Je tepelné čerpadlo vhodné pro starší a nezateplený dům? - Kotle na dřevo a pelety

Je tepelné čerpadlo vhodné pro starší a nezateplený dům?

Tepelné čerpadlo (vzduch-voda, země – voda, voda -voda) je moderní a ekologická technologie, která získává stále větší popularitu jako alternativa k tradičním zdrojům vytápění. Jeho využití ve starším domě však závisí na řadě faktorů, od tepelných ztrát budovy až po dostupnost elektrické energie a možnosti integrace s fotovoltaikou. V tomto článku se zaměříme na klíčové aspekty, které ovlivňují vhodnost tepelného čerpadla pro starší dům.

Co je to vlastně tepelná ztráta?

Je to v podstatě množství tepla, které váš dům ztrácí přes stěny, střechu, okna, dveře a další části obálky budovy. Představte si, že dům je jako nádoba s horkou vodou – pokud nemá víko a má tenké stěny, teplo se snadno ztratí do okolí. Je to tedy energie (teplo), které musíme vyrobit zdrojem vytápění (kotlem, tepelným čerpadlem atd.), abychom v domě měli požadovanou cílovou teplotu.

Tepelná ztráta domu se zvětšuje s klesající venkovní teplotou. Čím větší je venku zima, tím více musíme topit, abychom v domě měli teplo (listopad, prosinec, leden, únor). A obráceně, čím je venku tepleji, tím méně topíme, protože teplo se nám z domu tolik neztrácí (březen, duben, květen, září říjen).

Tepelná ztráta má zásadní vliv na náklady spojené s vytápěním, ostatní faktory, jako účinnost kotle nebo typ a provedení otopné soustavy, jsou až druhořadé. Jednoduše řečeno, čím větší je tepelná ztráta, tím více protopíme.

Co se stane, když dům zateplím?

Dojde ke snížení tepelné ztráty domu a tím klesnou náklady na vytápění obecně pro všechny zdroje vytápění.

Kolik stojí vytápění nezatepleného domu?

Pro lepší pochopení si vše ukážeme na názorném příkladu. Tak že dejme tomu, že máme starý nepodsklepený dům z roku 1942, který se nachází ve Strakonicích. Tento dům má obvodové nosné zdivo ze smíšeného materiálu (kamen, cihla atd.), Má již starší plastová okna, nezateplený strop původní konstrukce a nezateplené podlahy. Podlahová plocha domu je 130 m2. Otopnou soustavu tvoří staré litinové radiátory. Původně byl dům vytápěn kotlem na uhlí a dřevo typem Dakon FB o výkonu 25 kW s účinností 75%.

Tepelná ztráta určená výpočtem 18 kW (obálková metoda)
Uvažovaná vnitřní průměrná teplota 22°C
Návrhová teplota dle lokality -15°C
Průměrná teplota během otopného období 3,8 °C
Délka topného období 249 dnů

Abychom mohli vypočítat náklady na vytápění a porovnat tak jednotlivé zdroje, tak je nutné zjistit výpočtem, kolik energie musíme zdrojem vytápění vyrobit (lze zjistit na kalkulačkách na portálu tzb-info.cz). V našem případě, tedy pro tepelnou ztrátu 18 kW platí, že musíme zdrojem vytápění vyrobit 39.600 kWh / rok.

Kolik tedy protopíme kotlem na uhlí?

Zde si musíme uvědomit, že kotel má nějakou účinnost, v našem případě 75%, znamená to, že z každého 1 kWh energie obsažené v palivu dokáže využít 0,75 kWh ve formě tepelné energie, kterou předá do otopné soustavy. Zbývajících 0,25 kWh se ztratí, například ve formě nevyužitého tepla, spalin nebo jiných ztrát.

Na vyrobení 39.600 kWh tepelné energie, spotřebuje náš kotel na uhlí (39.600 / 0,75) 52.800 kWh ( a to je vlastně množství paliva, respektive tepelné energie obsažené v palivu).

Pokud tedy nyní vydělíme množství tepelné energie obsažené v palivu (52800 kWh) výhřevností daného paliva, zjistíme jeho množství a z něho snadno dopočítáme jeho cenu.

Uvažujeme tedy s výhřevností hnědého uhlí 2,78 – 5,28 kWh / kg. Pro názornost použijeme tu nejvyšší výhřevnost. V praxi se často setkáváme i s méně kvalitním uhlím, které požadované výhřevnosti nedosahuje.

52.800 / 5,28 = 10.000 kg hnědého uhlí. Při ceně hnědého uhlí 7 Kč/ kg, jsou pak roční náklady na vytápění domu kotlem na uhlí 70.000 Kč.

Jaké budou náklady na vytápění s tepelným čerpadlem?

U tepelného čerpadla se udává jeho účinnost tzv. koeficientem účinnosti – COP nebo ročním koeficientem účinnosti tzv. SCOP. Tento koeficient se mění v závislosti na podnebných podmínkách a výstupní teplotě, kterou požadujeme od tepelného čerpadla, respektive tepelném spádu otopné soustavy (55°C a 35°C) a vyjadřuje nám, kolik tepelné energie vyrobí tepelné čerpadlo z jedné kWh elektrické energie dodané ze sítě (Jestliže má tepelné čerpadlo COP 3, tak to znamená, že při spotřebě 1 kWh el. energie ze sítě vyrobí 3 kWh tepelné energie) . Můžete tak i jednotlivá tepelná čerpadla jednoduše porovnávat, nicméně vždy je nutné koeficienty porovnávat při stejných podmínkách!

