Hybridné vykurovanie: Fosílne a obnoviteľné v jednom zariadení

Ak je reč o novom vykurovacom systéme, váhajú mnohí majitelia domov medzi fosílnymi a obnoviteľnými zdrojmi energie. Pokým obnoviteľné zdroje sú síce lepšie z hľadiska životného prostredia, je to spoľahlivosť moderných vykurovacích systémov na plyn alebo olej, kvôli ktorej je rozhodovanie ťažké. To najlepšie z obidvoch systémov ponúka hybridný vykurovací systém, pretože tento systém spája osvedčené a spoľahlivé zdroje tepla s regeneratívnymi energiami – a to dokonca v jednom zariadení. Ako hybridný vykurovací systém funguje, aké nosiče energie možno kombinovať a koľko hybridné vykurovacie zariadenie stojí, vysvetlíme v nasledujúcich kapitolách.
Prehľad jednotlivých tém:

1. Vysvetlenie hybridného vykurovania
2. Osobitosť hybridného vykurovania
3. Palivá na hybridné vykurovanie
4. Náklady hybridného vykurovania
5. Výhody a nevýhody
6. Hybridné vykurovanie v starých budovách a novostavbách

Hybridné vykurovanie – čo to vlastne je?

Pokým pojem hybridné vykurovanie, hybridný vykurovací systém, znie v slovenských kotolniach len v poslednom čase, technický koncept, na ktorom je tento systém vykurovania založený, je vlastne známy už tak dlho ako bivalentné alebo multivalentné vykurovanie. Znamená to, že rôzne nosiče energie ako plyn, olej, drevo alebo obnoviteľné energie sú kombinované v jednom vykurovacom systéme.

Čím sa vyznačuje hybridné vykurovanie?

Kombináciou fosílnych a obnoviteľných nosičov energie môže hybridné vykurovanie navzájom efektívne spájať výhody rôznych systémov. Pokým napríklad energie z obnoviteľných zdrojov, ktoré sa nevyskytujú pravidelne a v rovnakej miere, sa postarajú o nízke náklady na vykurovanie, zaručuje konvenčné vykurovanie na plyn alebo vykurovanie na olej bezpečnosť a komfort, aj keby environmentálneho tepla bol niekedy nedostatok.

Hybridné vykurovacie zariadenia idú ešte o krok ďalej a kombinujú viaceré zdroje tepla do priestorovo úspornej jednotky. Tým sa redukujú náklady na inštaláciu, spotrebováva sa menej miesta a vykurovanie je z hľadiska majiteľa domu jednoduchšie. Spôsob fungovania hybridného vykurovania zaručuje, že integrovaný inteligentný ovládací systém automaticky zvolí vždy najekologickejší alebo najhospodárnejší zdroj energie.

Ktoré zdroje energie sa dajú kombinovať v kompaktných hybridných vykurovacích jednotkách?

Hybridné vykurovacie jednotky, ktoré sú dnes k dispozícii, spájajú spravidla ekologické teplo trvalo udržateľného tepelného čerpadla s vysokým stupňom účinnosti moderných kondenzačných kotlov na plyn alebo olej.

Tepelné čerpadlo: Obnoviteľné základné zaťaženie pre hybridný zdroj tepla

Tepelné čerpadlo využíva na vykurovanie a prípravu teplej vody v moderných budovách bezplatnú energiu z okolitého prostredia. Táto energia je akumulovaná napríklad vo vzduchu, v zemi alebo v podzemnej vode a dá sa získavať pomocou komplexného technického procesu. Bez spaľovania – ako je to bežné pri obvyklých zdrojoch tepla– je tepelné čerpadlo založené na špeciálnych fyzikálnych vlastnostiach chladiaceho prostriedku. Ten sa vyparuje už pri teplotách medzi 0 a 10 stupňami Celzia, pri ktorých sa akumuluje environmentálne teplo. Pretože však s takýmito teplotami dom vykurovať nemožno, treba teplotu zvýšiť. Zvýšenie teploty umožňuje elektricky poháňaný kompresor. Ten zvyšuje tlak chladiva, čím rastie aj teplota – a síce natoľko, kým sa nedosiahne úroveň teploty vykurovacieho systému.

