jako trumfová karta v účinném řešení proti globálnímu oteplování Koki Watanabe 9. června 2010 Japonské středisko pro tepelná čerpadla a technologii ukládání tepelné energie
1. O nás Obsah 2. Co je tepelné čerpadlo? 3. Trh & Činitelé ovlivňující trh 4. Geotermální tepelné čerpadlo 5. Vzduchotermální tepelné čerpadlo - Tepelné čerpadlo vzduch - voda - Tepelné čerpadlo vzduch - vzduch - Ohřívač vody na bázi tep. čerpadla (Eco Cute) 6. Zlepšení účinnosti 7. Enviromentální hodnocení 8. Registrovaná japonská tepelná čerpadla v rámci GIS 1
1. O nás 2
Japonské středisko pro tepelná čerpadla a technologii ukládání tepelné energie Založeno 1986 Prezident Hiroshi Komiyama (bývalý rektor Tokijské univerzity) Náplň činnosti propagace, technická podpora, výzkum a vývoj systémů pro ukládání tepelné energie a tepelných čerpadel mezinárodní spolupráce v oblasti tepelných čerpadel a technologií ukládání tepelné energie 3
Mezinárodní technologická konference Workshop s Hanojskou technickou universitou ve Vietnamu (červen 2009) 4
Propagační aktivity v zahraničí COP 15 (prosinec 2009) 5
2. Co je tepelné čerpadlo? 6
Co je tepelné čerpadlo? Na základě definice IEA (Mezinárodní agentura pro energii) Tepelná čerpadla zahrnují širokou škálu výrobků, které převádějí teplo z okolního prostředí (voda, vzduch, půda, skalní podloží) na vyšší teplotní hladinu a uvolněné teplo využívají např. k vytápění. Tepelná čerpadla se mohou využívat i na opačné bázi, tj. jako ochlazovače okolního prostředí 7
V případě kotle Kondenzační kotel Teplo 0.9 výstup Fosilní paliva 1.0 vstup Kolik tepla se ZÍSKÁ? 8
V případě tepelného čerpadla Tepelné čerpadlo 3.0~6.0 Výstup 熱 Teplo 熱 熱 1.0 Vstup Zemní teplo 空 気 空 気 の 熱 の 熱 Okolní teplo Okolní teplo Kolik tepla se PŘENESE? 9
Mechanismus výroby tepla Kotel Tepelné čerpadlo 0.9 Výstup 3.0~6.0 Výstup Teplo 熱 Teplo 熱 熱 Fosilní paliva 1.0 Input 空 気 空 気 の 熱 の 熱 Okolní teplo Okolní teplo 1.0 Vstup Kolik tepla se ZÍSKÁ? Kolik tepla se PŘENESE? 10
3. Trh & tržní mechanismy 11
Trh s tepelnými zařízeními se přeorientovává na tepelná čerpadla do té doby mimo enviromentální zájem + Obrovský nárůst ve vysoce účinných tepelných zařízeních Evropský trh Tržní podíl 1998 2005 Tepelná čerpadla 2% 7% Kodenzační kotle 10% 28% Ostatní kotle 88% 65% Nárůst +300% +250% -7% Source: BRG Consult (Boilers) / BSRIA (Heat Pumps) 12
Trh s tepelnými zařízeními se přeorientovává na tepelná čerpadla do té doby mimo enviromentální zájem Určující síla: Legislativa & Ceny energií Snížení emisí CO2 170 Snížení cen za energii Plyn Gas Elektřina Electricity Cenový index Vytápění obytných domů Jiné Zdroj: UNFCCC 100 1990 Zdroj: Eurostat 2006 13
Nejdůležitější směrnice EU pro snížení emisí CO2 z topení 1 Směrnice o energetické náročnosti budov 2002/91/EC 2 Směrnice o výkonnosti kotlů 92/42/EC 3 EU směrnice o energetické účinnosti koncových uživatelů 2006/32/EC 4 EU směrnice pro propagaci využívání energie z obnovitelných zdrojů 2009/28/EC 14
Jaké jsou dnešní vysoce účinné tepelné systémy? Kondenzační kotle + Účinnější oproti typickým kotlům + Relativně levná technologie Tepelná čerpadla + Vysoce účinná + Žádná fosilní paliva vzduchvoda vodavoda zeměvoda Účinnost COP 90-97% 0.90-0.97 Účinnost COP 300-600% 3-6 Plyn/ropa/ 3-10% Tepelná ztráta 66-83% Uvolněné teplo Teplo Teplo Elektřina 15
Typ Geotermální tepelné čerpadlo Vzduchotermální tepelné čerpadlo země - voda voda - voda vzduch - voda 16
4. Geotermální tepelné čerpadlo 17
