Energetický štítek solárního ohřívače vody

Datum: 30.1.2017  |  Autor: doc. Ing. Tomáš Matuška, Ph.D., Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT  |  Recenzent: Bc. Martin Pirner, Department of R&D, pracovník výzkumu a vývoje, Regulus spol. s r.o.

Článek se podrobněji zabývá solárním ohřívačem vody z Nařízení Komise EU 812/2013. Popisuje, jaké informace poskytuje energetický štítek a jakým způsobem vzniklo zatřídění do příslušné třídy energetické účinnosti ohřevu vody.

Úvod

V předchozím článku byly podrobně vysvětleny termíny vyskytující se v Nařízení Komise 812/2013 [1]. Solárním ohřívačem vody se rozumí ohřívač vody vybavený jedním nebo více solárními kolektory, solárními zásobníky teplé vody, zdroji tepla, popřípadě čerpadly v kolektorovém okruhu a jinými částmi. Solární ohřívač vody je uváděn na trh jako jedna jednotka, tzn. má jasně definované a nezaměnitelné označení.

Solární ohřívač podléhá štítkování. Solární ohřívač vody proto podobně jako jakýkoli jiný ohřívač vody se musí experimentálně zkoušet. Solární kolektor, solární zásobník teplé vody, čerpadlo v kolektorovém okruhu (pokud je to proveditelné) a zdroj tepla je nutno zkoušet odděleně. Pokud solární kolektor a solární zásobník teplé vody není možno zkoušet odděleně, je nutno je zkoušet v kombinaci. Zdroj tepla, tzn. vlastní ohřívač vody, který za jakýchkoli podmínek zajišťuje přípravu teplé vody, je nutno zkoušet za obecných podmínek stanovených pro ohřívače vody v Nařízení Komise [1]. Znamená to, že se měření provádí s použitím zátěžových profilů ve 24h cyklu v souladu s příslušnými normami uvedenými ve Sdělení Komise [2]. Deklarovaným zátěžovým profilem musí být maximální zátěžový profil nebo zátěžový profil o jednu pozici níže než maximální zátěžový profil. Výstupem zkoušky je energetická účinnost zdroje tepla při ohřevu vody ηwh,nonsol [–] a denní spotřeba elektrické energie Qelec [kWh/den] pro elektroohřev nebo ohřev tepelným čerpadlem případně denní spotřeba paliva Qfuel vyjádřená množstvím spalného tepla [kWh/den].

Solární kolektory jsou zkoušeny samostatně v souladu s ČSN EN ISO 9806 [3] a výstupem jsou plocha apertury Asol, koeficienty křivky účinnosti η0, a1 a a2 a modifikátor úhlu dopadu IAM. Solární zásobník je zkoušen v souladu s ČSN EN 12977-3 [4] a výstupem je užitný objem zásobníku V [l] a statická ztráta zásobníku S [W], pokud není součástí zdroje tepla.

Energetická účinnost ohřevu vody

Výsledky zkoušek se použijí pro výpočty energetické účinnosti ohřevu vody solárním ohřívačem. Ta ve své podstatě vztahuje roční užitečnou odebranou energii k roční spotřebě primární energie podle vztahu

vzorec 1 (1)
 

kde je

Qref
denní referenční odebraná energie, součet užitečného energetického obsahu odběrů vody při konkrétním zátěžovém profilu [kWh/den],
Qtota
roční spotřeba energie solárního ohřívače vody vyjádřená množstvím spotřebované primární energie (v případě elektroohřevu jako zdroje tepla) nebo množstvím spalného tepla v případě spalování fosilních paliv zdrojem tepla [kWh/rok].
 

Hodnota 366 vyplývá ze zavedení jednotného průměrného počtu dní v měsíci na úrovni 30,5 dní (× 12 = 366). Hodnota 0,6 koriguje referenční denní potřebu tepla odběru teplé vody na průměrné podmínky odběru. Součin 0,6 × 366 = 220 dní.

