Výpočtové hodnocení tepelných soustav s tepelnými čerpadly

Výpočtové hodnocení
tepelných soustav
s tepelnými čerpadly
Květen 2011
T. Matuška, R. Krainer
Ústav techniky prostředí
Fakulta strojní
ČVUT v Praze
tomas.matuska@fs.cvut.cz
1/16

1. Úvod
Tepelná čerpadla jsou zařízení, která umoţňují cíleně čerpat tepelnou energii o nízké a pro běţné
aplikace nevyuţitelné teplotě (nízkopotenciální teplo) a předávat ji do navazujících tepelných soustav s
vyšší vyuţitelnou teplotní hladinou (příprava teplé vody, vytápění). Zdroje nízkopotenciálního tepla
mohou být svou podstatou:
• obnovitelné - energie okolního prostředí (vzduch, voda, země), která má svůj původ ve slunečním
záření nebo geotermální energii, nebo
• druhotné - energie, která můţe mít svůj původ i v neobnovitelných palivech, např. teplo odpadního
vzduchu nebo odpadní vody.
Tepelná čerpadla však pro svůj pohon vyuţívají energii vysokopotenciální o vyšší energetické "kvalitě"
(elektrickou, mechanickou, vysokoteplotní), která má svůj původ zpravidla v neobnovitelných zdrojích
energie (uhlí, zemní plyn) a která v procesu transformace degraduje na teplotní úroveň odváděného
tepla. Efektivita tepelného čerpadla je vyjádřena topným faktorem stanoveným za jasně definovaných
teplotních podmínek za daný časový úsek jako poměr mezi uţitečným teplem vydaným tepelným
čerpadlem a hnací energií spotřebovanou tepelným čerpadlem. Teplotní podmínky ovlivňující topný
faktor tepelného čerpadla jsou:
• teplota ochlazované látky tv1 nízkopotenciálního zdroje tepla vstupující do výparníku tepelného
čerpadla;
• teplota ohřívané látky tk2 vystupující z kondenzátoru tepelného čerpadla.
Hlavními parametry tepelných čerpadel jsou tepelný výkon k a topný faktor COP. Stanovují se
zkoušením jako charakteristiky v závislosti na řadě okrajových podmínek definovaných v příslušných
normách, např. ČSN EN 14511 [1]. Charakteristiky tepelného čerpadla jsou nezbytné pro správný návrh
a správné zhodnocení provozu soustavy s tepelným čerpadlem. Vyhodnocení reálných energetických
přínosů soustavy s tepelným čerpadlem výpočtem slouţí jako podklad k energetickému, ekologickému a
ekonomickému hodnocení. V reálném provozu pracuje tepelné čerpadlo v soustavě, ve které se v
průběhu roku mění provozní podmínky jako teplota zdroje tepla, teplota v připojené soustavě odvodu
tepla (vytápění, příprava teplé vody) či odváděný tepelný výkon. Sezónní topný faktor SPF, který udává
míru efektivity provozu celé soustavy s tepelným čerpadlem za výpočtové období (rok), není závislý
pouze na kvalitě navrţeného tepelného čerpadla, ale také na návrhu otopné soustavy, teplotní úrovni
nízkopotenciálního zdroje tepla během roku, návrhu výkonu vzhledem k odběru tepla, apod.
Následující text nabízí zjednodušený postup výpočtového hodnocení běţných soustav s tepelnými
čerpadly pro vytápění a přípravu teplé vody na základě teplotní charakteristiky otopného období.
Výpočtový postup je fyzikálně podloţený, nicméně je do značné míry zjednodušený. Postup
nerespektuje denní ani roční profil odběru teplé vody, vliv doby blokace tarifu el. energie, tepelné ztráty
zásobníku tepla a teplé vody jsou zanedbány. Dále se nezkoumá, zda zadané tepelné čerpadlo můţe
dosáhnout maximálních provozních teplot, nezohledňuje vliv návrhu nízkopotenciálního zdroje tepla na
skutečně dosahované teploty zdroje tepla, aj.
V ţádném případě výpočtový postup nemůţe nahradit simulační výpočty v pokročilých softwarech s
hodinovým a kratším krokem, se zohledněním dynamiky provozu a vyuţívající validované simulační
modely prvků soustavy. Cílem zjednodušené metodiky je nabídnout odborné veřejnosti snadný
výpočtový postup ke stanovení energetických zisků blízkých skutečnosti pouţitelný pro ruční výpočet či
výpočet pomocí běţného tabulkového procesoru (Excel) jako podklad pro navazující hodnocení soustav
s tepelnými čerpadly. Metodika je určená pro zpracování energetických auditů, hodnocení
2/16

