Koncepční studie energetického systému ve stávající budově v Praze
V rámci této koncepční studie byly vypracovány 3 varianty energetického konceptu vytápění a chlazení stávající administrativní budovy s lehkým obvodovým pláštěm v Praze jako podklad pro investiční rozhodování s ohledem na úsporu emise CO2.
- Zadavatel: Daikin Airconditioning Central Europe – Czech Republic spol. s r.o.
- Autor studie: UCEEB
- Zero Carbon Roadmap – Cesta ke klimaticky neutrálním budovám v České republice (PDF)
Dokument nabízí kompletní analýzu trhu šetrného stavebnictví včetně identifikace bariér a podrobného souboru opatření nutných pro dekarbonizaci fondu budov do roku 2050.
Následně bylo přidáno hodnocení primární energie z neobnovitelných zdrojů a ekonomické zhodnocení. Stávající budova má prosklený lehký obvodový plášť, který má stále solidní kvalitu. Byly definovány následující varianty, pro které byl proveden výpočet:
VAR 1 – Náhrada stávajícího způsobu vytápění a chlazení prostřednictvím VRV systému (chladivo, proměnný průtok). Návrh zařízení DAIKIN byl proveden jako 1 VRV systém na 1 patro výškové budovy Distribuce tepla, resp. chladu je navržena prostřednictvím vnitřních kazetových jednotek o počtu 22 ks/patro. Zařízení je tzv. generace VRV 5 umožňující zpětné získávání tepla, resp. rekuperaci chladu. Jedná se o třítrubkový systém zpětného získávání tepla umožňující současné chlazení a vytápění tím, že předávají teplo z oblastí, které vyžadují chlazení, do oblastí, které potřebují vytápění.
VAR 2 – Náhrada stávajícího způsobu vytápění a chlazení prostřednictvím tepelných čerpadel typu vzduch-voda (vodní okruh). Instalací nového zdroje energie dojde k úplnému odpojení od centrálního zásobování teplem (dálkové teplo). Tepelná čerpadla budou zajišťovat kompletní dodávku tepelné energie na vytápění i přípravu TV a dodávku potřebného chladu.
VAR 3 – Náhrada stávajícího způsobu chlazení za stejnou technologii, avšak s vyšší účinností.
U variant VAR1 a VAR2 byla také zohledněna možnost rekuperace tepla, resp. přečerpání energie. Základní metodou byl výpočet hodinové bilance uplatněný na chlazení. Vzhledem k absenci detailních dat pro vytápění, bylo použito i měsíční bilance. Detailnější model přináší relevantnější výsledky ve vazbě na rekuperaci tepla a tepelnou zátěž.
Objekt je nyní napojen na soustavu zásobování tepelnou energií (SZTE, voda-voda), kde je dodavatelem tepla Pražská teplárenská a.s. Smluvně stanovený výkon SZTE je 1,5 MW. Zdrojem tepla je elektrárna Mělník spalující hnědé uhlí. Dálkové teplo slouží pro účely vytápění i přípravy TV v objektu. Otopná soustava obsahuje záložní elektrokotel o tepelném výkonu 420 kW.
Hlavním centrálním zdrojem chladu jsou dvě kompresorové chladicí jednotky s vodou chlazeným kondenzátorem, okruhem se dvěma chladicími věžemi umístěnými vedle objektu. Celkový chladicí výkon soustavy je 1 774 kW s elektrickým příkonem jednotek 376 kW.
V návaznosti na účel studie byla vyhodnocena produkce emise CO2 a spotřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů. Emisní faktory CO2 byly převzaty z Vyhl. 141/2021 Sb. o energetických posudcích a faktory primární energie z neobnovitelných zdrojů z Vyhl. 264/2020 Sb. o energetické náročnosti budovy viz Tab. Emisní faktory nezohledňují náplň chladiva v jednotlivých zařízení, neboť se v rámci energetických úspor vyhodnocuje provoz objektu, tj. provozní spotřeby jednotlivých energonositelů.
S ohledem na souhrnné vyhodnocení bylo zjištěno, že všechny varianty vedou k celkové úspoře energie a také k úspoře emisí i primární energie.
- Největší úspory vykazuje VAR1 s instalací VRV systému (tepelné čerpadlo vzduch – vzduch) a využití rekuperace tepla, kde úspora emise CO2 i primární energie dosahuje 54, resp. 52 %.
- Jedná se o třítrubkový systém zpětného získávání tepla umožňující současné chlazení a vytápění tím, že předávají teplo z oblastí, které vyžadují chlazení, do oblastí, které potřebují vytápění.
Poté následuje VAR2 s instalací TČ včetně přečerpávajícího TČ, kde dochází k úspoře 44, resp. 37 %. Nejmenší úspora byla vypočtena u VAR3 s prostou výměnou zařízení za stejnou technologii, kde úspora emise a primární energie je 9, resp. 10 %.
Na základě výpočtu se rovněž došlo k závěru, že všemi variantami dojde k úspoře provozních nákladů oproti stávajícímu stavu, při zohlednění stejných měrných cen za energie. VAR1 se uspoří ročně 4 590 tis. Kč, tj. cca o 53 %. VAR2 se uspoří ročně 3 558 tis. Kč, tj. cca o 41 %. VAR3 se uspoří ročně 784 tis. Kč, tj. cca o 9 %.
Komentář Ing. Tomáš Habel, Environmental Readiness Officer, Daikin
V červnu 2020 byly schválena vládou ČR Dlouhodobá strategie renovací podporující dekarbonizaci fondu jak obytných a jiných než obytných budov veřejných i soukromých. Z celkového počtu vytápěných tvoří značnou část administativní budovy – jejich podlahová plocha je v celkovém součtu zastoupena 16 %.
Také údaje a šetření uváděné Paktem starostů a primátorů uvádějí, že na spotřebě energie mají největší podíl budovy terciárního sektoru, u kterých můžeme celkovou renovací značně snížit emise CO2. „Na konkrétním případu reálné administrativní budovy v Praze jsme chtěli ověřit, jak může pouhá náhrada stávajícího zdroje vytápění a chlazení za účinné tepelné čerpadlo přispět k celkovým úsporám. Výpočet energetické bilance a úspor proved dle zadání tohoto konkrétního případu UCEEB. Výsledky studie potvrdily, že úspora primární energie i CO2 může být vyšší než 50 %,“ říká Tomáš Habel, Enivronmental Readiness Officer ze společnosti Daikin. „Využití vysoce účinných tepelných čerpadel využívajících obnovitelné energie tak může k dekarbonizaci těchto budov může významně přispět,“ dodává.
Doplňující informace:
Zastoupení firmy DAIKIN pro ČR - tepelná čerpadla DAIKIN, zásobníky TV, čističky vzduchu, klimatizační jednotky, Fan-coil jednotky, chladící jednotky - pro bytové domy, komerční sféru i průmyslové aplikace.