Čo sa ukrýva pod pojmom hybridné vykurovanie?
Hybridné vykurovanie zahŕňa kombináciu rôznych energetických zdrojov tepla a spĺňa požiadavky energetického prechodu na vykurovací systém s obnoviteľnými zdrojmi. Ide o systémy s rôznym počtom zdrojov tepla, podľa ktorých sa nazývajú bivalentné alebo trivalentné.
Bivalentné systémy sú vykurovacie systémy s dvoma zdrojmi tepla, najčastejšie s kotlom a tepelným čerpadlom alebo s kotlom a so systémom solárnych kolektorov či fotovoltických panelov. Trivalentné systémy obsahujú tri zdroje tepla. Medzi zdroje tepla používané v hybridných vykurovacích systémoch patria plynové kotly alebo kotly na tuhé palivo, elektrické kotly, tepelné čerpadlá, solárne kolektory a fotovoltické panely.
Hybridné vykurovanie so štyrmi alebo viacerými zdrojmi tepla sa nerealizuje. Ide o zložitý projekt, pri ktorom zapojenie a nákladovo efektívne využitie nie je reálne najmä vzhľadom na celkovú vysokú obstarávaciu cenu. Predpokladom záujmu o hybridné systémy je, že môžu poskytovať výhody jednotlivých zdrojov – napríklad preto, že v nepriaznivom prevádzkovom priestore pre jeden zdroj má druhý zdroj, naopak, svoje prevádzkové optimum.
S cieľom zabezpečiť hospodárnosť prevádzky hybridného vykurovacieho systému obsahujú bivalentné aj trivalentné systémy akumulačný zásobník. V prípade nerovnomerného odberu tepla (náhle zmeny počasia) zásobník zadržiava nevyužité teplo a pri náhlom ochladení ho uvoľňuje späť do vykurovacieho systému.
Hybridné vykurovanie: fungovanie
Na jar a na jeseň tepelné čerpadlo zvyčajne postačuje na dodávku tepla, ktoré je potrebné na vykurovanie budov. Keď je chladnejšie ročné obdobie, tepelné čerpadlo a kotol ohrievajú vykurovaciu vodu súčasne alebo striedavo (v závislosti od hospodárnosti prevádzky). V najchladnejších dňoch zimného obdobia by tepelné čerpadlo malo veľmi malú účinnosť a výkon, preto sa vykurovanie vykonáva pomocou kotla.
Plynový kotol (zvyčajne kondenzačný) dodáva teplo vykurovacej vode do vykurovacej sústavy len vtedy, ak je to ekonomicky výhodné – systém vyhodnotí nižšie prevádzkové náklady alebo nižšie emisie CO2, alebo ak sa vyžaduje vyššia teplota vody.
Kombinované vykurovanie – výhody a nevýhody využívania viacerých energetických zdrojov
Medzi hlavné výhody patrí optimalizácia prevádzkových nákladov na vykurovanie, pretože hybridný systém inteligentne prepína medzi prevádzkou tepelného čerpadla a plynového kotla a v daných podmienkach vždy vyberá efektívnejší režim. Ovládanie prevádzky ohrevu vody je možné aj na diaľku prostredníctvom internetu. Tepelné čerpadlo sa môže používať v režime vykurovania (vo vykurovacej sezóne) aj chladenia (v lete). Vysoká účinnosť hybridného systému zabezpečuje nižšiu spotrebu paliva, vďaka čomu je prevádzka nielen úsporná, ale aj ekologická.
Nevýhodou sú vysoké vstupné náklady a v niektorých prípadoch zložité pripojenie zdrojov tepla k zásobníku a vykurovaciemu systému aj následná inštalácia. Pred vybudovaním hybridného systému ohrevu vody musí byť vypracovaná kvalitná projektová dokumentácia, ktorá obsahuje nielen výkresy, ale aj technickú správu poskytujúcu veľmi podrobné informácie o zapojení, regulácii a prevádzke celého systému počas vykurovacej sezóny.
Kde možno používať hybridné systémy?
Hybridné systémy možno použiť na vykurovanie a prípravu teplej vody na úžitkové účely v rodinných domoch s relatívne nízkou spotrebou tepla, ale aj vo veľmi veľkých budovách s vysokou spotrebou tepla. Zdroje tepla sa vyrábajú s tepelným výkonom buď len niekoľko desiatok, alebo až stoviek kilowattov.
Najčastejšou kombináciou hybridného spôsobu vykurovania je spojenie tepelného čerpadla s plynovým kondenzačným kotlom. Je to preto, že integrovaná regulácia dokáže efektívne vyriešiť prepínanie jednotlivých zdrojov tepla (tepelné čerpadlo a kondenzačný kotol) s cieľom dosiahnuť vysokú účinnosť výroby tepla. Tepelné čerpadlá použité v hybridnom systéme majú triedu energetickej účinnosti A++ a plynové kondenzačné kotly majú vysokú účinnosť tiež. Plynové kondenzačné kotly vybavené modulačným horákom s premixom spĺňajú najvyššiu emisnú triedu číslo 5.
Ďalšou možnosťou hybridného vykurovania je dodatočné pripojenie solárnych kolektorov (fotovoltických panelov) ku kotlu. Na využitie slnečného žiarenia na ohrev vody sa používajú ploché aj vákuové trubicové kolektory. Aj inštalácia solárnych kolektorov (spolu s tepelnými čerpadlami) je ekologicky šetrnou voľbou, pretože sa trvalo udržateľným spôsobom znižujú emisie CO2.
Solárne kolektory možno pripojiť k iným zdrojom tepla, napríklad ku kondenzačnému kotlu, kotlu na drevo alebo k tepelnému čerpadlu. Všetky tieto zdroje tepla sú konštrukčne optimalizované na kombináciu so solárnou technológiou.
Trivalentné systémy obsahujú tri rôzne zdroje tepla. Kombinácií môže byť niekoľko, bežne sa používajú tieto: plynový kotol + kotol na tuhé palivo + solárny kolektor alebo plynový kotol + tepelné čerpadlo + solárny kolektor alebo fotovoltický panel. Vykurovanie budovy je možné nielen pomocou radiátorov, ale aj prostredníctvom podlahového vykurovania. Projekt je však pomerne zložitý a musí ho realizovať oprávnená osoba alebo organizácia. Inštalácia celého systému je veľmi náročná a vstupné náklady sú vysoké.
Zhrnutie
Hybridné vykurovanie umožňuje kombináciu viacerých zdrojov tepla s ohľadom na hospodárnosť a ekologickosť prevádzky. Najbežnejším riešením je plynový kondenzačný kotol spolu s tepelným čerpadlom a/alebo so solárnymi kolektormi. V týchto prípadoch sú celkové náklady (obstarávacie plus prevádzkové) najnižšie zo všetkých možných kombinácií zdrojov tepla. Vždy je potrebné vypracovať kvalitný projekt. Zapojenie zahŕňa nielen všetky časti systému ohrevu vody, ale aj elektronickú reguláciu na úspornú prevádzku. Ovládanie môže byť na mieste ohrevu alebo na diaľku prostredníctvom počítača alebo smartfónu.