Výpočtové hodnocení tepelných soustav s tepelnými čerpadly

Výpočtové hodnocení tepelných soustav s tepelnými čerpadly

Květen 2011

T. Matuška, R. Krainer Ústav techniky prostředí Fakulta strojní ČVUT v Praze [email protected]

1/16

1. Úvod Tepelná čerpadla jsou zařízení, která umoţňují cíleně čerpat tepelnou energii o nízké a pro běţné aplikace nevyuţitelné teplotě (nízkopotenciální teplo) a předávat ji do navazujících tepelných soustav s vyšší vyuţitelnou teplotní hladinou (příprava teplé vody, vytápění). Zdroje nízkopotenciálního tepla mohou být svou podstatou:  obnovitelné - energie okolního prostředí (vzduch, voda, země), která má svůj původ ve slunečním záření nebo geotermální energii, nebo  druhotné - energie, která můţe mít svůj původ i v neobnovitelných palivech, např. teplo odpadního vzduchu nebo odpadní vody. Tepelná čerpadla však pro svůj pohon vyuţívají energii vysokopotenciální o vyšší energetické "kvalitě" (elektrickou, mechanickou, vysokoteplotní), která má svůj původ zpravidla v neobnovitelných zdrojích energie (uhlí, zemní plyn) a která v procesu transformace degraduje na teplotní úroveň odváděného tepla. Efektivita tepelného čerpadla je vyjádřena topným faktorem stanoveným za jasně definovaných teplotních podmínek za daný časový úsek jako poměr mezi uţitečným teplem vydaným tepelným čerpadlem a hnací energií spotřebovanou tepelným čerpadlem. Teplotní podmínky ovlivňující topný faktor tepelného čerpadla jsou:  teplota ochlazované látky tv1 nízkopotenciálního zdroje tepla vstupující do výparníku tepelného čerpadla;  teplota ohřívané látky tk2 vystupující z kondenzátoru tepelného čerpadla. Hlavními parametry tepelných čerpadel jsou tepelný výkon k a topný faktor COP. Stanovují se zkoušením jako charakteristiky v závislosti na řadě okrajových podmínek definovaných v příslušných normách, např. ČSN EN 14511 [1]. Charakteristiky tepelného čerpadla jsou nezbytné pro správný návrh a správné zhodnocení provozu soustavy s tepelným čerpadlem. Vyhodnocení reálných energetických přínosů soustavy s tepelným čerpadlem výpočtem slouţí jako podklad k energetickému, ekologickému a ekonomickému hodnocení. V reálném provozu pracuje tepelné čerpadlo v soustavě, ve které se v průběhu roku mění provozní podmínky jako teplota zdroje tepla, teplota v připojené soustavě odvodu tepla (vytápění, příprava teplé vody) či odváděný tepelný výkon. Sezónní topný faktor SPF, který udává míru efektivity provozu celé soustavy s tepelným čerpadlem za výpočtové období (rok), není závislý pouze na kvalitě navrţeného tepelného čerpadla, ale také na návrhu otopné soustavy, teplotní úrovni nízkopotenciálního zdroje tepla během roku, návrhu výkonu vzhledem k odběru tepla, apod. Následující text nabízí zjednodušený postup výpočtového hodnocení běţných soustav s tepelnými čerpadly pro vytápění a přípravu teplé vody na základě teplotní charakteristiky otopného období. Výpočtový postup je fyzikálně podloţený, nicméně je do značné míry zjednodušený. Postup nerespektuje denní ani roční profil odběru teplé vody, vliv doby blokace tarifu el. energie, tepelné ztráty zásobníku tepla a teplé vody jsou zanedbány. Dále se nezkoumá, zda zadané tepelné čerpadlo můţe dosáhnout maximálních provozních teplot, nezohledňuje vliv návrhu nízkopotenciálního zdroje tepla na skutečně dosahované teploty zdroje tepla, aj. V ţádném případě výpočtový postup nemůţe nahradit simulační výpočty v pokročilých softwarech s hodinovým a kratším krokem, se zohledněním dynamiky provozu a vyuţívající validované simulační modely prvků soustavy. Cílem zjednodušené metodiky je nabídnout odborné veřejnosti snadný výpočtový postup ke stanovení energetických zisků blízkých skutečnosti pouţitelný pro ruční výpočet či výpočet pomocí běţného tabulkového procesoru (Excel) jako podklad pro navazující hodnocení soustav s tepelnými čerpadly. Metodika je určená pro zpracování energetických auditů, hodnocení

