Rychlý kontakt
Obchod: 
V předchozím článku jsme se věnovali parametrům GUE, PER a sezónní účinnosti ηs, které slouží k hodnocení plynových tepelných čerpadel z pohledu evropské legislativy Ecodesign (ErP). V praxi projektantů, energetických specialistů a auditorů však vyvstává ještě důležitější otázka:
Jak správně zadat plynové tepelné čerpadlo do výpočtu energetické náročnosti budovy a jaký bude jeho vliv na výsledné hodnocení? Právě na tuto problematiku se zaměřuje následující článek.
Jaké hodnoty použít ve výpočtu ENB
Při výpočtu energetické náročnosti budovy se používají parametry stanovené národní metodikou energetické náročnosti budov.
Pro plynová absorpční tepelná čerpadla lze obvykle vycházet z následujících jmenovitých hodnot GUE. Ty jsou uvedeny v technické dokumentaci výrobce. Firma robur uvádí ve svých projekčních podkladech hodnoty GUE za konkrétních podmínek. Pro hodnoty A7/W35 jsou hodnoty GUE zde:
| Typ plynového tepelného čerpadla | GUEn |
|---|---|
| Vzduch/voda | 1,72 |
| Země/voda | 1,65 |
| Voda/voda | 1,74 |
Tyto hodnoty se následně upravují pomocí součinitelů ročního provozu.
Pro vytápění platí vztah:
- GUEn je jmenovitá hodnota tepelného čerpadla,
- fH,GUE zohledňuje celoroční provoz zdroje.
Pro běžné nízkoteplotní a středněteplotní soustavy se výsledná provozní hodnota GUEH,gen zpravidla pohybuje přibližně v rozmezí 1,5 až 1,6.
Právě tato provozní hodnota vstupuje do výpočtu PENB a energetických auditů.
Jak správně zadat plynové tepelné čerpadlo do PENB
Plynové absorpční tepelné čerpadlo nesmí být ve výpočtu zadáno jako kondenzační kotel s vysokou účinností. To je nejčastější chyba, která vede k podhodnocení přínosu technologie.
Z pohledu metodiky energetické náročnosti budov se jedná o tepelné čerpadlo využívající:
- zemní plyn jako hnací energii,
- energii okolního prostředí jako obnovitelný zdroj energie.
Při zadávání do výpočtového software je proto nutné:
1. Správně zvolit typ zdroje a energonositele
Zdroj musí být definován jako tepelné čerpadlo, využívající zemní plyn. Změna energonositele je zásadní pro změnu faktoru neobnovitelné primární energie.
2. Použít parametr GUE
Namísto sezónního topného faktoru SCOP používaného u elektrických tepelných čerpadel se zadává provozní hodnota GUE.
3. Zohlednit energii okolního prostředí
Stejně jako u elektrických tepelných čerpadel vstupuje do energetické bilance také energie získaná ze vzduchu, země nebo vody.
Právě tato energie je jedním z hlavních důvodů příznivého hodnocení plynových tepelných čerpadel.
Jak se projeví ve výsledcích PENB
Při hodnocení novostaveb musí být splněny tři základní ukazatele:
- QnPE – neobnovitelná primární energie,
- Qfuel – celková dodaná energie,
- Uem – průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy.
Všechny tři parametry jsou z pohledu legislativy stejně důležité. Při porovnávání různých zdrojů tepla se však jejich vliv na jednotlivé ukazatele neprojevuje stejně výrazně.
Vliv na Uem a Qfuel
Vliv zdroje na Uem je samozřejmě nulový. Celková dodaná energie Qfuel bývá u plynových kotlů, plynových tepelných čerpadel i elektrických tepelných čerpadel často velice podobná. Důvodem je skutečnost, že součástí dodané energie je také energie získaná z okolního prostředí.
Samotná změna zdroje tepla proto obvykle nevede k dramatickým rozdílům v tomto ukazateli.
Vliv na QnPE
Výrazně větší rozdíly se zpravidla projeví v ukazateli neobnovitelné primární energie QnPE.
Tento ukazatel totiž nezohledňuje pouze množství energie, ale také použitý energonositel a jeho faktor neobnovitelné primární energie.
Od září 2024 platí například následující faktory:
| Energonositel | Faktor neobnovitelné primární energie |
|---|---|
| Zemní plyn | 1,0 |
| Elektřina | 2,1 |
| Energie okolního prostředí | 0,0 |
Díky kombinaci zemního plynu a obnovitelné energie okolního prostředí dosahují plynová tepelná čerpadla výrazně lepších výsledků než klasické kondenzační kotle a velice se blíží hodnotám plynových tepelných čerpadel.
