Z konference Vytápění 2015 – 3. část
Tepelné čerpadlo a příprava teplé vody
Ing. Roman Vavřička, Ph.D.
Autor na dvou příkladech dokumentuje vliv objemu zásobníku na provozní režim TČ, na četnost spínání doplňkového, ekonomicky nevýhodného zdroje tepla, a tedy i celkovou efektivitu.
Ukazuje se, že příznivého výsledku lze dosáhnout při snížení požadované teploty TV co nejblíže k minimálně nutné 40 °C při odpovídajícím zvětšení zásobníku, pokud se zajistí hygienické podmínky, tzv. dezinfekce proti legionelám.
Vytápění budov s nízkou spotřebou energie
Ing. Roman Vavřička, Ph.D.
Příspěvek je zaměřen na posouzení vhodnosti volby zdroje tepla u budov s nízkou potřebou energie z pohledu projektanta a investora. Hlavním tématem je využití obnovitelných zdrojů energie (podle pohledu vyhlášky č. 78/2013 Sb.) a tepelných čerpadel.
K podpoře přípravy TV termickým solárním systémem autor uvádí příklad pro 4 osoby. Celková potřeba energie na přípravu TV pro řešený objekt je cca 4 200 kWh·a–1 (uvažováno se sníženou potřebou TV v letních měsících). Celková vyrobená energie solárních kolektorů je cca 2 200 kWh·a–1. I tento relativně malý příspěvek využití obnovitelných energií však může zvýšit jejich podíl z necelých 10 % u domu s tepelně-technickými vlastnostmi z roku 1995 na cca 30 % domu s vlastnostmi blížícími se domu s téměř nulovou spotřebou energií.
Zámek Kamenice nad Lipou – po 15 letech
Dr. Ing. Petr Fischer
Zámek slouží především požadavkům Uměleckoprůmyslového muzea. V zámku byla realizována otopná soustava převážně jednotrubková s nízkoodporovými termostatickými armaturami a horním rozvodem. Pouze pro sociální zařízení byla použita dvoutrubková otopná soustava. V suterénu byly použity podlahové konvektory s ventilátorem upravené pro napojení na jednotrubkový rozvod, pro zapojení na protilehlých stranách konvektoru a podmínkou bylo vedení kmenové trubky pod konvektorem. Projekt vznikl v roce 1999 a soustava je plně funkční. Montáž jednotrubky v současných materiálových podmínkách nevyžaduje mimořádné dovednosti svářečů, jako dříve.
Otopné plochy a mikrobiální mikroklima
Ing. Marcela Počinková, Ph.D., Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Ing. Pavel Raputa
Autoři upozornili na skutečnost, že zatímco úklidu podlah, nábytku apod. je v budovách věnována pravidelná pozornost, tak čištění otopných těles a dalších technických zařízení bývá zanedbáváno. Důsledkem může být nadměrné množení mikroorganizmů a snižování kvality vnitřního prostředí. Z výsledků získaných autory v budově Fakulty stavební VUT Brno se jako nejméně příznivé ukázaly podlahové konvektory s řádově 4 až 5násobně vyšším výskytem bakterií a velmi vysokým výskytem plísní, které se u jiných konstrukcí otopných těles vyskytly jen v některých případech. V privátních objektech bylo zatížení mikroorganizmy významně nižší.
Konstrukce otopného tělesa a rozsah péče o jeho čistotu mají reálný význam na kvalitu vnitřního prostředí.
Obnovitelné zdroje energie a legislativní požadavky na budovy
Ing. Miroslav Urban, Ph.D.
Příspěvek popisuje vliv současných legislativních požadavků pro nové budovy z pohledu využití obnovitelných zdrojů. Autor na příkladech ukazuje, jak snižování tepelné potřeby objektů snižuje potenciál pro efektivitu investičně dražších, ale úspornějších zdrojů tepla s využitím OZE. Jedním z příkladů je administrativní budova, ve které se srovnává použití tepelných čerpadel a CZT. Přestože má CZT v daném případě nejhorší možný podíl OZE. Energetické hodnocení použití tepelných čerpadel v tomto případě není motivační, motivačním faktorem mohou být pouze provozní náklady a případné environmentální hodnocení.
Štítkování tepelných čerpadel
Ing. Vladimír Kostka
Příspěvek shrnuje podstatu štítkování TČ, které od letošního září vstupuje v platnost i v ČR.
Jak nenavrhovat solární tepelné soustavy na bytových domech
doc. Ing. Tomáš Matuška, Ph.D.
