Hybridní systém vytápění Vaillant – odpověď na zvyšující se ceny energií
Jedná se o hybridní zdroj složený z plynového kotle a tepelného čerpadla vybavený řízením, které automaticky upřednostňuje výrobu tepla tam, kde je to v daný moment levnější. Tím výrazně šetří náklady na spotřebovanou energii. Podmínkou je nejen možnost zadat a porovnávat cenu plynu a elektřiny, ale do porovnání je také třeba zahrnout topný faktor tepelného čerpadla, který se během provozu mění.
Každý den se z médií dozvídáme o stále rostoucích cenách energií, zejména pak elektřiny a zemního plynu. K tomu se přidávají informace o nestabilitě v dodávkách právě zmíněného plynu. Kvůli tomuto vývoji můžeme vidět zřetelný odklon od vytápění plynem k vytápění elektřinou, a to hlavně pomocí tepelného čerpadla. Zde si však musíme položit otázku – je nutné či výhodné rušit stávající plynovou přípojku, odpojit stále vyhovující plynový kotel a přejít pouze na monovalentní režim s tepelným čerpadlem?
Odpověď na tuto otázku je jednoznačná – ve většině případů je výhodnější zachování plynového spotřebiče jako záložního zdroje k nově instalovanému tepelnému čerpadlu. Touto kombinací vznikne tzv. hybridní topný systém se dvěma tepelnými zdroji. Takové řešení je jednou z možností, jak zachovat náklady na vytápění a přípravu teplé vody (TV) i v této energeticky a cenově komplikované době na přijatelné míře.
Schéma zapojení hybridního systému je zřejmé z obr. 1. V rámci doplnění plynového kotle tepelným čerpadlem je nutné použití akumulačního zásobníku, který umožňuje připojení obou zdrojů tepla a bezporuchový chod tepelného čerpadla. V našem případě tepelného čerpadla např. Vaillant aroTHERM plus a plynového kondenzačního kotle Vaillant ecoTEC plus. Důvodem je jejich elektronický systém řízení, který lze snadno adaptovat pro upřednostnění výroby tepla v tom zdroji, kde to bude aktuálně levnější.
Obr. 1: Hydraulické schéma zapojení hybridního systému
Legenda:
- Stávající plynový kondenzační kotel (kombinované provedení s přípravou TV)
- Nově instalované tepelné čerpadlo
- Akumulační zásobník
- Ekvitermní regulátor
- Radiátorový okruh
- Podlahové vytápění
Výhody hybridního systému
Jakou výhodu však uživatel přidáním tepelného čerpadla k plynovému kotli získá? Jak může tímto novým systémem uspořit náklady na vytápění? Ceny elektřiny a zemního plynu neustále rostou, ale řada z nás má sazby těchto energií ještě na určitou dobu zafixované. Proto je u hybridního zdroje na plyn a elektrickou energii výhodné využívat systém s centrální řídicí jednotkou. Ta se už sama postará o ekonomicky nejvýhodnější topný provoz.
Základem úsporného provozu jak plynového kondenzačního kotle, tak ještě více tepelného čerpadla je tzv. ekvitermní řízení, regulátor. Zjednodušeně řečeno regulátor, který automaticky řídí teplotu otopné vody na nejnižší možné hodnotě tak, aby v domácnosti bylo příjemné teplo, ale nepřetápělo se. Pro řízení hybridního systému je rovněž základem ekvitermní regulátor, ale se speciální funkcí navíc jako například tyto dva ekvitermní regulátory:
- multiMATIC VRC 700
- sensoCOMFORT VRC 720 (obr. 2)
Obr. 2: Ekvitermní regulátor sensoCOMFORT VRC 720
Obě tyto varianty obsahují softwarovou funkci tzv. hybridní manažer s volbou triVAI© (u regulace VRC 700 se používá místo označení triVAI označení COP). Tato funkce se aktivuje v nastavení regulátoru (obr. 3) v servisní úrovni určené pouze pro servisního technika. Dále pak je nutné zadat zde další parametry, které si popíšeme následně.
Funkce triVAI© vznikla zdokonalením jednodušší funkce, a to zadáváním tzv. pevného bodu bivalence. To je výše venkovní teploty, při které se přechází z plynového kotle na tepelné čerpadlo nebo naopak. Tuto teplotu si uživatel zpravidla zadává do regulace sám na základě projektu vytápění, doporučení výrobce tepelného čerpadla, anebo je již v řídicím systému TČ zadána, a to vzhledem k předpokládanému provozu vytápění. Jde tedy o kritérium, které nemá vztah k ceně plynu a elektřiny.