demonstračních projektů, pro monitorování a vyhodnocování opatření ke sníţení energetické náročnosti
budov.
2. Metodika
Výpočtové hodnocení provozu soustav s tepelnými čerpadly vychází z tzv. intervalové metody [2],
přejaté např. normou ČSN EN 15316-4-2 [3]. Metoda vyuţívá křivky trvání teplot pro určené otopné
období, které je pro výpočet provozních charakteristik rozděleno do časových úseků odpovídajících
teplotním intervalům v dostatečném rozlišení. V otopném období jsou teplotní intervaly rozděleny po
1 K, mimo otopné období je interval jediný. Kaţdý výpočtový interval je charakterizován střední teplotou
a dobou trvání. Pro střední teplotu v kaţdém intervalu jsou bilancovány:
• potřeba tepla pro vytápění a přípravu teplé vody;
• provozní podmínky a odpovídající charakteristiky tepelného čerpadla (tepelný výkon, topný faktor);
• teplo dodané tepelným čerpadlem;
• teplo dodané doplňkovým ohřívačem;
• hnací energie pro tepelné čerpadlo;
• doba provozu tepelného čerpadla;
• potřeba pomocné energie.
Výsledkem hodnocení jsou roční provozní parametry soustavy s tepelným čerpadlem, tzn. teplo dodané
do tepelné soustavy vytápění a přípravy teplé vody tepelným čerpadlem a doplňkovým (záloţním)
ohřívačem a celková efektivita provozu soustavy s tepelným čerpadlem, včetně zahrnutí pomocné
energie, vyjádřená sezónním (ročním) topným faktorem.
3. Vstupní údaje
Výpočtový postup vyţaduje informaci o klimatických podmínkách v místě instalace (teplota venkovního
vzduchu, otopné období), o potřebě tepla, kterou má soustava s tepelným čerpadlem svým provozem
krýt, o charakteristikách pouţitého tepelného čerpadla v souladu s normovým zkoušením a o tepelné
soustavě, kterou je teplo produkované tepelným čerpadlem sdíleno (odebíráno).
3.1. Klimatické údaje
Poţadovanými klimatickými údaji pro oblast instalace soustavy s tepelným čerpadlem jsou venkovní
výpočtová teplota, počet dnů otopného období, průměrná venkovní teplota v otopném období a
průměrná roční teplota. Z uvedených údajů lze stanovit křivku trvání teplot pro hodnocení provozu
tepelného čerpadla pro vytápění a přípravu teplé vody ve výpočtových teplotních intervalech otopného
období a teplotu v letním výpočtovém intervalu pro hodnocení provozu tepelného čerpadla pro přípravu
teplé vody mimo otopné období.
3.1.1. Výpočtová venkovní teplota te,N
Pro území ČR platí tři základní výpočtové venkovní teploty -12 °C, -15 °C a -18 °C. Výpočtové
venkovní teploty pro vybraná místa ČR [4, 5] lze nalézt v tab. A.1 v příloze A. Oblasti výpočtových teplot
[6] jsou uvedeny na obr. A.1 v příloze A. Pro místa s nadmořskou výškou nad 400 m n.m. se výpočtové
teploty sniţují podle tab. A.2 v příloze A.
3/16

