Výměna elektrokotle za tepelné čerpadlo

Původně jsme měli vytápění domu řešené pomocí elektrokotle Protherm Ray 9K. O tepelném čerpadle jsme v rámci projektu vůbec neuvažovali. Pro naše tepelné ztráty domu by totiž tepelné čerpadlo na vytápění nedávalo smysl a nikdy by se ani s dotací nezaplatilo.

Jenže s odstupem času jsme zjistili, že tepelné čerpadlo by se nám hodilo ne primárně kvůli vytápění, ale hlavně kvůli chlazení v létě. Zimy jsou čím dál teplejší, takže tepelné čerpadlo čistě kvůli vytápění dává stále menší smysl. Zato léta jsou horká a pro chlazení už najednou tepelné čerpadlo smysl má.

Původně jsme také vůbec nevěděli o možnosti, že se dá chladit podlahovým topením. My jsme podlahové topení brali jen jako zdroj tepla. Až následně jsme zjistili, že je možné pomocí podlahy poměrně úspěšně i chladit. Není to samozřejmě tak efektivní jako vytápění pomocí podlahy nebo chlazení pomocí studeného vzduchu (klasická klimatizace), ale použitelné to je a má to některé výhody, viz níže.

Rozhodli jsme se tedy pro výměnu elektrokotle za tepelné čerpadlo. Ne primárně kvůli úspoře za vytápění, ale primárně kvůli tepelnému komfortu v létě.

Chlazení podlahovým vytápěním

O topení pomocí podlahového vytápění nemá smysl se rozepisovat. To je dnes již standard a naprosto běžně se dává do novostaveb rodinných domů i do lépe vybavených bytů.

Co už se ale běžně nedělá je chlazení pomocí podlahového vytápění. Běžné systémy chlazení pracují s ochlazováním vzduchu. Stejným způsobem například fungují i klimatizace v autech.

Výhody a nevýhody klimatizací

Klimatizace jsou nejrozšířenější možností pro ochlazování vzduchu. Tento způsob je velmi efektivní co se týče rychlosti chlazení i účinnosti, protože během chvíle jste schopni mít v místnosti pocitově nízkou teplotu.

Jenže má i mnoho nevýhod. Klasická klimatizace víří prach, musíte v ní pravidelně čistit a vyměňovat filtry, které jinak začnou po čase zapáchat. Klasické klimatizace jsou z principu věci hlučné (nebo minimálně slyšitelné), protože obsahují ventilátor, který pohání vzduch. A klimatizace také z fyzikálních důvodů vysouší vzduch, jelikož při průtoku teplého vzduchu přes studený „radiátor“ v klimatizaci se vlhkost ze vzduchu vysráží na studeném povrchu tohoto radiátoru a vzduch vyfukovaný z klimatizace je tedy sušší než vzduch, který do ní šel.

Výhody a nevýhody chlazení podlahou

Chlazení pomocí podlahového vytápění je co se týče výhod a nevýhod v podstatě opakem klasických klimatizací. Chlazení pomocí podlahového systému nevíří prach, nemá žádné filtry, které by bylo nutné vyměňovat nebo čistit, nevysouší vzduch a je absolutně tiché. Výhodou je určitě i to, že chlazení funguje ve stejných rozvodech jako vytápění – není tedy nutné instalovat žádné dodatečné nevzhledné krabice na zeď do všech místností, ale podlahou můžete chladit v celém domě, kde máte rozvody podlahového topení.

Mezi nevýhody ale určitě patří vyšší cena, i když i to je docela sporné, protože pokud byste instalovali klimatizační jednotky do všech místností v domě, pravděpodobně by to nevyšlo levněji než tepelné čerpadlo napojené na podlahové vytápění. A podlahové chlazení je „pomalé“, přesněji řečeno má velké dopravní zpoždění. Když tedy přijdete domů a máte v pokoji 30 °C a zapnete klasickou klimatizaci, během pár minut máte v pokoji příjemnou pocitovou teplotu. Pokud ale zapnete chlazení do podlahy, rozdíl poznáte přinejlepším po několika hodinách, než se celá podlaha ochladí. Podlahové chlazení je tedy vhodné mí zapnuté prakticky trvale (v nějakém automatickém a nejlépe prediktivním režimu dle předpovědi počasí), protože na nárazové chlazení absolutně není vhodné.

