brozura tc - priemysel2014

Slovenskho zvzu pre chladiacu a klimatizan techniku Zvz je lenom CO CHKT, SOPK, SPPK, ZSVTS, AREA, EHPA

Cyklus vzdelvania

o tepelnch erpadlch

www.szchkt.org

Vek tepeln erpadl Uplatnenie v administratvnych budovch Priemyseln aplikcie tepelnch erpadiel Energetick, ekonomick, ekologick hodnotenie, ... Svetov trend v syntetickch a prrodnch chladivch Adr

esa redakcie: SZ CHKT, 900 41 Rovinka. Tel./fax: 02 45646971, e-mail:

[email protected],

http://www.szchkt.org

December 2014

Vek tepeln erpadl

Z OBSAHU

Vek tepeln erpadl Strana 2

Vzdelvanie Slovenskho zvzu pre chladiacu a klimatizan techniku

TEPELN ERPADL V administratvnych budovch a v priemysle

Obsah Strana 1 VOD 31.1 Tepeln erpadl pre administratvu a priemysel 41.2 vahy o vekch tepelnch erpadlch 51.3 Plynov a elektrick tepeln erpadl 71.4 Priemyseln tepeln erpadl 91.5 Administratvne budovy 122 Zdroje nzkopotencionlneho tepla 222.1 Voda 222.2 Zemn kolektory 242.3 Prklady tepelnch erpadiel pre administratvne budovy a priemysel 283 Zklady pre nvrh tepelnho erpadla 363.1 Vykurovac sinite 383.2 Chladiaci a vykurovac sinite 403.2.1 Vpoet EER, COP, SEER, ESEER, SCOP, SPF 413.2.2 Norma STN EN 15450 433.2.3 Norma STN EN 15314 4-2 434 Nvrh tepelnho erpadla 464.1 Prklad technolgie ohrevu baznovej vody 485 Hodnotenie ekonomickej a ekologickej efektvnosti 555.1 Finann vkonnos investcie 586 TEWI celkov ekvivalent dopadu na oteplenie 596.1 EKO - efektvnos 607 PER hodnotenie 618 Emisie CO2 629 Vplyv PEF 6310 Ako sa pota prnos z OZE 6611 Tepeln, fotovoltick alebo hybridn sstavy a pozcia T 6712 Systm manarstva kvality 6813 tatistika a vvoj trhu s T 6914 Prevdzkovate chladiaceho okruhu 7115 Trendy v chladivch 72 Literatra 75 SZCHKT 76

Zostavil: Doc. Ing. Peter Tomlein, Ph.D., SZ CHKT Rovinka Vydal: SZ CHKT Rovinka ako uebn texty pre potreby lenov Zvzu bez lektorskej pravy


1. vod 2. Ak typy tepelnch erpadiel sa hodia do naich klimatickch podmienok a ak budovy (najm

s ohadom na tepeln straty a typ vykurovacej sstavy) s vhodn na ich intalciu. Vetky typy tepelnch erpadiel nachdzaj uplatnenie v naich podmienkach, ktor s znane rznorod. Ich vber je zvisl predovetkm od ceny vyrobenej tepelnej energie v porovnan nielen medzi typmi tepelnch erpadiel, ale aj s rznymi druhmi spaovacch kotlov a inmi zariadeniami. Vek a vekos budovy nie s dnes prekkou ani pre monovalentn prevdzku. Treba vak ma vdy na pamti, e energetick efektvnos rastie s pribliujcou sa vyparovacou a kondenzanou teplotou. Tepeln erpadl s vhodn do budov bez ohadu na tepeln straty. Ale plat podmienka, e pred intalciou tepelnho erpadla v existujcich budovch je nutn tepeln straty v rmci monost minimalizova a a potom stanovi potrebn vkon tepelnho erpadla (nie naopak). Pre nov budovy s nzkou potrebou energie je uren nzkoteplotn vykurovanie a vysokoteplotn chladenie. Oakva sa rozvoj tepelnch erpadiel smerom k tzv. nzkouhlkovm mestm, ktor bud zskava teplo, chlad nielen zo zeme, vzduchu, vody, ale tie z kanalizcii, podzemnch chodieb (metra), odpadovho tepla z pouitch termlnych vd, z vrob v priemyselnch podnikov a podobne. 3. o vetko ju ovplyvuje problematiku energetickej a ekologickej efektvnosti prevdzky

tepelnch erpadiel v porovnan s konvennou vrobou tepla? Cieom je dosiahnu nielen nzku potrebu, ale tie spotrebu, dodvku energie. Energetick ttok kotlov, ktor u ER a P Nariadeniami 811-814/2013/EU schvlili, zvrazuje tepeln erpadl s innosou vysoko nad 100 %, pred ostatnmi porovnvanmi kotlami s innosou pod 100 %. Zkaznk to bude vnma a postupne sa orientova len na zariadenia s innosou vyou, alebo najvyou a to s tepeln erpadl, ktor dosahuj voi plynovm kotlom nielen spory primrnej energie, ale aj viac ako 2x niie emisie CO2 na vyroben kWh tepla. Tepeln erpadl bud stle viditenejie, vetci budeme stle viac vnma, e prispievaj ku vetkm trom cieom KEB: 1. etria energiu, 2. vyuvaj OZE, 3. zniuj emisie CO2. 4. Ak je ekonomick efektvnos pouitia tepelnch erpadiel na vykurovanie a prpravu teplej

vody ak zoberieme do vahy vstupn nklady, prevdzkov nklady, odpisy a podobne? o me presvedi zkaznka o vhodnosti pouitia tepelnho erpadla a o by mali vbec udia, ktor sa rozhodn pre ich intalciu, od tepelnch erpadiel relne oakva?

Tepeln erpadl hrub i ist nvratnos navenej investcie voi dosahovanm sporm dosahuj. Zhodnotenie investcie do tepelnho erpadla je vrazne vyie ako zhodnotenie peaz na bankovom te. Jednoduch nvratnos je v pomerne irokom rozsahu od 2 do 10 rokov v zvislosti od porovnvanho systmu a od spsobu pouitia, celoronho vyuitia na krenie, prpravu teplej vody, ohrev vody v bazne, aktvne i pasvne chladenie. Kee komfort vykurovania T je porovnaten s plynovm kotlom, zkaznka presved celoron vyuitie s monosou chladenia, niie stavebn nklady, niia cena vyrobenho tepla, primeran nvratnos vyej investcie. Dleit je tie postavenie T v NAP, v dotanej politike a tie prvne normy, ktor tepeln erpadl zbytone znevhoduj v oblasti hodnotenia naprklad voi primrnej energii, emisim CO2 a podobne. Tieto problmy bud u postupne na Slovensku prekonan, pretoe EK u tieto podmienky definuje a postupne ich preberieme. Dleit je, e energetick ttok kotlov bude spolon s tepelnmi erpadlami a zkaznka nenech na pochybch o energetickej efektvnosti tepelnch erpadiel. Vek T sce energetick ttok nemaj, ale ekonomiku maj lepiu.


1.1 Tepeln erpadl pre administratvne budovy a priemysel Vek mnostvo energie pre administratvne budovy a obytn tvrte je v riekach,

moriach, v podzem poda vzahu Q= .c.t.Pre prietok 100 tis.kg/s pre rozdiel teplt 2 C vychdza dostupn energia z vody v rieke v mnostve 840 MW. iriemu uplatneniu vekch tepelnch erpadiel brni sasn infratrukra, nzka vedomos, krtkodob sksenosti a potrebn vysok investcie. Tepeln erpadl s vhodn aj do CZT, treba vak prispsobi potrebn teplotu. Pre T teplota 80-90C je vysok a pre obytn domy zvyajne teplota vody z T okolo 60 C je nzka.

Priemyseln tepeln erpadl to je in situcia. Aplikcie s vyuitm procesnho, alebo odpadnho tepla s rchlo nvratn. Mus vak by znmy nielen zdroj tepla, ale aj jeho vyuitie najlepie ako je na strane vparnka i kondenztora. Potencil vekch vkonov vzhadom na odpadn tepeln toky z technologickch

priemyselnch procesov Problmom je potreba vyuitia takto zskanch tepelnch tokov v mieste ich produkcie, teda v

mieste vekch priemyselnch prevdzok najm v energetickom a potravinrskom priemysle.

Priemyseln T hlavn parametre - zdroj tepla, mnostvo a teplota - COP chladiaceho okruhu - vroba tepla, mnostvo, vyuitie pri poadovanej teplote Vhody vekch (priemyselnch) T

V porovnan s T v RD na vykurovanie: o Vysok vkonov slo vykurovac sinite (COP) vzhadom vinou na

vysok teplotu zdroja, nzky kompresn pomer o Dlh ron vyuitie, lepia ekonomika o Relatvne nzke investin nklady, vzhadom na vekos vkonu a mal

vzdialenosti medzi zdrojom tepla a jeho vyuitm o Produkcia odpadnho tepla a poiadavka na teplo o vyej teplotnej rovni v

tom istom ase Sasn nevhody priemyselnch T

Chbaj sksenosti s chladivami pre vyie teploty Nedostatok experimentlnych a demontranch T Neistota potencionlnych uvateov z hadiska spoahlivosti T Nedostatok vedomost o T o ich monostiach u projektantov, konzultantov, ...

Vyuvanie zdrojov tepla vo vekch mestch nielen zo zeme vody a zo vzduchu, ale tie z potrub kanalizci, z metra. To si samozrejme vyaduje vrobu vekch kanalizanch rr u so zabudovanmi rrami na prietok mdia na odvod tepla do T


1.2 Vek vahy o vekch tepelnch erpadlch Vek tepeln erpadl s stle zahalen tajomstvom monost zvyovania COP

a s uritm luxusom na energetickom trhu. Trend vo vyuvan OZE znevhoduje vyuvanie spaovanie foslnych palv a Smernica o energetickej efektvnosti by tento proces mala urchli. Elektrina vyrban z OZE nrazovo v prebytku s niou cenou ako i mnostvo nevyuvanho nzkopotencionlneho tepla s predmetom rznych vah, ktor doslova mu prepsa energetick stratgie, ak to dovol ekonomika.

Zkladom vah je, e T je mon zdvihn teplotu z 20 na 80 C s COP3. Ak je cena energie z plynu niia ako 1/3 ceny energie z elektriny, potom T nie s ekonomick. Intaluj sa, len ak existuje in doplujci dvod v snahe vyui dostupn nzkopotencionlne zdroje energie. Paradoxne asto odpadov teplo o teplote cca 15-30 C ako keby nemalo cenu sa asto odvdza, mar v okolitom prostred.

S podniky, elektrrne a podobne, ktor odvdzaj teplo o teplote 15C a viac do okolia. Pri danej innosti vroby elektriny ide cca o 60 % z dodanej energie. V mieste vroby elektriny vinou nie je poiadavka na vykurovanie. Potom s dve monosti:

Poui rozvod teplej vody zvenm jej teploty na teploty 75-90 C Poui rozvod teplej vody o teplote 15-30 C na miesto spotreby, kde sa

teplota zvi naprklad pomocou T na poadovan. Ponka sa teda monos prevdzkova rozvody horcej alebo vlanej vody. Vlan

vodu je ete mon dotova teplom z dtovch centier a podobne. COP nad 5 meme oakva pri teplote vody 20 C a jej naven na teplotu 45 a 75 C. Takto rozvod vlanej vody me by pouit pre mal i vek T. Vzhadom na asov dostupnos lacnej, nrazovej elektriny z OZE takto systm predpoklad skladovanie tepla. Problm je aj sprvne dimenzovanie a ekonomika takchto rozvodov voi stvajcim.

Vek sksenosti z vykurovania celch mestskch tvrt maj vo vdsku. Realizovatenos takchto vekch projektov je dan: Dostupnosou neobmedzenho mnostva morskej, rienej vody Nedostupnosou plynofikcie, tepla zo spaovania odpadov, .... Cena elektriny by mala by menej ako 2x drahia voi energii zskanej z inch palv

V budcnosti sa predpoklad vy podiel OZE pri vrobe elektriny. To znamen,

e cena elektriny sa bude meni v ase aj v priebehu da. V Dnsku, kde elektrina sa vyrba tradine z foslnych palv sa v poslednom obdob intaluj vetern elektrrne vo vekom rozsahu. To motivuje vzhadom na vyuitie nrazovej vroby elektriny veternmi elektrrami k vahm vyuitia vekch tepelnch erpadiel na vykurovanie mestskch obytnch tvrt, akumulciu tepla v ase lacnej elektriny.

Bez tepelnch erpadiel bude problm vyui naplno tie kogeneran vrobu tepla v mestch, pretoe pri kogenercii sa vyrba aj elektrina, ktor voi elektrine z OZE strca atraktvnos a treba ju spotrebova a samostatne vyrba len teplo je problm. S nad vrobou elektriny nebude potrebn prevdzkova uhon elektrrne, ktor vak zrove vyrbaj teplo pre vykurovanie mestskch tvrt, ktor bude treba nahradi.

Z uvedench vah vyplva, e nielen mal, ale i vek tepeln erpadl dobre zapadaj do energetickej stratgie s vekm podielom OZE pri vrobe elektriny.


