje chladivo a absorpční látka. Páry odpařeného chladiva odcházející z výparníku jsou absorbovány v absorbéru do kapalné absorpční látky, za současného uvolnění absorpčního tepla.Vzniklá kapalná směs je čerpadlem dopravena do části oběhu s vyšším pracovním tlakem. Následným zahřáním této směsi jsou vypuzeny páry chladiva z absorpční kapaliny. Páry postupují do kondenzátoru, kde kondenzují při kontaktu s ochlazovaným povrchem. Chladivo v kapalné podobě dále prochází přes škrtící ventil do výparníku. Zde vlivem snížení tlaku dochází k varu chladiva při nízké teplotě a odnímání tepla z nízkoteplotního zdroje. Páry chladiva poté uzavírají svůj pracovní oběh absorpcí v absorbéru. Oddělenou větví se z vysokotlaké části oběhu vrací absorpční kapalina, prosta vypuzeného chladiva, přes škrtící ventil do nízkotlaké části. Pro dosažení dobré účinnosti je nutno oběh vhodně doplnit výměníky tepla, které zajistí opakované využití tepelných toků s respektováním nutných teplotních spádů. Konkrétní uspořádání oběhu vždy záleží na zvolených pracovních parametrech a použité dvojici pracovních látek [17]. 15

Martin Komárek


V tomto oboru se můžeme setkat také s několika speciálními typy TČ jako jsou například TČ s Stirlingovým oběhem, TČ s paroproudým oběhem a také s termoelektrickými TČ. 5.3.2 Zdroje energie pro TČ V předchozí části jsme se setkali s pojmem nízkopotenciální teplo, který nebyl dosud vysvětlen. Podle zdroje tohoto tepla, který je stěžejní při výběru TČ se také označují tepelná čerpadla, a to podle toho jakému zdroji je odebíráno a následně předáváno. Jako jednoduchý příklad by jsme mohli použít označení země(1)-voda(2), odkud víme, že teplo je odebíráno ze země(1) a následně předáno vodě(2). Ideálním je takový zdroj, který má po celou dobu topného období stejně vysokou teplotu, ale zároveň také takový, který si vyžaduje co nejmenší finanční náklady. Tyto zdroje lze rozdělit do dvou skupin na přírodní zdroje mezi které řadíme povrchovou vodu, podzemní vodu, půdu, vzduch a také a to především u hloubkových vrtů horninu, a zdroje odpadní, mezi které by jsme měli zařadit odpadní teplo, energii odpadního vzduchu, ale také například splaškovou vodu. Při výběru tepelného čerpadla se můžeme přibližně orientovat podle těchto skutečností: Pokud se rozhodneme využívat povrchovou půdu, musíme uvažovat plochu, která bude přibližně 3-4 krát větší než plocha vytápěná a také to, že přibližně platí 1kW≈40m2. Při využití energie horniny (hlubinné vrty) počítáme, že jeden kilowat odpovídá zhruba 15ti metrům vrtu. Další omezení jsou závislé na pozičním umístění daného objektu.

Obr. 19- tepelné čerpadlo země-voda

Obr. 20 – tepelné čerpadlo voda-voda

Například budeme-li chtít využívat energii vody, musíme mít v blízkosti vytápěného objektu vodní tok nebo nádrž. S tím jsou spojeny problémy a další náklady na čištění od různých nečistot, kalů, rostlin a dalších věcí, které ve vodě můžeme najít. Stejně tak se setkáme s problémy u TČ využívajících energii okolního vzduchu a to především v zimních měsících, kdy je čerpadlo závislé na přídavném zdroji energie zaručující nezamrznutí venkovních částí čerpadla. U TČ využívající energii okolního vzduchu je také . Pokud se rozhodneme pro tepelné čerpadlo využívající energii země z povrchu - plošné čerpadlo jak bylo výše zmíněno s potřebou větší plochy, což může být pro většinu RD problém.

16

Martin Komárek


Obr. 22 – TČ vzduch - voda

Obr. 22 – TČ voda - voda

17

Martin Komárek


6 Úspory energií izolací Trendem posledního desetiletí je z hlediska úspor energie izolování stěn, při kterém se izolují jak vnitřní tak vnější stěny, ale izolují se také podlahy a střechy a v neposlední řadě také se vyměňují okna. Co nám jako uživateli přinese zateplení stěn a dalších součástí domu? Jak již bylo řečeno, jedná se o jeden z možných způsobů jak snížit náklady za energie. Úpor je dosaženo snížením spotřeby paliva na vytápění, a to díky nižším tepelných ztrátám objektu. Pro vnější zateplení budov hovoří hned několik faktorů. Zdivo není tolik namáhané velkými změnami teplot, je zvýšena schopnost akumulace objektu, schopnost kondenzace vlhkosti ve zdivu je minimalizována. Při této úpravě není narušen chod domácnosti. Je tu však i několik “proti“. Jedním z takových jsou například vyšší náklady, ale také potřeba tuto rekonstrukci provádět na celém domě a také potřeba lešení a prostoru v okolí domu. Zateplování vnitřních stěn má oproti vnějším stěnám několik výhod. Pokud se rozhodneme izolovat vnitřní stěny, můžeme postupovat po jednotlivých místnostech nezávisle na čase. Není potřeba lešení, nejsme závislí na počasí, možnost instalování bez nutné praxe. Naproti těmto skutečnostem stojí velké riziko kondenzace vlhkosti na stěnách, rizika růstu plísní zejména v místech tzv. tepelných mostů (tepelný most – jedná se místo, kde dochází k úniku tepelné energie, což má za příčinu studená místa uvnitř místnosti a naopak vně budovy místa teplejší oproti zbylým částem). Také se budeme muset vypořádat se sníženou schopností akumulace tepla zdivem a také zmenšením místnosti. Další z části domu, u které lze provést izolační práce je střecha a podlaha. U střechy lze izolovat jak podlaha střechy, tak i oblast pod taškami. Při variantě, že budeme izolovat podlahu střechy musíme brát v potaz další rekonstrukci domu, jako je vybudování dalších obytných místností, kdy by mohlo docházet ke znehodnocení zateplení. Nyní přichází na řadu vlastní izolace. Jednoduchý přehled dostupných izolací získáme jeho rozdělením podle použitého materiálu. První v kategorii uvedeme vláknité materiály, do kterých spadá minerální vlákna strusková n. čedičová, skleněná, keramická, syntetická (textilní) vlákna. Pěněné plasty je 1 - krytina, 2 - laťování, 3 - kontralatě pro zajištění další skupina izolantů, kam řadíme mezery mezi krytinou a izolací, 4 - krokve, 5 , 6 polystyreny, polyuretany, fenolické a rezolové izolace mezi a pod krokvemi, 7 - zesílení krokví, 8 pryskyřice, kaučuk, PVC, PE, pěnové sklo. parotěsná zábrana Materiály na bázi dřeva jako jsou například Obr. 23 - zateplení střechy dřevovláknité, dřevotřískové, dřevoštěpové, korek, kokosová vlákna, piliny, rákosové rohože. Materiály na bázi papíru je jedna z dalších skupin, ve kterých nalezneme materiály jako například drcený starý papír, voštinové desky, vlnité desky z asfaltového papíru. 18