3.1.2. Údaje pro otopné období
Počet dnů otopného období d a průměrná venkovní teplota te,Z v otopném období se stanoví z
meteorologických podkladů pro konkrétní rok (meteorologické denostupně) nebo pro normové hodnoty
(klimatické denostupně) pro danou mezní teplotu otopného období [4], viz tab. A.1 v příloze A.
Křivka trvání venkovních teplot pro stanovení parametrů výpočtových teplotních intervalů je dána
výpočtovou venkovní teplotou te,N, mezní teplotou otopného období te,m (uvaţována jednotně +13 °C) a
dobou trvání otopného období d (počet dnů). Bezrozměrná křivka trvání teplot je dána rovnicí
0,985
0,626
1
(1)
kde poměrný rozdíl teplot je dán vztahem
e,
m e
(2)
t
t
e,
m
t
t
e,
N
a poměrná doba vyplývá z podílu
(3)
Z
kde
Z
je doba výskytu teplot niţších neţ te v h;
doba trvání otopného období, tj. 24∙d v h.
V průběhu otopného období musí být ve vytápěných místnostech zabezpečena vnitřní teplota
stanovená projektem, tzn. výpočtová vnitřní teplota ti,N. V provozu se vlivem regulace a útlumů vytápění
vnitřní teplota sniţuje. Průměrná vnitřní teplota ti,Z v otopném období se uvaţuje pro rodinné domy
18 °C, pro bytové domy a občanské budovy 19 °C.
3.1.3. Údaje pro letní období
Pro stanovení provozních charakteristik tepelného čerpadla při přípravě teplé vody v letním období je
nutné znát odpovídající venkovní teplotu mimo otopné období. Průměrná venkovní teplota te,L, která
charakterizuje letní výpočtový teplotní interval, se určí na základě poměru časových úseků otopného
období a celého roku a příslušných středních venkovních teplot v těchto obdobích podle vztahu
t
t
8760 t
,
e,
rok
e Z Z
e, L
(4)
8760
Z
kde
te,rok je průměrná roční venkovní teplota ve °C, viz např. obr. A.2 v příloze A;
te,Z
Z
průměrná venkovní teplota v otopném období ve °C;
doba trvání otopného období, tj. 24∙d v h.
3.2. Potřeba tepla
Výpočtový postup nestanovuje roční potřebu tepla, kterou má krýt tepelné čerpadlo. Pro energetickou
bilanci vyuţívá jako vstupní údaj hodnoty potřeby tepla (vytápění, příprava teplé vody) jiţ stanovené
některým z dostupných hodnotících postupů.
4/16

3.2.1. Potřeba tepla na vytápění
Roční potřeba tepla na vytápění Qp,VYT,rok vyplývá z energetického hodnocení budov při pouţitých
klimatických podmínkách v otopném období. Pro určení roční potřeby tepla na vytápění lze vyuţít řadu
metod, např. denostupňová, ČSN EN ISO 13790 [7], simulační výpočet matematickým modelem
budovy, provozní měření, aj.. Roční potřeba tepla na vytápění se pro jednotlivé teplotní intervaly j
rozdělí poměrovým přepočtem na základě příslušných hodinostupňů ve výpočtových intervalech podle
vztahu
DH
j
Q
p, VYT , j
Qp,
VYT , rok
(5)
DHrok
kde
DHj
DHrok
je počet hodinostupňů výpočtového teplotního intervalu j v Kh;
počet hodinostupňů během roku za otopné období v Kh.
3.2.2. Potřeba tepla na přípravu teplé vody
Roční potřeba tepla na přípravu teplé vody Qp,TV,rok vyplývá z energetického hodnocení budov pro
danou obsazenost a vybavenost budovy. Pro určení roční potřeby tepla na přípravu teplé vody lze
vyuţít různých metod, např. ČSN EN 15316-3, VDI 2067 nebo měření na stávající budově. Roční
potřeba tepla na přípravu teplé vody se pro jednotlivé teplotní intervaly j rozdělí poměrovým přepočtem
na základě doby trvání výpočtových teplotních intervalů vzhledem k celému roku podle vztahu
j
Q p , TV,
j
Qp,
TV,
rok
(6)
8760
kde
j je doba trvání výpočtového teplotního intervalu j v h.
3.3. Tepelné čerpadlo
3.3.1. Jednotka
Pro výpočet ročních provozních charakteristik soustavy s tepelným čerpadlem je nezbytné mít k
dispozici údaje o tepelném výkonu k a topném faktoru COP tepelného čerpadla za různých provozních
podmínek. Pro kompresorová tepelná čerpadla s elektrickým pohonem jsou nezbytné charakteristiky
tepelného výkonu a topného faktoru za teplotních podmínek stanovených v ČSN EN 14511-2 [1].
Zkušební podmínky jsou uvedeny v tab. 1 aţ 3 jako světle šedá pole (tmavě šedá pole jsou jmenovité
podmínky). Zkušební podmínky udávají minimální počet údajů o tepelném výkonu a topném faktoru pro
daný druh tepelného čerpadla. Pro plynem poháněná tepelná čerpadla je nezbytné zajistit adekvátní
mnoţství vstupních údajů, pokud jsou k dispozici podle zkušebních metod.
Parametry tepelného čerpadla se pro teplotní podmínky ve výpočtových intervalech během roku stanoví
lineární interpolací mezi dvěma nejbliţšími body, resp. lineární extrapolací trendu.
5/16