Příspěvek ukazuje na příkladu konkrétní nepovedené realizace na bytovém domě chyby v návrhu (a následné realizaci), které nejsou ojedinělé. Nevhodná volba prvků s omezenou velikostí, vedoucí ke snížené funkci a neefektivnímu provozu, se nevyskytuje pouze u malých systémů, ale i u velkých v bytových domech. V daném případě byly jako největší chyby klasifikovány nevhodné uložení teplotního čidla přiložením k trubce ve vzdálenost až cca 20 cm od kolektoru, volba nevhodné konstrukce kolektoru zpomalující jeho vyprázdnění při stagnačním stavu, malý solární zásobník i tepelné výměníky, malá expanze a další.
Nebezpečí zvýšeného výskytu chyb může ovlivnit trend zvyšování podílu OZE v souvislosti s energetickými štítky a snahou dosáhnout lepší hodnocení, pokud soustavy nebudou navrhovány a realizovány správně.
Zvýšení efektivity přípravy teplé vody tepelným čerpadlem v bytovém domě
Ing. Jan Sedlář, Ing. Robert Krainer, Ph.D.
Předmětem tohoto příspěvku je zvýšení efektivity přípravy TV tepelným čerpadlem. Cíle může být dosaženo například použitím vícevýměníkového zapojení TČ. Zařízení obsahuje kromě standardního kondenzátoru a výparníku i separátní chladič par a dochlazovač. Chladič par je výměník tepla zařazený v okruhu chladiva mezi kompresor a kondenzátor. Jeho smyslem je odvést teplo z přehřáté páry za kompresorem. Pro vyčíslení přínosu třívýměníkového TČ při přípravě TV byl vytvořen matematický model, který byl ověřován na prototypu na ČVUT Praha a dosáhl dobré shody s naměřenými daty.
TČ je připojeno k akumulační nádobě přes dva výměníky tepla. Kondenzátor ohřívá spodní část akumulační nádoby, chladič par/dochlazovač horní část nádoby. Podle jejich vzájemné velikosti, provozních režimů a zapojení cirkulace do zásobníku se mění přínos. V optimálním případě se podařilo zvýšit sezónní topný faktor ze standardní hodnoty cca 2,5 na 3,0. Rozdělení na tři výměníky umožnilo zvýšení až na cca 3,2
Dlouhodobý monitoring TČ země-voda z pohledu tepelného výkonu vrtu
Ing. Petr Horák, Ph.D., Ing. Marcel Koňařík, Ing. Olga Rubinová, Ph.D.
Monitoring TČ prokázal, že u hodnocené instalace dochází k trvalému snižování teploty vrtu. Tento jev nastal jak při použití jednoho vrtu, tak i po rozšíření na dva vrty. Ochlazování vrtů je důsledkem poddimenzovaného návrhu při celoročním využívání.
Solární termické soustavy v bytových domech
Jiří Kalina
Aktuální výzva programu Nová zelená úsporám (dále NZÚ), týkající se bytových domů, nepochybně zvýší zájem o instalace solárních soustav.
Jednou ze zásad, které autor doporučuje, je navrhovat kolektorové plochy s minimalizací letních přebytků. Tím se maximalizuje měrný solární zisk a solární soustava pracuje s lepší ekonomikou a zákazníkovi se vyplácí její provoz, často i bez dotací. Bezpřebytkový, resp. téměř bezpřebytkový provoz velkoplošných solárních soustav vede k provozu bez jakýchkoli technických problémů, jako je např. lokální stagnace vinou nižších průtoků v kolektorových polích. Ve variantách bez letních přebytků také vychází rozumná velikost akumulační nádoby, kterou lze do objektů bez potíží umístit.
Nepodceňovat investiční náročnost konstrukce a uchycovacích prvků kolektorů, která může tvořit značnou část z celkové ceny zakázky, někdy i více než 20 %.
Autor na příkladech ukázal, že není složité správně navrhnout, vybudovat a provozovat solární soustavu na bytovém domě. Neplatí to však u všech bytových domů bez výjimky, dokonce lze tvrdit, že v případě kombinovaných solárních soustav bude vhodných příležitostí pro instalaci menšina.
Modelování a testování solárních kolektorů v praxi
Ing. Nikola Pokorný, doc. Ing. Tomáš Matuška, Ph.D., Ing. Bořivoj Šourek, Ph.D.
Článek se zabývá problematikou testování solárních kolektorů a aplikací matematických modelů v praxi.
Jedním ze zajímavých výsledků doložených měřením je zjištění, že trubkový vakuový kolektor s válcovým absorbérem v ranních a večerních hodinách vyprodukuje více tepelné energie oproti plochému kolektoru v jasných i oblačných dnech, zatímco plochý je v jasném dni výhodnější kolem poledne.
