Příprava teplé vody pro rodinný dům
Pro správný návrh výkonu tepelného čerpadla, je k tepelné ztrátě budovy potřebné ve většině případů započítat i výkon pro přípravu teplé vody. U velmi dobře zateplených objektů může být spotřeba tepla pro teplou vodu stejná nebo vyšší než spotřeba tepla pro vytápění.
Oddělení přípravy teplé vody od systému vytápění
Základním pravidlem pro přípravu teplé vody je její teplotní oddělení od systému vytápění. Tepelné čerpadlo prioritně ohřívá vodu v zásobníku na vyšší teplotu, NEBO vodu v topném systému na nižší teplotu. To je řešeno trojcestným přepínacím ventilem. Nikdy nepoužívejte sdružené akumulační nádoby pro vytápění s vestavěným ohřevem teplé vody. Tyto systémy poskytují buď nízkou teplotu teplé vody, nebo zhoršují topný faktor a zvyšují spotřebu elektřiny pro vytápění.
Potřebný výkon pro přípravu teplé vody
U běžných rodinných domů uvažujte špičkovou spotřebu tepla pro přípravu teplé vody 4,3 kWh (82l) na osobu a den. Tomu odpovídá zvýšení výkonu zdroje tepla o 0,25 kW/osobu. Pro výpočet roční spotřeby tepla uvažujte s průměrnou spotřebou 2,5 kWh (48l) na osobu a den.
U velkých rodinných domu s malým počtem obyvatel, nebo nezateplených budov s tepelnou ztrátou nad 10 kW, není potřebné výkon zdroje tepla kvůli ohřevu teplé vody navyšovat, protože potřebný výkon je vůči tepelné ztrátě budovy zanedbatelný (tvoří méně než 30 % výkonu pro vytápění).
Velikost výměníku v zásobníku teplé vody
Potřebná plocha výměníku umístěného v zásobníku vody je přibližně:
- 0,28 m2/kW výkonu tepelného čerpadla (pro smaltované trubkové výměníky)
- 0,16 m2/kW výkonu tepelného čerpadla (pro nerezové trubkové výměníky).
Hodnoty platí pro zásobníky s rovnoměrně rozloženým výměníkem v celém zásobníku. Uvažujte s maximálním provozně možným výkonem tepelného čerpadla!
- Vzduch/voda při podmínkách 20/55°C
- Země/voda a voda/voda při podmínkách 10/55°C
- V případě, kdy tepelné čerpadlo funguje i pro aktivní chlazení se souběžnou výrobou tepla, tak při podmínkách 20/55°C.
U frekvenčně řízených tepelných čerpadel lze uvažovat i s nižším než maximálním výkonem, protože většinou lze nastavit maximální otáčky kompresoru při ohřevu vody. Ohřev vody pak ale trvá déle a výkon tepelného čerpadla může být v zimě nedostatečný.
Typy zásobníků teplé vody
Tepelné čerpadlo vyžaduje kvůli nižším teplotám topné vody větší přestupní plochu výměníků. Proto vždy využívejte zásobníky teplé vody určené pro nízkoteplotní zdroje tepla s výkonnějšími výměníky.
Dvouplášťové zásobníky vody
Vnořený zásobník teplé vody do nádoby s topnou vodou. Díky velké přestupní ploše výměníku (celého pláště vnitřní nádoby) je to pro tepelné čerpalo vhodné řešení.
Zásobníky se šnekovým výměníkem
Standardní, nejčastěji používané řešení.
Negativní zásobníky
V zásobníku je akumulována topná voda a teplá voda se připravuje průtokově ve vestavěném šnekovém výměníku. Výhodou je minimální objem skladované teplé vody (není nutná expanze TV) a nezávislost velikosti výměníku na výkonu tepelného čerpadla. Výkon výměníku se zde nestanovuje podle tepelného čerpadla, ale podle počtu odběrných míst teplé vody. Doporučujeme použít v těchto případech:
- Při požadavku na vyšší výkon tepelného čerpadla, ale jen malý požadavek na ohřev teplé vody.
- V objektech, kde není teplá voda odebírána kontinuálně a „stojí“ v zásobníku (rekreační objekty).
- V soustavách s nižší a vyšší teplotní hladinou odběrů tepla (podlahové vytápění a VZT), kdy se negativní zásobník využije pro přípravu TV a akumulaci topné vody s vyšší teplotou.
Zásobníky pro speciální tepelná čerpadla
U některých tepelných čerpadel pro přípravu teplé vody se voda ohřívá průtokově přímo v tepelném čerpadle a zásobníky jsou proto bez výměníku. Toto řešení je možné za podmínky, že výměník v tepelném čerpadle je dvouplášťový a při poruše jednoho pláště nedojde ke kontaminaci teplé vody chladivem a olejem z kompresoru.
Kombinované akumulační zásobníky
Akumulace teplé vody je vnořena do akumulace topné vody. Tento typ není vhodný pro tepelná čerpadla, protože zvyšuje potřebnou teplotu topné vody a zhoršuje topný faktor. Lze jej použít jen ve výjimečných případech.