tk2 / tv1 -15 °C -7 °C 2 °C 7 °C
35 °C
45 °C
55 °C x x
Tab. 1 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: vzduch
U tepelných čerpadel s venkovním vzduchem jako zdrojem tepla je zcela nezbytné pouţít
charakteristiky ze zkoušky zahrnující i odtávací cykly tepelného čerpadla [7].
tk2 / tv1 10 °C 15 °C
35 °C x
45 °C
55 °C x
Tab. 2 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: voda
tk2 / tv1 -5 °C 0 °C 5 °C
35 °C x
45 °C
55 °C x x
Tab. 3 – Požadované zkušební podmínky pro tepelná čerpadla se zdrojem tepla: země
3.3.2. Nízkopotenciální zdroje tepla
Teplota nízkopotenciálního zdroje tepla, tj. teplota na vstupu do výparníku tv1, ovlivňuje provozní
efektivitu a výkon tepelného čerpadla. Pro výpočet provozních parametrů tepelného čerpadla ve
výpočtových intervalech je nezbytné stanovit odpovídající teplotu zdroje tepla. Pro různé druhy zdroje
tepla je v tab. 4 uveden vztah pro určení teploty na vstupu do výparníku tv1 v souladu s ČSN EN 15316-
4-2 [3].
Zdroj tepla
Vzduch (venkovní)
Teplota na vstupu do výparníku
tv1 = te
Spodní voda (čerpací studna) tv1 = 10 °C
Zemský masiv
tv1 = max (0 °C; min (0,15∙ te + 1,5 °C; 4,5 °C))
Tab. 4 – Teplota nízkopotenciálního zdroje tepla pro výpočet
3.3.3. Pomocná elektrická energie
Kromě hnací energie pro pohon tepelného čerpadla je pro provoz soustavy s tepelným čerpadlem
nezbytná ještě pomocná elektrická energie na zařízení, která nejsou součástí jednotky tepelného
čerpadla, avšak zajišťují funkci soustavy tepelného čerpadla (oběhová čerpadla, regulace, ventily). U
některých tepelných čerpadel můţe být pomocná elektrická energie pro překonání tlakových ztrát při
6/16