Pro zjednodušené výpočty v rámci projekce či hodnocení solárních soustav v programech podpory úspor postačuje základní charakteristika účinnosti, pro výpočty v případech sporů či s jinak požadovanou vysokou jistotou je nutné používat podrobné matematické modely. Provozní testování konkrétního solárního kolektoru v reálné instalaci za proměnlivých klimatických podmínek ve spojení s podrobným matematickým modelováním pak může sloužit pro ověření správné funkce kolektoru bez nutnosti jeho demontáže a drahého laboratorního testu.
Fluidní kotle FK 8000 s bublinkující fluidní vrstvou pro spalování biomasy
Ing. Miloš Škarka
Příspěvek popisuje instalaci a provoz fluidního parního kotle s nestandardním systémem řešení fluidního lože jako součásti teplárny FEP Energo Návsí.
Specifika navrhování tepelných výměníků pro solární soustavy
Petr Kramoliš, doc. Ing. Mojmír Vrtek, CSc.
Příspěvek popisuje základní filozofii navrhování, ověřování a optimalizace tepelného výměníku u velkoplošných solárních soustav. Autoři uvádí pro kvalitní plochý kolektor přibližný souhrnný závěr, že pokles střední teploty kolektoru o 1 K představuje zvýšení výnosu o 0,5 %. Pokud se návrhem výměníku podaří dosáhnout střední teplotní rozdíl o 6 K nižší, pak zvýšení účinnosti kolektoru bude o 3 %. Přínos opatření vychází při 150 m2 plochy apertury na 2030 až 3380 kWh·a–1, a to určuje návratnost zvýšení investice do optimalizovaného výměníku.
Netradiční soustava zásobování teplem s využitím OZE – VALLDA HEBERG
Ing. David Borovský
Příspěvek popisuje soustavu centralizovaného zásobování teplem realizovanou v rámci rezidenčního komplexu 26 rodinných domů, 4 menších bytových domů, 22 řadových domů pro seniory a domova důchodců s 64 apartmány. Všechny budovy byly navrženy jako nízkoenergetické s potřebou tepla na vytápění menší než 45 kWh·m–2·a–1. Základním zdrojem tepla je centrální kotel na biomasu doplněný jednou centrální a dalšími decentralizovanými solárními soustavami. V příspěvku jsou uvedeny i některé údaje zjištěné z provozu.
Světové trendy a vývoj trhů s peletami
Ing. Vladimír Stupavský
Výroba dřevních pelet rychle narůstá po celém světě. Podle Mezinárodní energetické agentury je to jedno z nejrychleji rostoucích energetických odvětví současnosti. Růstu peletových trhů pomáhá i dosud nejlepší systém hlídání kvality mezi všemi pevnými palivy, kterým je certifikace ENplus. 80 % světové spotřeby dřevních pelet je v EU.
ECOCUTE – vysokoteplotní tepelná čerpadla s chladivem CO2 pro přípravu teplé vody
Ing. Marek Bláha
EcoCute s nadkritickým chladicím oběhem umožňuje ohřívat vodu na teplotu až 90 °C s velmi vysokým topným faktorem. Toto TČ vzduch-voda pracuje nejlépe při vstupní teplotě 10 °C a výstupní 65 °C, přičemž horní hranice je pevně nastavena a s růstem teploty na vstupu klesá topný faktor. Po vyladění systému v konkrétní instalaci v kancelářské budově s centralizovanou přípravou TV (zlepšení časového řízení cirkulace, přizpůsobení chodu odběrovému diagramu TV v budově) se podařilo dosáhnout COP = 3,23. Teplota nasávaného vzduchu se pohybovala od 0 °C až po 23 °C (výstup ze vzduchotechniky).
Řízení výkonu tepelných čerpadel podle dynamické ceny elektrické energie
Ing. Jiří Cigler, Ph.D., Ing. Zdeněk Váňa, Ph.D., Ing. Tomáš Mužík, Ph.D., Ing. Jan Voříšek
Studie rozebírá případ, kdy je teplo do budovy dodáváno TČ, teplo je akumulováno v nádrži a poté rozváděno do jednotlivých částí budovy. Pro řízení výkonu TČ je využita prediktivní regulace, která dokáže využít předpovědi dynamicky se měnící ceny elektrické energie (mění se dle nabídky trhu, konkrétní dodavatel v ČR), provozně proměnného topného faktoru TČ, předpovědi počasí a konečně i předpovědi potřeby energie budovou. Toto řízení, ve srovnání s řízením on-off v typickém tarifu D56d, může vlivem preference provozu během období s nižší cenou a optimalizací provozu s ohledem na dosažení nejvyššího topného faktoru, snížit náklady i o více než 20 %.
DOKONČENÍ PŘÍŠTĚ