Ale zpět k našemu příkladu. Od tepelného čerpadla potřebujeme vyrobit 39.600 kWh tepelné energie. Kvalitní tepelná čerpadla mají roční SCOP (55°C) 3,47 a výše. Nicméně budeme předpokládat, že praktický výsledek bude horší, tak pro naše porovnání použijeme hodnotu COP 3,2.

39.600 / 3,2 = 12.375 kWh / rok. Tepelné čerpadlo tedy na vytápění vzorového domu spotřebuje 12.375 kWh elektrické energie. Při ceně 5,5 Kč / kWh vychází roční náklady na vytápění tepelným čerpadlem na 12.375 * 5,5 = 68.062 Kč.

Jaké budou náklady na vytápění s moderním plynovým kondenzačním kotlem?

Uvažovaná účinnost plynového kondenzačního kotle – 102%

39.600 / 1,02 = 38.823 kWh, cena plynu 2,11 Kč / kWh

38.823 * 2,11 = 81.917 Kč / rok

Plynový kondenzační kotel s účinností 102% bude tento dům vytápět za 81.917 Kč/rok.

Jaké budou náklady na vytápění s automatickým peletovým kotlem?

39.600 / 0,92 = 43.043 kWh, cena peletek 8 Kč/kg, výhřevnost 4,17 – 5 kWh/ kg

43.043 / 5 = 8.608 kg

8.608 * 8 = 68.864 Kč

Vytápění našeho domu vyjde peletkovým kotlem na 68.864 Kč/rok.

Bude mít vliv kombinace tepelného čerpadla a fotovoltaiky na náklady vytápění?

Předpokládejme tedy, že na objektu bude instalována fotovoltaická elektrárna o výkonu 10 kWp s očekávanou roční produkcí 10MWh.

Obecný model roční výroby elektřiny pro ČR:

Měsíc	Podíl roční výroby (%)	Výroba elektřiny (kWh)
Leden	2 %	200 kWh
Únor	4 %	400 kWh
Březen	8 %	800 kWh
Duben	12 %	1 200 kWh
Květen	14 %	1 400 kWh
Červen	15 %	1 500 kWh
Červenec	15 %	1 500 kWh
Srpen	13 %	1 300 kWh
Září	9 %	900 kWh
Říjen	5 %	500 kWh
Listopad	2 %	200 kWh
Prosinec	1 %	100 kWh

Na základě přiloženého modelu výroby lze odvodit, že fotovoltaická elektrárna (FVE) vyrábí nejvíce energie během letních měsíců, kdy její využití pro vytápění není aktuální. Nicméně pro ohřev teplé vody ji lze ve spojení s tepelným čerpadlem efektivně využít. Pokud se zaměříme na výrobu energie v jarních, zimních a podzimních měsících – konkrétně leden, únor, březen, duben, část května, část září a říjen – zjistíme, že FVE vyprodukuje přibližně 3 850 kWh. Tato energie může být využita pro vytápění nebo obecný provoz domu, v závislosti na způsobu řízení FVE. Pro účely tohoto výpočtu předpokládejme, že bude primárně sloužit k vytápění.

Je důležité podotknout, že uvedené hodnoty jsou pouze orientační a mohou se lišit v závislosti na konkrétních venkovních podmínkách. Smyslem je ukázat, že kombinace FVE s tepelným čerpadlem má reálný potenciál přinést významné úspory.

Reálně to tedy vypadalo takto:

12.375 – 3.850 = 8.525 kWh

8.525 * 5,5 = 46.887 Kč

Pokud bychom tedy instalovali FV elektránu, náklady na vytápění nezatepleného domu tepelným čerpadlem by klesly na 46.887 Kč, tedy o 32%.

Samozřejmě můžeme také využít možnosti tzv. virtuální baterie, se kterou lze též dosáhnout zajímavých úspor.

Závěr

Tento článek má za cíl vyvrátit rozšířené mýty o tom, že tepelné čerpadlo není vhodné pro starší nezateplené domy. Je pravda, že nejlevnějším způsobem vytápění takového domu může být kotel na dřevo, pokud máte vlastní zdroj a dřevo si připravíte sami. Ostatní způsoby vytápění se v porovnání s vlastnoručně získaným dřevem jeví jako nákladnější. Znamená to však, že tepelné čerpadlo do starého nezatepleného domu nepatří? Podle mého názoru nikoli, avšak klíčem je, aby investor předem pochopil skutečné náklady na vytápění zvoleným zdrojem.

Proč se často tvrdí, že tepelné čerpadlo starý nezateplený dům nevytopí? Tento názor pramení především z chybného návrhu – konkrétně z podcenění výpočtu tepelných ztrát domu. Poddimenzování výkonu tepelného čerpadla pak způsobilo vysoké náklady na provoz a snížení tepelného komfortu, protože čerpadlo nebylo schopné dostatečně ohřát vodu pro radiátory.

Jak jsem již ukázal, tepelné čerpadlo může ve starším nezatepleném domě fungovat zcela bez problémů a poskytovat teplo za srovnatelné náklady jako jiné zdroje. Klíčové je však správně navrhnout systém – od přesného výpočtu tepelných ztrát až po vhodnou volbu výkonu tepelného čerpadla a kvalitního výrobce.

Tento článek se nezabývá náklady na pořízení jednotlivých systémů, což je další podstatný faktor při rozhodování. Konečné rozhodnutí vždy záleží na preferencích investora, zejména ohledně požadovaného komfortu a počátečních investičních nákladů. Důkladná příprava a správné nastavení systému jsou však základem pro úspěch.