Koniec éry fosílnych palív v bytových domoch
Vykurovanie slovenských bytoviek a viacgeneračných domov stojí pred obrovskou výzvou. Neustále výkyvy cien energií a snaha o ekologickejšiu prevádzku nútia mnohé spoločenstvá vlastníkov bytov hľadať alternatívy k tradičným plynovým kotolniam. Zatiaľ čo majitelia rodinných domov už masívne prechádzajú na moderné technológie, aplikácia týchto systémov vo väčších budovách prináša špecifické technické prekážky. Nemecký inštitút Fraunhofer ISE sa preto spojil s konzorciom 20 spoločností z oblasti vykurovania a bytového hospodárstva, aby v rámci projektu LC R290 vyvinuli riešenia pre náhradu plynového a olejového vykurovania vo viacgeneračných domoch [1].
Výskumníci sa zamerali na reálne budovy s celkovou vykurovacou záťažou v rozmedzí od 23 kW do 93 kW [1]. Tieto referenčné stavby reprezentujú rozmanitosť bytového fondu a slúžia ako šablóna pre vývoj systémov, ktoré by sa dali aplikovať aj v našich podmienkach [2]. Hlavným zistením však je, že žiadne univerzálne riešenie typu „jedna veľkosť pre všetkých“ pri bytovkách neexistuje [1]. Návrh systému musí vždy prísne zohľadňovať veľkosť budovy, dostupné zdroje tepla, priestorové obmedzenia, požiadavky na teplú vodu, akustiku a predovšetkým bezpečnosť [1].
Prečo je propán (R290) chladivom budúcnosti?
Ak uvažujete o modernizácii kotolne vo vašom bytovom dome, skôr či neskôr narazíte na otázku výberu chladiva. Súčasným technologickým trendom je prírodné chladivo propán, označované ako R290. Výskumný projekt inštitútu Fraunhofer ISE sa primárne zameral práve na Tepelné čerpadlá s propánom: Budúcnosť vykurovania s rekordnou účinnosťou, pretože toto chladivo je mimoriadne šetrné k životnému prostrediu a umožňuje dosahovať vysoké výstupné teploty, čo je kľúčové pre staršie budovy so štandardnými radiátormi [3].
Projekt s názvom „LC R290“, ktorý je financovaný nemeckým Spolkovým ministerstvom hospodárstva a ochrany klímy a potrvá do konca júna 2025, si dal za cieľ vytvoriť ľahko použiteľné a reprodukovateľné riešenia pre existujúce bytové domy [3]. Prechod na túto technológiu môže výrazne pomôcť bytovému sektoru znížiť uhlíkovú stopu pri zachovaní nákladovo efektívnej prevádzky [3].
Centrálne systémy: Vyššia efektivita a menej chladiva
Mnohé existujúce bytovky sú už dnes napojené na centrálnu kotolňu v suteréne alebo majú vlastnú centrálnu výrobu tepla. Pre tieto prípady sú ideálnym riešením na dekarbonizáciu centrálne systémy tepelných čerpadiel [4]. Problémom starších riešení bola často nutnosť použiť obrovské množstvo chladiva, čo pri horľavom propáne zvyšovalo nároky na bezpečnostné opatrenia.
Výskumnému tímu sa podarilo vyvinúť demonštračný model vonkajšej centrálnej jednotky, v ktorej znížili objem chladiva R290 o 20 % v porovnaní s porovnateľnými systémami na trhu, pričom jej celková účinnosť prekvapivo vzrástla o 15 % [4]. Pre inštalácie vo vnútorných priestoroch (napríklad v suterénoch) výskumníci vyvinuli kompaktný model tepelného čerpadla typu soľanka-voda s vykurovacím výkonom 28 kW, ktorý bol špeciálne optimalizovaný pre nízku náplň chladiva [4]. Tieto systémy môžu využívať rôzne zdroje tepla, od geotermálnej energie, cez solárnu tepelnú energiu, až po nízkoteplotné siete [2].
Lokálne riešenia: Keď má každý byt vlastný kotol
Na Slovensku máme množstvo bytových domov, kde bola v minulosti centrálna kotolňa zrušená a každý byt si vybudoval vlastné plynové (tzv. etážové) kúrenie. Prechod takýchto budov na jedno centrálne tepelné čerpadlo je často byrokraticky a technicky takmer nemožný, pretože by si vyžadoval kompletnú prestavbu stúpačiek a vnútorných rozvodov. Zvláštnou výzvou v týchto prípadoch sú najmä malé byty v segmente s nižším nájmom, kde musia byť nové systémové riešenia čo najmenej invazívne [2].
Odborníci preto vyvinuli decentralizované riešenie priamo na úrovni jednotlivých bytov. Pre byty, ktoré majú hydraulicky pripojený zdroj tepla, zostrojili laboratórny model tepelného čerpadla s výkonom 4,9 kW [4]. Najväčším prielomom tohto riešenia je množstvo použitého chladiva. Jednotka využíva iba 150 gramov propánu [4]. Ako vysvetľuje Timo Methler, vedúci tímu pre tepelné čerpadlá v budovách vo Fraunhofer ISE, nízka náplň 150 g je absolútne kľúčová hodnota pre minimalizáciu akéhokoľvek bezpečnostného rizika pri horľavom propáne [1]. Práve tento nízky objem umožňuje bezpečnú inštaláciu tepelných čerpadiel priamo do kuchýň alebo technických miestností, čo sú typické miesta pre staré plynové kotly [1].
Bezpečnosť a prepojenie s fotovoltikou
Bezpečnosť zostáva pri inštalácii systémov s chladivom R290 absolútnou prioritou. Aktuálne prebiehajú rozsiahle terénne merania únikov propánu vo vonkajšom testovacom zariadení inštitútu, ktorých výsledky poskytnú dôležité informácie pre ďalšie zvyšovanie bezpečnosti týchto čerpadiel v obytných zónach [5]. Výsledné riešenia z tohto masívneho výskumu budú integrované do špeciálneho softvérového nástroja, ktorý uľahčí projektantom rozhodovanie a presný návrh systémov pre viacgeneračné domy [1].
Pre maximálnu návratnosť investície do tepelného čerpadla v bytovom dome je dnes kľúčové zvažovať aj vlastnú výrobu elektriny. Obyvatelia bytoviek už nemusia byť odkázaní len na nákup drahej elektriny zo siete. Ak vás zaujíma, ako fungujú Energetické komunity na Slovensku: Ako si legálne zdieľať elektrinu zo slnka so susedmi?, prečítajte si náš ďalší článok. Kombinácia strešnej fotovoltiky a efektívneho propánového čerpadla dokáže radikálne zraziť mesačné zálohové platby za energie pre všetkých vlastníkov bytov.
Prechod bytového domu na moderné technológie je komplexný proces. Aj keď existujú štátne dotačné programy, ako napríklad Zelená domácnostiam, ktoré podporujú inštaláciu ekologických zdrojov aj v bytových domoch, základom úspechu je kvalitný technický návrh. Náhrada starého systému si vyžaduje skúseného projektanta, ktorý posúdi, či je pre vašu budovu výhodnejšia centrálna jednotka, alebo kaskáda menších čerpadiel. Ak hľadáte certifikovaných odborníkov, ktorí dokážu posúdiť stav vašej bytovky, vypočítať tepelné straty a navrhnúť bezpečný systém na mieru, zadajte svoj dopyt na portáli Spravmi.sk. Spojíme vás s overenými firmami vo vašom regióne, ktoré majú s inštaláciami vo viacgeneračných budovách reálne skúsenosti.