2/16

demonstračních projektů, pro monitorování a vyhodnocování opatření ke sníţení energetické náročnosti budov.

2. Metodika Výpočtové hodnocení provozu soustav s tepelnými čerpadly vychází z tzv. intervalové metody [2], přejaté např. normou ČSN EN 15316-4-2 [3]. Metoda vyuţívá křivky trvání teplot pro určené otopné období, které je pro výpočet provozních charakteristik rozděleno do časových úseků odpovídajících teplotním intervalům v dostatečném rozlišení. V otopném období jsou teplotní intervaly rozděleny po 1 K, mimo otopné období je interval jediný. Kaţdý výpočtový interval je charakterizován střední teplotou a dobou trvání. Pro střední teplotu v kaţdém intervalu jsou bilancovány: 

potřeba tepla pro vytápění a přípravu teplé vody;



provozní podmínky a odpovídající charakteristiky tepelného čerpadla (tepelný výkon, topný faktor);



teplo dodané tepelným čerpadlem;



teplo dodané doplňkovým ohřívačem;



hnací energie pro tepelné čerpadlo;



doba provozu tepelného čerpadla;



potřeba pomocné energie.

Výsledkem hodnocení jsou roční provozní parametry soustavy s tepelným čerpadlem, tzn. teplo dodané do tepelné soustavy vytápění a přípravy teplé vody tepelným čerpadlem a doplňkovým (záloţním) ohřívačem a celková efektivita provozu soustavy s tepelným čerpadlem, včetně zahrnutí pomocné energie, vyjádřená sezónním (ročním) topným faktorem.

3. Vstupní údaje Výpočtový postup vyţaduje informaci o klimatických podmínkách v místě instalace (teplota venkovního vzduchu, otopné období), o potřebě tepla, kterou má soustava s tepelným čerpadlem svým provozem krýt, o charakteristikách pouţitého tepelného čerpadla v souladu s normovým zkoušením a o tepelné soustavě, kterou je teplo produkované tepelným čerpadlem sdíleno (odebíráno).

3.1. Klimatické údaje Poţadovanými klimatickými údaji pro oblast instalace soustavy s tepelným čerpadlem jsou venkovní výpočtová teplota, počet dnů otopného období, průměrná venkovní teplota v otopném období a průměrná roční teplota. Z uvedených údajů lze stanovit křivku trvání teplot pro hodnocení provozu tepelného čerpadla pro vytápění a přípravu teplé vody ve výpočtových teplotních intervalech otopného období a teplotu v letním výpočtovém intervalu pro hodnocení provozu tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody mimo otopné období.

3.1.1. Výpočtová venkovní teplota te,N Pro území ČR platí tři základní výpočtové venkovní teploty -12 °C, -15 °C a -18 °C. Výpočtové venkovní teploty pro vybraná místa ČR [4, 5] lze nalézt v tab. A.1 v příloze A. Oblasti výpočtových teplot [6] jsou uvedeny na obr. A.1 v příloze A. Pro místa s nadmořskou výškou nad 400 m n.m. se výpočtové teploty sniţují podle tab. A.2 v příloze A.

