Rekuperovat jen tolik tepla, kolik lze využít

Na první pohled je smysl nadpisu jasný každému, přesto se v praxi objevují případy, kdy investor společně s projektantem měli příliš velké ambice. Ing. Václav Helebrant nutnost dodržet uvedený axiom opírá o technické argumenty na příkladu multifunkční budovy, která je vytápěna tepelnými čerpadly a chlazena.

Základními údaji jsou pokles potřeby tepla s růstem vnějších teplot vzduchu, a naopak růst potřeby chladu. Existuje pásmo klimatických podmínek, ve kterém je nutné některé prostory chladit a některé vytápět. Tehdy má smysl uvažovat o přesunu tepelné energie. Zejména v budovách s velkými vnitřními tepelnými zisky, například ve velkých nákupních centrech, se potřeba vytápět odsouvá často až do podnulových vnějších teplot, a možnosti pro přesun tepla z chlazení jsou poměrně velké.

Základem návrhu rekuperace tepla je energetická bilance potřeb tepla. V multifunkční budově bývá vzhledem k různým gastroprovozům značná potřeba teplé vody.

Zdrojem tepla však nemusí být jen chlazení, ale různé i průmyslové procesy. Takové zdroje mají zpravidla odlišný provozní časový průběh než chlazení, takže je zapotřebí jej přesně popsat a počítat s ním.

Vedle „čistého“ tepla z chlazení, pro které je charakteristické to, že teplonosnou látku lze bez jakékoliv úpravy dále využít, se může vyskytovat i teplo „špinavé“. To však je většinou také možné jímat, přes různě řešené vzduchové, kapalinové výměníky.

Základní schéma počítá s akumulátorem chladu, z něhož tepelné čerpadlo odebírá tepelnou energii a předává ji do akumulátoru tepla.

Výhodou technologického chlazení je právě čisté teplo a tepelná energie může být z chladicí kapaliny jímána přímo, bez výměníků. Principiální schéma je níže. Studená strana tepelných čerpadel je vložena do okruhu chladicí vody před zdroj chladu, a tak zdroj chladu odnímá jen to teplo, které předem, k dalšímu využití, neodebrala tepelná čerpadla.

V další části přednášky Ing. Helebrant komentuje konkrétní schéma zapojení a uplatnění tepelných čerpadel země-voda v budově s velkoplošnými systémy vytápění a chlazení. Tato kombinace se provozně jeví jako nejpříznivější svými nízkými požadavky na teplotu otopné vody do cca 50 C°, přitom s poměrně vysokou teplotou primárního zdroje tepla i 15 C° a tedy vysokým celoročním topným faktorem tepelného čerpadla, i nad 4.