Šetrná řešení aneb Jak navrhnout energeticky smysluplný systém pro úsporné domy

Vývoj materiálů určených pro stavbu domů jde v současnosti velmi rychle kupředu. Začínají se stavět objekty, o nichž kolují zvěsti, že téměř nemusejí být vytápěny. Pravda je však trochu jiná. Teplotu v interiéru totiž neurčují normy, ale požadavky uživatelů domu, nemluvě o tom, že v každé domácnosti také dochází k různým spotřebám teplé vody.

Majitelé staveb navíc často vyžadují možnost využívat topný systém také v létě k chlazení domu a propojit jej s řízeným větráním, instalovat fotovoltaickou elektrárnu s bateriovým úložištěm, vyhřívat bazén a další.

„Hodně investorů se mne ptá, co s tím vším mají vlastně dělat. Co z toho dává smysl a co ne,” říká Stanislav Mach, majitel společnosti Tepelná čerpadla Mach, s. r. o., která již více než 25 let vyrábí a instaluje patentově chráněná tepelná čerpadla.

Stanislav Mach dále pokračuje: „Investorům odpovídám, že nejdůležitější je sám si stanovit, co vlastně očekávám a kolik financí jsem ochoten investovat do energetického systému svého domu. Když na tyto otázky znám odpověď, pak se lépe hledá to správné řešení. Rád bych nyní uvedl příklad velmi pěkného technického řešení, které dává smysl jak po stránce energetické, tak i finanční, a to včetně nízkých provozních nákladů. To vše s vysokou životností.”

Podlahové vytápění: tepelná pohoda, ale nízká pružnost

Vybraný příkladový systém je založen na správném přesměrování tepelných toků mezi domem (tedy spotřebou tepla), zdrojem tepla a částečným úložištěm. K jeho fungování je také zapotřebí správně sladit systém vytápění, ohřevu teplé vody a chlazení domu se samotnými zdroji. Začíná se tím, co bude nejlepší pro systém vytápění a chlazení. Většinou se instaluje podlahové vytápění, které zajistí velmi vysoký tepelný komfort.

Tento typ soustavy má však také nevýhodu, a to v podobě nízké flexibility: časová odezva systému je delší, v případě požadavku uživatele na změnu interiérové teploty proto může docházet ke krátkodobé tepelné nepohodě. Když například venku vysvitne slunce a do domu proniká po určitou dobu nadbytek slunečního záření, dochází k přehřátí, zatímco jindy je v interiéru chvíli chladněji, než podlahové vytápění s delší setrvačností dům vyhřeje na požadovanou teplotu.

Fancoily pro přechodnou dobu

Nabízí se zde i možnost doplnit systém podlahového vytápění o další sálavý prvek, který je v dnešní době možné velmi efektivně propojit i s funkcí chlazení domu. K podlahovému vytápění se doplní radiátory s funkcí chlazení, takzvané fancoily. Jde o zařízení, do kterého můžete dopravit teplou vodu a z něhož vychází sálavé teplo. V letním období pak můžete do těchto fancoilů vpravovat chladnou vodu, díky které dochází k chlazení domu. Tento systémový doplněk, ať už v létě chladí, či v zimě vytápí, je vhodným nástrojem pro zajištění tepelné pohody pro různá přechodná období.

Zemní kolektor jako úložiště

Další velkou výhodou v případě tepelného čerpadla země/voda (čerpajícího teplo ze země) je i pasivní možnost chlazení. K danému účelu stačí pouze zajistit provoz oběhových čerpadel. Chlad ze země zahrady tak vychladí dům a přitom dochází k regeneraci zemního kolektoru – je do něj průběžně ukládáno teplo, které v zimě zefektivňuje provoz systému. Jen pro zajímavost: když tepelné čerpadlo odebírá teplo ze zdroje, jenž je o pouhý jeden stupeň teplejší, jeho roční provoz vychází o 4 % úsporněji. Další výhodou pasivního chlazení je i to, že z fancoilů nefouká chladný vzduch, jak je zvykem u běžných klimatizačních jednotek. To je dáno teplotou vody pocházející z pozemku zahrady, která je přirozeně teplejší (například +8 °C) než chladivo běžné klimatizace (až –5 °C).

Zemní energetický koš s nízkými nároky na pozemek

Co se týče umístění zemního kolektoru na zahradu domu, často se setkáváme s tvrzením, že pak na pozemku neroste žádná tráva a nelze tam sázet stromy. Avšak pokud je systém zemního kolektoru správně navržen a realizován, pak tráva i stromy na daném místě porostou. Pokud nedisponujete dostatečně velkým pozemkem pro klasický zemní kolektor, existuje zde řešení v podobě zemního energetického koše. Ten lze instalovat i na menší pozemky a hodí se také pro domy s tepelnými ztrátami do 6 kW. Energetický koš poslouží jako zdroj tepla pro tepelné čerpadlo a zároveň jako zdroj energie pro chlazení. Pro tepelnou ztrátu 6 kW postačí tři až čtyři koše (podle kvality půdy). Tyto energetické koše se instalují sedm metrů od sebe a do hloubky 3,5 metru. Rozmístění je možné například ke každému rohu domu nebo do řady za sebou podél domu, plotu atd. Pokud je navíc systém domu vybaven i vlastní fotovoltaickou elektrárnou, je možné přebytky vyrobené elektrické energie ukládat ve formě tepla právě do půdy pomocí těchto energetických košů.

Srovnání na závěr

Popsaný energetický systém tvořený tepelným čerpadlem země/voda s energetickými koši, fotovoltaickou elektrárnou, podlahovým vytápěním a s fancoily v různých provedeních (ať už podstropními, nebo nástěnnými), určenými pro rychlejší stabilizaci tepelné pohody a zajištění aktivního či pasivního chlazení domu, patří k méně náročným řešením. Obzvláště ve srovnání s nákladnými investicemi do tepelného čerpadla vzduch/voda ve spojení s fotovoltaickou elektrárnou, jež v létě produkuje velké množství nevyužitého tepla vypouštěného v režimu chlazení do okolního vzduchu (místo prozíravého uložení tepla do země), jde o výrazně smysluplnější, a navíc snazší řešení.

Dané spojení technologií umožňuje i tepelné čerpadlo Chameleon Hybrid od společnosti Tepelná čerpadla Mach, s. r. o.