3/16

3.1.2. Údaje pro otopné období Počet dnů otopného období d a průměrná venkovní teplota te,Z v otopném období se stanoví z meteorologických podkladů pro konkrétní rok (meteorologické denostupně) nebo pro normové hodnoty (klimatické denostupně) pro danou mezní teplotu otopného období [4], viz tab. A.1 v příloze A. Křivka trvání venkovních teplot pro stanovení parametrů výpočtových teplotních intervalů je dána výpočtovou venkovní teplotou te,N, mezní teplotou otopného období te,m (uvaţována jednotně +13 °C) a dobou trvání otopného období d (počet dnů). Bezrozměrná křivka trvání teplot je dána rovnicí

  1  0,985

0 , 626

(1)

kde poměrný rozdíl teplot  je dán vztahem



t e ,m  t e t e ,m  t e ,N

(2)

a poměrná doba  vyplývá z podílu



 Z

(3)

kde

 Z

je doba výskytu teplot niţších neţ te v h; doba trvání otopného období, tj. 24∙d v h.

V průběhu otopného období musí být ve vytápěných místnostech zabezpečena vnitřní teplota stanovená projektem, tzn. výpočtová vnitřní teplota ti,N. V provozu se vlivem regulace a útlumů vytápění vnitřní teplota sniţuje. Průměrná vnitřní teplota ti,Z v otopném období se uvaţuje pro rodinné domy 18 °C, pro bytové domy a občanské budovy 19 °C.

3.1.3. Údaje pro letní období Pro stanovení provozních charakteristik tepelného čerpadla při přípravě teplé vody v letním období je nutné znát odpovídající venkovní teplotu mimo otopné období. Průměrná venkovní teplota te,L, která charakterizuje letní výpočtový teplotní interval, se určí na základě poměru časových úseků otopného období a celého roku a příslušných středních venkovních teplot v těchto obdobích podle vztahu t e ,L 

t e ,rok  8760  t e ,Z   Z 8760   Z

(4)

kde te,rok je průměrná roční venkovní teplota ve °C, viz např. obr. A.2 v příloze A; te,Z

průměrná venkovní teplota v otopném období ve °C;

Z

doba trvání otopného období, tj. 24∙d v h.

3.2. Potřeba tepla Výpočtový postup nestanovuje roční potřebu tepla, kterou má krýt tepelné čerpadlo. Pro energetickou bilanci vyuţívá jako vstupní údaj hodnoty potřeby tepla (vytápění, příprava teplé vody) jiţ stanovené některým z dostupných hodnotících postupů.

4/16

3.2.1. Potřeba tepla na vytápění Roční potřeba tepla na vytápění Qp,VYT,rok vyplývá z energetického hodnocení budov při pouţitých klimatických podmínkách v otopném období. Pro určení roční potřeby tepla na vytápění lze vyuţít řadu metod, např. denostupňová, ČSN EN ISO 13790 [7], simulační výpočet matematickým modelem budovy, provozní měření, aj.. Roční potřeba tepla na vytápění se pro jednotlivé teplotní intervaly j rozdělí poměrovým přepočtem na základě příslušných hodinostupňů ve výpočtových intervalech podle vztahu

Qp ,VYT , j  Qp ,VYT ,rok

DH j DH rok

(5)

kde DHj DHrok

je počet hodinostupňů výpočtového teplotního intervalu j v Kh; počet hodinostupňů během roku za otopné období v Kh.

3.2.2. Potřeba tepla na přípravu teplé vody Roční potřeba tepla na přípravu teplé vody Qp,TV,rok vyplývá z energetického hodnocení budov pro danou obsazenost a vybavenost budovy. Pro určení roční potřeby tepla na přípravu teplé vody lze vyuţít různých metod, např. ČSN EN 15316-3, VDI 2067 nebo měření na stávající budově. Roční potřeba tepla na přípravu teplé vody se pro jednotlivé teplotní intervaly j rozdělí poměrovým přepočtem na základě doby trvání výpočtových teplotních intervalů vzhledem k celému roku podle vztahu

Qp ,TV , j  Qp ,TV ,rok

j 8760

(6)

kde

j

je doba trvání výpočtového teplotního intervalu j v h.

