Internetová poradna i-EKIS / odpověď
30.10.22 / dotaz č. 144975
Elektrická fólie pro podlahové vytápění.
Dobrý den, řeším vhodný způsob vytápění nového RD - bungalov. Vypočtená celková tepelná ztráta domu je 5294 W a vytápěná plocha činí 113 m2. Objekt bude osazen fotovoltaickými panely + baterie.
Zajímá mě, který systém je v kombinaci s využítím fotovoltaiky z pohledu budoucích nákladů na energie výhodnější.
A) Tepelné čerpadlo 5-7 kW na topení i ohřev vody s akumulační nádobou 250 l + krbová kamna
B) Tepelné čerpadlo 5-7 kW na topení i ohřev vody s akumulační nádobou 500 l + krbová vložka s výměníkem
C) Elektrické topná fólie pro podlahové vytápění + akumulační nádoba s elektropatronou
Snažím se o stručné zadání. Děkuji za odpověď.
Dobrý den, řeším vhodný způsob vytápění nového RD - bungalov. Vypočtená celková tepelná ztráta domu je 5294 W a vytápěná plocha činí 113 m2. Objekt bude osazen fotovoltaickými panely + baterie.
Zajímá mě, který systém je v kombinaci s využítím fotovoltaiky z pohledu budoucích nákladů na energie výhodnější.
A) Tepelné čerpadlo 5-7 kW na topení i ohřev vody s akumulační nádobou 250 l + krbová kamna
B) Tepelné čerpadlo 5-7 kW na topení i ohřev vody s akumulační nádobou 500 l + krbová vložka s výměníkem
C) Elektrické topná fólie pro podlahové vytápění + akumulační nádoba s elektropatronou
Snažím se o stručné zadání. Děkuji za odpověď.
Dobrý den,
Variantu C nelze realizovat, jelikož nesplní současné požadavky vyhlášky č.264/2020 Sb., o energetické náročnosti budov a to ani s 10 kWp (max. výkon FVE bez nutnosti licence na výrobu elektřiny). Omezení spočívá ve výši spotřeby neobnovitelné primární energie. V této variantě je výsledná spotřeba el. energie příliš vysoká. Z tohoto důvodu není relevantní se touto variantou dále zabývat.
500 litrový zásobník bude mít větší tepelnou ztrátu než 250 litrový a to nejen z důvodu většího objemu, ale i efektu nabíjení na vyšší teplotu, pomocí krbové vložky z výměníkem. Krbová vložka s výměníkem je doplňkový zdroj tepla s občasným (nepravidelným) využitím a s nutností manuálního přikládání paliva. Značně tedy záleží na tepelném výkonu výměníku a jeho provozu, nakolik (na jakou teplotu) je schopen nabít 500 litrový zásobník. Důsledky nepravidelného provozu doplňkového zdroje se mohou projevit i vyššími náklady na ohřev zásobníku. Protože v době, kdy není zásobník dobíjen z tohoto zdroje je teplo pro ohřev 500 litrů vody získáváno pouze z TČ. Zatímco „normálně“ by stačil 250 litrový zásobník. Na akumulační zásobníky lze také zjednodušeně nahlížet jako na zásobníky se stejnou teplenou ztrátou (500 litrový zásobník bude opatřen větší tloušťkou tepelné izolace).
Rozdílem variant A a B je v podstatě doplňkový zdroj tepla.
Pro oba uvedené zdroje platí, že jejich provoz je závislý na manuální dodávce paliva. A jedná se o nepravidelně využívaný zdroj tepla. (vyrábí se krbová kamna na peletky s automatickým provozem a se základní regulací provozu a teploty, ale pořád přetrvává efekt manuální dodávky paliva do zásobníku).
Krbová kamna jsou využívána jen k vytápění, zatímco pro krbovou vložku s výměníkem je uvažováno i s podílem na přípravě teplé vody. Stanovení provozních nákladů je možné provést následující, značně zjednodušenou analýzu.