Další nevýhodou je, že podlahové chlazení nemůže chladit nijak „silně“. Klasická klimatizace vám v pokoji udělá klidně 10 °C, pokud ji tak nastavíte. S podlahovým chlazením to není možné. Musí se totiž počítat s tzv. rosným bodem. Jak jsem již popsal u nevýhod klasické klimatizace, vlhkost obsažená v teplém vzduchu na studeném povrchu kondenzuje, což by v případě podlahy bylo nepřijatelné – měli bychom mokrou podlahu. Proto je potřeba buď manuálně nastavit minimální „bezpečnou“ teplotu, což je obvykle 18 °C jako minimální teplota chladící vody v podlaze. Nebo je nutné počítat rosný bod v reálném čase dle aktuální teploty a vlhkosti vzduchu a podle toho operativně měnit minimální teplotu chladící vody v podlaze, která díky tomu v reálných podmínkách může být i citelně nižší než zmíněných 18 °C. Tento výpočet v reálném čase obvykle dělají automaticky chytřejší vnitřní jednotky pro řízení teplených čerpadel se systémem chlazení, které si měří teplotu a vlhkost vzduchu a z toho počítají hodnotu rosného bodu a automaticky upravují nejnižší možnou teplotu chladící vody.

Výběr tepelného čerpadla

Při výběru tepelného čerpadla jsme se primárně nesoustředili na cenu, ale na poměr kvalita / cena. Poptali jsme několik dodavatelů různých značek, ale většina nebyla schopná nebo ochotná instalovat tepelné čerpadlo s chlazením do podlahy kvůli nevýhodám tohoto systému, viz výše.

Věděli jsme také, že chceme systém vzduch/voda. Tento systém bere energii z okolního vzduchu mimo dům (venkovní jednotka) a pomocí ní ohřívá nebo naopak chladí vodu v podlahovém topném systému. Tento systém je sice méně efektivní než systém země/voda (zemní plošných kolektor) nebo voda/voda (hluboký zemní vrt), ale je nejlevnější a nejjednodušší na realizaci, protože nevyžaduje žádné zemní práce na zahradě.

Výkon tepelného čerpadla

Tepelná čerpadla vzduch/voda obecně nefungují stejně efektivně při všech teplotách. S klesající teplotou venkovního vzduchu klesá velmi rychle i účinnost tepelného čerpadla a obvykle kolem -20 °C až -25 °C je provoz technicky limitován a je potřeba přitápět externím zdrojem (krb, elektrická spirála, solární systém apod.).

Na druhou stranu tepelné ztráty domu jsou počítané pro nějakou venkovní teplotu, typicky -15 °C. Což je teplota, která po většinu doby topné sezóny (říjen až duben/květen) nenastane, takže tepelné ztráty budovy nejsou po většinu topné sezóny tak vysoké. A s tím souvisí i potřebný výkon tepelného čerpadla. Nemá smysl kupovat tepelné čerpadlo s výkonem, který pokryje i tepelné ztráty při extrémních teplotách, ale obvykle se volí tepelné čerpadlo s výkonem někde kolem 70 – 80 % vypočtených tepelných ztrát domu. Zbytek při extrémních mrazech pokryje externí zdroj tepla, například levná topná spirála, která se automaticky spustí ve chvíli, kdy venkovní teplota klesne například pod -20 °C.

Hluk tepelného čerpadla

Hluk tepelných čerpadel bývá často postrachem lidí, kteří si ho nechtějí pořídit právě kvůli hluku. Hluk už ale dnes není u kvalitních značek tepelných čerpadel problém. Pokud správně nadimenzujete výkon tepelného čerpadla a budete mít tepelné čerpadlo s invertorem, bude po většinu doby tepelné čerpadlo naprosto neslyšné a i když pojede na maximální výkon, hluk bude velmi nízký. Hladina akustického výkonu dle EN 12102 při venkovní teplotě 7 °C a výstupní teplotě 45 °C je u většiny dnešních tepelných čerpadel kolem 50 Lw(A).

Topný faktor

Topný faktor COP (Coefficient of Performance) je zjednodušeně řečeno účinnost tepelného čerpadla. Jinak řečeno se jedná o poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií. Z toho tedy vyplývá, že čím vyšší je topný faktor COP, tím lepší (efektivnější) je tepelné čerpadlo. Topný faktor COP většiny dnešních tepelných čerpadel se pohybuje mezi 2,5 až 5. Topný faktor se ale u každého tepelného čerpadla mění dle podmínek. Čerpadlo má jiný topný faktor při venkovní teplotě 10 °C a výstupní teplotě 20 °C a jiný topný faktor při venkovní teplotě -20 °C a výstupní teplotě 40 °C. Proto se vždy uvádí topný faktor COP pro konkrétní podmínky = konkrétní venkovní teplotu a výstupní teplotu.