Tepeln erpadl a kogenercia T pre vykurovanie i chladenie obytnch komplexov alebo plynov motor s

vrobou elektriny s absorpnm chladenm v lete. S podobnmi rieeniami s T na vykurovanie obytnch celkov sa pota naprklad v blzkosti mor, vekch riek a pod. Vroba kogenerciou 1 S cieom vroby chladu absorpciou v letnch mesiacoch

Z dvodu vroby chladu absorpciou je snaha zska o najvyiu teplotu vody a to a pokia mono nad 90 C a tm sa innos vroby elektriny napr. s plynovm motorom zniuje na 30 %, s m je potan v prklade 1. Prklad 1 100% = z toho elektrina 30 %, straty 15 % a tepeln energia 55 % o teplote 90 C sa vyuije na vrobu chladu absorpnm chladenm pri EER 0,7 = 0,7x55= 38,5% a elektrina sa vyuije na vrobu chladu chladiom vody pri SEER 4 = 4x30=120 % Potom celkov zhodnotenie primrnej energie = 30+38,5= 68,5 % (bez chladia) = 120+38,5=158,5% (s chladiom vody) Vroba kogenerciou 2

S cieom vroby chladu absorpciou v letnch mesiacoch. V prklade 2 nie je cieom vroba chladu absorpciou a innos vroby elektriny sa me zvi na 42,5 a 60 % poda spsobu vroby elektriny. Prklad 2 100% = z toho elektrina 42,5 % a tepeln energia 57,5 % (ostane nevyuit, okrem TV) a elektrina sa vyuije na vrobu chladu chladiom vody pri SEER 4. Potom celkov zhodnotenie primrnej energie = 42,5 x 4 = 170% (s chladiom vody)

Z oboch prkladov je vidie, e najvyie zhodnotenie primrnej energie v letnch mesiacoch (problm vyuitia vyrobenej tepelnej energie v lete, ke sa nekri) aj ke sa nevyuije cel vyroben tepeln energia (len na prpravu teplej vody) sa dosiahne v druhom prklade s chladiom vody pri SEER = 4. Tepeln erpadl chladia i kria

To motivuje v blzkosti mor, vekch riek k hadaniu aplikci, ktor by vyuili obe monosti. Nvratnos centrlnych megasystmov voi slo jednotkm je asto len 5-7 rokov. Npl chladiva vinou R134a takhoto kolosu je takmer polovin voi slo jednotkm. SEER vaka vyuvaniu aj vonho chladenia je a 9,5. Pri slo intalcich na mieste potreby by npl chladiva bola a dvojnsobn s SEER 3. Vrazne vy seznny chladiaci sinite SEER pri centrlnom rieen je dosahovan aj vaka pasvnemu chladeniu morskou, rienou vodou. Predpokladan nik chladiva me by a 10x men.

Je zrejm, e pokia u malch tepelnch erpadiel do rodinnch domov je situcia pomerne jednoduch, vek tepeln erpadl do obytnch mestskch tvrt, i do priemyselnch podnikov si vyaduj strategick rozhodovanie vo vzbe na energetick stratgiu.


1.3 Plynov a elektrick tepeln erpadl Teplo z okolia z vody, vzduchu, zeme je do budcnosti atraktvne o Plynov tepeln erpadl (s plynovm motorom a absorpn so spaovanm

plynu) lepie vyuvaj energetick obsah plynu ako plynov kotol alebo kogenercia, ale ich podiel bude vrazne men voi T s elektrickm pohonom

o Elektrick tepeln erpadl rastci vznam vaka zniujcemu sa PEF a neobmedzenmu potencilu, ako aj schopnosti vyui, skladova nrazovo vyroben elektrinu z OZE v teple.

Tepeln erpadlo s plynovm motorom vzduch/voda mus vyui aj teplo z chladiacej kvapaliny motora, inak by jeho innos vyuitia primrnej energie bola na rovni plynovho kotla. innos vyuitia primrnej energie elektrickho T zvis od innosti vroby elektriny, PEF.

Absorpn T vzduch/voda vyuva energiu zo spaovania plynu o ohrevu zmesi vody s chladivom k jeho vypudeniu a nrastu tlaku v okruhu. Potom prebieha kondenzcia, expanzia, vyparovanie. Pary chladiva s nsledne pohlten vodou a zmes dopraven do genertora k optovnmu vypudeniu chladiva. innos je aj pri 20C na rovni kondenzanho kotla, ale dimenzuje sa cca 60% potrebnho vkonu v kombincii s PKK, aby sa dosiahla vyia innos a 149%.


Kombincia plynovch T a kondenzanch kotlov Je dodvan ako kompaktn systm s tmito parametrami:

- pre vonkajie umiestnenie (najlepie na strechu objektu) - na spolonej nosnej zkladni jednoduch a rchla manipulcia - medzi jednotkami s tepelne izolovan rozvody vody, plynu a odvod kondenztu (s ochrannou pred zamrznutm) - prepojenie elektrickho napjania a regulcia vrtane rozvdzaa - nezvisl obehov erpadl (primrne) u vetkch jednotiek - komny pre odvod spaln Vhody oproti klasickej kotolni: - spora miesta potrebn len technick miestnos pre akumulan zsobnk a zsobnk TUV - spora nkladov na stavebn prevedenie a bezpenostn vybavenie kotolne - pri umiestnen na streche odpadaj nklady na komny. innos a nvratnos pikov innos plynovch tepelnch erpadiel dosahuje 165% (kondenzan kotol asi 98%, tandardn kotol asi 92%).

Avak rovnako ako v prpade elektrickch T nie je mon kalkulova so pikovou hodnotou. Serizny odhad priemernej ronej innosti navrhovanho zdroja je 120-135%. Ron priemern spora plynu oproti kondenzanm kotlom a zhruba 30%!

Tabuky ukazuj vsledky tepelnho erpadla s hodnotou COP 3,5 (horn tabuka) respektve s hodnotou 4,5 (doln tabuka). Koko hodn je tepeln erpadlo, respektve prdavn zariadenie v prevdzke za rok ovplyvuj prrodn podmienky, vplyv zemepisnej polohy a ako vyzer typick vykurovacia sezna. V oboch prpadoch vetracie tepeln erpadl prevyuj systm zdruenej vroby tepla a elektriny (kogenercie). Pri vrobe elektriny aj jej dodvan do siete boli straty v rozvodoch korigovan na hodnotu 5 % a straty vedenm diakovho vykurovania na 12 %. Spotreba energie pre pohon erpadiel diakovho vykurovania nie je zahrnut pre porovnanie v tabukch.

Dodvky paliva 100 % T COP 3,5

Kombi vroba tepla a elektriny

Spaovac motor CCGT turbna s kombi cyklom Mal men

ako 10 kWel Vek v ako 10 kWel

Vroba el vo vekom % 40 20 30 60 Straty 5 % pri vrobe elektriny v rozvodnej sieti

% 38 19 28,5 57

Vr. tepla s elektr. T COP=3,5 % 133 67 100 200 Vekovroba tepla v elektrrach % 40 50 55 0 Straty pri vrobe tepla v rozvodoch cca 12 %

% 35,2 44 48,4 0

TEPLO CELKOM % 168 111 148 200

Dodvky paliva 100 % T COP 4,5

Kombi vroba tepla a elektriny

Spaovac motor CCGT turbna s kombi cyklom Mal

>10 kWel Vek < 10 MkWel

Vroba el vo vekom % 40 20 30 60 Straty 5 % pri vrobe elektriny v rozvodnej sieti

% 38 19 28,5 57

Vr. tepla s elektr. T COP=4,5 % 171 86 128 257 Vekovroba tepla v elektrrach % 40 50 55 0 Straty pri vrobe tepla v rozvodoch cca 12 %

% 35,2 44 48,4 0

TEPLO CELKOM % 206 111 177 257


1.4 Priemyseln T s vyuvan najm pre aplikcie priestorov vykurovanie sklenkov, priemyselnch hl a podobne. Vhodn je najm

vyuitie priemyselnch odpadnch tepelnch tokov, ktor nemu by pouit priamo. Najastejie sa aplikuj parn kompresorov obehy s pohonom elektrickou energiou. Pripjaj sa tie ku kogenercii

ohrev a chladenie vody, v rozmedz medzi 40 a 90 C pre istiace, hygienick a in procesy. Vinou sa vyuvaj parn kompresorov obehy, ale tie absorpn a tepeln transformry.

vrobu vodnej pary, strednch a vysokch tlakov v teplotnom rozmedz od 100 C pre rzne priemyseln ely. Sasn vysokoteplotn tepeln erpadl mu produkova vodn paru do cca 150 C (existuj prototypy a do 300 C). Vyuvaj sa najm mechanick parn rekompresn systmy a kaskdne systmy parnch kompresorovch tepelnch erpadiel.

suiace procesy, pri nzkych a strednch teplotch (do 100 C). Hlavn aplikcie s suenie dreva, reziva, papiera, celulzy a niektorch potravinovch produktov. Pouvaj sa mechanick parn rekompresn systmy a uzavret parn kompresorov systmy.

o vyparovacie a destilan procesy v chemickom a potravinrskom priemysle.

Aplikcie T vekch vkonov

Bytov domy: krenie a chladenie pasvne/aktvne Administratva: krenie a chladenie pasvne/aktvne Supermarkety: krenie a chladenie ... Ponohospodrstvo sklenky, chov rb, .. Potravinrstvo: procesy vo vrobe Hotely, retaurcie: krenie a chladenie, TV, Oddych: adov plochy a bazny Prklady zo SR:

o Administratva: Technopol, Petrimex, Bussinies Center, IngSteel,... o Nemocnice: Lieebn stav Horn Bar o Relax: hotel Altis, Partizn, Bystr, zmky Tomov, Smolenice o Aquaparky: Senec, Doln Strehov, o Supermarkety: chladenie, krenie, (Conveni pack) o Ponohospodrstvo sklenky Novky, chov rb Handlov


Priemyseln tepeln erpadl parn kompresorov tepeln erpadl, ktor mu pracova s maximlnou teplotou

pracovnej ltky do 120 C. absorpn tepeln erpadl, v sasnosti pracuj najm z dvojicou pracovnch ltok lithium

bromid - voda pri vstupnej teplote maximlne do 100 C a teplotnom rozdiele medzi kondenztorom a vparnkom max. 65 C. Hodnoty COP sa pohybuj v rozmedz od 1 do 1,4

tepeln transformry s v princpe absorpn tepeln erpadl, ktor transformuj odpadn tepeln toky (dodvanm tepla do vparnka a genertora obehu) na vyiu teplotn hladinu zskavan z absorbra. Nie je teda potrebn vysokoteplotn tepeln tok do genertora, tieto zariadenia dosahuj teplotu zskavanho tepelnho toku a 150 C s teplotnm rozdielom cca 50 C , ale energetick efektvnos pri tchto podmienkach je pomerne mal (COP cca 0,45 a 0,5)

mechanick parn rekompresn systmy, oznaovan ako otvoren systmy tepelnch erpadiel, kde para z priemyselnho procesu je komprimovan na vy tlak a teplotu a teplo je zskavan pri jej kondenzcii. Pri polootvorench systmoch je teplo z rekomprimovanej pary zskavan pomocou vmennka tepla. Energetick efektvnos takchto systmov dosahuje vysok hodnoty (COP 10 a 30) pretoe jeden z vmennkov tepla klasickho systmu tepelnho erpadla (vparnk alebo kondenztor) je eliminovan a teplotn rozdiel je relatvne mal. Sasn systmy existuj so zdrojom tepla o teplote 70 a 80 C a dodvan teplo m teplotu v rozmedz 110 a 150 C. Najastejou pracovnou ltkou je voda.

Limity chladv

HFC: ~ 80 C Propn, Butn ~ 80 C Nad 80 C NH3 H2O; NH3; CO2, R600a, LG6 Niektor HFCs: Pentafluorpropan (R245fa) ~ 100 C Pentafluorbutan (R365mfc)

Smery vvoja v chladivch

R718, R744, R717 Zmesi s R717 (R723 dymetylether 40 %, olej mieatenos ) HFOs, zmesi HFCs, HCs s HFOs

Priemyseln T

Teplotn rozsah o Do 100 C a viac o Teplota na vstupe: > 70 C o Teplota zdroja: < ~15-60 C o Zskan teplo pri ~50 60 C, zven na ~90 100 C o Chladenie pre priemyseln aplikcie

Rozsah vkonov o Stredn vkony: 50 500 kW o Vysok vkony: 500 kW do niekoko MW

Tepeln erpadl vch vkonov so skrol kompresorom 50-100kW s chladivami R407C, R410A, R32 a zmesi HFC/HFO so skrutkovm kompresorom 100-1000 kW R134a, s turbokompresorom od 270 kW do 4 MW s chladivom R134a perspektvne HFO1234ze. S chladivom amoniak sa pouvaj najm otvoren piestov kompresory.


Obrzok Zava tepeln erpadlo so skrol, skrutkovm, turbocorom a turbokompresorom

Obrzok Zdroje tepla od 10 do 30 C

Obrzok Vyuitie tepla od 35 do 80 C


1.5 Administratvne budovy chladenie a krenie 1. Aplikcie systmov nzkoteplotnho vykurovania/vysokoteplotnho chladenia pri

nvrhu a prevdzke modernch administratvnych budov

Nzkoteplotn vykurovanie a vysokoteplotn chladenie je uren pre budovy postaven tak, aby mali nzku, respektve vemi nzku potrebu energie na vykurovanie a chladenie. To je sprvna cesta, ktor sa pri vstavbe novch budov m zabezpei aj cestou naprklad energetickho ttkovania. Cieom je dosiahnu nielen nzku potrebu, ale tie spotrebu, dodvku energie. Nzku spotrebu elektrickej energie doke zabezpei tepeln erpadlo, kee vyuva obnoviten zdroje energie a m preto nzke emisie oxidu uhliitho na mnostvo vyrobenho tepla. To znamen vyuitm tepelnch erpadiel zrove plnme vetky tri ciele klimaticko energetickho balka znmeho ako 20x20x20 do roku 2020. 2. Ako zabezpei efektvne celoron prevdzku vykurovania/chladenia?