Martin Komárek


Předposledním typem jsou minerální materiály, kam spadají perlit expandovaný, expandovaná břidlice, struska, křemelina, keramzit a popílek. Poslední kategorií jsou tzv. zvláštní tepelné izolace jako jsou materiály na bázi ovčí vlny případně bavlny. V praxi se setkáme se třemi základními výrobky z tepelných izolací a to s deskami, rohožemi a volně sypanými materiály. Jednou z dalších možností jak snížit náklady za energie je izolace prostor kolem oken a dveří, protože okny a dveřmi uniká mnoho energie, čímž se zvyšují náklady na vytápění. Než se pustíme do vlastní práce, měli by jsme se zamyslet nad tím, jestli máme vyhovující typ oken a dveří. Bylo by nesmyslné se pouštět do izolování nevyhovujících oken a dveří. V případě koupi staršího domu musíme počítat s nevyhovujícím stavem oken i dveří.. Samostatná úprava si nevyžaduje větších stavebních úprav, protože výrobce je schopen dodat i atypické výrobky, čímž se zkrátí doba úpravy, která by neměla trvat déle jak dva dny. Na výběr máme z několika druhů materiálů, ze kterých jsou okna a dveře vyráběny. Nejčastěji se setkáme s plastovými okny, dřevěnými ale také hliníkovými. Dalším parametrem při výběru okna je vlastní výplň. Jednotlivá okna se liší v počtu tzv. komor a také v procentuálním vaku nebo ve výplňovém plynu a s těmito skutečnostmi jdou ruku v ruce i ceny těchto výrobků stejně jako kvalita.

Obr. 24 – záznam infrakamerou na starší okno a okno s plastovým rámem

Jak u izolací tak i u nových oken a dveří bude jedním z hlavních vodítek při jejich výběru součinitel prostupu tepla, který nám říká jaké množství energie přestoupí na 1m2 z čeho vyplývá, že při výběru budeme hledat takové materiály a prvky s co nejnižší touto hodnotou. Součinitel prostupu tepla Uokna [W/m2.K] špaletové okno s obyčejným zasklením dřevěné okno s dvojitým obyč. zasklením "eurookno" s běžným izolačním dvojsklem "eurookno" s izolačním dvojsklem s mezerou mezi skly plněnou argonem a s pokovením "eurookno" s izolačním trojsklem nebo dvojsklem a odrazivou fólií repasované špaletové okno, zasklení s pokovením Tab. č. 2 – přehled součinitele prostupu tepla pro okna

19

2,7 2,8 2,8 1,8-1,3 1,0-0,7 1,9-2,1

Martin Komárek


7 Otopná soustava Pokud jsme odpůrci alternativních zdrojů energií nebo nejsou možné takové změny, musíme přijít s jiným řešením. Ve starších domech, jak již bylo mnohokrát řečeno, se většinou nikdy nesetkáme s moderními kotli, radiátory atd.. V tomto případě jediné možné efektivní řešení je výměna stávajících částí otopné soustavy. Na výběr máme několik možností nebo postupů, kterými se ubírat. První co každého napadne bude výměna nevyhovujícího kotle. Je pravda, že ve starších rodinných domech nemůžeme čekat kotle s účinností 80%, ale musíme se také zajímat v jakém stavu je rozvod topného média po domě a také samotné teplosměnné plochy (radiátory). S jakými typy kotlů se můžeme setkat? Asi každý si pamatuje a myslím, že někteří ho mají ještě doma a to kotel na tuhá paliva. Po velkém boomu plynofikace si i celé vesnice nechaly zavést plyn a staly se na něm zcela závislí (můžeme se setkat s kombinací kotle na tuhá paliva a plynovým kotlem). Poslední a také nejmladší je topení elektrické, pro které byly vytvořeny i zvláštní cenové tarify elektrické energie. V kapitole č. 7.1 je uvedeno několik základních faktů o kotlích využívající biomasu jako palivo.

7.1 Teplosměnné plochy Teplosměnné plochy v domech mají různé podoby, ale nejčastěji se s nimi potkáváme v podobě radiátorů různých provedení. Existují však i jiné podoby jako jsou například stěnové, stropní a podlahové „radiátory“, o kterých se dozvíme více v další části textu. Pro orientaci si rozdělíme otopná tělesa do několika kategorií, například podle provedení zda se jedná o tělesa článková nebo desková, podle použitého materiálu a dalších. Článková OT Jedná se o tělesa, která jsou tvořena jak již název napovídá větším počtem menších článků. Tyto články jsou vyráběny například lisováním, tlakovým litím nebo odléváním z různých materiálů, nejčastěji však z oceli, hliníku a litina. Tyto jednotlivé komponenty jsou vyráběny tak, aby bylo možné složit požadovanou velikost OT. Jednotlivé díly jsou k sobě buď svařovány nebo jsou opařeny levotočivým nebo pravotočivým závitem a také je varianta vsuvek. U OT je snaha docílit co největší teplosměnné plochy, aby bylo dosaženo maximálního přesunu tepla, který je udávaný jednotkou tepelný modul OT QM [W/m], proto jsou jednotlivé části takto upraveny jako například, každý to zná, klasické žebrování na litinových radiátorech. OT tvořená odlitky z šedé litiny Jedná o se nejčastěji používaný typ OT ve starších domech. Na tento typ je technický požadavek na šířku materiálu, kde v místě styku teplonosné látky a šedé litiny nesmí být šířa stěny menší jak 2,5 mm a také na obsah lupínkového grafitu v šedé litině. Obr. 25 – OT z šedé litiny 20