V tomto bode procesu odovzdáva horúci plyn chladiaceho prostriedku svoje teplo vykurovaciemu systému a samotné ochladne. Klesajúcou teplotou a expanzným ventilom – konštrukčným prvkom, ktorý znižuje tlak opätovne skvapalneného média – sa chladiaci prostriedok kompletne skvapalní a proces môže začať od začiatku. Je pritom dôležité vedieť, že náklady tepelného čerpadla rastú, čím viac je potrebné zvýšiť teplotu zdroja obnoviteľnej energie. Predovšetkým v studených zimných dňoch to môže byť drahé. S inteligentným ovládacím systémom hybridné vykurovanie neustále porovnáva náklady rôznych zdrojov energie a využíva – v závislosti od nastavenia – najekologickejší alebo najhospodárnejší zdroj energie na vykurovanie a prípravu teplej vody. Ďalšie informácie nájdu záujemcovia v rubrike Tepelné čerpadlo.

Vykurovanie na plyn a olej – efektívna technika vykurovania s vysokým stupňom účinnosti

Druhým komponentom kompaktného hybridného zariadenia môže byť napríklad plynový alebo olejový vykurovací systém. Má to svoj zmysel, pretože táto technika je nielen už dlhodobo osvedčená, kompaktná a cenovo výhodná, ale tiež schopná až na 98 percent využiť energiu použitého paliva. Umožňuje to spaľovací efekt. Pretože tento využíva spiatočku z vykurovania siete na spätné získavanie tepla zo spalín, ktoré by inak zmizlo nevyužité v komíne. Aby to fungovalo, musí byť celý vykurovací systém nastavený na využívanie kondenzačného efektu.

To znamená, že pri teplote na výstupe cirka 60 stupňov Celzia musí byť v budove dostatočne teplo. Ak to tak nie je, môže pomôcť napríklad výmena niektorých vykurovacích telies. Pretože čím sú vykurovacie telesá väčšie, tým možno nastaviť teplotu na výstupe na nižšiu hodnotu. Pokým hybridné zariadenie s vykurovaním na plyn predpokladá plynovú prípojku alebo zariadenie na kvapalný plyn, musia majitelia domov pri vykurovaní na olej myslieť tiež na systém zásobníkov. Keďže tieto sú relatívne drahé, oplatí sa hybridné vykurovanie s olejovou kondenzačnou jednotkou väčšinou len vtedy, ak je systém zásobníkov už k dispozícii. Ďalšie informácie sú uvedené v rubrikách Vykurovanie na plyn a Vykurovanie na olej.

Fotovoltaika: Zelená energia z vlastnej strechy

Ak sa prúd tepelného čerpadla získava pomocou fotovoltaického zariadenia, možno náklady na vykurovanie hybridného systému ďalej znižovať.

Okrem vykurovania na plyn a vykurovania na olej možno do konceptu hybridného vykurovania integrovať aj fotovoltaický systém. Tento systém získava elektrický prúd zo slnečného žiarenia. Tento sa dá použiť napríklad pre tepelné čerpadlo alebo na krytie potreby elektriny v domácnosti. Výroba elektrického prúdu je možná vďaka fotoelektrickému efektu, ktorý bol objavený ešte v 19. storočí. Tento efekt opisuje, že z povrchu polovodičov alebo kovov dochádza k uvoľňovaniu elektrónov, ak sa ožiaria svetlom. Fotovoltaické zariadenia sa skladajú z modulov umiestnených na streche a z prúdového meniča. Jeho úlohou je premieňať vyrobený jednosmerný prúd na striedavý prúd, ktorý sa dá využiť v dome.

Aby sa aj v súvislosti s hybridným vykurovaním dali zvyšovať úspory, sú dnes solárne zariadenia na elektrickú energiu väčšinou vybavené akumulátorom elektrickej energie. Tento prijíma energiu slnka, keď slnko svieti, a táto energia je potom k dispozícii dovtedy, pokým ju nespotrebujete vo vlastnom dome. Takýmto spôsobom možno veľa z vlastnej vyrobenej elektriny využiť vo vlastnom dome.

Ktoré palivá sa dajú využívať v hybridnom vykurovacom systéme?