Len tepeln erpadl doku vykurova a tie chladi. Pre tepeln erpadl nzkoteplotn vykurovanie a vysokoteplotn chladenie je vhodn. innos, vkonov slo tepelnch erpadiel toti rastie s pribliujcou sa vyparovacou a kondenzanou teplotou. Tepeln erpadl pracuj na pln vkon najm v oblasti chladenia len mal podiel z celkovho asu. Vinu asu pracuj pri iastonom zaaen a tak s silne predimenzovan. Preto sa pozornos investora mus orientova nielen na innos pri maximlnej tepelnej zai, ale aj na seznnu innos, ktor zohaduje schopnos chladiaceho okruhu prispsobi sa iastonej zai. Vyuitie potencilu zlepenia innosti tepelnch erpadiel celorone, zvis od schopnosti chladiaceho okruhu(ov) pracova efektvne aj pri iastonom zaaen. To sa dosahuje pomocou viacerch chladiacich okruhov, viacerch kompresorov i s variabilnm vkonom vyuvanch poda aktulnej potreby tepla i chladu a tie pribliovanm vyparovacej a kondenzanej teploty pomocou elektronickho ovldania a regulcie s variabilnm vkonom kompresora, ventiltorov, s elektronickm expanznm ventilom, a podobne. 3. Realizcia, resp. prevdzka systmov chladenia a krenia

Prevdzka takchto systmov s tepelnmi erpadlami je ekonomicky, energeticky a ekologicky vhodn v modernch administratvnych budovch. Na Slovensku stle pribdaj budovy, ktor vyuvaj tepeln erpadl na vykurovanie, pasvne i aktvne chladenie a vznamne tak zniuj ich energetick nronos. U ns mme vemi dobr monosti na energetick zhodnotenie podzemnej vody tepelnmi erpadlami. Tmto spsobom nielene sa d zabezpei potrebn tepeln komfort, ale zrove pri nzkej spotrebe dodanej elektrickej energie vaka podstatnmu podielu obnovitenej energie sa vznamne zniuj emisie oxidu uhliitho v porovnan s inmi systmami. To, e tepeln erpadl u ns nemaj pozciu, ktor by zvraznila ich vhodnos, je nielen vaka vym investinm nkladom, nedostatku informci, ale aj prvnym normm, ktor ich doposia vraznejie nepodporili v porovnan s inmi technickmi zariadeniami vyuvajcimi obnoviten, i neobnoviten zdroje energie. Napriek tomu, mme modernmi administratvnymi budovami, ktor vykurovanie, aktvne i pasvne chladenie pomocou tepelnch erpadiel s vynikajcou seznnou innosou spene vyuvaj.


Systmy klimatizcie s chladenm i krenm Rozdeujeme poda toho, i je nositeom chladu (tepla) z chladiacej a kondenzanej jednotky chemick chladivo, alebo chladen (zohriata) voda, vzduch. Vo veobecnosti je klimatizcia (Air Conditioning) vraz pre techniku, ktor me vykonva a tyri termodynamick funkcie, ako s vykurovanie, chladenie, zvlhovanie a odvlhovanie. Rozliujeme presn a komfortn klimatizciu. Pre vobu akhokovek klimatizanho zariadenia (najm urenho pre chladenie technolgie) je najdleitejie hadisko citenho chladiaceho vkonu, ktor predstavuje schopnos odvdza tepeln za. Systmy, ktor zrove chladia i vykuruj chladivom s regulovatenm chladiacim vkonom kombinciou viacerch vonkajch jednotiek umouj:

pripojenie vieho potu vntornch jednotiek, zvenie celkovej dky potrubia, vie prevenie medzi vntornmi jednotkami a vonkajou jednotkou.

Na trhu je viac druhov multi-splitov, VRV/VRF systmov, ktor s schopn pokry potreby celho objektu so znanm potom modelov vntornch jednotiek s chladiacim vkonom od 2 do 12,5 kW. Inverterov kompresory dosahuj a 8 400 otok za mintu pri vyrovnanej innosti aj pri frekvencii 240 Hz. DC inverter regulcia skrol kompresoru udriava vysok innos aj v podmienkach iastonej zae, oho vsledkom s znen emisie CO2, znen prevdzkov nklady. Nov funkcia ekonomizra umouje zven chladiaci vkon a teda aj innos bez toho, aby sa zvovala vekos systmu. VRV/VRF vykuruj a do 25C. COP pri 10 C je vyie ako 3. Vkon klesne len o 18 % pri -25C. To sa dosiahlo pomocou dvojstupovej kompresie. To znamen, e v prpade vemi nzkych teplt, pri zvyujcom sa kompresnom pomere sa pripoj aj druh stupe kompresie. Tento druh stupe kompresie zrove pomha urchli odmrazovanie vparnka tak, e jeho pripojenm sa zvi kondenzan vkon pri reverzcii chladiaceho okruhu. as odmrazovania tak klesol. Nvrat na pvodn vparn teplotu sa tm istm spsobom urchli. Dvojstupov kompresia me pomc tie riei prpadn problmy nvratu oleja do kompresora pri regulovanom vkone. Klasifikcia klimatizanch zariaden


Energeticky najvhodnej klimatizan systm Je tak, ktor podstatn as roka zrove chlad i vykuruje alebo pripravuje

tepl vodu. Tieto systmy mono aplikova v inteligentnch budovch, v ktorch preerpvaj teplo z miestnost, kde je ho prebytok, do miestnost, kde je ho prve nedostatok. Takto systm je vhodn napr. aj v predajniach potravn, kde na jednej strane treba chladi a mrazi potraviny a npoje a na druhej strane sa predaja mus vykri. Integrcia chladenia, mrazenia a vykurovania do jednho systmu umon vhodne vyui sasn vrobu chladu i tepla v prechodnch obdobiach aj v zime z toho istho chladiaceho okruhu.

Najinnejia prevdzka sasn chladenie i krenie

Systm s integrovanm chladenm, mrazenm klimatizciou s chladenm a krenm

Riaden vodn okruhy a akumulcia Vodou chladen chladie s kompaktn a vyaduj si iba vemi obmedzen priestor v strojovni. Tieto chladie sa pouvaj pre komern a priemyseln aplikcie a pripravuj studen a tepl vodu, ktor sa d vyui na chladenie, vykurovanie alebo obidve funkcie sasne. Jednotky s napojen na vodn okruhy, v ktorom sa celorone udruje voda o teplote 15 -45C. Jednotky poda potreby v jednotlivch miestnostiach celorone kria alebo chladia alebo poda oslnenia fasd niektor chladia in sasne kria. Ide vlastne na rozdiel od VRV systmov o nepriame chladenie, pri ktorom sa chlad na miesto spotreby dopravuje nie priamo chladivom, ale nepriamo chladiacou kvapalinou. Tieto systmy s energeticky nronejie ako VRF/VRV, ale investine lacnejie. Mylienka poui ad ako akumultor energie je star. Akumulciu energie v ase ke jej mme prebytok a jej erpanie v dobe, ke je to pre ns vhodn je mon do adu alebo zsobnkov TV. Naprklad v noci chladiaci stroj produkuje ad, t.j. odober teplo mrzncej vode. Sasne produkuje kondenzan teplo, ktorm me budovu v noci vykurova a cez de naopak naakumulovanm chladom budovu klimatizuje - chlad.


Vyuitie podzemnej vody zo zavodnench vrstiev (aquifer) na chladenie i krenie Primrny okruh v ZOO st n/L

Jeden vrt o hbke 515 m Priemern prietok podzemnej vody 12 l/s Priemern teplota 32C 5 nezvislch strojovn:

o 16 ks IVT GreenlineG 22 o 8 ks IVT GreenlineG 26

Maximlne COP 6,1(30/45) Priemern seznne COP 4,5(30/55) 1,2 miliardy Eur 1000 eur/kW vkonu Realizcia v roku 2005

Vykurovacia sstava 1190 kW, 55/40 C


Voda z ban zima a leto v meste Heerlen Vykurovanie a chladenie

Vody z ban o teplote a 18 C umouje aj vyuitie na vykurovanie sklenkov (Novky), chov rb (Handlov) a podobne Linz ENERGIE AG postaven v rokoch 2006-2008 sli ako prklad v Raksku

V lete sa teplo z chladenia budovy akumuluje do pdy. V zime sa z nej teplo odober na krenie 7-imi T po 100 kW. Dve erpadl erpaj podzemn vodu, ktor sa priamo pouva na chladenie dtovch centier a tie na pravu teploty a vlhkosti vzduchu vo ventilanom systme 19 posch. 73 m vysokej budovy s 22.654 m2

Teploty 10/6 C a 35/30C vkony chladenie/krenie 337/440 kW R134a 1x skrutkov, 1xturbo Na budove s tie intalovan fotovoltaick panely (650m2). Vyrbaj 42 tis. kWh elektriny za rok a tak iastone zsobuj budovu elektrinou. Osvetlenie budovy zvonka je 700 LED svietidlami, ktor vytvraj zaujmav efekty patriace u k znakom Lincu.


Vyuitie odpadovho tepla Z procesu chladenia adovch plch

Pri procese chladenia adovch plch vznik odpadov teplo (energia), ktor nie je tandardne vyuiten z dvodu jeho teploty, ktor je v priemere 20C. Preto bva toto uvoovan do okolia. Takmto spsobom sa odovzdva do vzduchu bez alieho vyuitia odpadov teplote vo vke: 1,3 x chladiaci vkon technolgie

Funkn schma adovch plch

Prepojenie systmov chladenia plochy a vykurovania Energeticky vhodn je prepojenie systmov chladenia a vykurovania zariadenm, ktor je schopn vyui energiu z odpadovho tepla a zvi ju na vy potencil vyuiten na vykurovanie a ohrev TUV. Takto zariadenie je TEPELN ERPADLO, ekologick energetick zariadenie schopn vyui nzko potencilnu energiu z ,,obnovitench zdrojov odpadovho tepla (20C) chladiacej technolgie a zvi ju na vy potencil (napr.55C) vyuiten na vykurovanie priestorov tadina a na ohrievanie TUV. innos tepelnho erpadla COP je 5,4 to znamen, na kad 1kW spotrebovanej elektrickej energie vyprodukuje tepeln erpadlo a 5,4kW tepelnej energie, tto druh as je odobrat z odpadovho tepla chladiaceho systmu. Cena takto vyprodukovanho 1 kw tepla je 0,02eur/kW, spora oproti plynovmu vykurovaniu je do 60%

Tepeln erpadl v supermarketoch a v obytnch budovch

Parametre predajne v Neninciach: Potreba energie: vykurovanie: 7,047 kW, chladenie:5,210 kW, Systm: dve akumulan ndoby (chladn strana/tepl strana), chladenie : fancoily, vykurovanie: podlahov vykurovanie a raditory. Zdroj tepla: sli na vykurovanie objektu ako aj na chladenie objektu v letnch mesiacoch Celoron chladenie skladu ovocia a zeleniny nezvisl na vykurovan. Priemern COP (doteraz): 4,6. Vpotov po zapotan aj chladenia: 6,1. Pri aplikcii T vzduch/voda COP len vykurovanie sa pohybuje od 3,08 po 3,22


Predajne v Neninciach, v Krupine, v Kokave nad Rimavicou alej v autoservisoch, v katieli na STK s tepelnmi erpadlami, ktor kria i chladia

Realizcie alternatvnych zdrojov s vyuitm odpadovho tepla

Aplikcie realizovan na Slovensku: 1. Kogeneran jednotky a ich chladenie pomocou tepelnch erpadiel voda -

voda 50kW 2. Chladenie priestoru kotolne s tepelnm erpadlom vzduch-voda 18,5kW 3. Vyuitie odpadovho tepla z baznovej technolgie pre tepeln erpadl

voda- voda 240kW 4. Vyuitie odpadovho tepla z technolgie lakovne pre tepeln erpadl voda-

voda 2x300kW

Chladenie kogeneranch jednotiek T voda/voda Oddeovacie vmennky od technologickej vody


Tepeln erpadl vo vzduchotechnike Cieov skupiny pre vyuitie vekch T vo vzduchotechnike:

Vrobn haly, Obrbanie kovov, Kaliarne, Lisovne... (prevdzky s vysokou tepelnou zaou) Elektrotechnick priemysel, Tlaiarne, Farmaceutick priemysel... (prevdzky so zneistenm vzduchom a potrebnou vekou vmenou vzduchu) Nkupn centr, Hotely, Retaurcie... Potravinrsky a mso spracujci priemysel

Poiadavky na realiztora

Projektant s vysokou odbornosou v oblasti krenia, chladenia, vetrania, ktor pozn vhody a nevhody jednotlivch spsobov navrhnutch rieen

Vrobca zariaden, ktor je ochotn navrhn a vyrobi zariadenia poa vpotovch hodnt projektanta

Programtor, ktor m znalosti s vetranm, chladenm, klimatizciou a akceptuje fyziklne dan hodnoty, pri ktorch je potrebn regulova jednotliv prevdzkov stavy zariadenia.

