Běžná stavba může být s tepelným čerpadlem Next úspornější než pasivní dům s přímotopem a nutnou fotovoltaikou

Téměř každý stavebník při volbě projektu svého budoucího domu klade velký důraz nejen na „rozumné“ investiční náklady, ale chce si i zajistit nízké platby za budoucí spotřebu energie. Zatímco spotřeba domácnosti se dá téměř kdykoliv ovlivnit volbou úsporných spotřebičů, spotřeba energie na vytápění a ohřev TV je dána prakticky na dobu životnosti domu již při výstavbě. Ať se již rozhodnete pro „běžný“ nebo „pasivní“ dům, projektant vynaloží mnoho úsilí a investor mnoho set tisíc Kč za dokonalou tepelnou izolaci a těsnost objektu. Přitom se často nevěnuje pozornost správné volbě zdroje tepla pro vytápění a ohřev TV s odůvodněním, že při nízké spotřebě to není důležité. Pokud však projektant na konci svého snažení zvolí u pasivního domu jako zdroj pro přípravu TV a vytápění elektrický přímotop, popře tím celý smysl svého snažení. Stejnou nebo i nižší celkovou spotřebu elektřiny domu ze sítě a tím i ekologickou zátěž lze dosáhnout při nižších investičních nákladech instalací tepelného čerpadla Next do „běžné“ stavby – tedy do stavby s vyšší měrnou potřebou tepla než platí pro pasivní nebo i nízkoenergetický dům.

Přímotopy

Přímotopy jsou velmi častým zdrojem tepla v nízkoenergetických a pasivních domech, přestože jejich provozní náklady jsou z běžně používaných technologií bezkonkurenčně nejdražší. Jedná se také o velmi neekologický zdroj, faktor energetické přeměny je 3. Pokud se jedná o systémy bez teplovodních rozvodů, je nenávratně rozhodnuto o způsobu vytápění na celou dobu životnosti domu. V pozdějších letech je změna prakticky neproveditelná. Nejdražší je i ohřev TV.

Fotovoltaické systémy (FV)

Při instalaci přímotopů v pasivních domech vzhledem k jejich vysokému faktoru energetické přeměny je pro dodržení spotřeby neobnovitelné primární energie nutná instalace fotovoltaického (FV) systému o velkém výkonu doplněného velkým zásobníkem TV pro akumulaci. Jejich cena většinou přesahuje cenu instalace kompletního tepelného čerpadla o vhodném výkonu. Přitom v Metodickém pokynu k upřesnění výpočetních postupů a okrajových podmínek pro podporu NZÚ – Podoblast podpory C.3 – Instalace solárních termických a fotovoltaických systémů je v bodu 4.1 uvedeno, že nejméně 70% z celkového teoretického zisku ze solárního systému musí být účelně využito ke krytí spotřeby řešeného domu. To je u velkých FV systémů nereálné. V každém případě prodej vyrobené elektrické energie do distribuční sítě je zcela neekonomický (současná výkupní cena je ca 0,40 Kč/kWh) a vlastníci FV systémů jsou ze strany distributorů elektřiny ještě považováni za příživníky. Vlastní spotřeba vyrobené elektřiny naráží hlavně na zcela protichůdné rozložení výroby elektřiny a její spotřeby. Výroba elektřiny v zimních měsících klesá na minimum a naopak spotřeba tepla stoupá vlivem spotřeby na vytápění na maximum. V letních měsících stoupá výroba na ca pětinásobek zimní a přitom spotřeba klesá na roční minimum, protože vytápění zcela chybí.

Baterie pro FV systémy

Protože těžiště výroby elektřiny ve FV systému je kolem poledne a spotřeba je hlavně ve všedních dnech až ve večerních hodinách, uvažují někteří investoři o instalaci baterií. Zde je však nutné postupovat velmi obezřetně a spočítat si alespoň orientační cenu uskladnění elektřiny, která se velmi liší u jednotlivých typů baterií. Například:

Solární trakční olověný akumulátor/baterie 12V, 150Ah, FGforte SOLAR GEL, cena 9 151,- vč. DPH

při vybíjení na 50% životnost 1 000 cyklů, účinnost skladování a přeměny 90%.

Příklad orientačního výpočtu ceny uskladnění:

12V x 150Ah = 1 800 VAh = 1,8 kWh x 0,5 x 1 000 x 0,9 = 810 kWh

9151 : 810 = 11,30 Kč/kWh = cena uskladnění 1 kWh bez započítání výrobní nebo nákupní ceny

Ostatní náklady (montáž, doprava, servis) uvedenou orientační cenu dále zvyšují.

V současné době je skladování elektřiny zcela nerentabilní, do budoucna s rozvojem elektroaut bude cena baterií zcela určitě klesat.