Martin Komárek


OT tvořená slitinou hliníku Otopná tělesa vytvářená ze slitin hliníku vynikají především svými tvarovými variacemi, které jsou dány možnostmi tvárného hliníku, který výrobci dovoluje vytvořit jak podélné tak příčné žebrování, čímž se zvětší teplosměnná plocha. Tato OT jsou vytvářena dvěma technologickými postupy zpracování hliníku. Prvním z těchto postupů je tlakové lití. Takto vyrobené tělesa bývají lita ze slitiny označované AlSi9Cu. Opět je tu kladen důraz na tloušťku stěny, která nesmí být tenčí jak 1,5 mm. Druhým postupem je výroba těchto těles tažením. Na takto vyráběné tělesa je opět kladen materiálový požadavek a dle EN 573-3 se používá tvárná slitina nesoucí označení EN AW6060. I u tohoto typu výrobu máme požadavek na minimální tloušťku stěny, která je rovna 1,1 mm. Při použití hliníkových OT by jsme se měli jako uživatelé vyvarovat tomu, aby nebyly ve stejném systému použity trubky pro přenos topného média měděné trubky, které by zapříčinily vzniku korozi vinou elektro-chemického článku v systému. OT tvořená z oceli Tyto OT jsou vyráběny svařením dvou ocelových plechů, ty sestávají z horní a spodní komory, které jsou spojeny otopnou plochou tvořící prolisy pro kanály různých tvarů. V komorách jsou v místě náboje prostřiženy otvory. V okolí otvorů je plocha mezikruží, která slouží k vzájemnému svaření článků do souprav či k přivaření nátrubků se závitem u koncových článků souprav. U dodavatelů lze objednat otopné těleso jako celek, tj. příslušný počet souprav spojených tak, že tvoří již celé otopné těleso např. o 25 článcích. Desková OT Deskové OT je nejčastěji používaný typ, se kterým se můžeme setkat. Toto těleso je tvořeno dvěma základními částmi, horní rozvodnou a dolní sběrnou komorou, mezi kterými jsou spojovací kanálky. Tato desková tělesa jsou tvořeny dvěma svařenými ocelovými plechy. Setkat se můžeme také s variantou, kdy je povrch obložen přírodním nebo umělým kamenivem s větším estetickým efektem, ale také akumulační schopností tohoto materiálu. Obr. 26 – desková OT Otopná tělesa trubková Tento typ nachází své největší uplatnění v koupelnách. Jedná se o systém trubic (jak hliníkových tak ocelových), které jsou opět rozdělené do rozvodných a sběrných komor. Konvektory Jedná se o jednu z dalších možností, která ale v objektech rodinného typu nenachází velké uplatnění, ale spíše ve větších prostorách.

21

Martin Komárek


Podlahové topení Jedná se o moderní typ vytápění, kdy jsou do podlahy rozmístěny rozvody teplé vody, které jsou řešeny jako určitá mříž viz. Obr. 27. Nespornou výhodou tohoto systému je vytvoření tzv. tepelného komfortu. Oproti klasickým radiátorům má tato varianta menší požadavky na teplotu teplonosného média. Své uplatnění nachází zejména v kombinaci s tepelnými čerpadly. Další výhodou oproti klasickým systémům je jak již bylo řečeno nižší teplota vytápěného povrchu, čímž je snížen rozdíl mezi vzduchem v místnosti a otopnou plochou, což má za následek nižší proudění vzduchu a tím víření prachu. Jako nevýhodu by jsme mohli považovat jakékoli poškození části tohoto systému, byla by okamžitá nutnost demontovat podlahu a vyměnit porušenou část, oproti výměně klasického radiátoru, který by stačilo jednoduše zaletovat nebo zalepit moderními lepidly. Tento typ je využíván především v kombinaci s tepelnými čerpadly.

Obr. 27 – podlahové topení

22

Martin Komárek


8 Využití biomasy Prvním pojmem, který by měl být vysvětlen je biomasa. Biomasou je chápána veškerá organická hmota na Zemi. Nejlépe tento pojem vystihuje definice uvedená v zákoně . Ta má následující znění : Za biomasu se považuje biologicky rozložitelná část výrobků, odpadů a zbytků z provozování zemědělství a hospodářství v lesních a souvisejících průmyslových odvětvích, zemědělské produkty pěstované pro energetické účely a rovněž biologicky rozložitelná část vytříděného průmyslového a komunálního odpadu [14]. Biomasou je rozuměno všechno organického původu. Biomasu pěstovanou pro energetické účely bychom mohli rozdělit do tří základních skupin. První skupinou jsou rostliny lignocelulózou, do které řadíme dřeviny, obilniny a travní porosty. Druhou skupinou jsou rostliny olejnaté, mezi ně patří slunečnice, len, řepka olejnatá a další. Poslední skupinou jsou tzv. škrobno-cukernaté rostliny jako jsou brambory, cukrová třtina, kukuřice. Biomasu jde zpracovávat mnoha způsoby, přehledně jsou tyto varianty uvedeny na obrázku č. 28.