Realiztor schopn urobi optimalizciu prevdzky zariadenia na zklade vyhodnotenia ronch grafov prevdzky

Vizualizcia dohadov systm Zimn prevdzka COP 3,95

Delen KZ s T s glykolovmi SZT 6x20000m3


Problmy sstav chladenia a vykurovania v priemyselnch procesoch Problmy pre star a nov sstavy tepelnch erpadiel

Aplikcie vekch T realizovan na Slovensku pre mliekarne, sklenky, chov rb, ...

Star sstavy

Vek a technick stav zariaden Neprispsobenie distribcie, zmenm odbernch miest Nevhodne volen teplotn spdy Nezohadnenie sasnch potrieb chladu a tepla jednotlivch ast vroby

Nov sstavy

Distribcia nezodpoved finlnemu rozmiestneniu vroby Nesprvne volen teplotn spdy Nezohadnenie sasnch potrieb chladu a tepla jednotlivch ast vroby Nevhodne volen typ free-cooling-u, prpadne nezvolen vbec

Sprvna voba systmu chladenia a vykurovania v priemyselnch procesoch

Pochopenie vrobnho procesu o najpresnejie stanovenie odberovch diagramov Zohadnenie loklnych zdrojov, danost a monost

Prrodn zdroje SR a mon vyuitie


Diskusia k vekm tepelnm erpadlm Vo vzahu k PEF primrnemu energetickmu faktoru a zaraovaniu budov do

energetickch tried poda vyhlky 364/2012 Z.z., poda tabuky F.

Tepeln erpadl v komplexoch pasvnych budov bud nutn. Monosti rieenia energetickch systmov pasvnych objektov:

1.Zkladnm tepelnm zdrojom objektov bud tepeln erpadl -vykurovanie a prprava ohriatej pitnej vody -chladenie a vzduchotechnika

2.Tepeln sstavy bud vyuva prednostne slav systmy pre odovzdvanie tepla do interiru, stenov a stropn systmy budovan mokrm alebo suchm spsobom

-spora primrnej energie -vy komfort vykurovania a hlavne chladenia

3.Pri pouit systmov pracujcich na princpe prdenia tepla - VZT jednotiek s vysokou innosou rekupercie alebo fancoilov na vykurovanie a chladenie objektov vznikne poiadavka na objektov vrobu elektrickej energie .Mon energetick zdroje :

-kogeneran jednotka -fotovoltick elektrre

Zver

Pri zaraovan budov do energetickch tried m vznamn lohu PEF, o je obrten hodnota venej priemernej innosti vroby elektrickej energie. m vy je PEF, tm vyia potreba primrnej energie pre T a tm sa sauje zaradenie budovy do vych energetickch tried poda vyhlky 364/2012 Z.z.

Vstavba objektov takmer s nulovou spotrebou- pasvne budovy je cieom ,ktor si kladie vlda pre vstavbu objektov ttnej sprvy od roku 2018 a pre ostatn budovy od konca roku 2020. Poadovan takmer nulov mnostvo energie by sa malo vo vznamnej miere pokry energiou z obnovitench zdrojov ,ktor bude vyroben priamo na mieste alebo v blzkosti budovy. T maj vznamn podiel energie z OZE, problm vak je prepoet spotrebovanej elektrickej energie na primrnu energiu pomocou PEF, ktor sce bol znen z 2.8 na 2.76, ale eurpsky priemer je 2.5 a skuton vykazovan Eurostatom je 2.15. Je preto otzka, i by Slovensko malo ma vy PEF ako in krajiny. PEF a emisie CO2/kWhEE sa potaj poda normy STN EN 15603 o EHB. Je preto zaujmav, e Eurostat vypotava pomerne nzky PEF a SR naopak vysok.


2. Zdroje nzkopotencionlneho tepla Ide predovetkm o povrchov, podzemn vodu a zem hbkovo i plone, kee vzduch je vhodn len pre menie vkony tepelnch erpadiel. 2.1 Voda ako zdroj nzkoteplotnej energie pre tepeln erpadlo

Podzemn voda Povrchov voda

Vhody a nevhody tepelnho erpadla voda voda Vhody (pri vyuit podzemnej vody)

o + najniie prevdzkov nklady, v porovnan s hbkovmi vrtmi aj niie investin nklady

o + najkratia nvratnos o + najvia innos T o + minimlne nroky na plochu o + vyrovnan vkon po cel rok o + takmer kontantn teplota vody v priebehu roka (8 12C, me

by aj vyia okolo 15C) Nevhody

o treba ma trvalo zabezpeen dostaton vdatnos vodnho zdroja (minimlne 0,5 l/s v zvislosti od typu tepelnho erpadla)

o vyhovujcu kvalitu podzemnej vody o systm vyaduje pravideln drbu a dozor

Studne pre tepeln erpadl Projektovanie a realizcia studn Rizik pri realizcii studn pre tepeln erpadl Prklady realizcie studn tepeln erpadl

Projektovanie a realizcia studn Dimenzovanie mnostva podzemnej vody Hydrogeologick prieskum Projekty pre vodoprvne povolenie Vodoprvne povolenie, ealizcia vodnej stavby Povolenie na odber podzemnch vd a kolaudan rozhodnutie

Hydrogeologick prieskum Overi vdatnos vodnho zdroja Zisti teplotu podzemnej vody Posdi fyziklno-chemick vlastnosti vody Uri reim prdenia podzemnej vody Posdi mon ovplyvnenie podzemnch vd v okol

Vodoprvne povolenie Vodoprvne povolenie - povolenie na uskutonenie, zmenu alebo odstrnenie

vodnej stavby poda 26 zkona . 364/2004 Z.z. o vodch iados o vydanie vodoprvneho povolenia (ttna vodn sprva OP)

o Projekt geologickej lohy o Zveren sprva z hydrogeologickho prieskumu


o Projekt vodnej stavby a stanovisko SHM a SVP .p. o Shlas poda 120 zkona . 50/1976 Zb.v znen neskorch predpisov

(stavebn zkon) o List vlastnctva, katastrlna mapa, ostatn poadovan vyjadrenia ...

Povolenie na odber podzemnch vd a kolaudan rozhodnutie Povolenie na odber podzemnch vd povolenie na osobitn uvanie vd

poda 21 ods. 1 psm. b) bod 1 a psm. c) zkona . 364/2004 Z.z. Kolaudan rozhodnutie povolenie na uvedenie vodnej stavby do prevdzky iados o vydanie kolaudanho rozhodnutia ttna vodn sprva OP

o Projekt skutonho vyhotovenia o Geodetick dokumentcia o Ostatn doklady (atesty, tlakov skky, ...)

Evidencia odbernch mnostiev a poplatky za odber podzemnej vody V prpade odberov nad 15000m3 rone alebo 1250 m3 mesane povinnos

oznamova daje poverenej osobe (SHM) poda 6 zkona . 364/2004 Z.z. Evidencia odberov mesane, tlaiv na strnke SHM, zasiela do 31.1. za

predchdzajce obdobie Poda zkona . 230/2005 Z.z. sa do vodnho zkona doplnil 79 ods. 3 psm.

i) za odbery podzemnch vd na ely energetickho vyuitia pri nslednom vypan do podzemnch vd neplat

Usmernenie MP na odber podzemnch vd vyuvanch na chladenie sa toto oslobodenie nevzahuje

Chemismus vody Ukazovate Jednotka Doskov vmennk, Doskov vmennk, letovan meou letovan niklom Hodnota pH 7 - 9 (s ohledem na SI) 6 - 10 SI - index nastenia delta hodnota pH -0,2 0 + 0,2 Bez pecifikcie Celkov tvrdos dH 6 - 15 6 - 15 Vodivos S/cm 10500 Bez pecifikcie Filtrovaten ltky mg/l Poda diagr. pri viac ako 100C s chloridy neprpustn. Von chlr mg/l 0,5 0,5 Sirovodk H2S mg/l 0,05 Bez pecifikcie Amoniak (NH3/NH4+) mg/l 2 Bez pecifikcie Sulft mg/l 100 300 Hydrogenkarbont mg/l 300 Bez pecifikcie Hydrogenkarbont / Sulft mg/l 1,0 Bez pecifikcie Sulfid mg/l 1 5 Nitrt mg/l 100 Bez pecifikcie Nitrit mg/l 0,1 Bez pecifikcie Fe, rozpusten mg/l 0,2 Bez pecifikcie Mn mg/l 0,1 Bez pecifikcie Von agresvne CO2 mg/l 20 Bez pecifikcie

Kvalita vody ovplyvuje vznamne prenos tepla, zananie vmennkov, frekvenciu drby. V prpade naprklad zaolejovanch vd, sa v krtkej dobe me vkon vmennka vznamne ni. Samostatn problm je vsakovacia studa, ktor sa stane nepriepustnou znefunkn cel systm.


2.2 Zemn kolektory Teplo v zemi me by pomocou tepelnho erpadla preveden na vyuiten teplo s vyou teplotou. Zo zeme sa odober horizontlnymi, vertiklnymi, koaxilnymi kolektormi, energetickmi pilotmi, komi a podobne.

Zemn plon kolektory (ZPK) Do vkopov 1,2 - 1,5 m hbky (ovplyvuje zmrzn hbka lokality) sa kladie potrubie (priemer potrubia a rozte pokldky poda charakteristiky podloia). V prpade vieho potu okruhov sa zluuj v normovanej zbernej jame a do objektu ved len dve rry k tepelnmu erpadlu. Geotermlne vertiklne sondy (GVS) S najefektvnejm systmom odberu geotermlnej tepelnej energie. Vrt pre tepeln erpadlo tvoria jeden, dva jednoduch okruhy plastovho potrubia priemeru 32 mm (DN 25) alebo 40 mm (DN 32). zapusten do vrtu o hbke 60 - 300 m o priemere 125 a 165 mm.. Medzi priestor medzi potrubm a stenou vrtu je tlakovo injektovan odspodu nahor. Energetick piloty (betnov zklady) Rrkami vmennka tepla, ktor s integrovan v kontrukcii energetickch pilotov, sa energia v lete odvedie do podzemia, kde sa akumuluje. V zime naopak tepeln erpadlo vyuva energetick piloty ako zdroj energie potrebnej na vykurovanie. Geotermlne koaxilne sondy Dvoma do seba zasunutmi rrkami d 63 mm a d 40 mm vznik jednoduch koaxilna sonda. Kvapalina pretek medzi priestorom dole a vntornm rrkou nahor. Pritom sa kvapalina pri vykurovacom reime zahrieva a pri chladacom ochladzuje. Koe Rrky zvinut do tvaru koov s vkonom cca 2 kW.


Dimenzovanie vrtov na zklade vkonu tepelnch erpadiel Je rozdiel v dimenzovan vkonov do cca 30 kW vkonu a vkonov nad 30 kW.

Dimenzovanie do 30 kW sa vykonva so shlasom radov P v zjednoduenom reime. Vzhadom na geologick rozmanitos zem sa nem zjednoduene uvaova stredn hodnota mernho vkonu vrtu 50 W/m (STN EN 15450). Zohadni je potrebn nasledovn podmienky pre monos pouitia zjednoduenho vpotu: hbka vrtu medzi 60 a 150 m, rozstup medzi vrtmi = 10 % ich navrhovanej dky, duplexn rrkov vystrojenie vrtu o priemeroch (4 32 mm), DN 32 (4 40 mm), vrty v lniovom usporiadan (v rade), dodranie maximlneho ronho zaaenia (cca 2400 hodn/rok)

Pri navrhovan je vhodn uvaova celkov mon dodan energiu z vrtov, ktor je 95 a 145 kWh/rok na jeden meter vrtu v reimu 2 400 hodn zae. Takto uveden hodnota je presnejia a projektant vrty navrhne spoahlivejie. Prklad: Potreba tepla objektu pre vykurovanie - 12 800 kWh Potreba tepla na ohrev vody - 4 700 kWh Celkov potreba - 17 500 kWh 17 500 kWh/2 400 h = 7,3 kW Nvrh hbky vrtov je pre tepeln erpadlo o tepelnom vkone 7,3 kW. Pri COP 4,6 chladiaci vkon = 7,3/4.6 . 3.6=5,71 kW. Potom potrebn hbka vrtu pro konkrtne podloie je naprklad: 5 710 W/50 W = 114,2 m. Pre dan objekt sa me voli ni vkon T, ale celkov hbka vrtov by mala by zachovan. U poddimenzovanej vekosti T s ben ron nbehy 3 500 a 4 500 pracovnch hodn. V tomto reime nie je spravidla problm s vkonom. T dodva teplo v chladnch mesiacoch nepretrite. To T nevad., Ale primrny okruh (vrt) sa dostva do energetickej pirly. Je stle viac vychladzovan a prestva by schopn doda potrebn energiu. So zniujcou sa teplotou vrtu sa zniuje vkon T, ale potreba na dodvku tepla zostva. Tento efekt sa asto prejavuje pri nakren novostavieb, ktor s dostavan zaiatkom zimy. T beia nepretrite a snaia sa podchladen dom vykri. Primrne okruhy asto pracuj v reime 5 C/2 C a nie s neobvykl teploty aj 7 C/4 C. Krtkodob prevdzka je mon, ale ak v tchto teplotch pracuje systm v u existujcom objekte, dsledok je prve nadmern poet pracovnch hodn naznaujcich poddimenzovan vrt. Vek zariadenia nad 30 kW vkonu Vhodn ekonomick parametre s krtkou dobu nvratnosti maj projekty, kde je potreba nielen kri, ale i chladi s akumulciou a to v jednom procese zrove. Pre vek T s vkonom nad 30 kW, alebo ak vrty s zoskupen inak ako v lnii, je nutn navrhova vrtn pole s vyuitm analytickch simulanch programov. Aby bol nvrh primrneho okruhu postaven na pevnch zkladoch, je nutn realizova prieskumn vrt, ktor sli ku zisteniu neznmych parametrov. Neodpora sa pouva pecifick hodnoty poda normy tak, ako pre T s vkonom do 30 kW.