3.3. Tepelné čerpadlo 3.3.1. Jednotka Pro výpočet ročních provozních charakteristik soustavy s tepelným čerpadlem je nezbytné mít k dispozici údaje o tepelném výkonu k a topném faktoru COP tepelného čerpadla za různých provozních podmínek. Pro kompresorová tepelná čerpadla s elektrickým pohonem jsou nezbytné charakteristiky tepelného výkonu a topného faktoru za teplotních podmínek stanovených v ČSN EN 14511-2 [1]. Zkušební podmínky jsou uvedeny v tab. 1 aţ 3 jako světle šedá pole (tmavě šedá pole jsou jmenovité podmínky). Zkušební podmínky udávají minimální počet údajů o tepelném výkonu a topném faktoru pro daný druh tepelného čerpadla. Pro plynem poháněná tepelná čerpadla je nezbytné zajistit adekvátní mnoţství vstupních údajů, pokud jsou k dispozici podle zkušebních metod. Parametry tepelného čerpadla se pro teplotní podmínky ve výpočtových intervalech během roku stanoví lineární interpolací mezi dvěma nejbliţšími body, resp. lineární extrapolací trendu.

5/16

tk2 / tv1

-15 °C

-7 °C

2 °C

7 °C

35 °C 45 °C 55 °C

x

x

Tab. 1 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: vzduch U tepelných čerpadel s venkovním vzduchem jako zdrojem tepla je zcela nezbytné pouţít charakteristiky ze zkoušky zahrnující i odtávací cykly tepelného čerpadla [7]. tk2 / tv1

10 °C

35 °C

15 °C x

45 °C 55 °C

x

Tab. 2 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: voda tk2 / tv1

-5 °C

35 °C

x

0 °C

5 °C

45 °C 55 °C

x

x

Tab. 3 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: země

3.3.2. Nízkopotenciální zdroje tepla Teplota nízkopotenciálního zdroje tepla, tj. teplota na vstupu do výparníku tv1, ovlivňuje provozní efektivitu a výkon tepelného čerpadla. Pro výpočet provozních parametrů tepelného čerpadla ve výpočtových intervalech je nezbytné stanovit odpovídající teplotu zdroje tepla. Pro různé druhy zdroje tepla je v tab. 4 uveden vztah pro určení teploty na vstupu do výparníku tv1 v souladu s ČSN EN 153164-2 [3]. Zdroj tepla

Teplota na vstupu do výparníku

Vzduch (venkovní)

tv1 = te

Spodní voda (čerpací studna) Zemský masiv

tv1 = 10 °C tv1 = max (0 °C; min (0,15∙ te + 1,5 °C; 4,5 °C))

Tab. 4 – Teplota nízkopotenciálního zdroje tepla pro výpočet

3.3.3. Pomocná elektrická energie Kromě hnací energie pro pohon tepelného čerpadla je pro provoz soustavy s tepelným čerpadlem nezbytná ještě pomocná elektrická energie na zařízení, která nejsou součástí jednotky tepelného čerpadla, avšak zajišťují funkci soustavy tepelného čerpadla (oběhová čerpadla, regulace, ventily). U některých tepelných čerpadel můţe být pomocná elektrická energie pro překonání tlakových ztrát při

6/16

proudění teplonosné látky výměníky tepelného čerpadla jiţ zahrnuta v topném faktoru stanoveném při normové zkoušce. Ne všechna pomocná zařízení pracují ve všech reţimech provozu, např. oběhové čerpadlo pro přednostní nabíjení zásobníku teplé vody pracuje pouze v reţimu přípravy teplé vody a v reţimu vytápění je vypnuto, zatímco oběhové čerpadlo zdroje tepla (např. zemní vrt) pracuje v obou reţimech. Pro stanovení potřeby pomocné energie v jednotlivých výpočtových intervalech je nutné znát příkony zařízení v jejich pracovním bodě v obou provozních reţimech (příprava teplé vody, vytápění).