Podlahové vytápění od firmy Next

Je vhodnou variantou pro novostavby, pokud to technologie výstavby umožňuje. Při odborné instalaci se zde velmi dobře uplatňuje kromě akumulace tepla i funkce samoregulace teploty. Při odborném návrhu podlahového vytápění firmou Next se dosáhne rozdílu mezi teplotou podlahy a vzduchu pouze ca 1 až 2°C. Pokud potom dojde k zahřátí vzduchu, podlaha má stejnou nebo nižší teplotu a přestává topit. Pokud dojde k poklesu teploty, rozdíl teplot mezi podlahou a vzduchem a tím i topný výkon se rychle zvětšuje.

Tepelná čerpadla (TČ) Next

U běžné stavby je nutno porovnat investiční náklady na snížení spotřeby energie instalací TČ Next a investiční náklady na dosažení stejné úspory energie pouze zvýšením tepelné izolace a těsnosti budovy. Rozdíl ve prospěch TČ Next může být i několik set tis. Kč. U pasivního domu je do cenového porovnání nutno zahrnout i cenu potřebného FV systému. Samozřejmě za předpokladu, že nejsou navrhována TČ o zbytečně vysokém topném výkonu. Např. TČ s označením výkonu 3 – 12 kW znamená, že se jedná o TČ s výkonem a cenou 12 kW s možností snížení výkonu (ne však ceny) na 3 kW. Kromě vysoké ceny to také znamená zvýšení hodnoty jističe elektro. Správná volba TČ (např. Next) znamená stejnou nebo nižší hodnotu jističe elektro oproti přímotopu.

Volba zdroje tepla pro vytápění a ohřev TV

Pro ilustraci důležitosti volby vhodného zdroje pro vytápění a ohřev teplé vody (TV) byl zvolen RD střední velikosti o podlahové ploše 125 m². Výpočty byly provedeny dle norem TNI 73 0331 a TNI 73 0329. Pro výpočet roční platby za odběr elektřiny celého RD byl zvolen r. 2016, tarif D57d, domácnost, středočeský kraj, jistič 3 x 25 A (RD s přímotopy 3 x 32 A), 90% spotřeby NT, 10% VT, dodavatel elektřiny ČEZ.

1. Běžný RD s přímotopy. V prvním sloupci tabulky je uveden RD s měrnou roční potřebou tepla na vytápění 60 kWh. m^-2.rok^-1(nízkoenergetický smí mít max. 50 kWh. m^-2.rok^-1). Pro orientaci tento RD má tepelnou ztrátu ca 5 až 6 kW. Při vytápění přímotopy (sálavé panely) a elektrickém ohřevu TV je celkový odběr elektřiny RD ca 19 342 kWh/rok a celková platba RD za elektřinu 54 355 Kč/rok.

Tento dům s přímotopy je v dnešní době velmi nehospodárný a tím i neekologický.

2. Běžný RD s tepelným čerpadlem (TČ) Next. Stejný RD ve druhém sloupci se stejnou potřebou tepla, místo přímotopů však bylo instalováno TČ Next vzduch-voda pro topení a ohřev TV. Pouze instalací tohoto TČ Next klesne celková spotřeba elektřiny na ca 9 632 kWh/rok a tím celková platba za elektřinu klesne o ca 25 tis. Kč/rok na ca 28 943 Kč/rok. Pouze instalací TČ Next se tento nehospodárný dům dostal celkovým odběrem elektřiny ze sítě výpočtově o ca 1,7 tis. Kč/rok pod stejně velký RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností – kategorie podpory B.1. – s přímotopem a FV systémem.

Zvýšení ceny o ca 125 tis. Kč má návratnost ca 5 let a znamená nižší provozní náklady než u RD NZÚ kat. B.1. Není však nárok na dotaci NZÚ.

3. Stejně velký RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností – kategorie podpory B.1. (RD NZÚ kat.B.1.) – dotace 300 tis. Kč – s přímotopy a nutným fotovoltaickým (FV) systémem. Při použití přímotopu je celkový roční odběr el. energie celého RD NZÚ kat. B.1. vyšší než u běžného RD s tepelným čerpadlem Next. Pro splnění parametru spotřeby neobnovitelné primární energie musí být u tohoto domu instalován drahý FV systém 5,25 kW_P, velká část jeho výroby bude však bohužel dodávána do sítě téměř zdarma.

Vzhledem k nutné instalaci velkého FV systému je toto řešení investičně velmi drahé. Znamená to zvýšení investice ca 180 tis. Kč pouze u vytápění a přípravy TV + zvýšení ceny za tepelnou izolaci a těsnost stavby a přitom s větším odběrem elektřiny ze sítě oproti běžnému RD s TČ Next. Výhodou je možnost dotace 300 tis. Kč.

1. Stejný RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností s důrazem na použití obnovitelných zdrojů – kategorie podpory B.2. (RD NZÚ kat.B.2.) – dotace 450 tis. Kč – s přímotopy a nutným fotovoltaickým (FV) systémem. Při použití přímotopu je celkový roční odběr el. energie celého RD nižší pouze o ca 1,3 tis. Kč/rok oproti běžnému domu s tepelným čerpadlem. Pro splnění parametru spotřeby neobnovitelné primární energie musí být u tohoto domu instalován drahý FV systém 6 kW_P, velká část jeho výroby je však bohužel dodávána do sítě téměř zdarma.