Roční spotřeba primární energie se určí podle vztahu

vzorec 2 (2)
 

kde je

Qnonsol
roční nesolární tepelný přínos solárního ohřívače, tzn. spotřeba energie nesolárního zdroje tepla pro ohřev vody [kWh/rok], podle definice Nařízení Komise se ročním nesolárním přínosem rozumí roční přínos elektrické energie (vyjádřený množstvím primární energie v kWh) nebo paliva (vyjádřený množstvím spalného tepla v kWh) k užitečnému tepelnému výkonu solárního ohřívače vody;
ηwh,nonsol
energetická účinnost ohřevu vody tepelným zdrojem, který je součástí solárního ohřívače vody [–], jako výsledek zkoušky (viz výše) bez využití solárního tepelného příkonu;
Qaux
roční spotřeba elektrické energie solárního ohřívače vody, která je výsledkem energetické spotřeby čerpadla a spotřeby elektrické energie v pohotovostním režimu, vyjádřená konečným množstvím spotřebované energie v kWh/rok;
CC
převodní koeficient (konverzní faktor) elektrické energie na primární energii, vyjadřující odhadovanou 40% průměrnou účinnost při výrobě elektrické energie v EU, hodnota CC = 2,5.
 

Hodnoty Qaux a Qnonsol se v souladu se Sdělením Komise 2014/C 207/03 [2] určují metodami SOLCAL nebo SOLICS. Metoda SOLCAL je založena na metodě výpočtu v souladu v ČSN EN 15316-4-3 (metoda B) [5], která vychází z vlastností jednotlivých prvků solární soustavy pro přípravu teplé vody. Oproti výpočtovému postupu uvedenému v normě však dochází k řadě úprav okrajových podmínek výpočtu (stanovení ztráty kolektorového okruhu, úprava ztrát zásobníku, měrný výkon solárního výměníku, apod.). Na druhé straně, metoda SOLICS vychází z výsledků venkovní zkoušky celé solární soustavy pro přípravu teplé vody podle normy ISO 9459-5 [6]. Solární ohřívač vody se nainstaluje v laboratoři (zásobník, solární kolektory, potrubí, oběhové čerpadlo, regulátor) a je zkoušen v definovaném množství provozně různých stavů (klimatické podmínky, podmínky odběru). Na základě monitorovaných výsledků měření se kalibruje matematický model soustavy zohledňující dynamiku provozu a identifikují se hlavní parametry modelu. S takto nakalibrovaným modelem se poté provedou počítačové simulace celoročního chování solárního ohřívače za definovaného odběrového profilu a klimatických údajů. Vzhledem k tomu, že naprostá většina solárních ohřívačů prodávaných na trhu takový test nemá, používá se pro vyhodnocení nesolárního přínosu výpočtový postup SOLCAL. Pro výpočet nesolárního přínosu Qnonsol pro průměrnou, chladnější a teplejší oblast je možné použít výpočetní nástroj SOLCAL-2016 určený pro vyhodnocení parametrů solárního zařízení [7].

Dále se pro účely uvedení na štítku vypočítá v případě elektroohřevu jako zdroje tepla roční spotřeba elektrické energie AEC vyjádřená konečným množstvím spotřebované energie v kWh

vzorec 3 (3)
 

nebo v případě spalování fosilních paliv jako zdroje tepla roční spotřeba paliva AFC vyjádřená množstvím spalného tepla v GJ

vzorec 4 (4)
 

Na jednotku GJ je však nutné výsledek převést, neboť ve všech uvedených vztazích se Qtota uvažuje v kWh/rok.

Energetický štítek solárního ohřívače

Všechny druhy ohřívačů vody jsou podle vypočtené energetické účinnosti ohřevu vody ηwh jednotně zatříděny podle tab. 1 v závislosti na deklarovaném profilu odběru. Podle štítku lze tedy porovnat energetickou náročnost solárního ohřívače vody se samotným plynovým ohřívačem vody, elektrickým ohřívačem vody nebo s ohřívačem vody s tepelným čerpadlem.