Okrem bezplatnej environmentálnej energie, ktorá sa získava napríklad pomocou tepelného čerpadla alebo fotovoltaického zariadenia, sa kompaktné hybridné vykurovacie systémy dajú vyhrievať aj s nasledovnými nosičmi energie:

• zemný plyn a bioplyn
• kvapalný plyn
• vykurovací olej a biologický vykurovací olej

Plyn: Všestranné palivo s vysokým obsahom energie

Takmer 90 percent všetkých vykurovacích systémov na Slovensku sa dnes využíva ako palivo plyn . Dôvodmi pre vysoké rozšírenie sú jednoduchá dostupnosť – prípojka plynu je bezpečná a potrebuje len málo miesta – vysoký obsah energie a všestrannosť tohto paliva. Pretože okrem získavania fosílneho zemného plynu z podzemných ložísk možno bioplyn vyrobiť aj ekologickým spôsobom. Možné je to napríklad v zariadeniach na výrobu bioplynu, v ktorých malé baktérie rozkladajú rastliny, zvyšky potravín alebo hnoj na metán a iné látky. Nezávisle od toho, či plyn pre vykurovací systém v dome pochádza z fosílnych či ekologických zdrojov, je vo verejnej napájacej sieti k dispozícii vždy v rovnako vysokej kvalite. Táto kvalita sa meria okrem iného podielom metánu a člení sa do dvoch kategórií:

• nízkoenergetický plyn L s obsahom metánu 85 percent
• energeticky bohatý plyn H s obsahom metánu 98 percent

Kvapalný plyn: Akumulovateľné palivo z fosílnych zdrojov

Okrem zemného plynu alebo bioplynu sa mnohé kompaktné hybridné zariadenia dajú prevádzkovať aj na kvapalný plyn. Toto fosílne palivo sa získava pri ťažbe ropy a skladá sa väčšinou z butánu alebo propánu – plynov, ktoré sa dajú skvapalňovať už pri nízkom tlaku. V tejto forme sa dá kvapalný plyn dobre prepravovať a skladovať v systéme zásobníkov vo vlastnom dome. Je dôležité vedieť, že systém zásobníkov sa väčšinou inštaluje mimo budov a musí preň byť k dispozícii dostatok miesta. Výhodou tohto paliva je, že sa s ním dajú prevádzkovať aj plynové hybridné vykurovacie systémy, keď nie je k dispozícii verejná napájacia sieť.

Vykurovací olej: Fosílne palivo s regeneratívnym podielom

Olej je kvapalné palivo vysokej kvality. Pokým pred niekoľkými rokmi ešte existoval väčší výber druhov vykurovacieho oleja, dosahuje dnes vysoko kvalitný vykurovací olej s nízkym obsahom síry (EL) trhový podiel viac ako 99 percent. Dá sa zakúpiť u všetkých predajcov minerálnych olejov a je dostupný aj vo variantoch prémiový a biologický. Prémiové vykurovacie oleje boli pritom opatrené určitými prísadami na zlepšenie vlastností paliva.
Znížiť sa má napríklad spotreba a náročnosť údržby vykurovacích zariadení. Biologický vykurovací olej pozostáva principiálne tiež z vykurovacieho oleja s nízkym obsahom síry (EL), bol však zmiešaný v podiele do 10 percent s olejom z obnoviteľných surovín, ako je repka olejná, slnečnica alebo sója. Úlohou biologického vykurovacieho oleja – ktorý sa dnes používa vo väčšine vykurovacích zariadení – je redukovanie spotreby fosílnych surovín. Niektorí predajcovia predávajú aj vykurovací olej označený ako klimaticky neutrálny. Aj tento tvorí vykurovací olej s nízkym obsahom síry (EL). Prirážka na cene sa tu však využíva na financovanie opatrení na ochranu klímy, ako je zalesňovanie, ktoré sa aspoň na papieri postará o klimaticky neutrálne spaľovanie.

Koľko stojí kompaktné hybridné zariadenie?

