Topný faktor tepelných čerpadel (ZTČ) pro ohřev vody – změřeno ve WPZ Buchs, Švýcarsko
Přehrát audio verzi
Topný faktor tepelných čerpadel (ZTČ) pro ohřev vody – změřeno ve WPZ Buchs, Švýcarsko
00:00
00:00
1x
- 0.25x
- 0.5x
- 0.75x
- 1x
- 1.25x
- 1.5x
- 2x
Zásobníky se vzduchovými tepelnými čerpadly (ZTČ), tepelná čerpadla pro ohřev vody, jsou standardem přípravy teplé vody. Topný faktor COP, podle normy, i nad 4,0. Korekce COP na žádanou teplotu vody a skutečnou teplotu vzduchu je nutná.
Příprava či výroba teplé vody, ohřev vody, ohřev užitkové vody aj., pod těmito i podobnými dalšími pojmy se skrývá základní proces zvýšení teploty vody určené k využití především lidmi nebo zvířaty na požadovanou úroveň. U teplé vody pro potřebu lidí se zvyšuje teplota studené pitné vody, podle jejího zdroje z cca 8 °C až 25 °C na teplotu nejčastěji mezi 50 °C až 55 °C. Teplo se stále častěji odebírá z přírodního prostředí. Nejprve se prosadily tepelné solární soustavy, které využívají energii slunečního záření dopadajícího na plochu kolektoru, k jejichž provozu je nutná jen energie na pohon oběhového čerpadla. Stále častěji se využívá princip tepelného čerpadla TČ, které jímá teplo ze vzduchu. Spotřeba pomocné energie je při tomto procesu ohřevu vody větší. Energie navíc se však neztrácí, mění se na teplo, které se přičítá k teplu získanému ze vzduchu. Jako u všech TČ, i zde je zásadní pro ekonomickou rentabilitu topný faktor.
Vzhledem k tomu, že výkon TČ nelze regulovat tak, jak je to možné u plynových kondenzačních kotlů, obsahuje zařízení pro přípravu teplé vody pomocí TČ vždy zásobník. Dnes jsou na trhu nejběžnější zařízení, ve kterých je pod společným pláštěm integrován zásobník i tepelné čerpadlo (ZTČ). Vedle nich se dodávají i splitová, tedy instalačně náročnější dělená zařízení složená ze samostatného zásobníku a venkovní jednotky TČ.
Zásobníky pro přípravu teplé vody s tepelným čerpadlem (ZTČ)
Orientační přehled o dosažitelných topných faktorech ZTČ lze získat na webu renomovaného testovacího švýcarského centra OST – WPZ Buchss. Testy byly podle data uvedeného na konci přehledu provedeny před 22. 3. 2021, a to s využitím normy EN 16147:2011. V přehledu je zahrnuto 67 ohřívačů se zásobníkem, která pracují s chladivem R134a. K tomu jedno s R290.
Všechna testovaná zařízení lze řadit do sektoru určeno pro domácnost, případně až střední provozovnu, neboť disponují zásobníky o objemu od 166 do 450 litrů. To představuje ihned využitelných 207 až 543 litrů teplé vody. Referenční teplota vody 51,5 °C až 56,0 °C, ponejvíce mezi 52 °C až 55 °C.
Z hlediska porovnávaní efektivity provozu podle topného faktoru COP, je důležité rozlišit pracovní podmínky:
- Na straně vody jsou testovaná zařízení deklarována pro teplotu od 10 °C do 55 °C (W10-55).
- Na straně vstupu, tedy vzduchu, je mezi testovanými výrobky vidět poměrně velký rozdíl. Některá byla testována při teplotě vzduchu 20 °C, jiná při 15, 10 a nebo 7 °C.
Rozsah COP zařízení testovaných při teplotě vzduchu 20 °C je 2,74 až 4,20
Rozsah COP zařízení testovaných při teplotě vzduchu 15 °C je 2,32 až 3,54
Rozsah COP zařízení testovaných při teplotě vzduchu 10 °C je 2,93 (testováno jedno zařízení)
Rozsah COP zařízení testovaných při teplotě vzduchu 7 °C je 2,59 až 3,37
Závěr
Ve výše zmíněných výsledcích testů jsou uvedeny ZTČ, u nichž testy proběhly před více než pěti lety. Tomu odpovídá i to, že pouze jeden z testovaných ZTČ pracoval s chladivem R290. U něj je uvedena teplota vzduchu 10 °C, referenční teplota vody 51,5 °C a při testech podle EN 16147:2011 byl dosažen topný faktor COP rovný 2,93.
Nabídka zařízení s chladivem R290 od té doby silně vzrostla. Důvodem je zejména blížící se zákaz uvádět na trh v EU nové výrobky s chladivem R134a. Pro toto chladivo totiž platí od 1. 1. 2027 zákaz uvádět na trh jak monoblokové, tak splitové systémy vzduch-voda do 12 kW, protože GWP chladiva R134a je vyšší než 150.
Optimistické hodnoty topných faktorů COP je nutné korigovat na skutečné provozní podmínky. Pokud si ZTČ bere teplo z venkovního vzduchu nebo přebytečné teplo ze vzduchu v interiéru a ten tím žádoucím způsobem ochlazuje, pak je toto teplo zdarma. Pokud si však bere teplo ze vzduchu z vytápěného prostoru, pak toto teplo zdarma není, viz článek Náklady na ohřev vody zásobníkem (bojlerem) s tepelným čerpadlem ve vytápěné místnosti. COP silně ovlivňuje teplota vzduchu, jejíž provozní rozsah bývá i výrobcem omezen. Jen některé ZTČ mohou pracovat se vzduchem s podnulovou teplotou.
Zdroje: