Vytápění a chlazení budov prochází dynamickým vývojem. Letošní veletrh ISH ve Frankfurtu jasně ukázal směr - inteligentní propojování tepelných čerpadel s fotovoltaickými elektrárnami (FVE) a hybridní systémy otevírají nové možnosti pro efektivní a udržitelné vytápění.
Tepelná čerpadla českého výrobce Hotjet jsou na tyto trendy plně připravena. Propojení tepelného čerpadla s fotovoltaikou totiž není jen módní trend, ale ekonomická nutnost. Zatímco výkupní ceny za přebytky elektřiny z FVE klesají na 1-2 Kč/kWh, ceny energií ze sítě rostou. Místo prodeje přebytků za zlomek ceny je výhodnější přeměnit tuto energii na teplo nebo chlad a uložit ji do zásobníků pro pozdější využití.
Tepelné čerpadlo Hotjet a fotovoltaika - inteligentní spojenectví
Proč propojit FVE s tepelným čerpadlem?
Jednoduše řečeno - umožňuje to maximálně využít vlastní levnou elektřinu ze slunce. Místo prodeje do sítě za nízké výkupní ceny můžete energii "uložit" ve formě tepla do vody ve vašich zásobnících. Tím výrazně snižujete provozní náklady a zvyšujete energetickou nezávislost.
Požadavky lze do regulace dostat jednoduše, pomoci kombinací binárních povelů, požadavků 0-10V, API komunikací, případně modbusem.
Smart Grid Ready (SG Ready) - brána do chytré energetiky
Tepelná čerpadla Hotjet jsou vybavena funkcí Smart Grid Ready, která představuje více než jen připojení k fotovoltaice. Umožňuje tepelnému čerpadlu komunikovat s inteligentní sítí a přizpůsobit provoz aktuálním podmínkám.
SG Ready využívá dva digitální vstupy pro čtyři provozní stavy:
- Odběr zakázán - tepelné čerpadlo je dočasně vypnuto
- Volný odběr - standardní režim bez omezení
- Žádoucí odběr - signál o dostupnosti levné energie (FVE nebo nízký tarif)
- Vynucený odběr - maximální využití dostupné energie
Funkce SG Ready může fungovat i samostatně bez FVE. V kombinaci s fotovoltaikou se však její potenciál násobí - přebytek solární energie může být "přeložen" na signál pro žádoucí nebo vynucený odběr.
)
Klíčové funkce Hotjet pro fotovoltaiku
Vynucené spuštění tepelného čerpadla
Digitální vstup umožňuje vynutit spuštění tepelného čerpadla i bez aktuálního požadavku na teplo. Tepelné čerpadlo tak přeměňuje přebytečnou elektřinu na tepelnou energii a ukládá ji do zásobníků. Lze nastavit zpoždění zapnutí (0-30 minut) proti zbytečnému cyklování.
Inteligentní priority nabíjení
Systém umožňuje nastavit priority směrování přebytečné energie:
- Ohřev teplé vody (TV nebo postaru TUV)
- Nabíjení akumulačního zásobníku
- Ohřev bazénu
- Aktivní chlazení v létě - s parametrizací chladících okruhů
Priority lze nastavit od "Žádná" až po "Priorita 4". Po nabití jednoho spotřebiče systém automaticky přepne na další.
Fotovoltaické žádané hodnoty
Pro maximální využití FVE lze nastavit vyšší cílové teploty:
- Standardní TV: 50 °C → “Fotovoltaická teplota” - až co snese nádrž, například 90 °C
- Standardní akumulace: 45 °C → Fotovoltaická 80 °C
Elektrické přímotopy pro FVE
Při přebytku energie lze aktivovat:
- Elektrickou patronu v zásobníku TV
- Elektrickou patronu v akumulačním zásobníku
- Vícestupňové elektrické průtokové topné těleso na výstupu z tepelného čerpadla
Proces při požadavku z FVE
Když fotovoltaika začne vyrábět přebytky:
- Měřič toků energie aktivuje vstup regulace pro povel zapnutí využití přebytků
- Regulace vyhodnotí priority a potřeby spotřebičů
- Spustí se tepelné čerpadlo a ohřívá vybraný spotřebič
- Při dosažení maxima tepelného čerpadla přepne na elektrickou patronu a pokračuje do požadované fotovoltaické teploty
- Po dosažení cílové teploty se přepne na další prioritu
Chlazení a kaskády
Chlazení s FVE Pro chladicí okruhy lze nastavit prioritu nabíjení z FVE. Při nejvyšší prioritě systém přepne do komfortního režimu chlazení pro intenzivnější chlazení během slunečných dnů.