Současně se právě podle ukazatele QnPE určuje hlavní energetická třída budovy uváděná v PENB.
ErP a PENB nejsou totéž
V předchozím článku byly uvedeny jiné hodnoty faktorů primární neobnovitelné energie. Tyto parametry vycházejí z evropské metodiky Ecodesign (ErP) a používají se pro porovnávání jednotlivých zařízení na celém evropském trhu a stanovuje je Evropská unie.
Naproti tomu tyto výpočet energetické náročnosti budovy nehodnotí samotný výrobek, ale chování celého technického systému v konkrétní budově v daném státě. Proto cíle vychází z evropského EPBD ale nastavení parametrů je v rukou jednotlivých států.
Zjednodušeně lze říci:
- ErP hodnotí výrobek - hodnoty jsou nastaveny v rámci EU.
- PENB hodnotí budovu - hodnoty si nastavují jednotlivé členské státy.
Proto se mohou parametry používané pro výpočet PENB lišit od parametrů používaných při ErP.
Modelový příklad příklad primární neobnovitelné energie QnPE
Teoretické parametry a výpočtové postupy jsou důležité, investory i projektanty však obvykle zajímá především výsledný dopad na hodnocení budovy.
Pro ilustraci lze využít vorovou studii, kterou vytvořilo ČVUT a řeší dva modelové objekty odpovídající současným požadavkům na budovy s téměř nulovou spotřebou energie (NZEB): skladovou halu a bytový dům. V obou případech byly porovnány tři základní varianty zdroje tepla:
- plynový kondenzační kotel,
- plynové absorpční tepelné čerpadlo,
- elektrické tepelné čerpadlo vzduch/voda.
Porovnání hodnot QnPE
| Varianta vytápění | Skladová hala QnPE [kWh/(m²·rok)] | Bytový dům QnPE [kWh/(m²·rok)] |
|---|---|---|
| Plynový kondenzační kotel | 74,2 | 54,4 |
| Plynové absorpční tepelné čerpadlo | 54,2 | 43,8 |
| Elektrické tepelné čerpadlo vzduch/voda | 52,5 | 43,1 |
Na výsledcích je patrných několik zajímavých skutečností.
Dle očekávání kondenzační kotel dosahuje ve sledovaných budovách výrazně vyšších hodnot neobnovitelné primární energie než obě varianty tepelných čerpadel. Rozdíl činí přibližně 20 kWh/(m²·rok) u skladové haly a více než 10 kWh/(m²·rok) u bytového domu.
Zajímavější je však porovnání plynového a elektrického tepelného čerpadla. Přestože využívají odlišný energonositel, jejich výsledky jsou si velmi blízké. U skladové haly činí rozdíl pouze 1,7 kWh/(m²·rok), u bytového domu dokonce jen 0,7 kWh/(m²·rok).
Z pohledu metodiky PENB tedy plynové tepelné čerpadlo nevystupuje jako „vylepšený plynový kotel“, ale svými výsledky se přibližuje elektrickému tepelnému čerpadlu.
Nejčastější chyby při zadávání plynových tepelných čerpadel do výpočtu ENB
- Zadání jako plynový kotel
Nejčastější chyba, která vede ke zkreslení výsledků. Plynové tepelné čerpadlo je zadáno jako super účinný kotel.
- Zadání jako elektrické tepelné čerpadlo
Zdroj je sice zadán jako tepelné čerpadlo ale nebyl změněn energonositel. Plynové tepelné čerpadlo se tedy chová jako elektrické tepelné čerpadlo s velmi malým COP.
Shrnutí
Plynové absorpční tepelné čerpadlo není v metodice energetické náročnosti budov hodnoceno jako plynový kotel, ale jako tepelné čerpadlo využívající energii okolního prostředí a zemní plyn jako hnací energii.
Při správném zadání do výpočtu může významně zlepšit hodnocení budovy, zejména v ukazateli neobnovitelné primární energie QnPE a jeho hodnoty se blíží hodnotám elektrických tepelných čerpadel.
Je však důležité si uvědomit, že lepší energetické hodnocení budovy automaticky neznamená nejvýhodnější ekonomické řešení. Nízká hodnota QnPE pomáhá splnit legislativní požadavky a dosáhnout lepší energetické klasifikace, avšak investiční náklady, provozní náklady i celková ekonomika projektu mohou vést k odlišným závěrům.
Právě vztahu mezi energetickou náročností budovy a ekonomikou provozu plynových tepelných čerpadel se budeme věnovat v následujícím článku.
Podrobnější technické informace, výpočtové postupy a výsledky modelových analýz jsou k dispozici ve studii věnující se tomuto tématu zpracovanou ČVUT, nebo se můžete obrátit na naše specialisty.