proudění teplonosné látky výměníky tepelného čerpadla jiţ zahrnuta v topném faktoru stanoveném při
normové zkoušce.
Ne všechna pomocná zařízení pracují ve všech reţimech provozu, např. oběhové čerpadlo pro
přednostní nabíjení zásobníku teplé vody pracuje pouze v reţimu přípravy teplé vody a v reţimu
vytápění je vypnuto, zatímco oběhové čerpadlo zdroje tepla (např. zemní vrt) pracuje v obou reţimech.
Pro stanovení potřeby pomocné energie v jednotlivých výpočtových intervalech je nutné znát příkony
zařízení v jejich pracovním bodě v obou provozních reţimech (příprava teplé vody, vytápění).
3.4. Tepelná soustava
3.4.1. Příprava teplé vody
Pro přípravu teplé vody se určí teplota připravované teplé vody tTV (45 aţ 60 °C). Teplota na výstupu z
tepelného čerpadla je dána vztahem
t k 2
t TV
5 K
(7)
kde zvýšení teploty o 5 K zohledňuje teplotní spád na výměníku tepla přípravy teplé vody.
3.4.2. Vytápění
Otopná soustava je teplotně charakterizována návrhovými teplotami přívodní a vratné otopné vody tw1,N
/ tw2,N a teplotním exponentem převaţujících otopných ploch n. Na základě návrhových parametrů
otopné soustavy lze stanovit pro kaţdý výpočtový teplotní interval ekvitermní teplotu přívodní otopné
vody na základě střední venkovní teploty intervalu te podle vztahu
t
t t t t t t
t t
(8)
w1,
N w 2, N i e w1,
N w 2, N
i e 1/ n
w1 t
i
( t
i
) ( )
2 t
i
te,
N
2
t
i
te,
N
Orientační hodnoty teplotních exponentů n pro soustavy s různými druhy otopných ploch (sdílení tepla)
jsou uvedeny v tab. 5.
Druh otopných ploch
Sálavé velkoplošné vytápění (podlahové,
stropní, stěnové)
n
1,1
Otopná tělesa 1,3
Konvektory, teplovzdušné vytápění 1,4
Tab. 5 – Teplotní exponent otopných ploch
Poţadovaná teplota otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2 se v daném teplotním intervalu
stanoví na základě teploty přívodní otopné vody tw1 jako
t t 5 K
(9)
k 2
w 1
kde zvýšení teploty o 5 K zohledňuje hysterezi ohřívání uvaţovaného zásobníku tepla nad
poţadovanou ekvitermní teplotu do otopné soustavy pro omezení cyklování tepelného čerpadla.
7/16

4. Výpočetní postup
4.1. Určení teplotních intervalů a provozních podmínek
Z dostupných klimatických údajů pro místo instalace soustavy s tepelným čerpadlem se křivka trvání
teplot pro otopné období rozdělí na výpočtové teplotní intervaly (pro dostatečné rozlišení se doporučuje
šířka intervalu 1 K) a stanoví se střední venkovní teploty v jednotlivých intervalech te,j a doba trvání
intervalů j v hodinách. Příklad názorného určení výpočtového teplotního intervalu o šířce 4 K s horní
hranicí intervalu 1 °C a dolní hranicí intervalu -3 °C je uveden na obr. 1.
Mimo otopné období se uvaţuje pouze s jediným výpočtovým intervalem se střední venkovní teplotou
stanovenou podle rovnice (4) a s dobou trvání (8760 – 24∙d) hodin.
4.2. Bilance energie v intervalu
V případě soustavy s tepelným čerpadlem pro kombinovanou přípravu teplé vody a vytápění má během
roku přednost krytí potřeby tepla na přípravu teplé vody.
4.2.1. Režim přípravy teplé vody
Pro kaţdý teplotní interval j se stanoví potřeba tepla na přípravu teplé vody QTV,j v souladu s rovnicí (6).
Pro teplotu zdroje tepla tv1,j (určené na základě střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle
tab. 4) a teploty otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2 v soustavě přípravy teplé vody
(určené z rovnice 7) se z charakteristik tepelného čerpadla určí jeho výkon k,TV,j (tv1,j, tk2) a topný faktor
COPTV,j (tv1,j, tk2) v reţimu přípravy teplé vody.
Dostupné teplo z tepelného čerpadla pro přednostní přípravu teplé vody za dobu trvání teplotního
intervalu j je
Qk
, TV,
j
k , TV,
j
j
[kWh] (10)
Obr. 1 – Příklad stanovení výpočtových teplotních intervalů (střední venkovní teplota, doba trvání)
8/16

