Přednáška pro Sympozium INHOB 2015. Vysokoteplotní tepelná čerpadla pro přípravu teplé vody.

1. EcoCute - vysokoteplotní tepelná čerpadla
s chladivem CO2 pro přípravu teplé vody
Ing. Marek Bláha
INHOB - 21.10.2015

2. Proč se zabývat teplou vodou?
0% 20% 40% 60% 80% 100%
1990
2015
2025
Teplá voda Topení
• Rozložení spotřeby tepla v obytné budově

3. Technologie EcoCute
 EcoCute
 Nová japonská technologie pro tepelná
čerpadla vzduch/voda (od roku 2001)
 Určeno pouze pro přípravu teplé vody
 Využívá přírodního neškodného chladiva CO2
 Hlavní výhody
 Výstupní teplota vody až 90°C
 Minimální provozní teplota až -25°C
 Stabilní výkon při nízkých teplotách
 Vysoký topný faktor
 Chladící okruhy s CO2
 Nadkritický chladící okruh
 Vysoké tlaky 165 bar (R410a 42 bar)
 Vysoké teploty až 160°C
 Odlišné chování než běžná chladiva

4. Efektivní příprava teplé vody pro:
 Obytné objekty
 Samostatná příprava teplé vody (bez vytápění)
 Bytové domy
 Komerční a průmyslové objekty
 Hotely a penziony
 Sportoviště, bazény
 Ohřev vody pro průmyslové účely
 CZT a výměníkové stanice
 Ohřev vody mimo hlavní topnou sezonu
 Vysoká teplota vody umožňuje napojení na CZT

5. Proč oddělit ohřev vody od vytápění?
3
4
100 % TOPENÍ 100 % OHŘEV VODY
COP
R410A
CO2
• Topné faktory podle chladiv a využití
3
4
50 %

6. Komerční provedení EcoCute
 SANDEN AquaEco2
 Pro odběry vody 500 až 5 000 litrů denně
 Výkon 3,5 kW v kaskádním zapojení 17,5 kW
 Stabilní výstupní teplota 65°C
 Provoz do - 20°C, vnitřní provedení
 MHI Q ton
 Pro odběry vody 3 000 až 100 000 litrů denně
 Výkon 30 kW v kaskádním zapojení 480 kW
 Volitelná výstupní teplota 60°C až 90°C
 Provoz do -25°C, venkovní provedení
 Stejný princip
 Přímý ohřev vody na výměníku tepelného
čerpadla

7. Hydraulické zapojení
 Zásobníky bez výměníku!

8. Čím se Ecocute liší?
 Využití venkovního vzduchu
 Provoz není omezen množstvím vnitřního vzduchu v
objektu
 Výrazně vyšší výkon, flexibilita
 Oproti běžným ohřívačům s integrovaným zásobníkem
 Zásobník může být umístěn jinde než tepelné čerpadlo
 Funkce v extrémně nízkých teplotách
 Výstupní teplota 60°C až 90°C i v zimě
 Stabilní výkon
 Nepotřebuje záložní zdroj tepla
 Odolnost a provozní náklady
 Trvalý provoz s vysokou výstupní teplotou bez zkrácení
životnosti kompresoru
 Vyšší COP (SPF)

9. Zásady pro správný návrh
 Vysoký rozdíl teplot
 Je nutné dodržet co nejvyšší rozdíl teplot na
vstupu a výstupu z tepelného čerpadla
 Nutný zásobník se stratifikací tepla
 Ztráty cirkulací zhoršují topný faktor
 Ideální provozní režim
 Ohřát zásobník - vyčerpat - znovu ohřát
 Průběžné dohřívání zhoršuje COP
 Znalost průběhu odběru TV během dne
 Pro vysoké COP je nutné systém odladit
 Zásobníky teplé vody
 Pouze zásobník, bez výměníku
 Umístění vstupů a výstupů má vliv na COP

10. Výkonové parametry Q ton
 Výkon
 Konstantní výkon 30 KW do -7°C
 Výkon 24 kW při teplotě -20°C
 Kaskádní řešení
 Připraveno pro kaskádní řešení
 16 tepelných čerpadel s jedním
regulátorem
 Maximální výkon kaskády 480 kW
 Topný faktor
 4,3 (vzduch16°C, výstupní teplota 65°C)
 3,5 (vzduch 7°C, výstupní teplota 65°C)
 3,0 (vzduch 2°C, výstupní teplota 65°C)
Parametry pro výstupní teplotu 65°C

11. Přímý ohřev nebo akumulace tepla
 Přímý ohřev
 Při celodenním nízkém tarifu
 10 hodin/noc + 8 hodin/den = 8 000 l vody z jedné jednotky
 Akumulace tepla při nočním tarifu
 Při využití nízkého tarifu jen v omezenou dobu (noční proud)
 10 hodin/noc = 4 000 l vody z jedné jednotky
 8 hodin/noc = 3 000 l vody z jedné jednotky

12. Pilotní instalace – SANDEN Aquaeco2
 Kancelářská budova TIZIA
 Příprava TV plynovým kondenzačním kotlem
o výkonu 170 kW
 Spotřeba vody 250 - 650 l/den
 Náklady 55 700 Kč/rok (plyn + elektřina na
větrání kotelny)
 Řešení SANDEN
 Jedna jednotka Aquaeco 3,5 kW
 Nasávání vzduchu z výdechu větrací jednotky
 Nový zásobník VASO 500 l
 Očekávané provozní náklady 8 600 Kč/rok*
 Investice/návratnost
 Celková investice 170 000 Kč
 Návratnost do 4 let
 Bonusem je snížení opotřebení kotlů
* Odhad na základě tříměsíčního zkušebního provozu

13. Příklady využití
 Ohřev vody pro myčky nádobí
 12 x Q-ton 360 kW
 Otevřený zásobník teplé vody
 Ohřev vody pro lázně
 12 x Q-ton 360 kW
 Otevřený zásobník teplé vody
 Výroba potravin
 4 x Q-ton 120 kW
 Zásobník 4 000 l

14. Ekonomika provozu v ČR
 Stávající řešení pro panelový dům
 Ohřev vody výměníkem CZT
 Cena tepla 706 Kč/GJ vč. DPH
 Množství tepla 647 GJ/rok
 Roční platby za teplou vodu 457 000 Kč
 Řešení s tepelným čerpadlem Q Ton
 1 jednotka Q ton 30 kW + zásobníky teplé vody 3 000 l
 Topný faktor 3,1
 Nákupní cena elektřiny 3,10 Kč
 Náklady na ohřev vody 180 000 Kč
(úspora 277 000 Kč/rok)
 Odpis investice a náklady na údržbu 70 000 Kč/rok
 Roční platby za teplou vodu 250 000 Kč
 Úspora 207 000 Kč/rok (snížení o 45%)

15. www.gt-energy.cz
blaha@ivtcentrum.cz
Prezentace k dispozici na www.slideshare.net/marekblaha31
GOOGLE “marek blaha prezentace“