Administratvne budovy zdroj nzkopotencionlneho tepla vertiklne kolektory

Zklady vkovch budov vo Frankfurte nad Mainom vyuit na vedenie tepla

Vrty i horizontlne kolektory je vhodn regenerova


Nzkopteplotn vykurovanie a vysokoteplon chladenie s energetickmi zkladmi

Priame chladenie Aktvne chladenie Chladenie a krenie Krenie


2.3 Prklady T pre administratvne budovy a priemysel AULA -Technical University of Ostrava ukonen v roku 2006 Najvia intalcia v echch s vrtmi

o tepeln straty 1300 kW o prprava 23 mesiacov o intalcia 4 mesiace

Krenie o 10 ks IVT GreenlineD 70 o Tepeln vkon 700 kW o Podlahov o Raditory o Klimatizcia o Tepl voda

Chladenie o 70 000 m potrubia na strane zdroja o Nemrznca zmes 18 000 l ethanol o Problm odvzdunenia o Plnenie 21 days o Pasvne chladenie 500 kW

Nvrh vrtov

o Test tepelnej odozvy vykonali v spoluprci s nom Helstrmom z Lund TU o 108 aktvnych vrtov 140 m hlbokch o 2 kontroln vrty boreholes (bez rrok) o Celkov dka vrtov 15 400 m o 3 vrtn spravy poas 90 dn

Administratvne budovy zdroj nzkopotencionlneho tepla horizontlne kolektory Znme priemyseln aplikcie

Vrtan Ropsten, Sweden,patr medzi najvie tepeln erpadl vyuvajce teplo z morskej vody. V prevdzke je od roku 1985 na oblastn vykurovanie s vkonom 180 MW; 80C

Nimrod mestsk as v Stockholme m tepeln erpadlo na oblastn vykurovanie a chladenie v prevdzke od roku 2001. Chladiaci vkon je 48 MW a vykurovac vkon 36 MW. Morsk voda ako zdroj tepla i chladu


Sandvika, Oslo, Odber tepla z kanalizanej vody, s vykurovacm vkonom 14 MW, teplota vody pre oblastn vykurovanie je 78C,

Skoyen Vest, Oslo, Odber tepla z kanalizanej vody, s vykurovacm vkonom 12 MW Prprava teplej vody s teplotou 90C, v prevdzke od roku 2005

Katri Vala, Helsinki, Oblastn vykurovanie a chladenie s vykurovacm vkonom 90 MW a chladiacim vkonom 84 MW, v prevdzke od roku 2006

EnergieAG Powertower Linz, Prv rakska vkov pasvna budova, T zem/voda, 780 KW, 35C,

Basel, vyuitie tepla z istiarne odpadovch vd je v prevdzke 20 rokov, tepeln vjkon 800 kW

Winterthur, vyuitie tepla z istiarne odpadovch vd s vkonom 820 kW Modernizcia Luxushotel 5* Carlton in St. Moritz, Domestic prprava teplej vody, 150 kW,

od roku 2006

Vyuitie tepla z odpadovch vd. Zdrojom nzkopotencionlneho tepla pre tepeln erpadlo je odpadov voda v mestskej kanalizcii Princp odberu tepla z kanalizci Prietok v kanli min 15 l/s o 10-20 C t=5C Z toho na dke 30 m sa zska Qo=150 kW Pri COP 3,7 Qk= 190 kW


200 m dlh sekz kanalizcie s vloenmi betnovmi rrami so zabudovanmi plastovmi rrami z primrneho okruhu tepelnho erpadla v Zrichu-Wipkingene

Obrzky Umiestnenie plastovch rr v betnovch kanlovch rrach s teplotou kanalizanch odpadov nad 10 C s prietokom vody medzi kanlom a vparnkom

Princp odberu tepla z istiarn odpadnch vd na vstupe


Vroba kvasnc

Vroba kvasnc produkuje teplo, ktor je odoberan studninou vodou. Po jej ohriat je tto voda vyuvan tepelnmi erpadlami na vrobu teplej vody pre vrobn proces kvasenia a pre verejn vykurovaciu sie. Kee vroba sa na vkend odstav, tepeln erpadlo odober teplo zo studninej vody teda s horm COP Kontajnerov tepeln erpadlo ABC- KCHJ je navrhnut ako mobiln strojova chladenia na bze ekologickch chladv R717 a R723 v hoteli Altis na Orave


Zdrojom tepla pre vykurovanie a TV hotela ako aj baznu je adov plocha Vrtan Ropsten najvie T vyuvajce morsk vodu

Poet jednotiek 6 Typ UNITOP 50 FY Chladivo R134a / R22 Vykurovac vkon 180000 kW Centr. Vykur. teploty in/out 50 / 80C Chladiaca morsk voda water, direct Teploty chladiacej vody in/out2.5/0.5C 6 jednotiek v prevdzke od roku 1985

Odparovacia teplota (to) v C +3 0 -5 -10 -15 Chladiaci vkon (Qch) v kW 368 324 258 204 158 Kondenzan vkon (Qk) v kW 426,5 381,2 313,3 254,4 205


Vrten Plant budova s 11-timi T s jednm stlym pracovnkom po ~25 MW s celkovm vkonom 275 MW pre centrlne zsobovanie teplom (370 km rr o 1,2m),

Suenie dreva

Hore budova so erpadlami na morsk vodu s vkonom 2,5 m3/s so sptnm preplachom, isten kad dva roky. Vodu preerpvaj na sprchovanie doskovch vmennkov naavo. Vaku tomuto princpu, mu vyui morsk vodu o teplote 4C a schladi ju pri obtekan vmennkov a na 0 C.


Nimrod, Stockholm City Vykurovanie, chladenie

o centrlne od 2001. Vkon 48 MW chladiaci. Zdroj morsk voda. Vykurovanie 36 MWth Vyuitie 99.7 %. T od firmy Sulzer s s 2 turbokompresormi. Ete cca 5 z nich be na chladivo

R22, ktor sa od roku 2005 nesmie dopa a napriek tomu be u 5 rokov. Poiadavky na tesnos s vemi vysok, ve v jednom chladiacom okruhu je a 20 ton chladiva. Celkom v budove je teda cca 100 ton R22 a 120 ton R134a.

Obrzok Pohad do haly s T od firmy Sulzer s s 2 turbokompresormi Procesn teplo Vrobca kblov pre automobilov priemysel Bebuer & Griller

Zdrojom tepla pre T je teplo o teplote 25 C

vyvjajce sa pri ahan hlinkovch kblov. T s skrutkovm kompresorom s chladivom R134a, s vkonom 139,5 kW priprav tepl vodu a teplote 55C. spora je 19 tis Eur/rok.


Tepeln erpadl v istiarach, provniach Nachdzame ich istiarach, pri suen dreva, v papierenskej vrobe, pri vrobe plastov, potravn, chmie, textilu a podobne s nvratnosou od 2 do 7 rokov a s vkonmi od 50 kW do niekokch megawatov naprklad pri vyuit procesnho tepla z cementrskych pec, z kogenercie a inch vrob. Ide vinou o vyuitie odpadnho tepla. V menom pote o vyuitie procesnho tepla z rznych vrob. S prpady, kedy obe strany chladiaceho okruhu sa daj vyui na chladenie i krenie.

Vyuitie sa d rozdeli na teploty nad 80 C a pod 80 C. Pre teploty nad 80 C a do 140 C sa vyuvaj chladiv R245fa, R717, LG60, CO2 a tie R600a. Pouitie horavch chladv si vyaduje doplnenie podmienok ATEX 1 a 2

Prklad istiarne s intalovanm T s vkonom 45 kW s piestovm kompresorom pre

teploty 110/60 C s tlakovm pomerom 4,3

Tepeln erpadlo s rekupercia tepla z odpadnej vody

z priek Systm s T pre ohrev vody do priek

a tie sptn vyuvanie tepla z vody po pran, ktorou sa predohrieva voda erpan zo studne pred vstupom do kondenztora. Celkom obieha cca 5000 kg vody za hodinu. Tto voda je zneisten pracmi prostriedkami a preto sa mus pred sptnm vyuitm tepla isti. Pri isten klesne jej teplota z cca 55C na 40 C. Po odovzdan tepla studninej vode a chladivu vo vparnku teplota klesne na 13-14C teda pribline na teplotu podzemnej vody vyuvanej pre T. Pri vykurovacom faktore medzi 6-6,5 sa dosiahla nvratnos investcie 3,5 roka.

1. Studa 2. erpadlo 3. Ndr 4. Vmennk 5. T 6. Potrubie 7. Prka


3. Zklady pre nvrh tepelnho erpadla Energia, prca a teplo

Energia, prca a teplo s meran v Jouloch (J), alebo (N.m) - o s ekvivalentn jednotky.

Energia (E) je fyziklna miera pohybu hmoty, v technike asto definovan ako schopnos kona prcu. Me existova v rznej forme, ako energia mechanick, tepeln, magnetick elektrick, chemick, jadrov a in a ich suma tvor celkov energiu systmu.

Teplo (Q) je forma prenosu energie medzi dvomi telesami v dsledku rozdielu teplt, priom smer prenosu energie je vdy z telesa s vyou teplotou ma teleso s niou teplotou.

Prca (W) tak ako teplo je forma prenosu energie medzi telesami a udva mnostvo energie prenesen poas ich interakcie. (Prca 1 Joule alebo N.m je vykonan, ke sila 1 Newton psob a pohybuje bod aplikcie po drhe 1 metra pozd lnie akcie sily).

Termodynamick vpoty vlastnost tekutn sa zvyajne vzahuj na 1 kg tekutiny.

Teplo prenan 1 kg ltky je teda mon uri nasledovnm vzahom:

Joule je vemi mal mnostvo energie, take sa veobecne v praktickch

vpotoch pouvaj kilojouly. 1 kilojoule je tisc Joulov (1 kJ = 103J) pecifick tepeln kapacita c

pecifick tepeln kapacita (c) je mnostvo tepla potrebn na zvenie teploty 1 kg ltky o 1 K (bez zmeny stavu ako je na prklad z kvapaliny na plyn)

Teplo potrebn (Q) na zvenie teploty hmotnosti (m) z teploty t1 na teplotu t1 sa vypota ako:

pecifick tepeln kapacita ltky zvis od jej teploty. Stredn pecifick tepeln kapacita vody (cm) medzi 0 a 100 C je 4,187 kJ / kg.K Prklad Vypotajte teplo potrebn na zvenie teploty 12 litrov vody z 10 na 45 C. Predpokladajte, e pre priblin vpoty pri nzkych teplotch 1 liter vody m hmotnos 1 kg (cm = 4,187 kJ / kg.K)

Vkon (prkon) Vkon (P) je mnostvo prce vykonanej alebo energie prenesenej za jednotku asu:


SI jednotkou pre vkon je watt (W)

Prklad Vypotajte prkon potrebn pre ohrieva vody pre zvenie jej teploty z 10 na 45 C pri prietoku 12 litrov za mintu (cm = 4,187 kJ / kg.K ,1 liter vody = 1 kg ). Objemov tok vody 12 l/min = 0,2 kg/s

Entalpia

Entalpia (H) je vlastnos ltky charakterizujca energetick stav prdiacej ltky v otvorenom systme v zvislosti od jej teploty, tlaku a stavu (pevn, kvapaln, plynn fza alebo zmes fz) definovan vzahom:

H = U + p.V kde U je vntorn energia ltky, p je jej tlak a V objem.

Vntorn energia U (sin cp. ) je vlastnos systmu charakterizujca jeho energetick stav, je to suma kinetickej a potencilnej energie chaotickho pohybu molekl ltky a jej zmena je pre idelny plyn iba funkciou zmeny teploty (neuvaujeme pritom pri skmanom prden ltky zmenu jej chemickej a jadrovej energie).