Tab. 1 – Třídy energetické účinnosti ohřívačů vody při ohřevu vody podle deklarovaných zátěžových profilů [1]
TřídaSMLXLXXL
Energetická účinnost ohřevu vody ηwh [%]
A+++ηwh ≥ 90ηwh ≥ 163ηwh ≥ 188ηwh ≥ 200ηwh ≥ 213
A++72 ≤ ηwh < 90130 ≤ ηwh < 163150 ≤ ηwh < 188160 ≤ ηwh < 200170 ≤ ηwh < 213
A+55 ≤ ηwh < 72100 ≤ ηwh < 130115 ≤ ηwh < 150123 ≤ ηwh < 160131 ≤ ηwh < 170
A38 ≤ ηwh < 5565 ≤ ηwh < 10075 ≤ ηwh < 11580 ≤ ηwh < 12385 ≤ ηwh < 131
B35 ≤ ηwh < 3839 ≤ ηwh < 6550 ≤ ηwh < 7555 ≤ ηwh < 8060 ≤ ηwh < 85
C32 ≤ ηwh < 3536 ≤ ηwh < 3937 ≤ ηwh < 5038 ≤ ηwh < 5540 ≤ ηwh < 60
D29 ≤ ηwh < 3233 ≤ ηwh < 3634 ≤ ηwh < 3735 ≤ ηwh < 3836 ≤ ηwh < 40
E26 ≤ ηwh < 2930 ≤ ηwh < 3330 ≤ ηwh < 3430 ≤ ηwh < 3532 ≤ ηwh < 36
F23 ≤ ηwh < 2627 ≤ ηwh < 3027 ≤ ηwh < 3027 ≤ ηwh < 3028 ≤ ηwh < 32
Gηwh < 23ηwh < 27ηwh < 27ηwh < 27ηwh < 28
Obr. 1 Grafické provedení energetického štítku solárního ohřívače vody
Obr. 1 Grafické provedení energetického štítku solárního ohřívače vody

Nařízení Komise 812/2013 předepisuje pro solární ohřívače vody grafickou podobu energetického štítku (viz obr. 1). Energetický štítek obsahuje řadu informací s využitím přehledných piktogramů:

  1. název nebo ochranná známka dodavatele;
  2. identifikační značka modelu používaná dodavatelem;
  3. funkce ohřevu vody včetně deklarovaného zátěžového profilu vyjádřeného příslušným písmenem;
  4. třída energetické účinnosti ohřevu vody stanovená za průměrných klimatických podmínek podle tab. 1;
  5. roční spotřeba elektrické energie vyjádřená konečným množstvím spotřebované energie v kWh nebo roční spotřeba paliva vyjádřená množstvím spalného tepla v GJ za průměrných, chladnějších a teplejších klimatických podmínek, zaokrouhlená na nejbližší celé číslo a vypočtená podle vztahů (3) nebo (4);
  6. solární mapa Evropy zobrazující tři orientační zóny globálního solárního ozáření;
  7. hladina akustického výkonu LWA ve vnitřním prostředí v dB zaokrouhlená na nejbližší celé číslo.




Informace v informačním listu solárního ohřívače vody jako výrobku musí být uvedeny v tomto pořadí a musí být obsaženy v brožuře k výrobku nebo v jiné dokumentaci dodané k výrobku (případně pro čerpadla v kolektorovém okruhu):

  1. název nebo ochranná známka dodavatele;
  2. identifikační značka modelu používaná dodavatelem;
  3. deklarovaný zátěžový profil vyjádřený příslušným písmenem a typickým použitím;
  4. třída energetické účinnosti modelu při ohřevu vody stanovená za průměrných klimatických podmínek;
  5. energetická účinnost ohřevu vody v % zaokrouhlená na nejbližší celé číslo a vypočtená za průměrných klimatických podmínek;
  6. roční spotřeba elektrické energie vyjádřená konečným množstvím spotřebované energie v kWh nebo roční spotřeba paliva vyjádřená množstvím spalného tepla v GJ, zaokrouhlená na nejbližší celé číslo a vypočtená za průměrných klimatických podmínek;
  7. je-li to proveditelné, jiné zátěžové profily, při nichž je vhodné daný ohřívač vody používat, a jim odpovídající energetická účinnost ohřevu vody a roční spotřeba elektrické energie, jak je stanoveno v bodech e) a f);
  8. nastavení teploty termostatu ohřívače vody od dodavatele při jeho uvedení na trh;
  9. hladina akustického výkonu LWA ve vnitřním prostředí v dB zaokrouhlená na nejbližší celé číslo (u ohřívačů vody s tepelným čerpadlem, je-li proveditelné);
  10. je-li proveditelné, údaj o tom, že ohřívač vody je schopen pracovat pouze v době mimo špičku;
  11. jakákoli konkrétní preventivní opatření, jež musí být učiněna při montáži, instalaci nebo údržbě ohřívače vody;
  12. pokud je deklarovaná hodnota smart „1“, sdělení, že informace o energetické účinnosti ohřevu vody a roční spotřebě elektrické energie a/nebo paliva se vztahuje pouze na nastavení se zapnutým inteligentním ovládáním;
  13. energetická účinnost ohřevu vody v % za chladnějších a teplejších klimatických podmínek zaokrouhlená na nejbližší celé číslo;
  14. roční spotřeba elektrické energie vyjádřená konečným množstvím spotřebované energie v kWh a/nebo roční spotřeba paliva vyjádřená množstvím spalného tepla v GJ za chladnějších a teplejších klimatických podmínek, zaokrouhlená na nejbližší celé číslo;
  15. plocha apertury kolektoru v m2 zaokrouhlená na dvě desetinná místa;
  16. účinnost při nulové ztrátě zaokrouhlená na tři desetinná místa;
  17. koeficient prvního řádu ve W/(m2.K) zaokrouhlený na dvě desetinná místa;
  18. koeficient druhého řádu ve W/(m2.K2) zaokrouhlený na tři desetinná místa;
  19. modifikátor úhlu dopadu zaokrouhlený na dvě desetinná místa;
  20. užitný objem v litrech zaokrouhlený na nejbližší celé číslo;
  21. spotřeba elektrické energie čerpadla ve W zaokrouhlená na nejbližší celé číslo;
  22. spotřeba elektrické energie v pohotovostním režimu ve W zaokrouhlená na dvě desetinná místa;