Obr. č. 28 – možná využití biomasy

Obr. 28 – pelety

Obr. 29 – dřevěné brikety

23

Obr. 30 – dřevní štěpka

Martin Komárek


8.1 Kotle na biomasu Pro domácí využití se biomasa zpracovávána a dodávána v celcích jakou jsou například brikety, pelety, dřevní štěpka viz. Obr. 28 – 30. Pokud se rozhodneme využívat kotle určené pro spalování biomasy, můžeme zažádat o státní dotaci, která by měla pokrýt 50 % investičních nákladů, ale pouze do padesáti tisíc korun. Jediné omezení je na nákup kotlů do novostaveb. Při výběru kotle by jsme si měli vybrat, zda se bude jednat o primární zdroj tepla jak pro vytápění tak i pro přípravu teplé vody nebo jestli bude tzv. doplňkový (který by doplňoval kotel plynový nebo elektrický ve velkých mrazech). Dalším parametrem při výběru kotle bude potřebný výkon, ten se určí podle tepelných ztrát objektu závisející na konstrukci zdiva, velikosti oken a na potřebě teplé vody během celého roku a vytápění během otopného období. Jedno z hledisek při výběru kotle je také jeho obsluha. Na výběr máme klasické kotle, které nás svazují stálým přikládáním a přípravou paliva, což může nepraktické a únavné. Lepší variantou je v tomto ohledu automatický kotel na pelety, který má tu výhodu, že vytvoříme zásobu paliva v zásobníku kotle, který je tak schopen spalovat palivo několik dní. Kotle na biomasu dělíme do základních tří skupin, automatické, zplyňovací a klasické. Klasické kotle jsou ty nejstarší typy kotlů které známe. Tento typ kotlů byl konstruován tak, aby bylo možné pracovat s přirozeným nebo nuceným oběhem vody. Tato varianta kotlů se vyznačuje nízkými pořizovacími náklady, jednoduchou údržbou a také relativně dobrou účinností, která je ovšem závislá na provozních podmínkách zařízení. Jednou z nevýhod těchto kotlů je nepraktičnost v dodávce paliva do kotle. Obsluha je nucena často manuálně palivo doplňovat. Automatické kotle na biomasu mají odlišnou konstrukci oproti klasickým v závislosti na spalovaném médiu, jako jsou brikety a pelety. Protože se jedná o kotle automatické, musí být zajištěn kontinuální přívod paliva, které bude skladováno v zásobnících, se kterými jsme se u klasických kotlů nesetkali. Další odlišností jsou varianty hořáků pro tento typ malých kotlů. Rozeznáváme tři základní typy hořáků, hrncový, talířový a hořák s retortou. Posledním variantou jsou kotle zplyňovací neboli pyrolytické. Principem funkce těchto kotlů je zplyňování biomasy. Při nové vsázce paliva dochází k vysušení paliva. V blízkosti trysek dochází k rozkladu hmoty na plyn a pevný uhlík. Vzniklé plyny jsou za přístupu dostatečného množství vzduchu spalovány ve spalovací komoře. Těmito procesy je dosaženo efektivnější využití paliva a dobrého komfortu obsluhy. Výše jmenované vlastnosti se odráží v pořizovací ceně těchto kotlů, která je vyšší než u klasických kotlů.

Obr. 31 – automatický kotel na pelety firmy BENEKOVterm s. r. o. 24

Martin Komárek


9 Zhodnocení investic V této části práce se dozvíme jaké budou investice a návratnost finančních nákladů na dané energetické opatření s využitím obnovitelných zdrojů. Byli jsme limitování částkou 300 000 Kč. Výpočty jsou prováděny pouze na novou jednotku (kotel, tepelné čerpadlo, …). Nejsou tu započteny náklady na instalaci, které se mohou pohybovat v různých hodnotách podle provádějící firmy.

9.1 Charakteristika objektu Jedná se o jednopodlažní rodinný dům v zástavbě. V tomto domě je jedna bytová jednotka 3+1 (kuchyň, ložnice, dětský a obývací pokoj), kterou obývá čtyřčlenná rodina. V tomto domě je pro přípravu TUV a vytápění použit plynový kotel Baxi Eco 3 compact 240i. Chodba a technická místnost (mimo objekt domu) v tomto domě není vytápěna.

9.2 Zhodnocení investic do fotovoltaického systému Tento systém bude navrhován pro jednopatrový rodinný dům v centru města. Systém je volen pro spotřebu vyrobené elektřiny. Jednou z dalších variant řešení fotovoltaických systémů je také možnost prodeje přebytku nespotřebované energie do rozvodné sítě, kdy je garantován výkup po dobu dvaceti let při ceně 13,46 Kč/kWh. Uvedená druhá varianta, ale není příliš vhodná, protože její návratnost by v některých případech byla větší než předpokládaná životnost panelů. Budeme se tedy zabývat variantou, kdy veškerá energie bude využita pro potřeby daného objektu, kdy majitel objektu dostává tzv. zelený bonus a na takový systém se vztahuje nižší sazba DPH. Málo kdo je schopen realizovat tento systém svépomocí, proto budeme uvažovat instalaci na klíč, kdy nám odborná firma provede instalaci se zapojením. Při posuzování návratnosti investic do tohoto projektu nestačí počítat pouze s cenami komponent, ale s celkovou cenou. Pro náš projekt jsem zvolil systém od firmy Novatrix, jehož podstatou je fv. panel KYOCERA 200GHT – 2, který má následující parametry: • Maximální výkon : 0,17 kWp • Maximální proud: 7,61 A • Účinnost : 15 – 16 % • Rozměry : 1425 x 990 x 36 Instalovaný výkon celého systému je 1,6 kWp a odhadované množství vyrobené energie (závisí na slunečních podmínkách během celého roku a také na lokalitě) je přibližně 1674 kWh. Přeměna proudu ze stejnosměrného na střídavý je zajištěn měnič firmy rakouského původu Fronius. Cena uvedeného systému je 220 200 Kč bez DPH, cena s daní se bude lišit na způsobu využití vyrobené elektřiny. Pokud bude vyrobenou elektřinu prodávat do rozvodné sítě, je sazba 19 %, v případě využití zeleného bonusu činí sazba 9 %. U tohoto systému je odhadované vyrobené množství energie 1674 kWh/rok, pokud budeme uvažovat návratnost systému s prodejem veškeré energie při výkupní ceně 13,4 Kč bez DPH, 25

Martin Komárek


tak ročně získáme 1674 x 13,4 = 22431,6 Kč. Návratnost celého systému bude tedy činit 220200/22431,6 = 9,8 let. Při získání dotace 50% se mění výkupní cena na 12,56 Kč bez DPH. U této varianty se počítá se spotřebou vyrobené energie v daném objektu a prodejem přebytku do rozvodné sítě. Cena systému s dotací je 220200 x 0,5 = 110100 a návratnost investic je 110100 / (12,56 x 1674) = 5,24 let.