Sin p.V vyjadruje energiu prdu - prcu potrebn na udranie kontinulneho prdenia tekutiny (vtlanie a vytlanie hmotnosti cez kontroln objem), ktor pri nvrhu chladiaceho okruhu zanedbvame. pecifick entalpia je celkov entalpia na jednotku hmotnosti: h = H/m J/kg)

Zmeny entalpie uruj rchlos prenosu energie (tepla a prce) v obehu tepelnho erpadla. Tepeln (Q) alebo mechanick (P) vkon alebo prkon v chladiacom obehu je potom dan vzahmi

Q = . h P = .h

kde je hmotnos chladiva prechdzajca obehom tepelnho erpadla za jednotku asu (kg/s). Entrpia

Entrpia (S) je alou vlastnosou ltky, ktor reprezentuje zmenu vlastnost termodynamickho systmu. Jej celkov zmena spojen s ubovonmi procesmi v tepelne izolovanom uzavretom systme mus by kladn (jej hodnota pri relnych procesoch v dsledku degradcie tepelnej energie a disipcie mechanickej energie


vdy vzrast, v limite zostva kontantn). Zmeny pecifickej entrpie (s) ltky poas procesu s meradlom degradcie energie, teda zniovanie jej kvantity vyuitenej pre zisk prce. Zmenu entrpie ltky je mono vyjadri v diferencilnej forme vzahom:

kde dQ je mnostvo tepla prenesen medzi ltkou a okolm, T je absoltna teplota na drhe procesu. Znamienko plat pre relne procesy, znamienko = pre idelne (vratn) procesy. Tak isto ako entalpia aj entrpia je dleit pre pochopenie chladiacich obehov. Zmeny entrpie chladiva pri dodvan pohonnej energie uruj efektvnos obehu tepelnho erpadla (s nrastom entrpie merne narastaj energetick straty). Zmeny stavu

Stav ltky me by tuh, kvapaln alebo plynn ale vntri uzavretho systmu mu dva stavy koexistova v zvislosti na teplote a tlaku. V chladiacich obehoch sa zaujmame o premeny medzi kvapalinou a plynom.

Vyparovanie pri kontantnom tlaku sa vyskytuje v troch rozdielnych fzach - kvapalina, kvapalina a para a prehriata para (plyn). Nasledovn princpy s platn pre vyparovacie procesy vetkch kvapaln. 3.1 Vykurovac sinite Hodnotenie energetickej efektvnosti pomocou vykurovacieho sinitela COP

Energetick efektvnos systmov pracujcich na bze termodynamickho chladiaceho obehu (chladiace a klimatizan zariadenia a tepeln erpadl) je hodnoten tzv. vykurovacm sintelom - vkonovm slom (COP Coefficient of Performance), ktor je mon pre kompresorov tepeln erpadl vyjadri vzahom:

Tento pomer uruje, koko uitonej energie vyrobme na jednotku dodvanej pohonnej energie na prevdzku zariadenia. Pred nvrhom tepelnho obehu je potrebn predpoveda hodnotu relne dosiahnutenho vkonovho sla, a to na zklade parametrov navrhovanho systmu a jednotlivch prvkov, z ktorch sa obeh sklad. Paradox tepelnch erpadiel

Ak nahradme pomocou inho technickho zariadenia (napr. solrneho kolektoru) 3 kWh z vkonu T, pri COP=3 uetrme len 1 kWh elektrickej energie. Voi plynovmu kotlu s innosou 0,9 a 3,3 kWh tepelnej energie


Poda vzahu: Qk= P . COP P= Qo=Qk.(1-1/COP) plat:

mnostvo vyprodukovanho tepla je priamo mern vykurovaciemu siniteu; preto dvojnsobn vykurovac sinite zaist dvojnsobn produkciu tepla z danho

(disponibilnho) mnostva hnacej energie. mnostvo hnacej energie je nepriamo mern vykurovaciemu siniteu; energia z OZE (Qo) nerastie merne s vykurovacm siniteom, narast relatvne

pomaly, a s rastom vykurovacieho siniteu sa rast spory spomauje (zvislos nie je linerna, ale hyperbolick);

preto dvojnsobn vykurovac sinite nezaist dvojnsobn sporu spotreby energie pro dan potrebu tepla, napr. pre vykurovanie.

Hlavn sporu v spotrebe energie na "vrobu" tepla spravidla viac ako 60 %

docielime u "len" pouitm spoahlivho T. alie "vylepovanie" vykurovacieho systmu navyuje sporu u len v jednotkch %. Snahy o zvyovanie vykurovacieho siniteu (napr. rekontrukciou vykurovacej sstavy na "nzkoteplotnejiu", znenm teploty bivalencie a k pouitiu monovalentnho rieenia, zvovanie kolektorov, prietokov na vmennkoch, solrny ohrev, apod.) musia by preto vdy ekonomicky posden. Ekonomicky efektvne bude len tak opatrenia zvyujce vykurovac sinite, kde zven investin nklady bud uhraden zvenou sporou energie a predovetkm sporou nkladov pri nosnej nvratnosti. Zkladn energetick bilanciu obehu T je dan vzahom, ktor je pouit na vpoet energie z OZE zskanej T poda Smernice 2009/28/ES. Mnostvo tepla z okolia zskan T, bran ako teplo z OZE Qoze, sa pota z odvodenho vzahu: COP = Qk/P Qk=Qo+P P=Qk-Qo COP= Ok/Qk-Qo Qo=Qk.(1-1/COP) Vyhodnotenie spor primrnej energie poda Smernice 28/2009/ES:

Qoze = Qk . (1 1/COPsez) Tepeln erpadl, pre ktor plat:

COPsez > 1.15 * 1/ s zapotan poda Smernice do prnosov z OZE. kde:

QOZE - nzkoteplotn tok tepla z okolia do vparnka systmu T

Pomern spotreba energie pre krytie 100 % potreby tepla tepelnm erpadlom je dan vzahom:

SE = 100/COP [%]

Pomern spora energie je dan vzahom:

E = 100 100/COP [%]

SE

E

COP

%Qk


Qk - celkov tepeln vkon zskan z kondenztora z T COP - vykurovac sinite slo T ( COP = Qk/P) COPsez - (SPF seasonal performance factor ) je odhadnut (vypotan) seznne vkonov slo pre T P - pohonn mechanick energia kompresora T

3.2 Chladiaci a vykurovac sinite

Menia sa poda okolitch podmienok, predovetkm teploty zdroja a spotreby tepla. To sa najvraznejie prejavuje na tepelnch erpadlch vzduch/vzduch alebo vzduch/voda.

Parametre chladiaceho okruhu pre dan podmienky teplt zdroja a spotreby tepla uruje najm kompresor a parametre kompresora uruj charakteristiky kompresora pre vybran chladivo. Chladiaci, kondenzan vkon, prkon kompresora a chladiaci, vykurovac sinite s funkciou vyparovacej, kondenzanej teploty (ich rozdielu) a rozdielov teplt na vmennkoch tepla.

Obrzok So zvujcim sa rozdielom t vyparovacej a kondenzanej teploty sa vykurovac sinite COP zniuje a naopak. erven pky ukazuj zvislos medzi vykurovacm siniteom a rozdielom medzi kondenzanou a vyparovacou teplotou. Je vidie, e COP s pribline rovnak pre rovnak t. Tento vzah charakterizuje kad kompresor s danm chladivom

Rozdiel medzi nvrhom chladiaceho okruhu predovetkm pre chladenie voi vykurovaniu spova v tom, e sa navrhuje na tie najhorie teplotn podmienky, ktor mu nasta. Pre vykurovanie je mon voli tzv. bivalentn tepeln erpadlo, ktormu za rovnovnym bodom chbajci vkon nahrdza paraleln zdroj tepla.

Hoci priemyseln tepeln erpadl vinou pracuj so zdrojmi tepla s pomerne stabilnou teplotou je potrebn rozliova medzi:

EER chladiaci sinite (nominlny, deklarovan, nameran, ...) COP vykurovac sinite (nominlny, deklarovan, nameran, ...) SEER seznny chladiaci sinite (sinite) poda normalizovanho vpotu SCOP seznny vykurovac sinite poda normalizovanho vpotu SPF seznne vkonnostn sinite predpovedan vykurovac sinite

v prevdzke vypotan pre konkrtne umiestnenie a prevdzkov podmienky vybranho tepelnho erpadla respektve vypotan z nameranch, .... hodnt. Pri celoronej energetickej bilancii - sa pota so strednou hodnotou vykurovacieho siniteu: Relny vykurovac sinite v priebehu vykurovacej sezny nie je kontantn, je premenn pro menie i vie zmeny teploty nzkopotencilneho tepla, pre zmeny teploty vykurovacieho mdia vplyvom ekvitermnej regulcie, ale i z alch dvodov.


3.2.1 Vpoet EER, COP SCOP a SPF pre T vzduch/vzduch a vzduch/voda Chladiaci (EER) a vykurovac (COP) nominlny sinite

Pri normalizovanch menovitch podmienkach pri vpotovej teplote sa tieto sinitele vypotaj ako

EER COP

Ak je rozdiel medzi COP a EER SCOP a SEER Vzah noriem STN EN 14511 a 14825 do vkonu T 70 kW

Chladiace okruhy vinu asu pracuj pri iastonom zaaen a tak s silne predimenzovan. Ich innos me potencionlne rs s pribliujcou sa vyparovacou a kondenzanou teplotou. Vyuitie tohto potencilu zlepenia innosti pri iastonom zaaen vak zvis od schopnosti chladiaceho okruhu pracova efektvne aj pri iastonom zaaen. Seznne chladiace a vykurovacie sinitele lepie vystihuj skuton prevdzku poas roka ako nominlne sinitele.

COP pre AC


Seznny chladiaci (SEER) a vykurovac sinite (SCOP) normalizovan vpoet Tieto sinitee sa vypotaj ako podiel referennej ronej potreby chladiaceho a/alebo vykurovacieho vkonu a dodanej energie v danej klimatickej oblasti:

P xH SCOP ronpotrebatepelnejenergieronedodanenergia prdavnenergia

Na rozdiel od dosia pouvanho spsobu vpotu EER a COP, ktor zohaduje energetick efektvnos len pri plnom zaaen, nov spsob vpotu SEER a SCOP poda nariadenia . 811/2013/ES a normy STN EN 14825 sa bli viacej k skutonm prevdzkovm podmienkam, pretoe zohaduje zmeny v energetickej efektvnosti v dsledku meniacej sa teploty vonkajieho vzduchu poas celej sezny. Navye, zaha spotrebu prdavnej energie, ktor sa tak zviditenila.

Na obrzku je zobrazen typick poet hodn vykurovania (hned iara) v zvislosti od vonkajej teploty. Vykurovac vkon monovalentnho tepelnho erpadla (modr preruovan iara) zodpoved vkonu v bode nvrhu pri vpotovej teplote 10 C. Vykurovac vkon bivalentnho tepelnho erpadla (modr pln iara) v bode nvrhu sa rovn stu prdavnho krenia a vykurovacieho vkonu tepelnho erpadla.

Najni regulovan vkon je zobrazen spodnou modrou iarou. Potreba vkonu na krenie (zelen iara) rastie pri klesajcich teplotch vonkajieho vzduchu. Plocha naavo od bivalentnho bodu (rafovan ervenou) predstavuje teplo dodan zlonm ohrevom a plocha napravo medzi zelenou a modrou iarou zna oblas cyklovania kompresora, ktor sa zmenuje regulciou jeho vkonu. Nominlna a seznna innos

Seznne innosti lepie vystihuj skuton prevdzku poas roka a umouj vyvja tlak na vrobcov, aby sa zlepovali pomocou opatren, ktor sa pri hodnoten


vlune nominlnej innosti pri plnom zaaen neprejavili, pri celkovom hodnoten vak maj podstatn vplyv na konen spotrebu energie. Zlepenie energetickej efektvnosti pri iastonom zaaen je mon vberom potu kompresorov, vhodnho kompresora, s regulovanm vkonom, zniovanm podielu asu cyklovania kompresora, regulciou vparnej kondenzanej teploty, zniovanm podielu spotreby energie, respektve plnm vypnutm zariadenia pri odstaven kompresora (najm pri ohreve oleja), alej zlepenm vmennka tepla naprklad zmenou priemeru rrok, rchlosti prdenia vzduchu s ventiltormi s EC motormi a pod.

Nominlna innos pri plnom zaaen udva, ako inne tepeln erpadlo vyuva dodan energiu pri nominlnych (normalizovanch) podmienkach.

Seznna innos udva, ako inne tepeln erpadlo vyuva dodan energiu poas celej chladiacej i vykurovacej sezny.

Normalizovan vpoet SCOP sa u priemyselnch tepelnch erpadiel s vkonom nad 70 kW sa poda prvnych noriem nerob. Pre takto vpoet nemusia by k dispozcii chladiace a vykurovacie sinitele namer an poda STN EN 14511. Vpoet pre priemyseln erpadl sa me urobi poda normy STN EN 15316 4-2 alebo inmi metodikami (ESEER) zohadujcimi meniace sa teploty zdroja a spotreby. ESSER a IPLV

Eurpa m na zohadnenie iastonej zae pri chladen ESEER (certifikt od Euroventu) a USA maj IPLV (Integrated Part-Load Value ASHRAE/ARI). Navzjom sa lia vhovmi podielmi (tabuka niie). Obe s to innosti, vkonov sla chladiacich okruhov v klimatizcii zohadujce schopnos chladiaceho okruhu prispsobi sa iastonmu zaaeniu. 3.2.2 Norma STN EN 15450 Popisuje tepeln zdroj (OZE vzduch, voda, zem), zsobovanie elektrinou (vkon, max prd, isti, tarifa, HDO), regulciu, Tbiv, zlon zdroj, COP, SPF, GWP, umiestnenie (kompakt, split, teplota zmrznutia, mont, drba), hlukov izolovanie, vykurovanie, vykurovanie a prpravu TV (akumulcia, poloakumulcia, ...). Definuje COP a SPF. 3.2.3 Norma EN 15316 4-2:2008 Vpotov peridy bin Tj odpovedajco znmym COP alebo mesiacom v roku poet hodn vs vonkajia teplota kontantn denn spotreba TV. Vypota sa :

Tepeln energia pre vykurovanie Tepeln energia pre TV Tepeln vkon T na vykurovanie a TV Doplnkov energia, straty, .......


