Případová studie pro tepelná čerpadla

Bytový dům Vsetínská 8-18, Brno

Instalace tepelných čerpadel na Vsetínské 8-18 probíhala v zimním období 2012-2013. Z tohoto důvodu byla instalace náročnější kvůli nemožnosti delšího přerušení dodávek tepla a teplé vody pro celý bytový objekt, tj. muselo se zabezpečit, aby výpadky dodávky tepla a teplé vody byly co nejkratší. V extrémních podmínkách probíhaly práce na lešení i na střeše (déšť či námraza). V průběhu realizace se muselo řešit několik neočekávaných situací, např. bylo nutné zajistit zkrácení doby dodání prací (nepřímého měření a posílení kabelů) od firmy E.ON ze 17 měsíců na dobu 5 měsíců a navíc v zimním období.
Kvůli stáří domu a kvalitě střechy statik navrhl speciální konstrukci na střechu pod suché chladiče, kdy suchý chladič nestojí přímo na střeše, ale na speciální roznášecí konstrukci ležící na nosných zdech domu a následně na speciálních pružinách ke snížení hluku, tzv. isotopech. Suché chladiče jsou umístěny – jeden na střeše domu Vsetínská 12 a druhý na střeše domu Vsetínská 14. Speciálně vylepené krycí plechy u střešních chladičů posílají hluk z pomaloběžných ventilátorů řízených frekvenčním měničem směrem nahoru, čímž se zabrání šíření hluku ve vodorovné rovině. V suchém chladiči proudí nezámrzná kapalina (glykol), která je potrubím po fasádě vedena k tepelným čerpadlům typu voda-voda umístěných ve strojovně v přízemí domu Vsetínská 14. Jeden suchý chladič je určen jako primární strana pro 2 tepelná čerpadla – v kotelně jsou umístěny 2 dvojice, celkem tedy 4 kusy tepelných čerpadel. Po fasádě vedou dvě dvojice potrubí, které byly oplechovány. Zajímavostí je, že protože dole vede chodník, nebylo možné potrubí podepřít ze spodu, ale musely být statikem navrženy speciální úchyty, které nesou celou váhu potrubí s glykolem i oplechování.
Ve strojovně je umístěna 3.000 l nádrž jako zásobník teplé užitkové vody. 2 tepelná čerpadla primárně vyrábí teplou vodu a 2 jsou určena na topení. Pokud by nastal okamžik, že je nutné dodat špičkový výkon do teplé užitkové vody, mohou ji vyrábět všechna 4 tepelná čerpadla. Všechna 4 tepelná čerpadla v době dostatku teplé vody vyrábí teplo do otopného systému (radiátorů), pokud je to nutné. Jejich střídání je pravidelné z důvodu rovnoměrného zatížení a postupného opotřebovávání. V novém systému je umístěn i výměník na teplárnu a 700 l taktovací nádrž na topnou vodu do topení, velké množství klapek, servopohonů, 3-cestných ventilů a 3 měřice tepla. Dále 2 odtávací výměníky, kdyby bylo nutné odtát suché chladiče na střeše, protože by se na nich vytvořila námraza. Ve strojovně je pouze jediné oběhové čerpadlo zajišťující dodávku tepla do topení a jediné cirkulační oběhové čerpadlo zajišťující dodávku teplé vody ke kohoutkům. Ve strojovně nelze nastavením upřednostnit jeden vchod nebo stranu domu před stranou druhou.
V současnosti je výroba tepla do topení i teplé užitkové vody od 0:00 hod. do 4:30 hod. zastavena (v létě i v zimě) – jsou vypnuta oběhová čerpadla i veškeré zdroje tepla. V praxi to znamená, že v tuto dobu jsou studené radiátory a dlouho trvá, než doteče teplá voda do kohoutku. Tepelná čerpadla jsou provozována přednostně. Tepelný výkon z CTZ je zapojený na výstup z tepelných čerpadel směrem do systému vytápění a ohřevu TUV. Tepelný výkon z CZT je automaticky řízen a jeho využití je pro ekonomiku vytápění co nejmenší. Při venkovní teplotě cca -6°C se tepelná čerpadla odstaví a teplo bude dodávat pouze teplárna (CZT).