Vzhledem k nutné instalaci velkého FV systému je toto řešení investičně nejdražší a s odběrem elektřiny ze sítě nižším pouze o 1,3 tis. Kč/rok než u běžného RD s TČ Next. Znamená to zvýšení investice ca 215 tis. Kč pouze u vytápění a přípravy TV + zvýšení za tepelnou izolaci a těsnost stavby oproti běžnému RD s TČ Next. Výhodou je možnost dotace 450 tis. Kč.

1. Stejný RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností – kategorie podpory B.1. (RD NZÚ kat.B.1.) – dotace 300 tis. Kč – s TČ Next vzduch-voda. Instalací TČ Next došlo k výraznému poklesu spotřeby elektřiny a není nutná instalace FV systému. Další výhodou je možnost přichlazování do podlahového topení nebo plnohodnotné chlazení a tím podstatné zvýšení komfortu bydlení v letním období. Výhodou instalace TČ Next vzduch-voda je kromě snížení nákladů na odběr elektřiny o ca 8,5 tis. Kč/rok i snížení investičních nákladů o ca 180 tis. Kč oproti stejnému RD NZÚ kat. B.1. s přímotopem a FV systémem. Možnost dotace 300 tis. Kč zůstává.
2. Stejný RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností s důrazem na použití obnovitelných zdrojů – kategorie podpory B.2. (RD NZÚ kat.B.2.) – dotace 450 tis. Kč – s TČ Next vzduch-voda a nutným fotovoltaickým (FV) systémem. Ve stejném domě bylo instalováno TČ Next vzduch-voda pro vytápění i pro ohřev TV. To umožňuje snížit nutný výkon FV systému u uvažované varianty pouze ca 1 kW_P.

Výsledkem instalace TČ Next vzduch-voda je kromě snížení nákladů RD na odběr elektřiny o ca 8,5 tis. Kč/rok i snížení investičních nákladů o ca 160 tis. Kč oproti stejnému RD NZÚ kat.B.2. s přímotopem a FV systémem. Možnost dotace 450 tis. Kč zůstává. U TČ vzduch-voda je možno také přichlazovat do podlahového topení nebo chladit zapnutím kompresoru (příkon ca 1 kW).

Orientační porovnání běžné stavby a pasivního domu s přímotopem nebo tepelným čerpadlem Next

Výpočty provedeny dle norem TNI 73 0331 a TNI 73 0329

1.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro běžný RD s elektrickým přímotopem

2.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro běžný RD s TČ Next vzuch-voda

3.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností s důrazem na použití obnovitelných zdrojů (kategorie podpory B.1.) s vytápěním elektrickými sálavými rohožemi, ohřev TV bojlerem a s nutným FV systémem

4.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností s důrazem na použití obnovitelných zdrojů (kategorie podpory B.2.) s vytápěním elektrickými sálavými rohožemi, ohřev TV bojlerem a s nutným FV systémem

5.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností (kategorie podpory B.1.) s TČ Next vzduch-voda

6.Orientační investiční náklady na vytápění a přípravu TV pro RD plnící podmínky dotačního titulu NZÚ s velmi nízkou energetickou náročností s důrazem na použití obnovitelných zdrojů (kategorie podpory B.2.) s TČ Next vzduch-voda a s nutným FV systémem

Jedná se pouze o orientační výpočty, proto u každého domu je vhodné provést podrobné porovnání s konkrétními parametry uvažovaného domu.

Z provedeného porovnání provozních a investičních nákladů na vytápění a ohřev TV je zřejmá důležitost správné volby tepelného zdroje. Všeobecně platí:

• Zodpovědný projektant nekončí projektem stavební části (pasivního) domu, ale navrhne i nejúspornější zdroj tepla z hlediska investičních a provozních nákladů
• Investičně levnější dům v běžné výstavbě může instalace tepelného čerpadla učinit stejně úsporný ve spotřebě elektřiny ze sítě jako stejně veliký pasivní dům s přímotopy a FV systémem
• Instalace tepelného čerpadla do pasivního domu významně snižuje investiční i provozní náklady
• Výroba elektřiny ve FV systému je zcela v protikladu s potřebami spotřeby v domě. V době největší spotřeby (zima) je výroba na minimu, v době nevětší výroby (léto) je spotřeba na minimu. Proto čím větší FV systém, tím menší využití jeho výroby pro vlastní spotřebu.
• Instalace přímotopu do pasivního domu vyvolá nutnost instalace výkonného a investičně drahého FV systému. Cena nutného FV systému je vyšší než cena vhodného tepelného čerpadla.
• Skladování elektřiny v bateriích (akumulátorech) je v současné době neekonomické.
• Výkon tepelného zdroje musí odpovídat potřebám domu. Instalace zbytečně velkého topného výkonu se prodraží investičně i provozně.

TČ Next v pasivním domě = úspora cca 180 tis. Kč investičních a cca 8,5 tis. Kč/rok provozních nákladů