3.4. Tepelná soustava 3.4.1. Příprava teplé vody Pro přípravu teplé vody se určí teplota připravované teplé vody tTV (45 aţ 60 °C). Teplota na výstupu z tepelného čerpadla je dána vztahem

t k 2  tTV  5 K

(7)

kde zvýšení teploty o 5 K zohledňuje teplotní spád na výměníku tepla přípravy teplé vody.

3.4.2. Vytápění Otopná soustava je teplotně charakterizována návrhovými teplotami přívodní a vratné otopné vody tw1,N / tw2,N a teplotním exponentem převaţujících otopných ploch n. Na základě návrhových parametrů otopné soustavy lze stanovit pro kaţdý výpočtový teplotní interval ekvitermní teplotu přívodní otopné vody na základě střední venkovní teploty intervalu te podle vztahu

tw1  t i 

t w 1,N  t w 2,N t i  t e t t t t   ( w 1,N w 2,N  t i )  ( i e )1/ n 2 t i  t e ,N 2 t i  t e ,N

(8)

Orientační hodnoty teplotních exponentů n pro soustavy s různými druhy otopných ploch (sdílení tepla) jsou uvedeny v tab. 5. Druh otopných ploch

n

Sálavé velkoplošné vytápění (podlahové, stropní, stěnové)

1,1

Otopná tělesa

1,3

Konvektory, teplovzdušné vytápění

1,4

Tab. 5 – Teplotní exponent otopných ploch Poţadovaná teplota otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2 se v daném teplotním intervalu stanoví na základě teploty přívodní otopné vody tw1 jako

t k 2  t w1  5 K

(9)

kde zvýšení teploty o 5 K zohledňuje hysterezi ohřívání uvaţovaného zásobníku tepla nad poţadovanou ekvitermní teplotu do otopné soustavy pro omezení cyklování tepelného čerpadla.

7/16

4. Výpočetní postup 4.1. Určení teplotních intervalů a provozních podmínek Z dostupných klimatických údajů pro místo instalace soustavy s tepelným čerpadlem se křivka trvání teplot pro otopné období rozdělí na výpočtové teplotní intervaly (pro dostatečné rozlišení se doporučuje šířka intervalu 1 K) a stanoví se střední venkovní teploty v jednotlivých intervalech te,j a doba trvání intervalů j v hodinách. Příklad názorného určení výpočtového teplotního intervalu o šířce 4 K s horní hranicí intervalu 1 °C a dolní hranicí intervalu -3 °C je uveden na obr. 1. Mimo otopné období se uvaţuje pouze s jediným výpočtovým intervalem se střední venkovní teplotou stanovenou podle rovnice (4) a s dobou trvání (8760 – 24∙d) hodin.

4.2. Bilance energie v intervalu V případě soustavy s tepelným čerpadlem pro kombinovanou přípravu teplé vody a vytápění má během roku přednost krytí potřeby tepla na přípravu teplé vody.

4.2.1. Režim přípravy teplé vody Pro kaţdý teplotní interval j se stanoví potřeba tepla na přípravu teplé vody QTV,j v souladu s rovnicí (6). Pro teplotu zdroje tepla tv1,j (určené na základě střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle tab. 4) a teploty otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2 v soustavě přípravy teplé vody (určené z rovnice 7) se z charakteristik tepelného čerpadla určí jeho výkon k,TV,j (tv1,j, tk2) a topný faktor COPTV,j (tv1,j, tk2) v reţimu přípravy teplé vody. Dostupné teplo z tepelného čerpadla pro přednostní přípravu teplé vody za dobu trvání teplotního intervalu j je Q k ,TV , j   k ,TV , j   j

[kWh]

(10)

Obr. 1 – Příklad stanovení výpočtových teplotních intervalů (střední venkovní teplota, doba trvání)

