Výpočtové hodnocení tepelných soustav s tepelnými čerpadly

opzp.cz

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

tomas.matuska@fs.cvut.cz

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



0,985

0,626

1

(1)

kde poměrný rozdíl teplot je dán vztahem

e,

m e


(2)

t

t

e,

m

t

t

e,

N

a poměrná doba vyplývá z podílu


(3)

Z

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

t


8760 t

,


e,

rok

e Z Z

e, L

(4)

8760

Z

kde

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

te,Z

Z

průměrná venkovní teplota v otopném období ve °C;

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

DH

j

Q

p, VYT , j

Qp,

VYT , rok

(5)

DHrok

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


j

Q p , TV,

j

Qp,

TV,

rok

(6)

8760

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 15 °C

35 °C x

45 °C

55 °C x

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

tk2 / tv1 -5 °C 0 °C 5 °C

35 °C x

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 15316-

4-2 [3].

Zdroj tepla

Vzduch (venkovní)

Teplota na vstupu do výparníku

tv1 = te

Spodní voda (čerpací studna) tv1 = 10 °C

Zemský masiv

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

t TV

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

t

t t t t t t

t t

(8)

w1,

N w 2, N i e w1,

N w 2, N

i e 1/ n

w1 t

i

( t

i

) ( )

2 t

i

te,

N

2

t

i

te,

N

Orientační hodnoty teplotních exponentů n pro soustavy s různými druhy otopných ploch (sdílení tepla)

jsou uvedeny v tab. 5.

Druh otopných ploch

Sálavé velkoplošné vytápění (podlahové,

stropní, stěnové)

n

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 t 5 K

(9)

k 2

w 1


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

Qk

, 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

Q

TČ , TV,

j


[h] (12)

TČ , TV,

j

k

, TV,

j

Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody v teplotním intervalu j se

určí ze vztahu

E

TČ TV,

j

Q

TČ , TV,

j

[kWh] (13)

,

COP

TV,

j

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

Q

d , 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


[h] (19)

TČ , VYT , j


k , VYT , j

Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro vytápění v teplotním intervalu j se určí ze

vztahu

E

TČ VYT , j

Q

TČ , VYT , j

(20)

,

COP

VYT , 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

Q

d , 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

Q Q

TČ rok

TČ , VYT , j

j

j

QTČ , TV,

j


,

[kWh] (23)

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

E E

TČ rok

TČ,

VYT , j

j

j

ETČ , TV,

j


,

[kWh] (24)

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

vytápění je

E

pom rok

Epom,

VYT , j

j

j

Epom,

TV,

j


,

[kWh] (25)

Roční dodávka tepla doplňkovým tepelným zdrojem (ohřívačem)

Q

d rok

Qd

, VYT , j

j

j

Qd

, TV,

j


,

[kWh] (26)

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

Q

TČ , TV,

rok TČ , TV,

rok

[-] (27)

Q

p,

TV,

rok

Q

Q

p,

VYT , rok

dále sezónní topný faktor tepelného čerpadla

SPF

Q

TČ , rok

[-] (28)


ETČ

, rok

nebo u soustav s tepelnými čerpadly s elektricky poháněnými kompresory celkový sezónní topný faktor

celé soustavy

SPF

TČ , rok

[-] (29)

E

Q

TČ , rok

E

5. Literatura

pom,

rok

[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 Air-

Conditioning 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

Nadmořská výška

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

15/16


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

16/16

More magazines by this user
Similar magazines