Voda hraje stále prim

Teplovodní ústřední vytápění je stále nejčastější, a hlavně stále efektivní způsob jak vytápět více místností najednou, celý rodinný dům. Jeho výhodou je mimo jiné možnost kombinovat různé zdroje, tedy i ty, které využívají obnovitelnou energii.

O efektivitě však můžeme těžko hovořit u klasického ústředního topení v podobě, v jaké ho známe od poloviny 20. století, kdy se začaly využívat systémy s nuceným oběhem vody pomocí elektrických čerpadel. Nevyhoví současným novostavbám s nízkou potřebou tepla na vytápění, dokonce ani starším domů, které byly dodatečně zatepleny – domům s nižší tepelnou ztrátou, a tedy s nižší potřebou tepla na vytápění.

STAČÍ NIŽŠÍ TEPLOTY

U klasického ústředního topení se teplo mezi kotlem a radiátory přenáší cirkulující teplou vodou, která dosahuje teploty až 90 °C. K vytápění domů s nižší tepelnou ztrátou není třeba tak vysokých teplot – nízkoenergetické domy si mohou dovolit otopné systémy s velmi nízkými teplotními spády – 55/45 °C, 45/35 °C i 35/25 °C. Snižují se tak požadavky na výkon kotlů a otevírají se možnosti pro využití i jiných zdrojů tepla. Ohřívání topné vody na nižší teploty je logicky úspornější, ale nejde jen o to. Domy, které mají malou tepelnou ztrátu se snadno přehřejí, od kotlů a jiných zdrojů se proto již nevyžaduje především vysoký výkon, ale výkon optimální, vhodný pro daný systém, pro daný teplotní spád, pro konkrétní dům. Moderní teplovodní soustavy pracují úsporněji i díky tomu, že potřebují ke svému provozu méně vody. Tomu všemu se přizpůsobují zdroje, otopná tělesa a především se mění přístup k navrhování topného systému.

NÁVRH OTOPNÉ SOUSTAVY

Donedávna stačil k určení potřebného výkonu zdroje a plochy otopných těles poměrně jednoduchý výpočet vycházející z velikosti vytápěného prostoru, tepelná ztráta domů byla zhruba stejná. Dnes je třeba brát v úvahu více faktorů. Domy se mohou výrazně lišit nejen v potřebě tepla na vytápění, ale například ve schopnosti akumulovat teplo. Je třeba počítat s pasivními tepelnými zisky, záleží na rozložení ochlazovaných ploch… V současné době existuje velmi široké spektrum možných zdrojů tepla, rozvodů či způsobů regulace. Cílem návrhu není jen pokrýt tepelnou ztrátu, ale zajistit celkovou tepelnou pohodu, na kterou má vliv i proudění vzduchu či vlhkost vzduchu v místnosti. Správný projekt otopného systému musí obsahovat výpočet tepelných ztrát jednotlivých místností, nadimenzování zdrojů tepla a otopných těles, správné hydraulické zapojení, způsob regulace a systém měření. Návrh je proto třeba svěřit odborníkovi – projektantovi vytápění, se kterým by měl spolupracovat projektant – architekt již ve fázi projektové přípravy domu či rekonstrukce.

ČÍM TOPIT?

Teplovodní systém vytápění umožňuje zvolit si vhodný druh zdroje, od kotle na pevná paliva přes plyn či elektřinu až například po tepelné čerpadlo. Vzhledem k tomu, že v domech s nízkou tepelnou ztrátou stačí topit poměrně málo, nemusí být při rozhodování o vhodném zdroji na prvním místě cena paliva. Větší důležitost může hrát například výše investičních nákladů, ale třeba i komfort, ekologické cítění či to, že teplovodní soustavy mohou kombinovat více zdrojů. Zajímavá je i možnost v budoucnosti zdroj poměrně jednoduše vyměnit za jiný, podle toho kam se budou ubírat ceny paliv. Z hlediska investičních nákladů vítězí v současné době elektřina, která může být dobrou volbou v domech s velmi nízkou tepelnou ztrátou, kde je její spotřeba malá a její cena provozní náklady tolik neovlivní. Navíc je možné sjednat výhodnou cenovou sazbu. Častěji než elektrokotel se v teplovodních soustavách uplatňují plynové kotle a kotle na pevná paliva. Jejich výhodou je oproti elektřině cena paliva a především efektivnější ohřev užitkové vody.

Jak jsme řekli, významnou výhodou teplovodních centrálních systémů vytápění je to, že lze jako zdroj tepla využít i alternativní zdroje, buď jako hlavní zdroj tepla, nebo je využít jako doplňkový zdroj, například krb či solární panely. Pro nízkoteplotní systémy jsou velmi vhodným zdrojem tepelná čerpadla, která pracují nejúčinněji právě s nízkou teplotou vody. V nízkoenergetických domech mohou být instalována jako hlavní zdroj tepla, doplněný většinou elektrickým dohřevem. Všechny tyto zdroje se mohou podílet i na ekonomickém ohřevu vody pro domácnost. U starších systémů se zdrojem tepla s nízkou účinností a vysokým obsahem zplodin je podporována výměna těchto zdrojů za nové. Podpora ze současné výzvy programu Nová zelená úsporám již byla vyčerpána, na podzim by však měla spuštěna další výzva, kterou bude údajně možné kombinovat s připravovanými „kotlíkovými“ dotacemi.