8/16

Skutečně dodané teplo tepelným čerpadlem pro krytí potřeby tepla na přípravu teplé vody je minimální hodnotou z dostupného tepla a potřebou tepla v teplotním intervalu j QTČ,TV, j = min (Qk,TV,j, Qp,TV,j)

[kWh]

(11)

Skutečná doba provozu tepelného čerpadla v teplotním intervalu j pro reţim přípravy teplé vody se stanoví ze vztahu

 TČ ,TV , j 

QTČ ,TV , j  k ,TV , j

[h]

(12)

Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody v teplotním intervalu j se určí ze vztahu ETČ ,TV , j 

QTČ ,TV , j COPTV , j

[kWh]

(13)

Potřeba pomocné elektrické energie soustavy s tepelným čerpadlem pro přípravu teplé vody se určí ze vztahu Epom,TV,j = Ppom,TV . TČ,TV,j

[kWh]

(14)

kde Ppom,TV

je elektrický příkon pomocných zařízení pracujících při přípravě teplé vody v jejich pracovním bodě v kW.

V případě, ţe v teplotním intervalu j je dostupné teplo z tepelného čerpadla v reţimu přípravy teplé vody niţší neţ potřeba tepla na přípravu teplé vody, je nutné krýt zbývající potřebu tepla z doplňkového (záloţního) ohřívače podle vztahu Qd ,TV , j  Qp ,TV , j  QTČ ,TV , j

[kWh]

(15)

4.2.2. Režim vytápění Pro kaţdý výpočtový teplotní interval j se stanoví potřeba tepla na vytápění QVYT,j v souladu s rovnicí (5). Pro teplotu zdroje tepla tv1,j (určené na základě střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle tab. 4) a teploty otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2,j v otopné soustavě (určené na základě střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle rovnic 8 a 9) se z charakteristik tepelného čerpadla určí jeho výkon k,VYT,j (tv1,j, tk2,j) a topný faktor COPVYT,j (tv1,j, tk2,j) v reţimu vytápění. V případě kombinované přípravy teplé vody a vytápění, je přednostně část doby provozu a dostupného tepla z tepelného čerpadla vyhrazena reţimu přípravy teplé vody. Proto je nutné pro stanovení dostupného tepla z tepelného čerpadla pro vytápění nejdříve určit pro výpočtový teplotní interval j zbývající dobu provozu tepelného čerpadla dostupnou pro reţim vytápění

k,VYT,j = j - TČ,TV,j

[h]

(16)

Dostupné teplo z tepelného čerpadla pro vytápění za dobu trvání teplotního intervalu se potom stanoví ze vztahu Q k ,VYT , j   k ,VYT , j   k ,VYT , j

[kWh]

(17)

9/16

Skutečně dodané teplo tepelným čerpadlem pro krytí potřeby tepla na vytápění je minimální hodnotou z dostupného tepla a potřebou tepla v teplotním intervalu j QTČ,VYT, j = min (Qk,VYT,j, Qp,VYT,j)

(18)

Skutečná doba provozu tepelného čerpadla v teplotním intervalu j pro reţim vytápění se stanoví ze vztahu QTČ ,VYT , j

 TČ ,VYT , j 

[h]

 k ,VYT , j

(19)

Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro vytápění v teplotním intervalu j se určí ze vztahu QTČ ,VYT , j

E TČ ,VYT , j 

(20)

COPVYT , j

Potřeba pomocné elektrické energie soustavy s tepelným čerpadlem pro vytápění se určí ze vztahu Epom,VYT,j = Ppom,VYT . TČ,VYT,j

[kWh]

(21)

kde Ppom,VYT je elektrický příkon pomocných zařízení pracujících při vytápění v jejich pracovním bodě v kW. V případě, ţe v teplotním intervalu j je dostupné teplo z tepelného čerpadla v reţimu vytápění niţší neţ potřeba tepla na vytápění, je nutné krýt zbývající potřebu tepla z doplňkového (záloţního) ohřívače podle vztahu Qd ,VYT , j  Qp ,VYT , j  QTČ ,VYT , j