Skutečně dodané teplo tepelným čerpadlem pro krytí potřeby tepla na přípravu teplé vody je minimální
hodnotou z dostupného tepla a potřebou tepla v teplotním intervalu j
QTČ,TV, j = min (Qk,TV,j, Qp,TV,j) [kWh] (11)
Skutečná doba provozu tepelného čerpadla v teplotním intervalu j pro reţim přípravy teplé vody se
stanoví ze vztahu
Q
TČ , TV,
j
[h] (12)
TČ , TV,
j
k
, TV,
j
Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody v teplotním intervalu j se
určí ze vztahu
E
TČ TV,
j
Q
TČ , TV,
j
[kWh] (13)
,
COP
TV,
j
Potřeba pomocné elektrické energie soustavy s tepelným čerpadlem pro přípravu teplé vody se určí ze
vztahu
Epom,TV,j = Ppom,TV . TČ,TV,j [kWh] (14)
kde
Ppom,TV
je elektrický příkon pomocných zařízení pracujících při přípravě teplé vody v jejich pracovním
bodě v kW.
V případě, ţe v teplotním intervalu j je dostupné teplo z tepelného čerpadla v reţimu přípravy teplé vody
niţší neţ potřeba tepla na přípravu teplé vody, je nutné krýt zbývající potřebu tepla z doplňkového
(záloţního) ohřívače podle vztahu
Q
d , TV,
j
Qp,
TV,
j
QTČ , TV,
j
[kWh] (15)
4.2.2. Režim vytápění
Pro kaţdý výpočtový teplotní interval j se stanoví potřeba tepla na vytápění QVYT,j v souladu s rovnicí (5).
Pro teplotu zdroje tepla tv1,j (určené na základě střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle
tab. 4) a teploty otopné vody na výstupu z tepelného čerpadla tk2,j v otopné soustavě (určené na základě
střední venkovní teploty výpočtového intervalu te,j podle rovnic 8 a 9) se z charakteristik tepelného
čerpadla určí jeho výkon k,VYT,j (tv1,j, tk2,j) a topný faktor COPVYT,j (tv1,j, tk2,j) v reţimu vytápění.
V případě kombinované přípravy teplé vody a vytápění, je přednostně část doby provozu a dostupného
tepla z tepelného čerpadla vyhrazena reţimu přípravy teplé vody. Proto je nutné pro stanovení
dostupného tepla z tepelného čerpadla pro vytápění nejdříve určit pro výpočtový teplotní interval j
zbývající dobu provozu tepelného čerpadla dostupnou pro reţim vytápění
k,VYT,j = j - TČ,TV,j [h] (16)
Dostupné teplo z tepelného čerpadla pro vytápění za dobu trvání teplotního intervalu se potom stanoví
ze vztahu
Q
k , VYT , j
k , VYT , j
k , VYT , j
[kWh] (17)
9/16

Skutečně dodané teplo tepelným čerpadlem pro krytí potřeby tepla na vytápění je minimální hodnotou z
dostupného tepla a potřebou tepla v teplotním intervalu j
QTČ,VYT, j = min (Qk,VYT,j, Qp,VYT,j) (18)
Skutečná doba provozu tepelného čerpadla v teplotním intervalu j pro reţim vytápění se stanoví ze
vztahu
QTČ , VYT , j
[h] (19)
TČ , VYT , j
k , VYT , j
Potřeba hnací energie pro pohon tepelného čerpadla pro vytápění v teplotním intervalu j se určí ze
vztahu
E
TČ VYT , j
Q
TČ , VYT , j
(20)
,
COP
VYT , j
Potřeba pomocné elektrické energie soustavy s tepelným čerpadlem pro vytápění se určí ze vztahu
Epom,VYT,j = Ppom,VYT . TČ,VYT,j [kWh] (21)
kde
Ppom,VYT je elektrický příkon pomocných zařízení pracujících při vytápění v jejich pracovním bodě v kW.
V případě, ţe v teplotním intervalu j je dostupné teplo z tepelného čerpadla v reţimu vytápění niţší neţ
potřeba tepla na vytápění, je nutné krýt zbývající potřebu tepla z doplňkového (záloţního) ohřívače
podle vztahu
Q
d , VYT , j
Qp,
VYT , j
QTČ , VYT , j
(22)
4.2.3. Výsledky pro hodnocení
Výpočtový postup vede ke stanovení hlavních provozních parametrů popisujících roční energetickou
bilanci soustavy s tepelným čerpadlem pro přípravu teplé vody a vytápění. Sečtením jednotlivých veličin
ze všech intervalů se stanoví roční výsledky. Roční dodávka tepla tepelným čerpadlem do přípravy
teplé vody vytápění je
Q Q
TČ rok
TČ , VYT , j
j
j
QTČ , TV,
j
,
[kWh] (23)
Roční potřeba hnací energie tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody a vytápění je
E E
TČ rok
TČ,
VYT , j
j
j
ETČ , TV,
j
,
[kWh] (24)
Roční potřeba pomocné elektrické energie pro provoz tepelného čerpadla pro přípravu teplé vody a
vytápění je
E
pom rok
Epom,
VYT , j
j
j
Epom,
TV,
j
,
[kWh] (25)
Roční dodávka tepla doplňkovým tepelným zdrojem (ohřívačem)
Q
d rok
Qd
, VYT , j
j
j
Qd
, TV,
j
,
[kWh] (26)
10/16