Teplota, od které se odstaví tepelná čerpadla a pojede se pouze na CZT je dána především teplotou topné vody, která musí jít do radiátorů (tepelná čerpadla nevyrobí topnou vodu o vyšší teplotě než 55°C).
Tepelná čerpadla, oběhová čerpadla i ventilátory na suchých chladicích jsou zdrojem hluku a vibrací. Hygienické normy uvádí maximální povolené hodnoty pro hluk. Například pro noc ve chráněných prostorách (jako je pokoj nebo ložnice) a v případě výrazné špičky při nějaké frekvenci je povolená hodnota 25 dB. Pro venkovní prostor norma mluví o nočních limitech 40 dB. Měření hluku bylo provedeno ve 3 kritických bytech na Vsetínské 14 a ve dvou bytech na Vsetínské 12 a všude jsou maximální povolené hygienické normy splněny. Na akci bylo použito několik protihlukových opatření – například zmiňované isotopy a protihlukové stěny na suchých chladičích na střeše, dále tlumiče chvění – tzv. kompenzátory – na potrubí u tepelných čerpadel, oběhových čerpadel na glykolové straně či u suchých chladičů. Potrubí není kotveno do stěn, ale je přes speciální sylomery (gumy tlumící chvění a hluk) podepřeno do speciálně vybudované nové podlahy kotelny. I tepelná čerpadla leží na tlumičích vibrací – sylomerech. Hluk pomaloběžných ventilátorů je řízen frekvenčními měniči. V průběhu realizace proběhlo několik měření. Kromě obvyklých měření hluku se měřila i neprůzvučnost stěn a stropu nad kotelnou (kdy se pouštěly velmi výkonné zdroje hluku a měřily se útlumy stěn a střílelo se z pistole) či málo obvyklé měření vibrací.
Ve strojovně jsou umístěna následující měřidla: kalorimetr měřící celkovou spotřebu domu na topení, kalorimetr měřící celkovou spotřebu teplé vody domu, kalorimetr měřící dodávku z teplárny (CZT) --- fakturační měřidlo Tepláren, které je rovněž díky dobré spolupráci s Teplárnou zapojeno do tepelných čerpadel a množství odebraného tepla je archivováno a elektroměr měřící spotřebu elektrické energie od E.Onu. Množství tepla vyrobeného pomocí tepelných čerpadel je dopočítáváno. Celkově dodané teplo do domu je následně dle vyhlášky rozpočítáváno 60% dle spotřeby v jednotlivých bytech (měřidla na Vašich radiátorech) a 40% na plochu bytu.

Cena díla je 6,6 milionu včetně DPH.

Bytový dům Spodní 12, Brno

Tepelná čerpadla MACH se instalovali na podzim roku 2012 a za první topnou sezónu objekt odebral od Tepláren cca 30 GJ a přes 900 GJ vyrobila samotná tepelná čerpadla.
Cena celé zakázky 13 patrového bytového domu byla cca 3,7 milionu Kč včetně DPH s počítanou reálnou návratností 8 let.
Na střeše je umístěn suchý chladič, vnitřní schodišťovou částí domu vede potrubí do suterénu domu, kde jsou instalována samotná tepelná čerpadla. Ostatní technologie jako boilery a expanzní nádoby najdete ve strojovně, která se uvolnila po částečném zrušení strojovny Tepláren. Teplárnu bytový dům používá jako pomocný zdroj tepla. Celá technologie je napojená na centrální dipečink.

Kde jste: Tepelná čerpadla pro komerční objekty | Případové studie, případová studie - tepelná čerpadla
Tepelna cerrpadla MACH