Tepelné čerpadlo ve starším domě naráží na radiátory

Tepelné čerpadlo ve starším domě funguje hospodárně tehdy, když otopná soustava vytopí místnosti vodou o nízké teplotě. Radiátory navržené pro kotel počítaly s vodou výrazně teplejší, a tak o úspěchu instalace nerozhoduje typ zařízení, ale to, jak velká jsou tělesa pod okny a kolik tepla dům ztrácí.

Proč topný faktor klesá s teplotou vody

Tepelné čerpadlo teplo nevyrábí, ale přečerpává. Chladivo se ve výparníku odpaří teplem odebraným venkovnímu vzduchu, zemi nebo vodě, kompresor páry stlačí, tím je ohřeje a v kondenzátoru předají teplo topné vodě. Elektřinu spotřebovává hlavně kompresor. Čím větší teplotní rozdíl musí překonat, tím víc práce odvede na každou jednotku tepla.

Poměr mezi dodaným teplem a spotřebovanou elektřinou se nazývá topný faktor a značí se COP. Platí vždy pro jeden přesně daný stav, například pro venkovní vzduch o sedmi stupních a výstupní vodu o pětatřiceti. Zápis A7/W35 v technickém listu znamená právě tohle. Stejný stroj má při výstupu pětapadesát stupňů faktor znatelně nižší a v mrazu ještě nižší.

O provozu za celou zimu vypovídá sezonní topný faktor SCOP, který se stanovuje podle ČSN EN 14825. Na energetickém štítku ho výrobci uvádějí zvlášť pro nízkoteplotní použití s vodou 35 °C a pro středněteplotní s vodou 55 °C. Díval bych se při porovnávání na ten údaj, který odpovídá soustavě v domě, tedy u radiátorů na hodnotu pro 55 °C. Číslo pro podlahové topení je vždy lichotivější a o domě s radiátory neříká skoro nic.

Na jakou teplotu byly radiátory navrženy

Výkon otopného tělesa v katalogu se podle ČSN EN 442 udává pro vodu 75 °C na vstupu, 65 °C na výstupu a vzduch v místnosti 20 °C. Když soustavou teče voda o dvacet stupňů chladnější, předá stejný radiátor zhruba polovinu jmenovitého výkonu. Přesný přepočet závisí na typu tělesa a provádí ho projektant.

Starší domy přitom mívají radiátory větší, než by dnes bylo nutné. Navrhovaly se s rezervou a po výměně oken nebo zateplení, které zmenšilo ztrátu obálkou, je potřeba tepla nižší než v době stavby. Proto nelze od stolu říct, že staré radiátory nevyhoví. V jednom domě stačí beze změny, v jiném je potřeba vyměnit tělesa v jedné či dvou místnostech.

Cesty k nízkoteplotnímu provozu

Když tělesa při chladnější vodě nestačí, zvětšuje se jejich plocha. Deskový radiátor se dvěma nebo třemi deskami a přídavnými lamelami má při stejné délce násobně vyšší výkon než jednoduchá deska. Další možností jsou nízkoteplotní tělesa s malým ventilátorem, která proud vzduchu přes výměník zesilují, případně doplnění podlahového nebo stěnového vytápění v části domu. Druhá cesta vede přes menší potřebu tepla v místnosti; tu posuzuje energetický specialista spolu s celým domem.

Podle mě se vyplatí začít u místnosti, která vychází nejhůř. Teplotu vody pro celý dům totiž určuje pokoj s nejmenším radiátorem vůči své ztrátě, obvykle rohový nebo koupelna, a jedno větší těleso tam dovolí snížit teplotu všem ostatním.

K nízkoteplotnímu provozu patří i regulace. Ekvitermní křivka má být nastavená co nejníž, aby domu ještě stačila, a ventily otevřené, protože přivřené termostatické hlavice nutí čerpadlo pracovat s teplejší vodou a v krátkých cyklech. Souvislosti mezi křivkou, tělesy a obálkou rozebírá článek o tom, jak na úsporné vytápění domu, a samotné ventily text o nastavení termostatických hlavic.

Co má obsahovat návrh od projektanta

Návrh začíná výpočtem tepelné ztráty po místnostech podle ČSN EN 12831. Z něj vyjde potřebný výkon zdroje i to, zda každé těleso při zvolené teplotě vody stačí. Za sebe bych nepřijal nabídku, která výkon odvozuje jen z podlahové plochy nebo ze štítku starého kotle, protože takový odhad nezná ani okna, ani stav stěn.

Projektant dále určí bod bivalence, tedy venkovní teplotu, pod kterou čerpadlu pomáhá záložní zdroj, nejčastěji elektrická topná tyč. Rozhodne také o akumulační nádobě, která u radiátorové soustavy s malým objemem vody brání častému spínání kompresoru, a o umístění venkovní jednotky s ohledem na hluk a odvod kondenzátu při odtávání. Zásah do rozvodů a elektrické připojení jsou práce pro odbornou firmu. Kdo zároveň zvažuje vlastní výrobu elektřiny, měl by to projektantovi říct předem, protože návrh fotovoltaiky na rodinném domě se odvíjí od toho, kdy a kolik dům odebírá.

Zkouška se stávajícím kotlem

Nejlepší podklad pro rozhodnutí získáte ještě před jakoukoli změnou. Doporučuji v mrazivém týdnu omezit na stávajícím kotli výstupní teplotu na 50 až 55 °C, otevřít hlavice a sledovat, zda pokoje drží obvyklou teplotu. U kotle na tuhá paliva si předem ověřte v návodu, jakou nejnižší teplotu vratné vody snese. Místnosti, které při zkoušce vychladnou, jsou přesně ty, kde bude potřeba větší těleso, a seznam s naměřenými teplotami pak předejte projektantovi.

Zdroje

• ČSN EN 14825 Klimatizátory vzduchu, jednotky pro chlazení kapalin a tepelná čerpadla – Zkoušení a klasifikace při částečném zatížení a výpočet sezonního topného faktoru, Česká agentura pro standardizaci
• ČSN EN 442 Otopná tělesa a konvektory, Česká agentura pro standardizaci
• ČSN EN 12831 Energetická náročnost budov – Výpočet tepelného výkonu, Česká agentura pro standardizaci
• Asociace pro využití tepelných čerpadel (AVTČ), informační materiály k návrhu a provozu
• Evropská komise, pravidla energetického štítkování ohřívačů pro vytápění vnitřních prostorů