Uvedené výsledné provozní parametry slouţí jako podklad pro stanovení úspory primární energie
tepelným čerpadlem, úspory emisí, případně ekonomických ukazatelů instalace tepelného čerpadla
(úspora provozních nákladů, návratnost). Na základě výsledných parametrů lze stanovit navazující
energetické ukazatele, např. roční pokrytí potřeby tepla na přípravu teplé vody a vytápění teplem
dodaným z tepelného čerpadla
f
Q
TČ , TV,
rok TČ , TV,
rok
[-] (27)
Q
p,
TV,
rok
Q
Q
p,
VYT , rok
dále sezónní topný faktor tepelného čerpadla
SPF
Q
TČ , rok
[-] (28)
TČ
ETČ
, rok
nebo u soustav s tepelnými čerpadly s elektricky poháněnými kompresory celkový sezónní topný faktor
celé soustavy
SPF
TČ , rok
[-] (29)
E
Q
TČ , rok
E
5. Literatura
pom,
rok
[1] ČSN EN 14511-2 Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla s
elektricky poháněnými kompresory pro ohřívání a chlazení prostoru - Část 2: Zkušební podmínky,
ČNI 2008.
[2] ASHRAE Handbook of Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air-
Conditioning Engineers, 1977.
[3] ČSN EN 15316-4-2 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení
energetických potřeb a účinností soustavy - Část 4-2: Výroba tepla na vytápění, tepelná čerpadla,
ČNI 2009.
[4] ČSN 38 3350 Zásobování teplem, všeobecné zásady. včetně tiskové změny. ČNI 1991.
[5] ČSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách - Výpočet tepelného výkonu. ČNI 2005.
[6] ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění. ČNI 1994.
[7] ČSN EN 14511-3 Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla s
elektricky poháněnými kompresory pro ohřívání a chlazení prostoru - Část 3: Zkušební metody.
ČNI 2008.
[8] ČSN EN 12309-2 Absorpční a adsorpční klimatizační zařízení a/nebo zařízení s tepelným
čerpadlem s vestavěnými zdroji tepla na plynná paliva, s jmenovitým tepelným příkonem nejvýše
70 kW - Část 2: Hospodárné vyuţití energie, ČNI 2000.
[9] Český hydrometeorologický ústav, http://www.chmu.cz
11/16