Kaskády tepelných čerpadel Při kaskádě více TČ je požadavek z FVE integrován do celkového řízení. TČ napájená z FVE získávají prioritu díky virtuálně nekonečnému COP ("nulová" cena energie).
Ukládání tepla do země U systémů země-voda lze v létě ukládat přebytečné teplo zpět do země pro regeneraci zemního kolektorun nebo vrtu. To zvyšuje zimní účinnost systému o 5-10 %.
)
Hybridní systémy - to nejlepší z obou světů
Bivalence vs. hybridní systém
Bivalence znamená schopnost systému využívat doplňkový zdroj tepla (elektrické patrony nebo externí kotel). Přepínání je obvykle podle jednoduché teploty, v závislosti na čase, výpočtu deficitu tepla atd. Úkolem je dodat teplo, nikoliv řešit ekonomiku systému.
Hybridní systém jde dál - regulace Hotjet dynamicky optimalizuje provoz všech zdrojů podle komplexních kritérií jako topný faktor a ceny energií. Nejde o jednoduché přepínání, ale inteligentní rozhodování.
Výhody hybridních systémů
- Optimální účinnost - TČ pracuje v oblasti nejvyšší účinnosti, při mrazech převezme kotel
- Nižší investice - menší TČ pokrývá 60-80% potřeby, úspora 30-40% na pořízení
- Flexibilita a spolehlivost - záloha při výpadku, využití levnější energie
- Snadná integrace - často lze zachovat stávající rozvody a radiátory
Konfigurace v systému Hotjet
Regulace podporuje tři základní konfigurace externích kotlů (kromě elektrických patron uvedených níže):
- Klasická bivalence - doplňkový kotel, řízení přes kombinaci relé například na termostatový vstup kotle
- Hybridní s komunikací - plná integrace přes sběrnici, obousměrná komunikace, jeden ovládací panel.
- Hybridní s relé - TČ a kotel jako jeden celek, řízení relé s pokročilou logikou
Regulace podporuje elektrické patrony v systému na více místech:
- V zásobníku TUV - rychlý dohřev, anti-legionella funkce
- V akumulační nádrži - dotop při nedostatku výkonu tepelného čerpadla
- Na výstupu z tepelného čerpadla průtokový elektrokotel - okamžitý dohřev, ochrana proti zamrznutí
Strategie rozhodování
Podle COP Systém počítá aktuální COP podle venkovní teploty a požadované výstupní teploty. Když COP klesne pod nastavenou hodnotu, aktivuje se alternativní zdroj.
Podle ceny energie Regulace porovnává náklady na kWh tepla z různých zdrojů a volí levnější variantu.
Kombinovaná strategie Zohledňuje COP i cenu současně - buď musí být výhodnější oba parametry, nebo stačí jeden.
Vynucený chod V určitých situacích lze vynutit konkrétní zdroj (FVE přebytky → vždy tepelné čerpadlo, údržba → bez kotle).
Nastavení blokací a teplot
Blokace podle venkovních teplot:
- Tepelné čerpadlo blokováno pod -15 °C nebo při požadavku nad 65 °C
- Kotel blokován nad 15 °C nebo při FVE přebytku
- Elektrické patrony blokovány v energetické špičce 17-20 h
Různé cílové teploty podle zdroje:
- Tepelné čerpadlo ohřívá TUV na 50 °C (optimální COP)
- Kotel dohřívá na 60 °C (komfort)
- Patrona při FVE na 70 °C (maximum)
Nastavení cen pro ekonomické rozhodování
Regulace pracuje s pevně zadanými cenami (na práci se spotem jsou jiné systémy):
- Vysoký tarif elektřiny
- Nízký tarif / Smart Grid
- Cena alternativního zdroje
Systém pak automaticky volí ekonomicky výhodnější zdroj podle aktuálních podmínek.
Závěr: Inteligentní integrace jako cesta k úsporám
Regulace Hotjet představuje už v základní konfiguraci prakticky špičkové řešení pro maximální využití obnovitelných zdrojů a optimalizaci vytápění. Kombinace tepelného čerpadla s fotovoltaikou a hybridní provoz není jen trend, ale ekonomická nutnost.
Klíčové přínosy:
- Úspora 40-60% provozních nákladů na vytápění
- Snížení emisí CO2 o 50-70%
- Energetická nezávislost
- Zachování komfortu za všech podmínek
Návratnost investice:
- Standardní instalace: 5-8 let
- S dotacemi: 3-5 let
- Při využití optimalizace: další zkrácení o 1-2 roky
Díky inteligentnímu řízení, nastavení priorit a ekonomickému rozhodování jsou tepelná čerpadla Hotjet ideálním řešením pro moderní, efektivní a udržitelné vytápění.
Pro více informací kontaktujte Hotjet