26

Martin Komárek


9.3 Zhodnocení investic do úsporných žárovek V naší modelové situaci budeme vycházet z předpokladu, že v domě jsou čtyři místnost: obývací pokoj, dětský pokoj, ložnice, kuchyň a jedna technická místnost (mimo vlastní objekt domu). Zdroje světla v místnostech jsou rozdělena následovně: • Obývací pokoj - dva lustry, každý po dvou žárovkách (4 x 60W) • Dětský pokoj - 1 hlavní zdroj světla (75W), 2 lampičky (2 x 40W), 1 světlo na pc stolku (1 x 40W) • Kuchyň - 1 hlavní zdroj (75W), 1 zdroj u linky (malá zářivka ) • ložnice - 1 hlavní zdroj ( 75W) • Tech. místnost - 1 hlavní zdroj (75W) Domácnost má tarifní pásmo D02d, což znamená, že za 1MWh platí 4482,02 Kč ≈ 1 kWh stojí 4,482 Kč. Počítat kolik hodin, kterou žárovkou v jaké místnosti svítíme by bylo žřejmě nepřesné a matoucí, proto volím takovou možnost, při které budeme počítat, že daná žárovka bude v provozu například 10 000 hodin. Pro tento příklad spočteme náklady na úsporné žárovky a vyvodíme závěr. Výpočet nákladů na provoz klasických žárovek po dobu 10 000 hodin. klasické žárovky příkon žárovky (W)

doba životnost provozu (h) (h)

cena za elektřinu (Kč/kWh)

cena (Kč/ks)

náklady na provoz (Kč)

75

10000

1000

4,482

29,00

3651,50

60

10000

1000

4,482

26,00

2949,20

40

10000

1000

4,482

20,00

1992,80

Tab. č. 3- Náklady na provoz klasických žárovek

Náklady = (příkon žárovky x doba provozu x cena za jednotku ele.) + ((doba provozu/životnost) x cena jednoho ks žárovky Náklady (75W) = (75 x 10 000 x 4,482/1000) + ((10 000/1000) x 29,00) = 3651,50 Kč Celkové náklady na osvětlení (10 000hod.) v domě činí: náklady = 4 x 3651,50 + 4 x 2949,20 + 3 x 1992,8 = 32381,20 Kč

27

Martin Komárek

Energetická opatření ke snížení spotřeby energie FSI VUT Brno 2009 úsporné žárovky

příkon žárovky (W)

doba provozu (h)

životnost (h)

cena za elektřinu (Kč/kWh)

cena (Kč/ks)

náklady na provoz (Kč)

15

10000

10000

4,482

395,00

1067,30

13

10000

10000

4,482

265,00

937,30

11

10000

10000

4,482

205,00

877,30

Tab. č. 4 – Náklady na provoz úsporných žárovek Celkové náklady na osvětlení úspornými žárovkami (10 000hod.) v domě činí: náklady = 4 x 1067,3 + 4 x 937,3 + 3 x 877,3 = 10650,30Kč Za 10 000 hodin užíváním úsporných žárovek uspoříme 21 730,90 Kč. Návratnost spočteme tak, že celkové náklady na žárovky podělíme uspořenými prostředky : ((4*395) + (4*265) + (3*205))/((32381,2-10650,3))/10000 = 14978,67 hod

28

Martin Komárek


9.4 Zhodnocení investic do moderních spotřebičů Jak bylo napsáno v kapitole zabývající se úsporami spotřebičů, zaměříme se tu na spotřebu a návratnost investic do moderních spotřebičů, jako je lednice, televizor, dvd přehrávač (rekordér), pračka popřípadě myčka. Nově nakoupené spotřebiče: Zaměříme se především na spotřebiče s vyšší spotřebou energie, protože si myslím, že zabývat se spotřebou topinkovače, který používáme jednou nebo dvakrát týdně by bylo zcela bezpředmětné. Televizor při stejné nebo velmi blízké úhlopříčce: o LCD: SONY BRAVIA KDL-32W5500 –tento televizor pochází z řady EKO BRAVIA a vyznačuje se spotřebou 81W a pořizovací cenou 23 000Kč. o PLAZMOVÝ: Panasonic VIERA TH-37PX8E - tento televizor se vyznačuje spotřebou 235W s pořizovací cenou 14 490Kč. Pračka při zachování stejného množství prádla a stejné variantě plnění: o AEG LAVAMAT 47330 – energetická třída A+, spotřeba ele. energie při praní na 60°C je 1,02 kWh (na jeden prací cyklus), pořizovací cena 12 400 Kč Lednice při zachování stejného objemu: o Chladnička AMICA FK 312 BPW A++, pořizovací cena 9690 Kč Spotřeba energie 0,45 kWh Pro názornost si spočteme jaké budou náklady na 1000h provozu a následně porovnáme a zhodnotíme jak velkou část jsme schopni za tuto dobu s moderními spotřebiči ušetřit. U praček budeme výpočet provádět na určený počet pracích cyklů (zvolím 100 pracích cyklů).

Nové spotřebiče: Televizory: Sony Bravia s příkonem 81W - náklady=81*1000*(4,482/1000)=363,042 Kč : Panasonic VIERA TH-37PX8E s příkonem 235W se náklady vyšplhají na částku = 235*1000*(4,482/1000)=1053,27 Kč Pračka: AEG LAVAMAT 47330 se spotřebou 1,02 kWh na jeden prací cyklus Náklady na 100 pracích cyklů=1,02*100*4,482=457,164 Kč

Chladnička: AMICA FK 312 BPW A++ se spotřebou 0,45 kWh/24h Náklady za 1 rok provozu=0,45*365*4,482=736,17 Kč

29

Martin Komárek


Doposud používané spotřebiče: Televizor: Sony KV21X5U s příkonem 102 W Náklady na provoz po dobu 1000 h = 102*1000*(4,482/1000)= 457,16 Kč Chladnička: V domě byla zakoupena lednice na začátku letošního roku, konkrétně se jedná o chladničku kombinovanou s mrazákem od firmy Goddess RCB0152GW8 se spotřebou udávanou výrobcem 0,56 kWh/24h Náklady za 1 rok provozu = 0,56*365*4,482= 916,12 Kč Pračka: Gorenje WA61101 se spotřebou 1,14 kWh na jeden prací cyklus Náklady na 100 pracích cyklů= 100*1,14*4,482=510,95 Kč Návratnost investic: Z výpočtů vidíme, že rozdíly nákladů na provoz nových a starých spotřebičů jsou tak nepatrné, že nemá význam se zabývat jejich návratností, protože tato návratnost by byla větší než životnost těchto spotřebičů.

