Tepelné čerpadlá posúvajú budovy do kategórie A0

Ako čo najlepšie stanoviť energetické nároky budovy? V diplomovej práci Ing. Ivany Stančíkovej, ktorú ocenil Slovenský zväz pre chladiacu a klimatizačnú techniku (SZ CHKT), je dokázané, že na určenie energetických nárokov budovy (teda potrieb energie) je na rozdiel od mesačnej metódy hodinová metóda presnejší spôsob.

Porovnanie mesačnej a hodinovej metódy znázorňuje nasledujúci graf.

Obr. 1: Žltá čiara je vypočítaná mesačnou metódou. Mesačná metóda na základe priemernej teploty udáva len potrebu vykurovať, naopak podrobná hodinová metóda zobrazená modrou čiarou preukazuje okrem vykurovania aj potrebu ohrevu teplej vody. Modrou čiarou hodinovou metódou počas obedňajších hodín sa zobrazuje aj potreba chladenia.

Na obrázku je vidieť, že tepelný výkon vypočítaný mesačnou metódou znázornený rovnou žltou čiarou nevie ukázať rozdielnu potrebu tepelného výkonu v priebehu dňa.

Tým neumožňuje optimalizáciu prevádzky tepelného čerpadla vo zvýhodnenom teplotnom režime v priebehu dňa s potenciálnou akumuláciou tepla a vôbec nie je identifikovaná potreba chladenia.

Naopak hodinová metóda vyhodnotí potrebu tepelného výkonu s hodinovým krokom, umožňuje tak optimalizáciu prevádzky tepelného čerpadla v priebehu dňa a naviac vypočíta aj potrebu chladenia, ktorá sa ukázala v dome v Hurbanove ešte 18. októbra 2017.

Najnižšia hodnota spotreby primárnej energie je preukázaná pomocou hodinového spôsobu výpočtu. Tento princíp je vhodný pre tepelné čerpadlá, pretože presnejšie zohľadňuje výpočet s odpovedajúcim COP alebo EER vo vzťahu k vonkajším teplotám pre každú hodinu v roku. COP sa vypočíta na každú hodinu a závisí od miery zaťaženia budovy a teploty nízkopotencionálneho zdroja tepla.

Obr. 2: Porovnanie energetických nárokov v kWh/m2 za rok vypočítanej mesačnou a hodinovou metódou.

Na obrázku vidieť nielen nižšie energetické nároky vypočítané hodinovým krokom (modrou farbou, ale tiež nároky na chladenie (zelenou farbou) v apríli, máji, septembri, októbri, ktoré pri použití mesačnej metódy (fialová) ostali skryté.

Posun budovy do triedy A0

Budovu s tepelným čerpadlom môže aj mesačná metóda posunúť do energetickej triedy A0, ak sa použije tepelné čerpadlo zem/voda alebo voda/voda v závislosti od intenzity tepelnej ochrany danej budovy, použitého PEF a druhu tepelného čerpadla. Ak sa použije tepelné čerpadlo vzduch/voda, nemusí byť posun budovy vždy do triedy A0.

Použitím hodinovej metódy sa budova pôvodne s plynovým kotlom zaradená v energetickej triede A1 alebo s elektrickým kotlom v triede B, po nahradení tepelným čerpadlom posúva do triedy A0 a to aj bez započítania prínosu energie s rekuperácie respektíve z FV panelov.

Tabuľka: Výsledné porovnanie energetickej náročnosti budovy vypočítanej hodinovou a mesačnou metódou pre tepelné čerpadlo a elektrický kotol so zaradením budovy do energetickej triedy.

Podľa tabuľky dom s tepelným čerpadlom je zaradený vo vyššej energetickej triede na rozdiel od domu s elektrickým kotlom, ktorý posúva dom do triedy B bez ohľadu na spôsob výpočtu.

Je zrejmé, že elektrické vykurovanie nebude môcť byť používané, ak budeme chcieť budovu zaradiť do energetickej triedy A0, pokiaľ sa neskombinuje elektrický kotol s FV panelmi respektíve s krbom, ktorý sa však v bežnom živote už väčšinou nepoužíva.

Hodinová metóda je dôležitá

Rozdiel medzi mesačnou a hodinovou metódou pri výpočte energetických nárokov (potrieb energie) je významný, znížený až o takmer 20 %. Veľkým prínosom hodinovej metódy je aj zviditeľnenie nárokov na chladenie, ktoré mesačná metóda nedokáže presne popísať.

Hodinový spôsob výpočtu energetickej náročnosti (spotreby primárnej energie) je oproti výpočtu pomocou vyhlášky mesačnou metódou nižší o 15 % a oproti výpočtu s SCOP takmer o 13 %.

Použitím hodinovej metódy sa dosiahne:

1. optimálny návrh výkonu tepelného čerpadla,
2. splnenie požiadaviek na vykurovanie, chladenie a teplú vodu zvoleného domu v mnohých nízkoenergetických domoch tepelným čerpadlom s priamym posunutím budovy do energetickej triedy A0, prípadne aj so započítaním energie z rekuperácie,
3. hodinová metóda je výhodnejšia pre tepelné čerpadlá pretože presnejšie zohľadňuje výpočet pomocou COP. Vykurovací súčiniteľ COP určený zodpovedajúco pre každú hodinu závisí od miery zaťaženia a teploty zdroja.

Hodinová metóda je výhodnejšia aj na dimenzovanie fotovoltiky pre vlastnú spotrebu. Ak budova vyrobenú energiu nevie spotrebovať, pri nezabezpečenom odbere predimenzovanie výroby je pre investora finančne nevýhodné.

Nulové, plusové alebo takmer nulové budovy

Tieto zahŕňajú integrované využitie pasívnej tepelnej ochrany, výrobu energií a ich energeticky efektívnu spotrebu. Rozlišujú sa autonómne nulové budovy, plusové budovy, ale najmä „Budovy s takmer nulovou spotrebou energie (NZEB)“

Sú to budovy, ktoré poháňajú samé seba a vyrobia energie, ktoré aj spotrebujú prípadne zdieľajú. Budova v priebehu dňa napríklad v lete cez deň vyrobí viac energie ako cez deň spotrebuje a prebytok energie buď uskladní alebo zdieľa. Pomer vyrobenej a spotrebovanej energie v budove sa počas roka mení.

Najpresnejšie vie potreby a spotreby energií vyjadriť hodinová metóda, ktorá nielenže ich presnejšie vypočíta, ale tiež rozlíši, či ide o potrebu chladenia alebo vykurovania.

Potenciál na zlepšovanie energetickej efektívnosti budov majú napríklad slnečné kolektory, rekuperátory tepla, ale najmä tepelné čerpadlá, ktoré nielen vykurujú, ale i chladia a pri použití výpočtu potreby a spotreby energie hodinovým krokom posúvajú budovy s nízkou spotrebou energie priamo do energetickej triedy A0.

Obrázok zobrazuje referenčnú čiaru nulového domu, to znamená čiaru, kedy výroba a spotreba energií sa rovnajú. Ak sa energií vyrobí viac ako je spotreba, ide o plusové domy a ak menej ide o budovy s takmer nulovou spotrebou energií

Nespotrebovanú energiu má budova zdieľať

Ak budova vie vyrobiť energiu a nevyužije ju, ani nezdieľa, energia sa de facto znehodnotí. Môže sa energeticky efektívne využiť najmä tepelnými čerpadlami, ktoré chladia i vykurujú. Je dôležité v budovách s vysokou spotrebou energií zvyšovať energetickú efektívnosť tak, aby vyrobené energie boli efektívne spotrebované v budove.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.