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 |