Existuje ale ještě tzv. sezónní topný faktor SCOP, který má sloužit jako informace o sezónní spotřebě energie tepelného čerpadla. Jednoduše řečeno se vezme konkrétní tepelné čerpadlo a imaginárně se nasadí na vytápění konkrétního objektu s definovanou tepelnou ztrátou. Výpočtem se pak s využitím statistik trvání teplot během topné sezóny „simuluje“ celosezónní provoz tepelného čerpadla.

Výběr dodavatele tepelného čerpadla

Z výrobců, kteří byli schopni takový systém dodat, jsme měli dvě možnosti – IVT nebo NIBE, obě velmi kvalitní švédské značky patřící ke špičce ve svém oboru. IVT je asi absolutní špička v oboru, takový Rolls-Royce mezi tepelným čerpadly 🙂 Ale tomu odpovídá i hodně vysoká cena. NIBE patří také ke špičce, ale je to takový Mercedes 🙂 Navíc NIBE mi bylo doporučeno kolegou z práce, který od nich má tepelné čerpadlo již několik let, takže volba byla jasná.

Začali jsme tedy hledat dodavatele pro NIBE. Přímo přes webové stránky jsme zaslali poptávku, kterou NIBE předalo montážní firmě z okolí. Během jednoho pracovního dne se nám ozval zástupce dodavatelské firmy KAČÍREK – TOPENÍ s.r.o., se kterým jsme se domluvili na osobní schůzce u nás doma, abychom probrali detaily.

Po osobní schůzce jsme dostali finální cenovou nabídku přímo dle naší situace a požadavků. Firma nám doporučila tepelné čerpadlo NIBE F2040-6, tedy tepelné čerpadlo vzduch/voda o výkon 6 kW. Součástí nabídky byl i akumulační zásobník na 50 litrů, jehož součástí je i 4,5 kW topná spirála.

Akumulační zásobník je důležitý kvůli odmrazování čerpadla. Tím, jak čerpadlo odebírá mnoho tepla z venkovního vzduchu při vytápění domu, výparník čerpadla přirozeně namrzá a je potřeba ho jednou za čas odmrazit. V tu chvíli se čerpadlo přepne do reverzního režimu, aby vzniklou námrazu roztavilo. Toto teplo je ale nutné odebrat ze systému, což by bez akumulační nádrže znamenalo odebrání tepla z vody v podlaze, což je nežádoucí.

Pro řízení tepelného čerpadla byl původně navržený regulátor SMO 20. Ten jsme ale těsně před realizací vyměnili na nový chytrý regulátor SMO S40.

Po odsouhlasení nabídky jsme ihned dostali termín montáže, který byl cca za 1 měsíc od odsouhlasení. Týden před realizací přišla zálohová faktura na zálohu na materiál, což bylo cca 80 % z celkové ceny zakázky.

Instalace tepelného čerpadla

Kompletní instalace trvala tři dny. První dva dny probíhala fyzická instalace celého systému – umístění tepelného čerpadla, připojení všech rozvodů, umístění všech komponent v technické místnosti, napuštění systému. Třetí den probíhalo zapojení elektroinstalace, uvedení systému do provozu, zaškolení obsluhy a předání všech podkladů k zakázce.

Následně byla zakázka ze strany dodavatele uzavřena a vystavena faktura s doplatkem dle skutečně spotřebovaného materiálu. Výsledná faktura nakonec byla o přibližně 5000 Kč nižší než původní cenová nabídka vzhledem k nižší spotřebě instalačního materiálu.

Ovládání tepelného čerpadla

Pro ovládání tepelného čerpadla slouží řídící modul NIBE SMO S40. Tento řídící modul je z nové řady S a jedná se tedy o chytrý řídící modul.

K ovládání primárně slouží barevný dotykový displej na tomto modulu. Tento barevný dotykový displej také jako jediný obsahuje kompletní nastavení a kompletní možnosti ovládání.

Aplikace NIBE myUplink

Druhou možností ovládání je přes aplikaci. Díky tomu, že se jedná o chytrý řídící modul, je možné ho připojit k internetu a ovládat odkudkoliv. Tato jednotka má totiž zabudované WiFi i LAN, takže ji jednoduše můžete připojit k internetu a ovládat odkudkoliv pomocí webového rozhraní myUplink Web nebo mobilní aplikace pro Android a iOS.

Standardně systém zaznamenává historii teplot a umožní nahlížet do konfigurace systému. Možnost vzdáleného ovládání je až součástí premiového předplatného.

NIBE myUplink Premium

Aby bylo možné nastavení systému změnit vzdáleně, je nutné mít zakoupené předplatné Premium, které ale bohužel v České republice nelze v tuto chvíli zakoupit, takže nemohu popsat bližší informace o nákupu, výhodách nebo používání.