Příloha A – Klimatické údaje pro ČR
Tab. A.1 – Výpočtové venkovní teploty a parametry otopného období (pro te,m = +13 °C)
Lokalita
Nadmořská
výška
[m]
Výpočtová
venkovní teplota
[°C]
Průměrná venkovní
teplota v otopném
období [°C]
Počet dnů
otopného období
[dny]
Benešov 327 -15 3,9 245
Beroun (Králův Dvůr) 229 -12 4,1 236
Blansko (Dolní Lhota) 273 -15 3,7 241
Brno 227 -12v 4,0 232
Bruntál 546 -18v 3,3 271
Břeclav (Lednice) 159 -12 4,4 224
Česká Lípa 276 -15 3,8 245
České Budějovice 384 -15 3,8 244
Český Krumlov 489 -18v 3,5 254
Děčín (Březiny,Libverda) 141 -12 4,2 236
Domaţlice 428 -15v 3,8 247
Frýdek-Místek 300 -15v 3,8 236
Havlíčkův Brod 422 -15v 3,3 253
Hodonín 162 -12 4,2 215
Hradec Králové 244 -12 3,9 242
Cheb 448 -15 3,6 262
Chomutov (Ervěnice) 330 -12v 4,1 233
Chrudim 276 -12v 4,1 238
Jablonec nad Nisou (Liberec) 502 -18v 3,6 256
Jičín (Libáň) 278 -15 3,9 234
Jihlava 516 -15 3,5 257
Jindřichův Hradec 478 -15 3,5 256
Karlovy Vary 379 -15v 3,8 254
Karviná 230 -15 4,0 234
Kladno (Lány) 380 -15 4,5 258
Klatovy 409 -15v 3,9 248
Kolín 223 -12v 4,4 226
Kroměříţ 207 -12 3,9 227
Kutná Hora (Kolín) 253 -12v 4,4 226
Liberec 357 -18 3,6 256
Litoměřice 171 -12v 4,1 232
Louny (Lenešice) 201 -12 4,1 229
12/16

Mělník 155 -12 4,1 229
Mladá Boleslav 230 -12 3,9 235
Most (Ervěnice) 230 -12v 4,1 233
Náchod (Kleny) 344 -15 3,7 250
Nový Jičín 284 -15v 3,8 242
Nymburk (Poděbrady) 186 -12v 4,2 228
Olomouc 226 -15 3,8 231
Opava 258 -15 3,9 2329
Ostrava 217 -15 4,0 229
Pardubice 223 -12v 4,1 234
Pelhřimov 499 -15v 3,6 257
Písek 348 -15 3,7 247
Plzeň 311 -12 3,6 242
Praha (Karlov) 181 -12 4,3 225
Prachatice 574 -18v 3,8 267
Prostějov 226 -15 3,9 228
Přerov 212 -12 3,5 252
Příbram 502 -15 3,8 230
Rakovník 332 -15 4,0 250
Rokycany (Příbram) 363 -15 3,5 252
Rychnov n/Kněţnou (Slatina) 325 -15 3,5 254
Semily (Libštát) 334 -18v 3,4 259
Sokolov 405 -15v 3,9 254
Strakonice 392 -15 3,8 249
Svidník 220 -18v 3 237
Svitavy (Moravská Třebová) 447 -15 3,4 248
Šumperk 317 -15v 3,5 242
Tábor 480 -15 3,5 250
Tachov (Stříbro) 496 -15 3,6 250
Teplice 205 -12v 4,1 230
Trutnov 428 -18 3,3 257
Třebíč (Bítovánky) 406 -15 3,1 263
Uherské Hradiště (Buchlovice) 181 -12v 3,6 233
Ústí nad Labem 145 -12v 3,9 229
Ústí nad Orlicí 332 -15v 3,6 251
Vsetín 346 -15 3,6 236
Vyškov 245 -12 3,7 229
13/16

Zlín (Napajedla) 234 -12 4,0 226
Znojmo 289 -12 3,9 226
Ţďár nad Sázavou 572 -15 3,1 270
Obr. A.1 – Oblasti výpočtových venkovních teplot pro ČR
14/16

Tab. A.2 – Snížení výpočtové venkovní teploty s ohledem na nadmořskou výšku
Nadmořská výška
Výpočtová venkovní
teplota
Sníţená venkovní
teplota
nad 400 m n.m. -12 -15
nad 600 m n.m. -15 -18
nad 800 m n.m. -18 -21
15/16

Obr. A.2 – Průměrné roční teploty vzduchu (1961 – 1990) v ČR [9]
16/16