30

Martin Komárek


9.5 Zhodnocení investic do tepelného čerpadla 9.5.1 Návrh tepelného čerpadla Nominální účinnost kotle na zemní plyn je 88 % Roční spotřeba zemního plynu při současném způsobu vytápění a ohřevu TUV je 34 053 kWh Cena tohoto množství plynu 37 386 Kč. [1]- v ceně je zahrnut i roční paušální poplatek od dodavatele plynu, v našem případě Východočeská plynárenská, a.s. . Tepelné ztráty domu určíme výpočtem vycházejícím ze současného způsobu vytápění, tedy na základě spotřeby zemního plynu. Výpočet provádíme pro lokalitu Moravská Třebová při střední denní venkovní teplotě 12°C pro začátek a konec otopného období. Pro výpočet je třeba znát roční potřebu tepla pro vytápění:  QTUV , r   30,1 . 10 9 9    Qvyt , r = Q ZP , r . k − . η K vyt = 122,59 . 10 . 0,9 −  η K TUV  0,88  

  . 0,88 = 

(8.1)

= 55,63 . 10 9 J = 66,99 GJ

a dále roční potřebu tepla pro ohřev TUV:

QTUV , r = QTUV , d . d + 0,8 . QTUV , d .

t2 − tcws . (N − d ) = t2 − tcww

= 92678040 . 253 + 0,8 . 92678040 .

(8.2)

55 − 15 . (365 − 253) =& 55 − 5

=& 3,009 . 1010 J =& 30,1 GJ QTUV , d = (1 + z ) . ρTUV . cTUV . VTUV , d . (t 2 − t1 ) =

(8.3)

= (1 + 0,5) . 1000 . 4186 . 0,328 . (55 − 10) = = 92678040 J =& 92,7 MJ

Tepelná ztráta domu tedy je:

QTZ =

(3.6)

(8.4)

Qvyt , r . (t is − t e ) ηo .ηr 0,95 . 0,95 66,99 . 10 9 . (19 − (− 10 )) . = . = d . 24 . 3600 . (t is − t es ) 0,765 235 . 24 . 3600 . (19 − 2,9) α

= 7011 W =& 7 kW Výkon tepelného čerpadla určíme z tepelné ztráty objektu QTZ dle katalogu výrobce. Pro porovnání jsem zvolil systém s tepelným čerpadlem vzduch-voda CTC EcoAir 107-EcoEI Data potřebná pro výpočet investičních a provozních nákladů (převzato z katalogu výrobce): •

Průměrný topný faktor za topné období pro vytápění TFvyt : 2,7 31

Martin Komárek • • • •


Podíl doplňkového zdroje na celkové dodávce tepla pro vytápění DZvyt : 8 % Průměrný topný faktor za rok pro ohřev TUV TFTUV : 2,7 Podíl doplňkového zdroje na celkové dodávce tepla pro ohřev TUV DZTUV : 8 % Celková cena systému s tepelným čerpadlem pro vytápění a ohřev TUV: 277 270 Kč

Roční spotřeba el. energie pro vytápění Evyt,r :

E vyt , r = Qvyt , r

DZ vyt   1 − DZ vyt  100  . + = 18,61 .  TFvyt 100     

8    1 − 8 100 +   = 7,83 MWh (8.5) 100   2,7    

Roční spotřeba el. energie pro ohřev TUV ETUV,r :

ETUV , r = QTUV , r

DZ TUV  1 − 100 + DZ TUV .   TFTUV 100  

   = 8,36 .   

8   1 −  8 100 +   = 3,52 MWh 100   2,7    

Celk. roční spotřeba el. energie pro vytápění a ohřev TUV Ecelk,r :

Ecelk, r = Evyt, r + ETUV , r = 2,42 + 2,89 = 11,35 MWh (8.6) Výpočty byly prováděny na základě vztahů, postupů a informací uvedených ve zdroji [1] . 2400000 2000000 Náklady[Kč] 1600000 1200000 800000 400000 0 0

5

10

CTC EcoAir 107-EcoEl

15 20 25 časový horizont [rok]

Kotel na ZP

Graf. č. 1 – porovnání nákladů TČ a kotel na ZP Provozní náklady pro rok 2009 N1 prov činí 30 282 Kč Cena uvedena pro dodavatele ČEZ Prodej, s.r.o., sazba D56d Comfort, proudová hodnota jističe 3x20 A. Návratnost investic do tohoto TČ je necelých 18 let.

32

Martin Komárek


9.6 Zhodnocení investic na nákup nového kotle Objekt je koncipován jako jednopodlažní nepodsklepený řadový rodinný dům s nevytápěnou půdou. Tento rodinný dům má následující propozice: kuchyně, obývací pokoj, koupelna, dětský pokoj. Pro vytápění a přípravu TUV byl v tomto objektu nainstalovaný kotel firmy Baxi, konkrétně Baxi Eco 3 compact 240i. Tento kotel díky důmyslnému systému odkouření a kompaktním rozměrům je možný instalovat kdekoli v objektu. Instalovaný kotel se vyznačuje následujícími vlastnostmi: • Jmenovitý výkon 24 kW • Rozsah regulace teplé vody 30 – 85 °C • Jmenovitá účinnost přímá 91,2 % • Elektrický příkon 80 W 10,7 l/min • Specifický průtok TUV Nominální účinnost kotle na zemní plyn je 88 % (vztaženo k výhřevnosti ZP). Roční spotřeba zemního plynu při současném způsobu vytápění a ohřevu TUV je 34 053 kWh (vztaženo ke spalnému teplu ZP). Cena tohoto množství plynu je spolu s ročním paušálním poplatkem pro dodavatele Východočeská plynárenská, a.s. 37 386 Kč. [1]

9.6.1 Kotel na dřevo Pro variantu „topení dřevem“ jsem se rozhodl pro kotel firmy DAKON, konkrétně o typ DAKON DAMAT PYRO G. Jedná se o stacionární zplyňovací kotel na dřevo, který se vyrábí ve výkonovém rozsahu 20 – 36 kW. Tento kotel je konstruován pro spalování kusového dřeva, dřevěných štěpků a dřevěných briket, ale to pouze za předpokladu že bude současně spalováno kusové dřevo. Na topné dřevo klade výrobce rozměrové nároky v rozsahu max. 280 – 680 mm. Samostatné kotlové těleso je vyrobeno z litiny o minimální šíře stěn 6 mm. Technické údaje: • Cena kotle 42235,5 Kč • Jmenovitý výkon 28 kW • Rozsah výkonu 22 – 28 kW • Účinnost 83 – 88% • Regulace výkonu 50 – 100% • Maximální délka polen 480 mm • Objem přikládací komory 98 l • Vodní objem kotle 92 l • Spotřeba při jmenovitém výkonu 8,5 kg/hod Obr. č. 32 – Dakon Damat Pyro 28G • Maximální provozní teplota 95°C • Elektrický příkon 85 W Mk = 8,5 kg/h • Spotřeba paliva

33

Martin Komárek


Tab. č. 5 – tepelná kapacita na 1kg dřeva Výpočet spotřeby topného materiálu Celková potřeba tepelné energie za rok Qrok = 34 053kWh Qpal/hod = Mk * Qs= 8,5 * 4,0= 34 kWh/h (8.7) Hodinová spotřeba energie: BUK DUB Qpal/hod = Mk * Qs= 8,5 * 4,2= 35,7 kWh/h Qpal/hod = Mk * Qs= 8,5 * 4,3= 36,55 kWh/h BŘÍZA Roční spotřeba dřeva:

=

BUK

/= DUB

= /=

BŘÍZA

0

1

/!