Predpovedan seznny vkonnostn sinite SPF Pracovn vkonnos tepelnho erpadla poas celej doby prevdzky v roku je

nazvan ako seznne vkonov sinite (SPF). Je definovan ako pomer mnostva dodanho tepla tepelnm erpadlom poas celej doby prevdzky v kalendrnom roku a celkovho mnostva spotrebovanej pohonnej energie kompresora a alch pomocnch (prdavnch) zariaden obehu (erpadiel soanky, ventiltorov a odmrazovaov vparnkov a alch zariaden ktor spotrebovvaj pohonn primrnu energiu).

Vkonnos tepelnch erpadiel je ovplyvovan vekm mnostvom faktorov.

Pre tepeln erpadl pre vykurovanie a prpravu teplej itkovej vody v budovch zaha: klimatick podmienky - ron potreba tepla a chladu a maxim za teploty zdrojov tepla a systm dodvky tepla spotreba energie pomocnch (prdavnch) zariaden (erpadl, ventiltory, regultory a pod.) kvalita nvrhu a vroby tepelnho erpadla dimenzovanie tepelnho erpadla vo vzahu k potrebe tepla a prevdzkovm charakteristikm regulan systm tepelnho erpadla a budovy

Poda okolitch podmienok, teploty zdroja a spotreby sa men aj vkonov slo.

Tak ako pri vodnom erpadle zvis spotreba od rozdielu hladn, tepeln erpadlo spotrebuje viac energie pri vekom rozdiele teplotnch hladn zdroja a vykurovacej ltky. V priebehu roku sa menia teploty zdroja, spotreby a tie i potreba tepla. Seznne vkonov slo sa me vypota, predpoveda pomocou venho priemeru, na zklade hodnt COP pre jednotliv dni, mesiace, respektve tzv bin zsobnky (ron frekvencia teploty vonkajieho vzduchu zaloen na kumulcii hodinovch priemernch hodnt a rozdelen do teplotnch intervalov, tzv. binov, ktor s limitovan hornm hlim a dolnm dlim teplotnm limitom).

.

.

kde: COPi - priemern vkonov slo v jednotlivom zsobnku (bin, mesiaci, ...) zskan od

vrobcu, meranm, vpotom di - poet vykurovacch dn v jednotlivom mesiaci dvyk - poet dn, vykurovacieho obdobia Qi potreba tepla v danom zsobnku (bin, mesiaci, ...) Qvyk_celkom celkov potreba tepla vo vykurovacom obdob Celoron (seznne) vkonov slo je vypotan (predpovedan) venm

priemerom COP a EER v jednotlivch zsobnkoch poas vykurovacej a chladiacej sezny kde vhou je tepeln/chladiaci vkon v tchto mesiacoch.


Metda pecifickho seznneho vkonu, Bin-metda Je zaloen na hodnoten kumulatvnej frekvencie teploty vonkajieho vzduchu, obrzok. Ron frekvencia teploty vonkajieho vzduchu je zaloen na kumulcii hodinovch priemernch hodnt a rozdelen do teplotnch intervalov, tzv. binov, ktor s limitovan hornm a dolnm teplotnm limitom. Prevdzkov podmienky binov s charakterizovan pracovnm bodom v strede kadho binu. Pre vpoet sa predpoklad e pracovn bod celho binu definuje podmienky pre tepeln erpadlo.

*

Obrzok Bin hodiny vs teplota vonkajieho vzduchu vzorka 3 binov pre vykurovanie a kontantn denn potreba tepelnej energie pre TV (4 biny pre TV). Obrzok Energetick bilancia generanho subsystmu. sla uveden na obrzku predstavuj percento energetickch tokov na pokrytie potreby tepla distribunho subsystmu (100%). S uren zodpovedajce pouitiu elektricky pohanho monovalentnho tepelnho erpadla so zdrojom nzkopotencilnej energie zem, v zapojen len pre vykurovanie, obsahujce akumulan zsobnk.

10- vonkajia teplota Tj 2,3,4 bin zsobnky v hodinch 6,12,19 OP pracovn bod 5 nvrhov vonkajia teplota 7,14,20,21hranice bin zsobnkov 8,15,17 DH (h) kumul poet hodn v bin zsobnkoch na vykurovanie 9,16,18,22 prprava TV v danch bin zsobnkoch pri danom COP TTD - (h) koreponduje potrebe tepla v bin zsobnku ATTD kumulovan TTD (h) zvl pre vykurovanie a TV

1 vstupn pohonn energia na pokrytie potreby tepla (napr. elektrina, palivo) 2 okolit teplo pouit ako zdroj tepla pre T 3 tepeln vstup generanho subsystmu zodpovedajci potrebe tepla pre distribun subsys 4 tepeln straty generanho subsystmu 5 nvratn tepeln strata generanho subsystmu (tepeln as), pre vykurovanie 6 nenvratn tepeln strata generanho subsystmu (tepeln as) 7 celkov nvratn tepeln strata generanho subsystmu pre vykurovanie 8 celkov pomocn energia generanho subsyst 9 obnoven pomocn energia generanho subsyst 10 neobnoven pomocn energia gen. subsystmu 11 obnoviten pomocn energia gen subsystmu 12 neobnoviten pomocn energia gen. subsyst. 13 generan subsystm


4. Nvrh tepelnho erpadla V prpade monosti sptnho zskavania tepla z technologickch procesov (chladiaca voda, vzduch) prostrednctvom tepelnch erpadiel postup na vpoet (dimenzovanie) T pre konkrtne hodnoty napr. chladiacej vody z technologickho procesu. Obrzok Pri nvrhu T je dleit definova stabilitu prietoku a teploty zdroja tepla a stabilitu prietoku a teploty vyuitia tepla vyrobenho tepelnm erpadlom. Ak parametre oboch tepelnch zsobnkov s potvrden, tepeln erpadlo sa me navrhn Faktografick a analytick merania Zistenie vstupov a vstupov do T, ktor sa z pohadu tchto meran jav ako ierna skrinka, ale aj na hadanie svislost otvorenm iernej skrinky a meranm hodnt, charakteristickch pre meniace sa vonkajie podmienky.

Obrzok Pre nvrh tepelnho erpadla s podstatn hodnoty Qo, Qk a P pri meniacich sa vonkajch podmienkach, na prklad vonkajej teplote

T

stabilita T

stabilita

Qo

P

Qk


Urenie potrebnho hmotnostnho prietoku vody zo zdrojovej studne Na urenie hmotnostnho prietoku zdrojovej studninej vody potrebujeme pozna vkon vparnka tepelnho erpadla [kW], mern tepeln kapacitu vody a teplotn rozdiel vody na vstupe do vparnka a vstupe z vparnka. Hmotnostn prietok zdrojovej vody urme zo vzahu

Kde - je prietok vody zo zdrojovej studni [kg.s-1] cw - je mern tepeln kapacita vody [kJ.kg-1.K-1], (4,186 kJ.kg-1.K-1) tz1-tz2 - je teplotn rozdiel vstupnej a vstupnej vody je vkon vparnka [kW],

Tepeln erpadlo Chladiaci okruh


4.1 Prklad technolgie ohrevu baznovej vody

Schma tepelnho erpadla vyuvajceho vodu z rieky ako zdroj tepla na ohrev vody v dvoch baznoch. Tepeln erpadlo m dva kompresory a dvojit kondenztor umoujci ohrev teplej vody v oboch baznoch naraz i samostatne na rzne teploty Technolgia T a teploty

Zdroje tepla mu ma rznu teplotu o Podzemn 10 C o Z jazera, rieky 5 C o Odpadn a 30 C o Vzduch -20 a+20

Poiadavky na vstupn teplotu s o od 25 C (naprklad bazn) o po 80 C (vykurovanie + procesy

Prklad na vpoet (dimenzovanie) T pre zvolen konkrtne hodnoty napr. chladiacej vody z technologickho procesu, urenie vetkch komponentov Teplotn rozdiel zdroja a vstupu ovplyvuje COP Vpoet tepeln erpadlo voda - voda

disponibiln voda: +10C Ohrev pre bazn: +24C Prietok zo zdroja: 26,66 l/s

Pouit vzahy na vpoet energie z vody, nvrh chladiaceho okruhu, vpoet prietoku cez kondenztor

Energia z vody: 560 kW Tepeln vkon : 640 kW


Prkon: 103 kW COP pri plnom zaaen: 6,2

Vpoet vkonu pre ohrev vody v bazne na 24 C T zo zdroja riena voda 10 C. T s kompresorom turbokompresor s prkonom 51 kW nominlny bez olejov 2 ks s chladivom R410A. Pokia nie s k dispozcii daje od vrobcu, je mon prepota COP pri nezmenenej izoentropickej innosti na zmenen vparn a kondenzan teploty a poda tabuliek niie. K tomu s k dispozcii rzne programy na vpoty v lnp-h diagrame

Technick dta tepelnho erpadla chladiaci vkon % Qo 100 % 75 % 50 % 25 % 15 % Chladiaci vkon Qo kW 560 420 280 140 84 Kondenzan vkon Qk kW 663 497 328 167 99 Elektrick prkon kW 103 67 41 19 12 COP 6,44 6.88 7.41 8.03 8.31

Technick dta tepelnho erpadla vparnk to=2C tk=33C Prietok vody m3/h 96 96 96 96 96 Vstupn teplota C 10 10 10 10 10 Vstupn teplota C 5 6,2 7,4 8,7 9,2 Tlakov strata bar 0,55 Faktor zneistenia m2K/W 0,000043 Poet obehov 1

Technick dta tepelnho erpadla Kondenztor Prietok vody m3/h 114 114 114 114 114 Vstupn teplota C 24 25,2 26,5 27,7 28,2 Vstupn teplota C 29 29 29 29 29 Tlakov strata bar 0,43 Faktor zneistenia m2K/W 0,00008 Poet obehov 2

Z tabuliek je vidie, e pri stupovite riadenom vkone kompresorov a pri nezmenenom prietoku cez vmennky, ako i nezmenenej vstupnej teploty zdrojovej vody z rieky na vparnk a nezmenenej vstupnej teploty ohriatej vody z kondenztora kles rozdiel teploty vstupnej a vstupnej teploty vody a zvyuje sa COP.


Prklad Ohrev termlnej vody Zdrojom tepla pre T je odpadov voda z baznu o teplote 17C. Poadovan je ohrev termlnej vody v baznoch na poadovan teplotu 35C

zdroj 50 m3/h o teplote 17 C tepeln erpadl voda/voda intalovan vkon T 300 kW (W10/W35) Doplnkov zdroj vykurovania kondenzan plynov kotle

Prklad vpotu vkonu pre sptn ohrev na 35 C zo zdroja voda z baznu 17C T so skrol kompresorom s vkonom 61 kW s chladivom R410A

Technick dta tepelnho erpadla vparnk Prietok vody m3/h 50 Vstupn teplota C 17 Vstupn teplota C 12 Tlakov strata bar 0,55 Faktor zneistenia m2K/W 0,000043 Poet obehov 1

Technick dta tepelnho erpadla chladiaci vkon to=7C tk=45 C Qk

% Qo 100 % 16,66 % Chladiaci vkon Qo kW 291 50,1

Kond. Vkon Qk kW 355 61 Elektrick prkon kW 63.32 13,55

COP 4,59 4,65

Technick dta tepelnho erpadla Kondenztor T = 61 kW x 6 ks Prietok vody m3/h 60,8 10,4

Vstupn teplota C 30 30 Vstupn teplota C 35 35

Tlakov strata bar 0,43 0,43 Faktor zneistenia m2K/W 0,000086 0,000086

Poet obehov 2

Prepoet disponibilnho prietoku 50 m3/h s potencilnym vkonom 291 kW na zvolen T s vkonom 61 kW na kondenzanej strane.


Vpoet v programe Solkane poda zadan vyie

Parametre potrebuje na vpoet COP a Qo

Hmotnostn chladivos qo = dh1 Mern izoentropick prca aiz = ideal dh2 Vkonov slo COPR = qo : aiz = dh1 : dh2ideal Izoentropick innos hiz =ideal dh2 : dh2 Chladiaci vkon

oo qmQ . o opravn sinite na prepoet COP = 0,8-0,85 (spotreba ventiltorov, ...)


Chladiace okruhy Zkladn, s ekonomizrom, dvojstupov a kaskdny

Na avo pripojenie snmaov teplt, tlakov a elektrickch parametrov na zkladom chladiacom okruhu. Napravo rieenie okruhu s ekonomizrom, s nstrekom chladiva do medzi rotorovho priestoru kompresora. Ak je oznaen mnostvo vstreknutho chladiva do kompresora psmenkom i , hmotnostn prietok nasvanho chladiva kompresorom je oznaen m. Potom hmotnostn prietok chladiva cez kondenztor je m+i. Dosiahne sa nielen znenie vtlanej teploty za kompresorom, ale i vy kondenzan vkon.