Geotermální tepelné čerpadlo země - voda voda - voda 18
Celkový součet instalovaných jednotek a objem GSHP (tepelné čerpadlo na bázi země voda) v EU 出 展 :Heat pumps barometer Eurovserv er- Oct 2009 19
Celkový součet instalovaných jednotek a objem GSHP (tepelné čerpadlo na bázi země voda) v EU Kapacita (MW) Počet All rights reserved. HPTCJ 20
Tržní podíl energetických zdrojů v Evropě 100% 80% 60% Water Vzduch 40% 20% Země 0% 2005 2006 2007 2008 Zdroj:EHPA OUTLOOK2009 21
5. Vzduchotermální tepelné čerpadlo 22
Typ Geotermální tepelná čerpadla Vzduchotermální tepelná čerpadla země voda voda - voda vzduch - voda 23
Vzduchotermální tepelná čerpadla vzduch - voda Horká voda v domácnosti Radiátor Bojler s horkou vodou Dodávka teplé vody vnitřní jednotka Odběr tepelné energie ze vzduchu vnější jednotka Podlahové vytápění 24
Vzduchotermální tepelné čerpadlo Dostatečný tepelný výkon při venkovní teplotě -20 Při venkovní teplotě -10 dosažena výhřevnost COP 3.3. 25
Rozsah výkonnosti tepelných čerpadel Ohřev venkovní teplota 25 venkovní teplota 43 Ochlazování -20 25 50 Výstupní teplota teplé a studené vody na vnitřní jednotce 15 7 20 Teplota na výstupu u nádrže pro uskladnění tepla u domácností venkovní teplota 35 Režim teplé vody -20 25 50 Typické teplotní rozmezí na výstupu u nádrže s teplou vodou 26
Rozsah výkonnosti tepelných čerpadel umožňuje libovolnou kombinaci s ostatními tepelnými zařízeními Typický rozsah teplot vody na výstupu Standardní kotel Nízkoteplotní kotel Kondenzační kotel Tepelné čerpadlo ( ) Podlahové vytápění Větráky Nízkoteplotní radiátory Vysokoteplotní radiátory 27
Srovnání tepelných systémů Tepelná čerpadla na bázi vzduchu Plynový kotel Palivový kotel Komín, výfuk Ventilace Plynové potrubí Palivová nádrž Údržba Bezpečnost Výhřevnost (COP) 28
Ceny plynu & elektřiny v různých zemích COP COP japonských tepelných čerpadel na bázi vzduchu Cena plynu/ elektřiny (%) Source: Eurostat Minimální COP: for srovnání electric nákladů system elektrického to compete systému with gas oproti boiler plynovému on running kotli costs 29
Vzduchotermální tepelné čerpadlo vzduch - vzduch Klimatizace Klimatizační multisplitové jednotky (RAC) jsou v Japonsku nejběžnějšími zařízeními. Jedna domácnost vlastní přibližně 2,4 RAC jednotky a ročně Japonsko vyváží cca 8 mil. jednotek. Spotřeba energie klesla z důvodu řady zlepšovacích návrhů (kwh) Roční spotřeba elektřiny(2.8kw Class) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1080 412 Ohřev (5.5 months) 955 347 889 312 859 300 790 278 Vyšší výkon! 755 262 738 252 706 241 721 242 708 snížení o 40 % za posledních 10 let 237 692 227 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Model roku Chlazení (3.6 months) Klimatizace pro ohřev a chlazení, 2.8 kw chladící kapacita, průměrná spotřeba Roční spotřeba elektřiny se vypočítává na základě norem Japonský chladírenský a klimatizační průmysl (JRA4046) Zdroj: JRAIA 30
Vzduchotermální tepelné čerpadlo vzduch- vzduch VRF systém okolní vzduch venkovní jednotka chladící potrubí vnitřní jednotka 31
Vzduchotermální tepelné čerpadlo vzduch - vzduch VRF systém Výkon při nízkých teplotách Série Výkon Rozsah výkonnosti Hluk 32
Ohřívač vody na bázi tepelného čerpadla (Eco Cute) 33
Spotřeba energie v japonských domácnostech Chlazení 2% Osvětlení atd. 43% Ohřev vody 31% Vytápění 24% Zdroj: 2008 EDMC Statistická příručka o Energii a ekonomice v Japonsku 34