=

2&,& 34%

∗" =

1

=

35%

=

3&%

$

&,5

=

∗ 8,5 = 8513,25-.

∗ 8,5 = 8107,85 -. (8.8)

= 12,1

∗ "# /! 0 5%,3 1

$%&

= 12,3

$%&

# /! 0 2%5,2&

= /=

∗ "# =

$%& 3,&&

(8.9) ∗ 8,5 = 7919,30 -.

= 12,2

V těchto výpočtech jsme si určili objem topného dřeva k roční spotřebě. Nyní ještě zbývá prověřit ceny těchto dřevin a určit, která varianta bude nejvýhodnější. Při výběru palivového dřeva musíme vybírat prodejce co nejblíže objektu, abychom snížili na minimum náklady na přepravu. U prodejců se můžeme setkat s jinou objemovou jednotkou než je standardní metr krychlový, jedná se o jednotku prm. Tato jednotka vyjadřuje objem krychle o straně 1 m vyskládané dřevem s mezerami. Dodavatel v nejbližším okolí – firma HW Pila, Rohraní okr. Svitavy uvádí ve svém ceníku 700 Kč/m3 a její smluvní dopravce si účtuje 18 Kč/km. Musíme proto počítat s náklady na dopravu ve výši 450 Kč (25 km * 18 Kč/km). Náklady = V * Cena BUK Náklady = 12,3* 700 + 450= 9060Kč DUB Náklady = 12,1 * 700 + 450 = 8920 Kč BŘÍZA Náklady = 12,2* 700 + 450 = 8990 Kč Porovnání nákladů plyn – dřevo: Cena za plyn = 37 386 Kč Cena za dřevo = 9060 Kč (8920 Kč, 8990 Kč) Úspora = 37386 - 9060 (8920, 8990) = 28326 (28466, 28396) Kč Návratnost (bráno pouze na cenu kotle) = 0,67 roku – návratnost je brána vůči nákladům stávajícího plynového kotle. 34

Martin Komárek


9.6.2 Kotel na pelety Pro variantu vytápění peletami jsem zvolil kotel Atmos D 30 P. Tyto kotle jsou konstruovány tak, aby bylo možné podle přání zákazníka umístit hořák na pelety na pravou nebo levou stranu kotle (viz. Obr. č. ). K tomuto kotli jsou standardně dodávány zásobníky o objemu 250, 500 a 1000 l. Jedná se o automatický kotel, který pracuje tehdy, nastane-li potřeba topit nebo pokud dostane pokyn od obsluhy. Pro zvýšení komfortu obsluhy je ke kotli možno automatický odpopelňovací systém. Tento kotel dovoluje po vyjmutí hořáku spalovat i klasicé dřevo. Výrobce u tohoto typu udává účinnost 91 – 93 %. Na tento kotel můžeme získat dotaci od SFŽP (státní fond životního prostředí). Obr. č. 33– kotel Atmos D 30 p Technické údaje: • Cena kotle 52845,50 Kč • Jmenovitý výkon 8,9 – 28,9 kW • Palivo dřevěné pelety ∅ 6 – 8 mm • Účinnost 91 – 93% • Obsah násypky 105 dm3 • Zásobník 250, 500, 1000 l 135 W • Příkon kotle – provoz Palivo: Výhřevnost dřevěných pelet se pohybuje v rozmezí 16,5 – 18,5 MJ/kg. V našem případě budeme počítat s hodnotou, kterou udává výrobce Biomac Ekopaliva 18,85 MJ/kg. Cena jednoho kilogramu je 5 Kč. V našem případě volím nákup tzv. BigBagu, který obsahuje pelety o váze 1t. Výpočet: Z vypočítané hodnoty roční potřeby a střední hodnoty výhřevnosti pelet si jednoduše spočteme potřebné množství pelet, nesmíme ovšem zohlednit účinnost kotle.

&445,52

::; = = 2,2∗%,4 = 3353,9 -. =? 3400 -. (8.10) < ==>

ABCD::; = ::; ∗ BCD#E = 3400 ∗ 5 = 17000 Fč Návratnost investic do kotle se nám vrátí za dobu, kterou spočteme 37386-17000 = 20 386 Kč, 52845,50/20386= 2,59 let.

35

Martin Komárek


9.7 Návrh větrné elektrárny Tato forma využití obnovitelné energie je pro náš případ zcela nevyhovující. Náš objekt se nachází v řadové zástavbě blízko centra. V okolí tohoto domu se nachází mlékárenská výrobna o výšce 7m, která z jedné strany zcela chrání tento dům před větrem. Za domem se nahází několik mohutných stromů, které tu plní formu větrolamu. Tento dům je tak chráněn proti větru. Jakákoli snaha využití energie větru je zcela bezvýznamná, a proto se touto variantou nebudeme zabývat. Uvádím tu proto jen vztahy, které by jsme mohli využít při výpočtu větrné elektrárny. Výkon větrné elektrárny vypočítáme ze vztahu:

= ∗ ∗ ∗ ∗ [] (8.11), takto vypočtený výkon je pouze orientační, protože zde

nejsou zahrnuty s jakou účinností pracují mechanické součásti elektrárny. Konkrétně se jedná o vrtuli , převodovku a generátor. Vztah, ve kterém jsou zahrnuty tyto aspekty má následující podobu:

= ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ HIJ;K: ∗ HE:L:Já;NJK ∗ Hř:INPNI#Q [] (8.12) Otáčky vypočítáme ze vztahu: C=

3%∗R∗I S∗T

[UC ] (8.13)

Ve vztahu pro výpočet otáček se objevuje dosud nepopsaná veličina λ [-], jedná se o tzv. rychloběžnost, která vyjadřuje poměr mezi rychlostí špičky rotoru a rychlostí větru. K V = I [−] (8.14)