(22)

4.2.3. Výsledky pro hodnocení Výpočtový postup vede ke stanovení hlavních provozních parametrů popisujících roční energetickou bilanci soustavy s tepelným čerpadlem pro přípravu teplé vody a vytápění. Sečtením jednotlivých veličin ze všech intervalů se stanoví roční výsledky. Roční dodávka tepla tepelným čerpadlem do přípravy teplé vody vytápění je

QTČ ,rok  QTČ ,TV , j  QTČ ,VYT , j j

[kWh]

(23)

j

Roční potřeba hnací energie tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody a vytápění je

ETČ ,rok  ETČ ,TV , j  ETČ ,VYT , j j

[kWh]

(24)

j

Roční potřeba pomocné elektrické energie pro provoz tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody a vytápění je

Epom ,rok  Epom ,TV , j  Epom ,VYT , j j

[kWh]

(25)

j

Roční dodávka tepla doplňkovým tepelným zdrojem (ohřívačem)

Qd ,rok  Qd ,TV , j  Qd ,VYT , j j

[kWh]

(26)

j

10/16

Uvedené výsledné provozní parametry slouţí jako podklad pro stanovení úspory primární energie tepelným čerpadlem, úspory emisí, případně ekonomických ukazatelů instalace tepelného čerpadla (úspora provozních nákladů, návratnost). Na základě výsledných parametrů lze stanovit navazující energetické ukazatele, např. roční pokrytí potřeby tepla na přípravu teplé vody a vytápění teplem dodaným z tepelného čerpadla f 

QTČ ,TV ,rok  QTČ ,TV ,rok Qp ,TV ,rok  Qp ,VYT ,rok

[-]

(27)

dále sezónní topný faktor tepelného čerpadla SPFTČ 

QTČ ,rok ETČ ,rok

[-]

(28)

nebo u soustav s tepelnými čerpadly s elektricky poháněnými kompresory celkový sezónní topný faktor celé soustavy SPF 

QTČ ,rok ETČ ,rok  E pom ,rok

[-]

(29)

5. Literatura [1]

ČSN EN 14511-2 Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla s elektricky poháněnými kompresory pro ohřívání a chlazení prostoru - Část 2: Zkušební podmínky, ČNI 2008.

[2]

ASHRAE Handbook of Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, 1977.

[3]

ČSN EN 15316-4-2 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy - Část 4-2: Výroba tepla na vytápění, tepelná čerpadla, ČNI 2009.

[4]

ČSN 38 3350 Zásobování teplem, všeobecné zásady. včetně tiskové změny. ČNI 1991.

[5]

ČSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách - Výpočet tepelného výkonu. ČNI 2005.

[6]

ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění. ČNI 1994.

[7]

ČSN EN 14511-3 Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla s elektricky poháněnými kompresory pro ohřívání a chlazení prostoru - Část 3: Zkušební metody. ČNI 2008.

[8]

ČSN EN 12309-2 Absorpční a adsorpční klimatizační zařízení a/nebo zařízení s tepelným čerpadlem s vestavěnými zdroji tepla na plynná paliva, s jmenovitým tepelným příkonem nejvýše 70 kW - Část 2: Hospodárné vyuţití energie, ČNI 2000.

[9]

Český hydrometeorologický ústav, http://www.chmu.cz

11/16

Příloha A – Klimatické údaje pro ČR Tab. A.1 – Výpočtové venkovní teploty a parametry otopného období (pro te,m = +13 °C) Lokalita

Nadmořská výška [m]

Výpočtová venkovní teplota [°C]

Průměrná venkovní teplota v otopném období [°C]

Počet dnů otopného období [dny]

Benešov

327

-15

3,9

245

Beroun (Králův Dvůr)

229

-12

4,1

236

Blansko (Dolní Lhota)

273

-15

3,7

241

Brno

227

-12v

4,0

232

Bruntál

546

-18v

3,3

271

Břeclav (Lednice)