Jak pracuje hybridní manažer triVAI©?
Hybridní manažer triVAI© automaticky přepíná provoz mezi tepelné čerpadlo a nyní již jen přídavný plynový kotel a obráceně v závislosti na těchto parametrech:
- velikost topného faktoru (COP) tepelného čerpadla v požadovaném provozním stavu
- účinnost plynového kondenzačního kotle v požadovaném provozním stavu
- cena nízkého a vysokého tarifu za elektřinu a cena zemní plyn (obr. 4)
- časového střídání vysokého a nízkého tarifu elektrické energie
Obr. 3: Aktivace hybridního manažera triVAI©
Obr. 4: Zadání cen za energie (příklad) – zadává se v měnových jednotkách za 1 kWh, je nutný přepočet z Kč/kWh
Na základě zadaných parametrů o cenách energií vybírá hybridní ekvitermní regulátor v topném provozu cenově – nákladově nejvýhodnější režim s ohledem na aktuálně potřebné množství tepla a s tím související očekávanou účinnost plynového kotle nebo topný faktor tepelného čerpadla.
Funkce triVAI pracuje na základě následujícího vzorce:
- Je-li vypočtená hodnota triVAI ≥ 1, pak je upřednostněno tepelné čerpadlo
- Je-li vypočtená hodnota triVAI < 1, pak je upřednostněn plynový kotel
Název regulátoru triVAI© symbolicky vychází z uvedeného vzorce. Výsledek totiž ovlivňují tři veličiny, a to topný faktor tepelného čerpadla, účinnost plynového kotle a poměr cen plynu a elektřiny.
Hodnota triVAI© závisí na účinnosti plynového kotle. Tuto hodnotu si regulátor vypočítává sám na základě požadované teploty otopné vody, která vychází z nastavené ekvitermní křivky. Stejně tak si regulátor vypočítává topný faktor tepelného čerpadla.
Graf 1: Grafické vyjádření závislost hodnoty triVAI© v závislosti na venkovní teplotě, z ní odvozené ekvitermní teplotě otopné vody
Legenda:
Bod 1: plynový kotel v provozu
Bod 2: tepelné čerpadlo v provozu
Bod 3: tepelné čerpadlo v provozu
Jak je patrné z grafu 1, má aktuální venkovní teplota a na ní závislá teplota otopné vody rozhodující vliv na topný faktor (COP) tepelného čerpadla a tím také na hodnotu funkci triVAI©.
Jestliže regulátor sensoCOMFORT VRC 720 vypočte trivalentní bod (1, 2, 3) a jeho hodnota je větší nebo rovná 1, sepne se přednostně tepelné čerpadlo. V případě hodnoty trivalentního bodu menší jak 1 se sepne přídavný zdroj, v našem případě plynový kondenzační kotel. Tím je vždy zajištěn nejúčinnější a cenově nejvýhodnější provoz topného systému.
Které zdroje tepla lze s hybridním ekvitermním regulátorem používat?
Regulátor Vaillant sensoCOMFORT VRC 720 je ideální použít s tepelnými čerpadly a plynovými kondenzačními kotli Vaillant typu ecoTEC pro, plus, exclusive nebo třeba ecoCOMPACT. Obecně platí, že podmínkou pro výše popsaný hybridní systém je, že plynový kotel Vaillant musí být vyroben po roce 2006.
Společnost Vaillant Group tímto pokročilým řešením reaguje na vzniklou situaci a nabízí stávajícím uživatelům plynových kotlů Vaillant možnost přechodu ke kombinovanému systému vytápění s tepelným čerpadlem při zachování plynového kotle. Regulátor zajistí automatický režim s hospodárným provozem. Tento hybridní systém zajistí uživatelům komfortní vytápění, ale i ekonomický provoz také v dalších letech se zvyšujícími se cenami energií.
Systém nabízený značkou Vaillant zatím není vhodné použít, pokud si spotřebitel zvolí dodavatele, který ceny elektřiny a plynu odvíjí od každodenních, případně hodinových tzv. spotových cen dosažených na burze. To znamená, že ceny se mění každou hodinu, případně každý den. To by vyžadovalo od spotřebitele tyto ceny do regulátoru průběžně zadávat. Tuto variantu stanovování cen plynu a elektřiny však v České republice využívá jen velmi málo spotřebitelů.
Díky již 150 letům zkušeností vám značka Vaillant poskytuje efektivní a ekologická řešení v oblasti vytápění, ohřevu teplé vody či větrání. V našem produktovém portfoliu najdete kondenzační i elektrické kotle, tepelná čerpadla, rekuperační jednotky, ...