36

Martin Komárek


10 Závěr Cílem této práce bylo uvést možná opatření ke snížení energetické náročnosti rodinného domu. Tato opatření jsou limitována částkou 300 000 Kč. V teoretické části jsou popsaná možné oblasti, ve kterých lze dosáhnout úspor. V práci je popsáno využití obnovitelných zdrojů. V praktické části jsem se zabýval vlastním výpočtem možných variant úspory energií s využitím obnovitelných zdrojů jako je použití tepelného čerpadla, fotovoltaických panelů, biomasy. Součásti práce je i zhodnocení nákupu nových elektrických spotřebičů a úsporných žárovek.. Limitní částku jsem ani v jednom případě nevyužili. Nákup nových spotřebičů v našem konkrétním případě nemá význam. Domácnost je vybavena poměrně novými spotřebiči. Návratnost investic vložených do uvedených spotřebičů by výrazně překročila jejich životnost. Z návrhu tepelného čerpadla a jeho pozdějšího zhodnocení vyplývá, že jeho návratnost je necelých 18 let. Při hledání alternativ vytápění a přípravy TUV pro daný objekt byly zvoleny kotle na biomasu, konkrétně kotel na dřevo a kotel na pelety a brikety. Z uvedených variant vychází nejlépe topení dřevem. Z mého pohledu se přikláním k využití tepelného čerpadla. Tato varianta nám přináší mnoho pozitiv, jako například minimální údržbu, absence přikládání, snadná regulace. Dalším pozitivem při výběru TČ je získání jiného, výhodnějšího cenového tarifu na elektřinu, čímž zredukujeme další náklady domu.

37

Martin Komárek


11 Seznam použitých zdrojů 1. Www.tzb-info.cz [online]. Tzb-info, c2001-2009 [cit. 2009-05-22]. Dostupný z WWW: <www.tzb-info.cz>. 2. Techblog [online]. c2003-2009 [cit. 2009-05-23]. On-line. Dostupný z WWW: . 3. ECN [online]. 6.2.2009 [cit. 2009-05-20]. On-line. Dostupný z WWW: . 4. Www.ccb.cz/ [online]. c2000-2009 [cit. 200-05-20]. Časopis on-line. Dostupný z WWW: . 5. EkoWATT [online]. c2009 [cit. 2009-05-20]. Dostupný z WWW: . 6. XBizon s. r. o. [online]. c2008 [cit. 2009-05-22]. Dostupný z WWW: . ISSN ISSN 1803-416. 7. Ekoblog [online]. c2008 [cit. 2009-05-21]. . ISSN 1803-6252.

Dostupný

z

WWW:

8. CZ Biom - České sdružení pro biomasu [online]. c2008 [cit. 2009-05-10]. Dostupný z WWW: . 9. Wattsun : fotovoltaika, fotovoltaické panely [online]. c2008 [cit. 2009-05-10]. Dostupný z WWW: . 10. Ekoportál [online]. neuvedeno [cit. 2009-05-10]. On-line. Dostupný z WWW: . 11. Stakoplast [online]. c2007-2009 [cit. 2009-05-11]. Dostupný z WWW: . 12. Dakon [online]. Bosch Termotechnika s.r.o, neuvedeno [cit. 2009-05-05]. Prospekty. Dostupný z WWW: . 13. Bestprodukt : internetový obchod [online]. Bestprodukt, neuvedeno [cit. 2009-0501]. Dostupný z WWW: . 14. Č. 66/2005 sbírky zákonů na straně 3726 : Zákon č. 180/2005 Sb.. Zákon [online]. 2005 [cit. 2009-05-15].

38

Martin Komárek


15. ČEZ a. s.. Prospekt [online]. 2009 [cit. 2009-05-20]. Dostupný z WWW: . 16. Regulus : tepelná technika [online]. neuvedeno [cit. 2009-05-10]. Prospekt. Dostupný z WWW: . 17. POSPÍŠIL, Jiří. Tepelná čerpadla. Studijní opora [online]. neznámý [cit. 2009-0521]. Dostupný z WWW: .

39

Martin Komárek


12 Seznam použitých zkratek a symbolů Označení

Jednotka

Název

c ρ z /WXY t1 t2

[J/kg*K] [kg/m3] [-] [m3] [°C] [°C] [den] [°C] [°C] [den] [°C] [°C] [°C] [l/s] [kg/s] ⁄ [Z [\- ] [-ℎ⁄ ] [-] [kg/h] [W] [-] [W] [kWh/kg] [J] [J] [J] [-] [-] [-] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [-] [1/min] [m/s] [-] [m/s] [-]

měrná tepelná kapacita hustota koeficient energetických ztát v budově objem TUV teplota studené vody teplota ohřáté vody délka topného období v roce teplota studené vody v létě teplota studené vody v zimě počet dní v roce, kdy stroj pracuje průměrná vnitřní teplota průměrná venkovní teplota venkovní výpočtová teplota objemový průtok hmotnostní tok objem spotřebovaného plynu za rok objemové spalné teplo plynu objemový součinitel spotřeba paliva výkon součinitel výkonu tepelná ztráta objektu tepelná kapacita roční spotřeba plynu roční spotřeba tepla pro ohřev TUV denní spotřeba tepla pro ohřev TUV účinnost zařízení pro ohřev TUV účinnost kotle pro vytápění účinnost obsluhy resp. možnosti regulace celková roční spotřeba energie roční spotřeba energie doplňkového zdroje roční spotřeba energie tepelného čerpadla roční spotřeba energie pro ohřev TUVsoustavy účinnost rozvodu vytápění otáčky rychlost rychloběžnost obvodová rychlost

d

tcws tcww N

tis tes te /? "? I /QLK Hs k Mk P cp Qtz Qs Qzp,r QTUV,r QTUV,d K TUV ηK vyt ηo Ecelk, r EDZ, r ETČ, r ETUV, r ηr n v λ u f1

Koeficient nesoučasnosti vypočtených hodnot pro tepelné ztráty objektu

40

Martin Komárek TČ TUV ZP

Energetická opatření ke snížení spotřeby energie FSI VUT Brno 2009 [-] [-] [-]

tepelné čerpadlo teplá užitková voda zemní plyn

41

Martin Komárek Energetická opatření ke snížení spotřeby energie FSI VUT Brno 2009

Recommend Documents