Ke stanovení potřeby tepla pro vytápění Q(vytápění) a ohřev teplé Q(TV) vody lze využít následující aplikaci: https://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/138-porovnani-nakladu-na-vytapeni-teplou-vodu-a-elektrickou-energii-tzb-info . (potřeba tepla pro vytápění ….. kWh/rok; potřeba tepla pro ohřev teplé vody ….. kWh/rok)
Pro TČ je nutné stanovit sezónní topný faktor pro vytápění (COP_H,gen) a pro přípravu teplé vody (COP_W,gen), jsou to rozdílné hodnoty. Problematika stanovení sezónních topných faktorů je popsána např. zde (ale není to jednoduché čtení) :https://www.mpo-efekt.cz/upload/7799f3fd595eeee1fa66875530f33e8a/Vypocet_ENB_metodicka_prirucka.pdf .
A dále je nutné stanovit sezónní účinnost pro krbová kamna (Eta_K) a krbovou vložku s výměníkem (Eta_V).
Dalším parametrem je poměrové zastoupení zdrojů pro vytápění a pro ohřev TV.
Var. A – využití_TČ_A / využití_K; např. (80 % / 20 %)
Var. B – využití_TČ_B_vytápění / využití_V_vytápění ; využití_TČ_B_TV / využití_V_TV ;
Tzn. Využití TČ a krbové vložky v režimu vytápění a v režimu přípravy teplé vody.
Posledními parametry je uvažovaná cena el. energie a paliv pro doplňkové zdroje. Pro cenu el. energie lze využít aplikaci (https://kalkulator.tzb-info.cz/cz/dodavka-elektricke-energie) a pro stanovení cen biomasy (https://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/118-ceny-krboveho-dreva nebo https://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/43-ceny-pelet-pro-vytapeni)
Cena el. energie pro TČ – parametr cena_TČ [Kč/GJ]
Cena palivového dřeva – parametr cena_dřeva [Kč/GJ]*
*Pro biomasu je nutné znát její výhřevnost.
Vzorec: potřeba tepla * podíl zdroje / účinnost zdroje * cena energie
Náklady_var_A = { [Q(vytápění) * využití_TČ_A] / COP_H,gen + Q(TV) / COP_W,gen } * cena_TČ +
( { [Q(vytápění) * využití_K] / Eta_K } * cena_dřeva )
Náklady_var_B = { [Q(vytápění) * využití_TČ_B_vytápění] / COP_H,gen + [Q(TV) * využití_TČ_B_TV] / COP_W,gen } * cena_TČ + (( { [Q(vytápění) * využití_V_vytápění] + [Q(TV) * využití_V_TV] } / Eta_K ) * cena_dřeva )
I pro jednoduchou analýzu je zde značné množství parametrů ovlivňující výsledek. Nehledě na značný rozptyl cen paliv a energií. Některé hodnoty je nutné zvolit nebo odhadnout.
Osobně bych se přikláněl k realizaci varianty B, s akumulačním zásobníkem objemově dimenzovaným především podle potřeby tepla pro vytápění a ohřev TV. Teplovodní výměník je pak schopen nabíjení na vyšší teplotu, nežli je schopno ekonomicky zajistit TČ. Varianta B má vyšší užitnou hodnotu právě díky tomu, že krbová vložka s výměníkem nabíjí akumulační zásobník, jehož teplo lze využít jak pro vytápění, taj i pro přípravu teplé vody.
Variantu C nelze realizovat, jelikož nesplní současné požadavky vyhlášky č.264/2020 Sb., o energetické náročnosti budov a to ani s 10 kWp (max. výkon FVE bez nutnosti licence na výrobu elektřiny). Omezení spočívá ve výši spotřeby neobnovitelné primární energie. V této variantě je výsledná spotřeba el. energie příliš vysoká. Z tohoto důvodu není relevantní se touto variantou dále zabývat.
500 litrový zásobník bude mít větší tepelnou ztrátu než 250 litrový a to nejen z důvodu většího objemu, ale i efektu nabíjení na vyšší teplotu, pomocí krbové vložky z výměníkem. Krbová vložka s výměníkem je doplňkový zdroj tepla s občasným (nepravidelným) využitím a s nutností manuálního přikládání paliva. Značně tedy záleží na tepelném výkonu výměníku a jeho provozu, nakolik (na jakou teplotu) je schopen nabít 500 litrový zásobník. Důsledky nepravidelného provozu doplňkového zdroje se mohou projevit i vyššími náklady na ohřev zásobníku. Protože v době, kdy není zásobník dobíjen z tohoto zdroje je teplo pro ohřev 500 litrů vody získáváno pouze z TČ. Zatímco „normálně“ by stačil 250 litrový zásobník. Na akumulační zásobníky lze také zjednodušeně nahlížet jako na zásobníky se stejnou teplenou ztrátou (500 litrový zásobník bude opatřen větší tloušťkou tepelné izolace).