Eco cute Okolní vzduch Vnější jednotka Nádrž Studený vzduch s nižší teplotou Voda z kohoutku vzduchotermální tepelné čerpadlo ohřeje vodu až na 90 chladivo CO2 Tepelné čerpadlo nádrž prodej zahájen v r.2001 35
Prodejnost Eco Cute v Japonsku 2,5 million units 2,25 2,0 1,74 1,5 1,24 1,0 0,5 0,0 0,83 0,48 0,25 0,12 0,04 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 FY 36
6. Zlepšení účinnosti 37
Zlepšení účinnosti C O P RAC Uvedení Top Runner programu COP pro pokojové klimatizace (vzduch - vzduch) 2x Ohřívač vody Ohřívač vody na bázi tepelného čerpadla 1.5 x Program Top Runner 38
COP 8 6 Srovnávací test tepelných čerpadel (chlazení) 6.2 Zlepšení účinnosti Zdroj: 4. zpráva IPCC 6.4.4.3 klimatizační zařízení a chladiče na bázi komprese par 4 2 0 3.8 2.2 Severní Amerika / EU 4.5 Japonsko Klimatizační zařízení pro domy, byty a malé komerční stavby mají nominální COP (chladicí výkon dělený ventilátorem a výkonem kompresoru, přímo měřené účinnosti) v rozmezí 2,2 až 3,8 v Severní Americe a Evropě, v závislosti na provozních podmínkách. Efektivnější mini-split systémy jsou k dispozici v Japonsku, v rozmezí 4,5 až 6,2 COP na 2,8 kw chladícího výkonu jednotek. 39
Zlepšení účinnosti Jednotlivá zlepšení Kontrola chodu měničem Výkonný kompresor Účinná výměna tepla Tepelný cyklus 40
7. Enviromentální hodnocení 41
Průměrný sezónní faktor výkonnosti systémů tepelných čerpadel Nové Renovované Tep. čerp. vzduch - voda 3.5 3.0 Tep. čerp. země - voda 4.0 3.5 Tep. čerp. voda - voda 4.5 4.0 Zdroj:EHPA Akční plán tepelných čerpadel v Evropě 2008 Srovnání ročních hodnot emisí v EU Spalovací kotel (kg/rok) Emise skleníkových plynů z el. energie (kg/kwh) Tepelné čerpadlo vzduch - voda (kg/rok) Tepelné čerpadlo země - voda (kg/rok) Tepelné čerpadlo voda - voda (kg/rok) Průměr 25 zemí v EU 5,800 0.406 1,822 1,594 1,417 Source:Zdroj:EHPA Akční plán tepelných čerpadel v Evropě 2008 42
Srovnání ročních hodnot emisí v České republice Spalovací kotel (kg/rok) Emise skleníkových plynů z el. energie (kg/kwh) Tepelné čerpadlo vzduch - voda (kg/rok) Tepelné čerpadlo země - voda (kg/rok) Tepelné čerpadlo voda - voda (kg/rok) Česká republika 5,800 0.70 3,141 2,748 2,443 Palivový kotel Oil boiler Air to water HP Tep. čer. vzduch - voda Ground to water HP Tep.čer. země - voda Water to water HP Tep. čer. voda - voda 46% 53% 58% 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 kg/year 43
OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE & TEPELNÁ ČERPADLA Nová směrnice EU přijatá Radou v dubnu 2009 na Podporu obnovitelných zdrojů energie(oze) definovanou jako Vzduchotermální, hydrotermální a geotermální energie kterou využívají Tepelná čerpadla = Obnovitelné zdroje energie = enormně přispívají při dosahování cílů v oblasti obnovitelné energie ze 20% do r. 2020. 44
Možnost snížit CO2 o 130 miliónů tun -10% roční produkce CO2 v Japonsku milióny tun CO2 Ventilace (ohřev), vysoušení pro prům. využití Ohřev vody pro komerční využití Cca 130 mil. tun CO2 Klimatizace pro komerční využití Ohřev vody pro bydlení Vytápění pro bydlení Emise CO2 se stávajícími systémy (aktuální výsledky z roku 2002) Emise CO2 v případě velkoplošného rozšíření tepelných čerpadel v komerční a průmyslové zóně 45
8. Registrovaná japonská tepelná čerpadla v rámci GIS 46
Hitachi SVT code Název Kód výrobku SVT3419 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Hitachi Aqua Free SVT4366 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Yutaki Venkovní jednotka Vnitřní jednotka URL : www.abklimatizace.cz 47