DŮLEŽITÝ POMOCNÍK

Chceme-li využívat více zdrojů, musí být součástí otopného systému akumulační nádrž – zásobník, na který jsou jednotlivé zdroje napojeny. Z něj se pak odebírá teplo do ústředního topení, nezávisle na výkonu kotle. Například plynové kotle mají často zásobník integrovaný v kompaktním tělese připravený na připojení solárních kolektorů. Výhodou je, že se přednostně využívají levnější zdroje a kotel může pracovat v optimálním režimu. Akumulační nádrž je výhodné využívat i tehdy, potřebujeme-li zachytit přebytečný výkon kotle nebo překlenout období s dražší sazbou elektrické energie u elektrokotle.

REGULACE ŠETŘÍ PENÍZE I NERVY

Na to, jak efektivně bude systém fungovat, tedy abychom za vytápění zaplatili co nejméně, má podstatný vliv způsob regulace, který hlídá teplotu v místnostech a řídí činnost tepelných zdrojů. Způsobů regulace je celá řada. Od regulátorů otopných systémů, směšovacích armatur až po armatury na otopných tělesech a pokojové termostaty, kterými si můžeme naprogramovat, jak chceme topit v jednotlivých dnech v týdnu, nastavit úsporný režim, když odjíždíme na dovolenou a podobně. Teplota se obvykle upravuje podle teploty v referenční místnosti.

Velmi efektivním způsobem je ekvitermní regulace, která spočívá v nastavení teploty topné vody na základě venkovní teploty. Při nižší venkovní teplotě je požadována vyšší teplota dodávané topné vody, aby došlo k rovnováze mezi dodaným teplem a tepelnými ztrátami místnosti a teplota místnosti tak zůstala konstantní.

Pokročilý systém regulace dokáže poznat, který ze zdrojů vyrábí v daný okamžik teplo nejefektivněji a ty ostatní umí vypnout. Může upravit chod zdroje, aby pracoval v optimálním režimu. Spouští bivalentní zdroj, jestliže nastal požadavek na topení či ohřev užitkové vody. Plní i ochrannou funkci, aby nedošlo k poškození systému, například přehřátí kolektorů či překročení limitních hodnot součástí systému.

JAK PŘEDÁVAT TEPLO?

Podstatným prvkem topného systému jsou jeho konečné články, otopná tělesa, která předávají teplo do místnosti. Z fyzikálního hlediska se teplo předává konvekcí a sáláním. Při konvekčním způsobu se od topného tělesa ohřívá okolní vzduch, který stoupá vzhůru, předává teplo stěnám a předmětům, ochlazený klesá zpět. Prouděním se tak postupně ohřívá vzduch v celé místnosti. Oproti tomu sáláním – infračervenými paprsky – se ohřívají přímo předměty či osoby a vyvolává se okamžitý pocit tepla, nedochází k nepříjemnému pohybu vzduchu a víření prachu. Každé otopné těleso má svou složku konvekční a sálavou, záleží na tom, která převažuje.

Klasickým otopným tělesem předávající teplo převážně konvekcí je radiátor. Pro moderní otopné soustavy jsou vhodnější deskové a trubkové radiátory, které postupně nahrazují klasické článkové. Radiátorům konkurují konvektory neboli fan coily, jejichž výhodou je, že potřebují k provozu až dvacetkrát méně vody než radiátor, protože voda není v celém tělese, ale pouze ve výměníku, přes který se ohřívá vzduch. Díky nízké potřebě vody tělesa okamžitě reagují na vytápění či dochlazování interiérů. Nízkoteplotním otopným systémům vyhovují lépe konvektory s ventilátorem, které zaručují vysokou účinnost i při velmi malých teplotních spádech. Další výhodou konvektorů je, že mohou sloužit i k chlazení. Nejčastěji se setkáváme s podlahovými konvektory, což jsou vlastně konvektory zabudované v podlaze. Často se umísťují před velké prosklené plochy, před nimiž vytvoří tepelnou clonu, která zabrání pocitu sálání chladu. Třetí možností, jak předat teplo do místnosti, jsou velkoplošné sálavé systémy, nejčastěji podlaha, ale také stěny či strop, v nichž je uložena síť trubek, kterými prochází topná voda. Tento způsob vytápění je stále oblíbenější zejména proto, že vytváří takřka optimální rozložení teplot v místnosti a že díky velké sálavé ploše vyžaduje k provozu nízkou teplotu vody. Je proto ideální do nízkoteplotních systémů ústředního topení.

SPOJOVACÍ ČLÁNEK

Tím, jsme se dostali k dalšímu prvku teplovodních systémů, a to rozvodům vody, trubkám, které vedou ohřátou vodu od zdroje k otopným tělesům a zpět. Jejich kvalita je nadmíru důležitá, protože jsou po instalaci těžko přístupné a jejich oprava je proto komplikovaná a nákladná. Klasikou jsou ocelové trubky, jejich nevýhodou je horší odolnost proti korozi a nižší životnost, proto se z kovových materiálů dává přednost mědi, v jejíž neprospěch však hovoří cena. Nevýhodou kovových rozvodů je pracná montáž – vysoká četnost spojů, které mohou být zdrojem problémů v budoucnosti. Zelenou proto dostávají potrubí z plastu jako je zesíťovaný polyethylen, polybuten či polypropylen, tedy plasty s kyslíkovou bariérou, která brání prostupu kyslíku přes stěny potrubí do systému vytápění. Plastový materiál nekoroduje a nezarůstá, je zdravotně nezávadný a jeho životnost je vysoká. Jeho výhodou je snadnější způsob montáže i nižší cena. Nevýhodou je menší tepelná odolnost, tu však eliminují právě nižší teploty využívané v současných systémem ústředního vytápění. Plastové trubky díky své ohebnosti a tvarovatelnosti umožňují rozvoj velkoplošných systémů podlahového či stěnového vytápění.

Uložit

Datum vydání: 26. 9. 2015

Edit: Miloslava Perglová