Rozdílem variant A a B je v podstatě doplňkový zdroj tepla.
Pro oba uvedené zdroje platí, že jejich provoz je závislý na manuální dodávce paliva. A jedná se o nepravidelně využívaný zdroj tepla. (vyrábí se krbová kamna na peletky s automatickým provozem a se základní regulací provozu a teploty, ale pořád přetrvává efekt manuální dodávky paliva do zásobníku).
Krbová kamna jsou využívána jen k vytápění, zatímco pro krbovou vložku s výměníkem je uvažováno i s podílem na přípravě teplé vody. Stanovení provozních nákladů je možné provést následující, značně zjednodušenou analýzu.
Ke stanovení potřeby tepla pro vytápění Q(vytápění) a ohřev teplé Q(TV) vody lze využít následující aplikaci: https://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/138-porovnani-nakladu-na-vytapeni-teplou-vodu-a-elektrickou-energii-tzb-info . (potřeba tepla pro vytápění ….. kWh/rok; potřeba tepla pro ohřev teplé vody ….. kWh/rok)
Pro TČ je nutné stanovit sezónní topný faktor pro vytápění (COP_H,gen) a pro přípravu teplé vody (COP_W,gen), jsou to rozdílné hodnoty. Problematika stanovení sezónních topných faktorů je popsána např. zde (ale není to jednoduché čtení) :https://www.mpo-efekt.cz/upload/7799f3fd595eeee1fa66875530f33e8a/Vypocet_ENB_metodicka_prirucka.pdf .
A dále je nutné stanovit sezónní účinnost pro krbová kamna (Eta_K) a krbovou vložku s výměníkem (Eta_V).
Dalším parametrem je poměrové zastoupení zdrojů pro vytápění a pro ohřev TV.
Var. A – využití_TČ_A / využití_K; např. (80 % / 20 %)
Var. B – využití_TČ_B_vytápění / využití_V_vytápění ; využití_TČ_B_TV / využití_V_TV ;
Tzn. Využití TČ a krbové vložky v režimu vytápění a v režimu přípravy teplé vody.
Posledními parametry je uvažovaná cena el. energie a paliv pro doplňkové zdroje. Pro cenu el. energie lze využít aplikaci (https://kalkulator.tzb-info.cz/cz/dodavka-elektricke-energie) a pro stanovení cen biomasy (https://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/118-ceny-krboveho-dreva nebo https://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/43-ceny-pelet-pro-vytapeni)
Cena el. energie pro TČ – parametr cena_TČ [Kč/GJ]
Cena palivového dřeva – parametr cena_dřeva [Kč/GJ]*
*Pro biomasu je nutné znát její výhřevnost.
Vzorec: potřeba tepla * podíl zdroje / účinnost zdroje * cena energie
Náklady_var_A = { [Q(vytápění) * využití_TČ_A] / COP_H,gen + Q(TV) / COP_W,gen } * cena_TČ +
( { [Q(vytápění) * využití_K] / Eta_K } * cena_dřeva )
Náklady_var_B = { [Q(vytápění) * využití_TČ_B_vytápění] / COP_H,gen + [Q(TV) * využití_TČ_B_TV] / COP_W,gen } * cena_TČ + (( { [Q(vytápění) * využití_V_vytápění] + [Q(TV) * využití_V_TV] } / Eta_K ) * cena_dřeva )
I pro jednoduchou analýzu je zde značné množství parametrů ovlivňující výsledek. Nehledě na značný rozptyl cen paliv a energií. Některé hodnoty je nutné zvolit nebo odhadnout.
Osobně bych se přikláněl k realizaci varianty B, s akumulačním zásobníkem objemově dimenzovaným především podle potřeby tepla pro vytápění a ohřev TV. Teplovodní výměník je pak schopen nabíjení na vyšší teplotu, nežli je schopno ekonomicky zajistit TČ. Varianta B má vyšší užitnou hodnotu právě díky tomu, že krbová vložka s výměníkem nabíjí akumulační zásobník, jehož teplo lze využít jak pro vytápění, taj i pro přípravu teplé vody.