Jedinou možností ovládání systému je tedy fyzicky přes dotykový displej řídícího modulu.

Nastavení tepelného čerpadla NIBE

Řídící modul NIBE SMO S40 má poměrně detailní možnosti nastavení pro vytápění i chlazení. Standardní je ekvitermní řízení pomocí venkovního teplotního čidla. V tomto režimu není ani nutné mít vnitřní teplotní čidlo, ale pomocí křivek vytápění se volí výstupní teplota vody v závislosti na venkovní teplotě.

Níže uvádím příklady několika nejzajímavějších nebo nejdůležitějších nastavení.

Křivka pro vytápění a chlazení

Křivka pro vytápění nebo chlazení může být nastavena například tak, že vytápění začíná při průměrné venkovní teplotě 15 °C za posledních 24 hodin. V tu chvíli je výstupní teplota vody 25 °C. Při průměrné venkovní teplotě 10 °C je výstupní teplota vody 26 °C atd. A stejně tak i při chlazení.

Automatický režim tepelného čerpadla NIBE

Systém umí samozřejmě fungovat v plně automatickém režimu. Systém tedy může být aktivní celoročně a sám si rozhoduje o tom, jestli bude na základě stanovených venkovních teplot chladit, topit nebo nebude dělat nic.

My například máme nastaveno, že vytápění začíná v případě, kdy průměrná venkovní teplota za posledních 24 hodin je nižší než 15 °C. A chlazení se automaticky spustí v případě, kdy průměrná venkovní teplota za posledních 24 hodin je vyšší než 25 °C.

Regulace podle počasí

Když je regulátor připojený k internetu, může fungovat i regulace podle počasí. V takovém případě si regulátor stahuje informace o předpovědi počasí a dle toho předem upravuje parametry ještě dřív, než změny počasí nastanou.

U regulace podle počasí je možné nastavit činitel pro venkovní teplotu. Čím vyšší je hodnota činitele, tím vyšší účinek má předpověď počasí na nastavení regulátoru.

Režim dovolená

Režim dovolená (v NIBE označované jako režim opuštění) je režim, při kterém regulátor mírně sníží nastavení pro vytápění a mírně zvýší nastavení pro chlazení kvůli úspoře energií v době nepřítomnosti.

Smart Energy Source

Režim Smart Energy Source umožňuje uzpůsobit vytápění a chlazení buď s ohledem na co nejnižší emise CO2 nebo co nejvyšší úsporu elektřiny.

Při řízení podle ceny elektřiny je možné nastavit ceny elektřiny podle tarifu. Takže když máte vícetarifovou sazbu elektřiny, je možné nastavit ceny v jednotlivé denní doby. Přídavný zdroj vytápění se pak zapíná jen v době levné elektřiny, což je vlastně ekvivalent řízení přes HDO (hromadné dálkové ovládání).

K Smart Energy Source bych měl dvě připomínky:

  1. Nelze nastavit minuty při zadávání času. Nepřišel jsem na to, jak při zadávání času vysokého a nízkého tarifu změnit minuty. Hodiny lze bez problému změnit, ale minuty zůstávají zafixované na 00, což předpokládá změnu tarifu vždy jen v celou hodinu, což není běžné.
  2. Systém neumí vyčíst hodnoty přímo z elektrické sítě. Informace o přepínání tarifu obecně lze vyčíst přímo z elektrické sítě a není nutné je definovat manuálně. Umí to například bojlery DZD Dražice OKHE Smart, viz náš článek. Bylo by super, kdyby to uměla i řídící jednotka NIBE.

Regulace vlhkosti

Pokud máte nainstalované čidlo vlhkosti a aktivovaný režim chlazení, můžete povolit regulaci vlhkosti tak, aby se zabránilo kondenzaci vody při chlazení. Díky tomu je možné chladit vodu na teploty nižší než výchozích bezpečných 18 °C.

Energetický protokol

Regulátor umí měřit i spotřebu elektrické energie celého systému. Stačí na hlavní přívod do systému připojit „objímky“, které fungují jako měřící transformátor pro měření protékajícího proudu.

Zkušenosti s firmou KAČÍREK – TOPENÍ s.r.o.

Naše zkušenost s firmou KAČÍREK – TOPENÍ s.r.o. je výborná a všem ji můžeme jen doporučit. Komunikace byla vždy naprosto bez problému. Co bylo dohodnuto, to bylo také splněno. Přístup vždy velmi ochotný a seriózní. Montážníci byli naprosto příkladní – velmi příjemní, milí, ochotní, pečliví a šikovní – kéž by takoví byli všichni 🙂

  1. Jaké prostupy bylo potřeba udělat? Neutrpěla tím vzduchotěsnost?

Přidat komentář