Daikin SVT code Název Kód výrobku SVT1093 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ008+EKHBH008 SVT1103 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ008+EKHBX008 SVT1302 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ014AW1+EKHBH016 SVT1309 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ016AW1+EKHBH016 SVT1312 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ016AW1+EKHBX016 SVT1381 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ011+EKHBH016 SVT1415 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ011+EKHBX016 SVT1424 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ014+EKHBH016 SVT1430 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ014+EKHBX016 SVT1431 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ016+EKHBH016 SVT1083 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ007+EKHBX008 SVT1305 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ014AW1+EKHBX016 SVT1432 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ016+EKHBX016 SVT524 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ006+EKHBX008 SVT501 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ006+EKHBH008 SVT1099 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ011AW1+EKHBH016 SVT1242 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ011AW1+EKHBX016 SVT1072 Tepelné čerpadlo vzduch - voda Altherma ERHQ007+EKHBH008 Venkovní jednotka Vnitřní jednotka URL : www.daikin.cz Nádrž na horkou 48
Sanyo SVT code Název Kód výrobku SVT2304 tepelné čerpadlo vzduch-voda s ekolog.chladivem CO2 SHP-C45DEN SVT3835 tepelné čerpadlo vzduch-voda s ekolog.chladivem CO2 SHP-C90GDN Venkovní jednotka URL : www.ciur.cz Vnitřní jednotka+ nádrž na horkou vodu 49
Fujitsu SVT code Název Kód výrobku SVT1780 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA050LA SVT1887 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA060LA SVT1892 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA155LA SVT1889 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA080LA SVT1890 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA095LA SVT1891 Tepelné čerpadlo vzduch-voda WSYA128LA Venkovní jednotka Venkovní jednotka chladivo Vnitřní jednotka Tepelný výměník zlepšuje výhřevnost Cyklus ohřevu výparník kompresor Horká voda čerpadlo Vnitřní jednotka URL : www.impromat.cz 50
Toshiba SVT code Název Kód výrobku SVT7750 ESTIA tepelné čerpadlo TOSHIBA HWS 1402 SVT6399 ESTIA tepelné čerpadlo TOSHIBA HWS-802H-E SVT7747 ESTIA tepelné čerpadlo TOSHIBA HWS 1102 SVT5085 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS-802H-E SVT5210 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS 802 SVT5211 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS 1102 SVT5212 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS 1402 SVT5828 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS-1102H-E SVT5829 Tepelné čerpadlo Toshiba ESTIA HWS-1402H-E URL : www.klimatizace-toshiba.cz : www.air-matyas.cz : www.klima-classic.cz 1 Venkovní jednotka 2 Vnitřní jednotka 3 Nádrž na horkou vodu 51
Mitsubishi SVT code Název Kód výrobku SVT5285 Tepelné čerpadlo vzduch-voda Zubadan Inverter PUHZ-HRP100YHA SVT5293 Tepelné čerpadlo vzduch-voda Zubadan Inverter PUHZ-HRP125YHA venkovní jednotka (monoblok) URL : www.csmtrade.cz 52
ANO tepelným čerpadlům! Nadešel čas, aby tepelná čerpadla ukázala své skutečné možnosti na mezinárodní scéně jako trumf v opatření proti globálnímu oteplování. ANO! Tepelným čerpadlům pro realizaci nízkouhlíkové společnosti. All rights reserved. HPTCJ 53