Náklady súvisiace s kompaktným hybridným systémom sa principiálne členia na nasledovné oblasti:

• napojenie na palivo alebo skladovanie paliva
• zaobstaranie hybridného vykurovacieho systému
• náklady na vykurovanie pri využívaní hybridného systému

Náklady za plynovú prípojku, skladovanie kvapalného plynu alebo vykurovacieho oleja

Pokým sprístupnenie pri modernizácii sa zriedkavo spája s vyššími nákladmi – samozrejme s výnimkou prípadu, keď sa prechádza na iný druh paliva – musia majitelia domov za plynovú prípojku, zásobník na kvapalný plyn alebo skladovanie vykurovacieho oleja počítať vždy s približne rovnakými výdavkami. Náklady za novú plynovú prípojku sa pritom skladajú z dvoch častí: Prvú časť tvorí domová prípojka – vedenie z ulice do domu. Túto inštaluje dodávateľ energie a spája sa s priemernými nákladmi vo výške približne 1200 eur. Tieto náklady môžu byť samozrejme vyššie, ak je potrebné medzi ulicou a domom prekonať väčšiu vzdialenosť.

Druhú časť plynovej prípojky tvoria všetky vedenia a armatúry, ktoré sú potrebné v samotnej budove. Ak je hybridný vykurovací systém jediným spotrebičom plynu, môžu majitelia domov počítať s nákladmi približne 1200 eur. V prípade, ak plynová prípojka nie je možná, ponúka sa aj možnosť použiť na plynom prevádzkované hybridné vykurovanie kvapalný plyn. Na zásobník a techniku pritom vznikajú spravidla náklady vo výške 2000 – 3000 eur. Dôležité je vedieť, že zásobníky sa dajú nielen kúpiť, ale aj prenajať. Väčšinou je s tým však potom spojené naviazanie sa na jedného dodávateľa minerálnej látky a jeho ceny. Tak ako zariadenia na kvapalný plyn, aj hybridné vykurovacie zariadenia na olej potrebujú systém zásobníkov. Tento sa inštaluje väčšinou vo vnútri budovy a spája sa s nákladmi vo výške približne 2000 – 3000 eur.

Zaobstaranie hybridného vykurovacieho systému

Mnohí výrobcovia ponúkajú dnes kompaktné hybridné vykurovacie systémy ako kombináciu tepelného čerpadla vzduch/voda a plynového alebo olejového kondenzačného kotla. Špeciálnou výhodou týchto zariadení je to, že až na vonkajšiu jednotku tepelného čerpadla sa môžu všetky komponenty zabudovať do jednej kompaktnej jednoty. To šetrí nielen cenné miesto, ale aj redukuje náročnosť a náklady na montáž. V závislosti od toho, či sa kompaktné hybridné vykurovacie centrály prevádzkujú s plynom alebo olejom, sú s nimi spojené náklady vo výške od 9000 do 11 000 eur. Ceny hybridného vykurovacieho systému však silne variujú v závislosti od zvolených zdrojov tepla, regiónu, výrobcu a poskytovateľa služieb a predstavujú tak len hrubý odhad nákladov.

Náklady na vykurovanie pri hybridnom vykurovacom systéme

V porovnaní s konvenčným vykurovacím systémom na plyn alebo olej si hybridný systém vystačí s nižšími nákladmi na vykurovanie. Dôvodom je využívanie bezplatného tepla z okolia. Ešte nižšie náklady sa dosahujú pri fotovoltickom zariadení. Pretože toto zariadenie získava elektrinu zo solárneho žiarenia, ktoré sa potom dá využívať napríklad pre tepelné čerpadlo. Avšak aké náklady na vykurovanie sa dajú očakávať v jednorodinnom dome, bude možné povedať až po posúdení konkrétneho prípadu. Pretože okrem energetickej kvality budovy závisia mesačné výdavky aj od požiadaviek používateľov na teplo.

Aké výhody a nevýhody majú kompaktné hybridné vykurovacie systémy?

Hybridné vykurovanie kombinuje výhody obnoviteľných a konvenčných technológií a vytvárajú moderné, úsporné a efektívne vykurovacie systémy.

Hybridné vykurovanie v starých budovách a novostavbách

Objekty s vykurovaním na olej alebo plyn sa dajú využívať naďalej, čo hovorí v prospech hybridných vykurovacích systémov v starých budovách. Súčasne majú majitelia možnosť postupne prechádzať na novšie technológie. Ešte vyšší potenciál má hybridné vykurovanie v novostavbách – predovšetkým vtedy, ak ešte nie je k dispozícii žiadny vykurovací systém. Pretože v tom prípade možno obidva vykurovacie systémy navzájom optimálne prispôsobiť.