Závěr

Pokud se rozhlédneme po českém trhu, zjistíme, že mnoho solárních ohřívačů vody (ve smyslu Nařízení Komise) na něm nenajdeme. Je otázkou, zda se jedná o složitost přístupu k jejich štítkování (a testování) nebo komplikovanost jasně definovat a nezaměnitelně identifikovat pod firemní značkou solární ohřívač, tzn. s konečným počtem konkrétních solárních kolektorů bez možnosti změny. Daleko častěji se setkáme s prodejem výhradně solárních systémů (bez nutnosti uvedení štítku) a souprav ohřívače se solárním ohřívačem (energetický štítek vystavuje konečný dodavatel – povinnost štítku je na montážní firmě). O soupravách a jejich štítkování pojedná navazující článek.

Poděkování: Tento příspěvek vznikl za finanční podpory MŠMT v rámci programu NPU I č. LO1605 - Univerzitní centrum energeticky efektivních budov – Fáze udržitelnosti.

Odkazy

  1. Nařízení Komise 812/2013 o uvádění spotřeby energie na energetických štítcích ohřívačů vody, zásobníků teplé vody a souprav sestávajících z ohřívače vody a solárního zařízení, Brusel, 2013.
  2. Sdělení Komise 2014/C 207/03 v rámci provádění nařízení 814/2013 a 812/2013, Brusel, 2014.
  3. ČSN EN ISO 9806 Solární energie – Solární tepelné kolektory – Zkušební metody, ÚNMZ 2014.
  4. ČSN EN 12977-3 Tepelné solární soustavy a součásti – Soustavy stavěné na zakázku – Část 3: Metody zkoušení parametrů solárních zásobníků pro ohřev vody, ÚNMZ 2012.
  5. ČSN EN 15316-4-3 Tepelné soustavy v budovách – Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy – Část 4-3: Výroba tepla, solární tepelné soustavy, ÚNMZ 2013.
  6. ISO 9459-5 Solar heating – Domestic water heating systems – Part 5: System performance characterization by means of whole-system tests and computer simulation, ISO 2007.
  7. Výpočtový nástroj SOLCAL-2016 pro vyhodnocení parametrů solárního zařízení, dostupné z http://www.uceeb.eu/rp2, ČVUT, 2016.
 
English Synopsis
Energy Label of Solar Water Heaters

The article deals in detail with the solar water heater from the EU Commission Regulation 812/2013. It describes what information provides the label and how it originated classification in the relevant energy efficiency class water heating.

 

Hodnotit:  

Datum: 30.1.2017
Autor: doc. Ing. Tomáš Matuška, Ph.D., Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT   všechny články autora
Recenzent: Bc. Martin Pirner, Department of R&D, pracovník výzkumu a vývoje, Regulus spol. s r.o.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Partneři - Obnovitelná energie

logo NELUMBO
logo HOTJET
logo VIESSMANN

Spolupracujeme

logo Česká peleta

 
 

Aktuální články na ESTAV.czIndustriální stoly s příběhem, to je PESL FACTORYNejflexibilnější stavební materiál? Cihly Porotherm!Žlaby MEATEC pro bezbariérové a designové odvodnění teras a balkónůCeny Czech Grand Design: Grand designérem roku 2016 je studio deFORM