159

-12

4,4

224

Česká Lípa

276

-15

3,8

245

České Budějovice

384

-15

3,8

244

Český Krumlov

489

-18v

3,5

254

Děčín (Březiny,Libverda)

141

-12

4,2

236

Domaţlice

428

-15v

3,8

247

Frýdek-Místek

300

-15v

3,8

236

Havlíčkův Brod

422

-15v

3,3

253

Hodonín

162

-12

4,2

215

Hradec Králové

244

-12

3,9

242

Cheb

448

-15

3,6

262

Chomutov (Ervěnice)

330

-12v

4,1

233

Chrudim

276

-12v

4,1

238

Jablonec nad Nisou (Liberec)

502

-18v

3,6

256

Jičín (Libáň)

278

-15

3,9

234

Jihlava

516

-15

3,5

257

Jindřichův Hradec

478

-15

3,5

256

Karlovy Vary

379

-15v

3,8

254

Karviná

230

-15

4,0

234

Kladno (Lány)

380

-15

4,5

258

Klatovy

409

-15v

3,9

248

Kolín

223

-12v

4,4

226

Kroměříţ

207

-12

3,9

227

Kutná Hora (Kolín)

253

-12v

4,4

226

Liberec

357

-18

3,6

256

Litoměřice

171

-12v

4,1

232

Louny (Lenešice)

201

-12

4,1

229

12/16

Mělník

155

-12

4,1

229

Mladá Boleslav

230

-12

3,9

235

Most (Ervěnice)

230

-12v

4,1

233

Náchod (Kleny)

344

-15

3,7

250

Nový Jičín

284

-15v

3,8

242

Nymburk (Poděbrady)

186

-12v

4,2

228

Olomouc

226

-15

3,8

231

Opava

258

-15

3,9

2329

Ostrava

217

-15

4,0

229

Pardubice

223

-12v

4,1

234

Pelhřimov

499

-15v

3,6

257

Písek

348

-15

3,7

247

Plzeň

311

-12

3,6

242

Praha (Karlov)

181

-12

4,3

225

Prachatice

574

-18v

3,8

267

Prostějov

226

-15

3,9

228

Přerov

212

-12

3,5

252

Příbram

502

-15

3,8

230

Rakovník

332

-15

4,0

250

Rokycany (Příbram)

363

-15

3,5

252

Rychnov n/Kněţnou (Slatina)

325

-15

3,5

254

Semily (Libštát)

334

-18v

3,4

259

Sokolov

405

-15v

3,9

254

Strakonice

392

-15

3,8

249

Svidník

220

-18v

3

237

Svitavy (Moravská Třebová)

447

-15

3,4

248

Šumperk

317

-15v

3,5

242

Tábor

480

-15

3,5

250

Tachov (Stříbro)

496

-15

3,6

250

Teplice

205

-12v

4,1

230

Trutnov

428

-18

3,3

257

Třebíč (Bítovánky)

406

-15

3,1

263

Uherské Hradiště (Buchlovice)

181

-12v

3,6

233

Ústí nad Labem

145

-12v

3,9

229

Ústí nad Orlicí

332

-15v

3,6

251

Vsetín

346

-15

3,6

236

Vyškov

245

-12

3,7

229

13/16

Zlín (Napajedla)

234

-12

4,0

226

Znojmo

289

-12

3,9

226

Ţďár nad Sázavou

572

-15

3,1

270

Obr. A.1 – Oblasti výpočtových venkovních teplot pro ČR

14/16

Tab. A.2 – Snížení výpočtové venkovní teploty s ohledem na nadmořskou výšku Výpočtová venkovní teplota

Sníţená venkovní teplota

nad 400 m n.m.

-12

-15

nad 600 m n.m.

-15

-18

nad 800 m n.m.

-18

-21

Nadmořská výška

15/16

Obr. A.2 – Průměrné roční teploty vzduchu (1961 – 1990) v ČR [9]

16/16