Topný faktor u tepelného čerpadla: Co potřebujete vědět?
Topný faktor je jedním z klíčových parametrů, podle kterého vybíráte tepelné čerpadlo. Rozhodně ale neplatí jednoduchá poučka, že čím vyšší topný faktor, tím lépe. Zjistěte, co všechno byste o topném faktoru měli vědět, aby se vám provoz tepelného čerpadla vyplatil.
Co je topný faktor?
Topný faktor udává poměr topného výkonu k příkonu tepelného čerpadla, respektive ke spotřebovanému množství energie. Můžeme si ho představit na jednoduchém příkladu. Tepelné čerpadlo o výkonu 12 kWh a příkonu 3 kWh má topný faktor 4 podle jednoduchého výpočtu 12/3 = 4. To znamená, že s každou dodanou kilowatthodinou energie dokáže vyprodukovat čtyři kilowatthodiny tepla. Topný faktor tedy můžeme chápat také jako účinnost tepelného čerpadla.
Topný faktor COP se řídí normou
Výrobci uvádí topný faktor obvykle jako COP, neboli Coefficient of Performance. Tento ukazatel je dán normou ČSN EN 14 511 a vypočítá se podle vzorce
COP = změna tepla/mechanická práce spotřebovaná tepelným čerpadlem.
Z tohoto vzorce je zřejmé, že topný faktor nemůže být veličinou stálou, ale mění se v závislosti na podmínkách, ve kterých pracuje. Stejné tepelné čerpadlo může mít topný faktor 6 a při jiných podmínkách bude COP jen 2. Proto je nutné srovnávat topný faktor při stejných podmínkách – teploty na vstupu a teploty na výstupu.
Pohlídejte si, za jakých podmínek je topný faktor uváděn
Topný faktor se nejčastěji uvádí v normovaných podmínkách:
- vzduch/voda při 2 °C/35 °C,
- země/voda při 0 °C/35 °C,
- voda/voda při 10 °C/35 °C.
Například u tepelného čerpadla vzduch/voda to znamená, že teplota vzduchu na vstupu do zařízení je 2 stupně a teplota vody na výstupu, tedy v otopném systému, je 35 stupňů. Setkat se můžete také se zápisem A2/W35, což znamená totéž.
Čím větší je rozdíl mezi vstupní a výstupní teplotou, tím bude topný faktor nižší. To znamená, že čím chladnější je vstupní zdroj (vzduch, voda nebo země), tím nižší bude topný faktor.
Tento poměr teplot nám ale jasně ukazuje, že topný faktor nezávisí jen na vnějších podmínkách a podnebí, ale rovněž na požadované teplotě na výstupu. Ideální je kombinovat tepelné čerpadlo s nízkoteplotním podlahovým vytápěním, kde je teplota na výstupu právě 35 °C. Čím vyšší teploty potřebujete dosáhnout na výstupu, tím nižší topný faktor bude.
Jaký je reálný topný faktor?
Topný faktor COP je ukazatel teoretický, kterého nelze v běžných podmínkách nikdy dosáhnout. Navíc výrobci uvádí topný faktor jen samotného tepelného čerpadla, nikoliv vytápěcího systému jako celku. Reálný topný faktor vytápěcího systému je nižší, protože je potřeba zohlednit například:
- ztráty do okolí,
- příkon potřebný pro dopravu tepla do tepelného čerpadla,
- příkon potřebný pro dopravu topného média (voda v otopné soustavě),
- příkon bivalentního zdroje, pokud je instalovaný,
- přípravu teplé užitkové vody aj.
Proto je pro efektivní fungování vytápění tepelným čerpadlem důležitý nejen výběr tepelného čerpadla jako takového, ale především odborný návrh celého systému. V žádném případě také neplatí, že když si pořídíte tepelné čerpadlo s dvakrát vyšším topným faktorem, bude reálná úspora energie rovněž dvakrát vyšší.
Proč nemá smysl za každou cenu usilovat o maximální topný faktor?
Přestože je topný faktor teoretickou veličinou, dává nám určitou představu o účinnosti tepelného čerpadla. Ale právě z toho důvodu nedává smysl koupit za každou cenu tepelné čerpadlo s co nejvyšším topným faktorem. Dosáhnout maximální účinnosti totiž chcete především z ekonomických důvodů – čím účinnější tepelné čerpadlo bude, tím více ušetříte na energiích. To ale neplatí za předpokladu, že se vám investice do tepelného čerpadla nikdy nestihne vrátit. Proto je nutné vždy posoudit přínos v úspoře energie v poměru k výši investice.
Z ekonomického pohledu se vyplatí investovat do vyššího topného faktoru jen v případě, že se zvýšené pořizovací náklady promítnou do zvýšené úspory energie tak, abyste dosáhli rozumné návratnosti.
Jaké další parametry u tepelného čerpadla sledovat?
Jak jsme uvedli výše, topný faktor nevypovídá dobře o reálné účinnosti tepelného čerpadla, protože se jedná pouze o teoretický ukazatel za velmi úzce vymezených podmínek. Lepší představu o energetické náročnosti tepelného čerpadla v celoročním provozu získáte ze sezónního topného faktoru SCOP (Seasonal Coefficient of Performance).
I tento ukazatel se ale měří ve standardizovaných, takřka laboratorních podmínkách, kterých nelze při běžné instalaci v domácnostech dosáhnout. Navíc parametr SCOP, stejně jako COP, vypovídá pouze o účinnosti samotného tepelného čerpadla, nikoliv topného systému jako celku.
Nejdůležitějším parametrem topných soustav s tepelným čerpadlem je tzv. sezónní topný faktor soustavy SPF (Seasonal Performance Factor). Ten se vypočítá za časový úsek (např. měsíc, rok) podle vzorce
SPF = množství tepla dodané soustavou do budovy/množství elektrické energie pro pohon tepelného čerpadla, záložního zdroje (elektrokotle), čerpadel a dalších pomocných zařízení
nebo se zjistí měřením přímo na realizaci.
|
Minimální a cílové hodnoty SPF pro soustavy s tepelnými čerpadly |
||
|---|---|---|
|
Zdroj energie/odvod tepla |
Minimální hodnoty SPF |
Cílové hodnoty SPF |
|
Vytápění a příprava teplé vody v renovacích |
||
|
vzduch/voda |
2,7 |
3 |
|
zemský masiv/voda |
3,5 |
4 |
|
voda/voda |
3,8 |
4,5 |
|
Vytápění a příprava teplé vody v novostavbách |
||
|
vzduch/voda |
2,5 |
2,8 |
|
zemský masiv/voda |
3,3 |
3,7 |
|
voda/voda |
3,5 |
4,2 |
|
Samotná příprava teplé vody |
||
|
vzduch/voda |
2,3 |
2,8 |
|
zemský masiv/voda |
3 |
3,5 |
|
voda/voda |
3,2 |
3,8 |
Zdroj: Norma ČSN EN 15450
Hodnoty SPF uvedené v tabulce navrhuje norma ČSN EN 15450. Tyto hodnoty nejsou závazné, ale dávají představu, zda topná soustava s tepelným čerpadlem odpovídá běžným standardům.
Odborníci poradí
Důležité je z tohoto pohledu přenechat instalaci tepelného čerpadla, ale i dalších služeb, odborníkům, kteří vám kvalifikovaně poradí a navrhnou řešení, které vyhovuje nejvíce vaší nemovitosti.