Rieenie pre nzke vparn, alebo vysok kondenzan teploty Nstrek chladiva do kompresnho priestoru aby sa obmedzila teplota na vtlaku

Aby sa mohli skrol a skrutkov kompresory pouva spoahlivo i pre nzke vyparovacie teploty, respektve pre vysok kondenzan teploty , dopluje sa o systm chladenia stlanch pr chladiva v priebehu kompresie. Tak kompresor skrol m do priestoru medzi rotormi priveden studen chladivo vo forme pr, prpadne kvapalnho chladiva, ktor ochlad stlan pary na teplotu, pri ktorej ete nedochdza ku kondenzcii chladiva v kompresora ochrana proti znieniu kompresora kvapalnm rzom. Pretoe je chladivo privdzan do priestoru, ktor je u za prvm sacm priestorom, nedochdza ku zneniu nasvanho objemu par a kompresor nie je vkonovo ovplyvnen z hadiska chladiaceho vkonu. Prkon a kondenzan vkon sa vak zvia o energiu nutn ku stlaeniu a kondenzcii privedenho chladiva do medzistupa. Priveden chladivo do medzistupa sa me predtm vyui tie ku podchladzovaniu chladiva za kondenztorom pre zvenie ekonomickej efektvnosti sstavy. Pri nadnulovch okolitch teplotch sa vyrad z prevdzky.

Ekonomizr je rieenie je vhodn pre vemi nzke teploty pri chladen a vysok pri vykurovan v tepelnch erpadlch vzduch/voda. V tepelnom erpadle je tento spsob vhodn z dvoch dvodov: jednak umon zven prevdzkov rozsah skrolu najm do vych kondenzanch teplt (to je rozdiel voi chladiacemu zariadeniu) a jednak sa zvi kondenzan vykurovac vkon sstavy.

Dvojstupov kompresia je alternatvou okruhu s ekonomizrom podobne ako kaskdny okruh (dva samostatn okruhy). Obe rieenia sa vo vekch tepelnch erpadlch aplikuj zriedkavo vzhadom na zloitos a vyiu cenu.


Prklad dvojstupov kompresia - menie mnostvo chladiva za kondenztorom expanduje do ndoby odluovaa pr, kde sa vypar a podchlad kvapaln chladivo. Tlak z prvho nzkotlakho kompresora expanduje do medzistupovho tlaku p3 = p2. Pary z odluovaa pr (ekonomizra) s injektovan do sania vysokotlakho kompresora, znia teplotu nasvanch pr a tm aj teplotu vtlan. Hranice pouitenosti kompresorov Prpustn vyparovacia teplota smerom k nim hodnotm je obmedzen

teplotou nasvanch pr tnp. Pri krtkom sacom potrub a jeho dobrom zaizolovan sa d tnp zni. Rozsah

pouitia kompresorov sa d rozri pomocou prdavnho chladenia Ventiltory ofukuj hlavy kompresorov alebo s vodou chladen hlavy Chladenie elektromotora parami chladiva Nstrek chladiva do kompresnho priestoru. EVI ekonomizr

Upchvkov kompresory s priamym sanm maj t vhodu, e odpad al ohrev nasvanch pr prdiacich inak cez vinutie motora, a tm s podstatne niie teploty na vtlaku kompresora.

Ohriatie nasvanch pr chladiva elektromotorom me by o 20 a 40 K, v zvislosti od vyparovacej teploty, a tie od hmotnosti chladiva prdiaceho cez motor. Tm je rozsah pouitenosti upchvkovch oproti hermetickm kompresorom a polohermetickm, ktor s chladen nasvanmi parami chladiva v. Rozdiely s vidie v diagramoch rozsahov pouitenosti

Aplikan oblas oblka prevdzkovch vparnch a kondenzanch teplt skrol kompresora.

Pouitenos kompresora je dan vyparovacou a kondenzanou teplotou, ktorch priesenk mus by v oblke ohranienej iernymi iarami. Vavo hore je ohranienie prpustnou vtlanou teplotou, ktor sa d posva do vyieho tlakovho pomeru popsanmi rieeniami.


Tabuka meranch a vypotanch hodnt ku hodnoteniu sprvnej prevdzky T na strane chladiaceho okruhu i na strane primrneho a sekundrneho okruhu

s vypotanmi chladiacimi vykurovacmi sinitemi


5. Hodnotenie ekonomickej a ekologickej efektvnosti Z hadiska ekonomickej efektvnosti je optimum pouitia tepelnho erpadla

uren najnimi celkovmi ronmi nkladmi, ktor s dan prevdzkovmi a obstarvacmi (investinmi) nkladmi.

Investin nklady Nklady na projekt

Nklady na stavebn pravy Nklady na zariadenie vrtane dopravnch nkladovNklady na mont Nklady na uvedenie do prevdzky

Prevdzkov nklady Nklady na energiu Nklady na drbu (prca a nhradn siastky) Nklady na opravy

Nklady na vyradenie Nklady na recyklciu a znekodnenie

Argumenty pre pouitie tepelnho erpadla Vyuitie obnovitenej energie spora zdrojov foslnych palv / znenie emisi kodlivn, CO2 Flexibiln pre intalciu (voda, zem, vzduch a odpadov teplo) Nie je potrebn sklad paliva (pevn paliv, olej, zsobnk PB, biomasy) Nie je potrebn riei komn, plynov prpojku Sadzby dodvatea elektriny, spora pri prevdzke elektrospotrebiov v domcnosti Prevdzkov nklady o cca. 40 % 50 % niie ako u konvennej techniky (systm mus

by navrhnut energeticky efektvne) Monos chladenia (pasvne vysokoteplotn 16-18st., aktvne nzkoteplotn 6-7st.)

Obrzok Mern investin nklady na 1 kWh vkonu T v zvislosti od celkovho vkonu

Celkov nklady Elektrointalcia Mont

Vkon T v kW

Obrzok Intalan nklady priemyselnch T

Nkla

dy v

Mern

nkla

dy v

/!kW


Zkladnou podmienkou ekonomickej vhodnosti Pouitia tepelnho erpadla namiesto klasickho (inho) spsobu vroby tepla z

hadiska ronch nkladov je, e tieto s menie ako celkov ron nklady na porovnvac klasick spsob vroby tepla. Zkladn podmienka ekonomickej vhodnosti pouitia tepelnch erpadiel z hadiska ronch nkladov:

(NPE +A I+NPR)T < (NPE+A I+NPR)PS T Index tepelnho erpadla, PS Index porovnvan systm NPE ron nklady na pohonn energie (eur) NPR ron prevdzkov nklady (mzdy, nklady, drba) (eur) A podiely jednorazovch investinch nkladov I investin nklady (eur) Ak zkladn ekonomick podmienka je splnen, hodnot sa

o Jednoduch nvratnos o Priemern nvratnos o ist sasn nvratnos

Ron nklady na pohonn energie (elektrinu) T:

Ron nklady na pohonn energie porovnvanho systmu naprklad plynovho kotla

ce cena elektrickej energie za /1kWh cq cena plynu /1kWh cme mesan nklady za odbern miesto elektriny /mes cmp mesan nklady za odbern miesto plyn /mes k innos vroby tepla kotlom (napr. poda vyhlky MVSR . 311/2009 Z. z.) QR ron vroba tepla/chladu (kWh/rok) Ron spora pri pouit tepelnch erpadiel voi porovnvacm

Nc celkov nklady Hodnoty ronch nkladov pre tepeln erpadl

Hodnoty ronch nkladov pre porovnvac systm


Zkladnm kritriom hodnotenia akejkovek investcie je ist sasn hodnota budcich spor, istho zisku. ista sasn hodnota (angl. Net Present Value NPV) predstavuje rozdiel medzi sasnou hodnotou oakvanch prjmov (cash flow) a kapitlovch vdavkov na investciu.:

IPVNPV kde: NPV (Net present Value)= ist sasn hodnota PV (Present Value) = sasn hodnota budcich prjmov z investcie (spory, ist zisk) I (Investment) = vka investcie (rozdiel investinch nkladov na T a PS) Cestou k maximalizcii vkonnosti je z hadiska vlastnka maximalizcia NPV Sasn hodnota budcich prjmov investcie (PV) pre vlastnka predstavuje hodnotu budcich peanch tokov, ktor je mon v podniku oakva prepotanch na ich sasn hodnotu. Tento prepoet na diskontovan pean tok je odrazom vah vlastnka podniku o riziku, ktor nesie pri podnikan a asovej hodnoty peaz. asov hodnota peaz odra skutonos, e hodnotnejie je euro zskan dnes ako v budcnosti:

n

tt

t

iPPV

1 )1( kde: Pt = pean toky (spory) v jednotlivch rokoch jej ivotnosti t = jednotliv roky n = poet rokov celkom i = rokov (diskontn) miera poda NB Slovenska Diskontn rokov miera Pre skromn investcie zvyajne zodpoved rokovej miere v banke bez inflcie, ale mu by pouit rzne hodnoty. Ak podnikatelia vyberaj diskontn mieru pre hodnotenie investcie, rozhoduj sa vinou pre jej vyiu rove, aby zohadnili riziko podnikania. Relna rokov miera Zohaduje inflciu (znehodnotenie meny v dsledku rastu cien):

l

lreal i

iiiinfinf

1

ireal relna rokov miera zohadujca, opraven na inflciu i diskontn (nominlna) rokov miera poda Nrodnej banky Slovenska iinfl - miera inflcie. D sa len ako predpoveda, orientane poda tatistickho radu Metda istej sasnej hodnoty NPV Metda istej sasnej hodnoty (NPV net present value) sa pouva na zistenie, i je investcia ekonomicky efektvna z hadiska vvoja rokovej miery s predpokladanou dobou ivotnosti. To nastva v prpade, ak vsledn hodnota NPV je kladn. Pri vpote treba bra do vahy, i sa ron spory menia kadm rokom alebo nie. Uvaujeme, e ron spory s kad rok rovnak, teda P1=P2=P3=Pt


Potom NPV ist sasn hodnota sa vypota zo vzahu Pre rokov diskontn mieru:

Ii

PNPVn

tt

t 1 )1( Pre relnu rokov mieru:

IiPNPV

n

tt

real

treal 1 )1(

Investcia je ekonomicky vhodn, ak ist sasn hodnota investcie NPV je kladn. Ak sme do diskontnej miery zahrnuli aj rizikov prmiu naprklad vo forme inflcie, potom meme investciu prija aj s uritou mierou rizika. V prpade, e NPV je rovn 0, poiadavky investora na zhodnotenie kapitlu investcia taktie spa. Zporne hodnoty SH ete nemusia znamena, e investcia nie je ziskov, avak miera ziskovosti je niia ako je poiadavka investora, preto v tomto prpade investciu zamietame. 5.1 Finann vkonnos investcie Je pouvan na porovnanie finannej vkonnosti rznych investci. Naprklad kpy systmu s tepelnm erpadlom alebo ponechanie peaz na bankovom te. Finann vkonnos je podiel istho ronho zisku (spor) a nkladov na investciu.

. 100% Ak ist prjem z rokov na bankovom te je v ako finann vkonnos systmu s tepelnm erpadlom, potom je finanne vhodnejie necha peniaze na bankovom te. Finann vkonnos je inverziou jednoduchej hrubej doby nvratnosti. Hrub jednoduch nvratnos (Payback) Hrub nvratnos (PB) predstavuje asov obdobie do splatenia investcie, za predpokladu rovnakch ronch spor (P1 = P2 = ... = Pn). Po uplynut tohto asu, investor zana na investcii zarba peniaze voi nkladom na porovnvan systm.

I - rozdiel investci do T a porovnvan systm v IT - investcia do T v IPS - investcia do porovnvanho systmu v Pt - spory za rok PB - nvratnos v rokoch Vypota sa nvratnos tepelnho erpadla voi porovnvanmu systmu v rokoch. Od tohto okamihu zane T na seba zarba.


ist nvratnos (Pay-off) ist nvratnos je to ist ako jednoduch nvratnos, okrem toho, e hodnota budcich vnosov v podobe spor je diskontovan v rmci istej sasnej hodnoty NPV. ist nvratnos bude vdy dlhia ako jednoduch nvratnos a pravdepodobne bude realistickejia. Vypota sa as potrebn do splatenia realizovanej investcie, priom zohaduje sa bu diskontn alebo relna rokov miera.

kde: PO - ist nvratnos v rokoch pre diskontn a relnu rokov mieru Zo vzahu sa vypota, do koko rokov bude investcia splaten pri zohadnen relnej rokovej miery vzhadom na uvaovan ivotnos porovnvanch systmov. ist nvratnos je dlhia ako hrub nvratnos. Poznmka Ak sa spory menia vzhadom naprklad na predpokladan rast energi, ceny prce, investci a podobne, potom je PV spory (P1 = P2 = ... = Pn) potrebn vypota na kad rok samostatne. Vypotan nvratnos bude zvisie od pouitej minimlnej, priemernej alebo maximlnej ronej spory alebo v zvislosti od integrovanej spory. Ak s spory (ist zisk) v kadom roku in, potom dobu nvratnosti zistime postupnm zapotavanm ronch peanch tokov dovtedy, km sa kumulovane iastky spor nebud rovna investinm nkladom. im je doba splcania kratia, tm je investcia vhodnejia. Samozrejme, doba nvratnosti mus by kratia ako je ivotnos investcie. In metdy hodnotenia investci Vntorn rokov miera (Internal Rate of Return - IRR) je hodnota diskontnej sadzby, pre ktor sasn ist hodnota stu nkladov a vnosov zskanch poas ivota projektu by bola nulov. Pouitie IRR me by znane problematick najm v projektoch s preruovanm peanm tokom, kedy vpoet nemus generova zodpovedajce hodnoty. Preto tto metda nie je odpor

brozura tc - priemysel2014

Documents