Porovnání provozních nákladů elektrického akumulačního vytápění a vytápění tepelným čerpadlem

ekonomika a obchod

tepelná čerpadla

Autor v článku popisuje, jak se změní provozní náklady na vytápění, a přípravu teplé vody, po změně zdroje tepla za tepelné čerpadlo. Dále si všímá průběžného nárůstu cen elektrické energie.

Recenzent: Richard Valoušek

Porovnání nákladů je nejdůležitějším argumentem při změně zdroje vytápění a úpravách otopné soustavy. Zejména při zvažování instalace tepelného čerpadla je nutné zohlednit skutečnost, že náklady za veškerou energii nepoklesnou úměrně topnému faktoru tepelného čerpadla, jak se někdy zákazníci domnívají, když zaměňují spotřebu energie na vytápění a přípravu teplé vody za spotřebu celé domácnosti, domu. Vedle podrobných výpočtů podložených simulací předpokládaného provozu, kterým zákazníci mohou a také nemusí věřit, se osvědčují praktické příklady. Nejlépe lze úsporu nákladů doložit v případech, kdy je v domě změněn pouze zdroj tepla a vše ostatní, včetně způsobu využívání, zůstává stejné.

Objekt

Rodinný dům se nachází v Praze 4–Šeberově. Původně byl vytápěn elektrickým akumulačním teplovodním vytápěním. K záměně zdroje tepla se investor rozhodl jednak proto, že akumulační nádrž, umístěnou pod úrovní terénu, v některých letech zaplavovala spodní voda, ale hlavním cílem bylo dosažení výrazné úspory provozních nákladů.

Jedná se o stavbu rodinného domu s jedním bytem, obývaného 4 osobami, podlahová plocha domu dle TNI 73 0329 je 130,63 m².

Bilance spotřeby tepla, elektrické energie a teplé vody (z projektu)

Tab. 1 •

Nový zdroj tepla

Vzhledem k vypočtené tepelné ztrátě objektu 6,5 kW bylo jako zdroj tepla zvoleno značkové splitové tepelné čerpadlo typu vzduch-voda. Při požadované jmenovité výstupní teplotě pro otopnou soustavu 55 °C, bude bivalentní bod kolem –4 °C (odpovídající výkon tepelného čerpadla je 4,5 kW/–4/43 °C), bivalentním zdrojem tepla je vestavěný elektrokotel 9 kW.

Teplo se získává z venkovní jednotky, ve které je umístěn výparník, kompresor a ventilátor. Horké chladivo v plynném stavu přenáší toto teplo propojovacím měděným potrubím 5/8“ do vnitřní jednotky, kde je, kromě kondenzátoru, umístěna i akumulační nádrž otopné vody s vestavěným trubkovým výměníkem pro přípravu TV, elektrokotel, oběhová čerpadla, pojistné ventily a expanzní nádoba. Zkapalněné chladivo je vraceno do venkovní jednotky potrubím 3/8“.

Obr. 1 • Vnější jednotka byla instalována na konstrukci uchycené do zdi domu

Vnitřní jednotka je připojena na rozvody otopné soustavy, teplé a studené vody. Navazující rozvody tepla a vody obsahují i expanzní nádoby a pojistné armatury.

Obr. 2 • Vnitřní jednotka je s vnější spojena okruhem s chladicí látkou. Měděná potrubí primárního okruhu jsou izolována bílou tepelnou izolací. Okruh vytápění je proveden z měděného pájeného potrubí, přívod studené pitné vody a odvod teplé vody jsou z PPR

Vzhledem ke konstrukci jednotky byl zajištěn odvod kondenzátu a vody vznikající při odtávaní námrazy z výparníku venkovní jednotky.

Z hlediska projektanta se tedy nejedná o řešení, které by vybočovalo z obvyklého rámce. Bylo zvoleno zejména proto, že prostor pro instalaci vnitřní jednotky (pod schody) byl velmi omezený a bylo nutno vystačit pouze s jedinou vnitřní jednotkou (zahrnující sloučení potřebného objemu akumulace teplonosné látky jak pro okruh vytápění, tak pro přípravu TV do jedné jednotky).

Spotřeby energií

Protože se jedná o dům, který využívá jediný druh energie, a to elektrickou, není porovnání obtížné a lze je provést rozborem faktur za odebranou elektřinu. Vzhledem k tomu, že si příspěvek neklade za cíl provést detailní analýzu, ale pouze podat orientační výsledky, není provedeno oddělení spotřeby energie pouze na vytápění a přípravu teplé vody a ani přepočet spotřeby energie na teplo podle skutečných klimatických podmínek ve srovnávaných letech 2010 a 2011.

Tab. 2 •

Z tabulky je vidět, že záměnou elektrického akumulačního zdroje tepla za elektrické tepelné čerpadlo došlo v daném domě ke snížení roční spotřeby veškeré spotřebované elektrické energie zahrnující i spotřebu osvětlení a všech domácích spotřebičů na 48 %. Tento stav lze považovat za uspokojivě korespondující se závěry uváděnými Ing. Luďkem Klazarem v článku Význam atestačních měření tepelných čerpadel (Topenářství instalace č. 7 a 8/2012) a dosvědčující, že přestože nebylo dosaženo snížení spotřeby celého domu v řádu na 30 % a méně, jak by napovídaly tabulkově uváděné topné faktory daného tepelného čerpadla (a mnozí to takto mylně chápou), je zákazník dle jeho vyjádření spokojen.

Pro zajímavost jsou uvedeny i konkrétní náklady za elektřinu, které zákazník platil. Je vidět, že u něj došlo k meziročnímu zvýšení průměrné ceny 1 kWh, zahrnující všechny poplatky, z 2,55 v roce 2010 na 2,83 Kč v roce 2011, což bylo téměř +11 %. Pokud by si zákazník chtěl následně ověřovat ekonomickou výhodnost své investice formou diskontování podle jednotlivých let, tak již v prvním roce zaznamenal více než očekávaný přínos, neboť běžně se uvažuje meziroční zdražení energie „jen“ okolo 5 %.

Investiční náklady na celou výměnu zdroje tepla za tepelné čerpadlo činily 253 000,– Kč. Při roční úspoře provozních nákladů na spotřebu elektrické energie v domě ve výši 31 022,– Kč, vychází prostá doba návratnosti 8,15 let. Ve skutečnosti bude ještě nižší, neboť při zachování akumulační nádrže pod úrovní terénu bylo dříve nutno při každém zvýšení hladiny spodní vody v této lokalitě (vždy po větších dešťových srážkách – naposledy v červnu 2013), vynaložit další finanční prostředky na opravu do ní vložených topných elektrických těles.

Comparison of operating costs for heating with electric water-storage source and heat pump

The author describes the change in operating costs for heat­ing and hot water generation after heat source exchange. The original source was electric water-storage heating. After replacing source with heat pump operating costs was reduced. Payback time is around 8 years.

Keywords: heat source exchange, heat pump, electric water-storage heating