Nízkoteplotné vykurovanie má svoje výhody

Pri vykurovaní rodinných alebo bytových domov sú dôležité tri sústavy:

teplovodná sústava s prirodzeným alebo núteným obehom, kde teplonosnou látkou je voda s teplotou do 110 ºC, nízkoteplotná teplovodná sústava, ktorá pracuje s teplotou najviac 65 ºC (zvyčajne len do 55 ºC), a teplovzdušná sústava, kde teplonosnou látkou je ohriaty vzduch.

Trendom je nižšia teplota

70989

Staršie teplovodné sústavy s klasickými kotlami majú väčšinou prirodzený obeh média založený na princípe rozdielnej hustoty vykurovacej a vratnej vody. Chladnejšia voda vo vratnom potrubí má vyššiu hustotu, čo spôsobuje pretlak a cirkuláciu medzi kotlom a vykurovacími telesami. Teplotný spád je spravidla 90/70 ºC. Tieto sústavy sa i dnes navrhujú pre menšie objekty s väčším výškovým rozdielom medzi zdrojom tepla a radiátormi – napríklad pre rodinné domy alebo menšie bytové domy, kde je nainštalovaný klasický kotol. Prednosťou sústavy je, že obeh média nezávisí od dodávky elektriny pre čerpadlo, a tak je zabezpečený trvalý odber tepla. Naopak nevýhodou je malý prevádzkový tlak, takže rozvodné potrubie musí mať väčší priemer a vykurovacie telesá sú väčšie a ťažšie. V nových domoch alebo pri rekonštrukcii kúrenia sa však stále častejšie používajú nízkoteplotné sústavy s teplotnými spádmi 55/45 ºC, 45/35 ºC alebo 35/25 ºC, s núteným obehom pomocou obehového čerpadla. Hlavnou výhodou je hospodárna prevádzka, lepšia tepelná pohoda a možnosť použiť alternatívne zdroje tepla.

Tradičné kotly ostávajú, ale…

Zdrojom tepla pre nízkoteplotné vykurovanie môže byť aj kotol na klasické palivo, ale podmienkou je, aby teplota vody vo vykurovacích telesách nepresiahla 65 ºC, pri podlahovom a stenovom vykurovaní najviac 55 ºC. Kotol musí byť zároveň odolný proti korózii vplyvom kondenzácie vlhkosti, pretože vratná obehová voda má teplotu asi 40 ºC i nižšiu. Tieto požiadavky najlepšie spĺňa nízkoteplotný alebo kondenzačný plynový kotol. Aby zdrojom tepla mohol byť i klasický teplovodný kotol, musí mať účinnú reguláciu a akumulačný zásobník teplej vody.

70970

Plynový kotol: Medzistupňom medzi klasickým a kondenzačným plynovým kotlom sú kotly nízkoteplotné. Majú účinnosť asi 95 %, zvyšok energie unikne čiastočne plášťom kotla, čiastočne komínom so spalinami. Kondenzačné kotly využívajú i časť kondenzačného tepla spalín. Spaľovaním totiž vzniká i vodná para, ktorá sa odvádza do komína. Ak sa podarí znížiť jej teplotu pod teplotu rosného bodu ešte v kotle, začne kondenzovať a odovzdá výparné teplo do vykurovacej vody. Tak možno zvýšiť výhrevnosť zemného plynu až o 11 percent. K ďalším prednostiam patrí ekologická prevádzka a možnosť regulácie výkonu. Cena pre bežný rodinný dom je asi 30- až 130-tisíc korún.

Elektrický kotol: Zdrojom tepla je elektrické vedenie 3 × 220 V alebo 3 × 380 V, takže nepotrebuje komín. Inštaláciu a prevádzku musí schváliť príslušný elektrorozvodný podnik – podmienkou je dostatočná kapacita siete. Teplonosnú látku kotol ohrieva buď priamo, alebo prostredníctvom akumulačného vodného výmenníka, prípadne zmiešaným spôsobom. Pri teplovzdušnom vykurovaní alebo pri inštalácii alternatívnych zdrojov slúžia elektrické kotly spravidla ako druhý alebo záložný zdroj. Účinnosť majú až 99 %. Tie najmenšie s výkonom asi 4 kW stoja asi 15-tisíc Sk, väčšie s výkonom do 60 kW sú úmerne drahšie.

70998

Kotol na pevné palivo: Pre nízkoteplotnú sústavu sú najvhodnejšie splyňovacie kotly na drevo a kombinované kotly drevo – elektrina. Teplota vratnej vody by pri týchto kotloch nemala klesnúť pod 65 ºC, takže základnou podmienkou použitia pre nízkoteplotnú sústavu je vloženie akumulačného zásobníka teplej vody s reguláciou. Prednosťou je nižšia obstarávacia cena vzhľadom na výkon a (zatiaľ) lacnejšie palivo. Kotly s výkonom 18 až 30 kW stoja asi 25- až 55-tisíc korún. Olejový kotol: Palivom je ľahký vykurovací olej. Olejové kotly majú podobné nároky na priestor a umiestnenie ako kotly plynové, ľahko sa obsluhujú i regulujú.

Dôvodom menšieho rozšírenia u nás je (aspoň zatiaľ) konkurencia zemného plynu a nutnosť mať nádrže na palivo. Použitím kondenzácie sa dá aj výhrevnosť vykurovacieho oleja zvýšiť až o 6 %. Olejové kotly majú dobrú reguláciu výkonu, ale pre nízkoteplotnú sústavu sa odporúča zaradiť ešte akumulačný zásobník.

Zelenú majú alternatívne zdroje

Významným a výhodným zdrojom tepla pre nízkoteplotné sústavy sú tepelné čerpadlá a slnečné kolektory. Zvyčajne sa inštalujú v kombinácii s nízkoteplotným kotlom alebo s klimatizačnou jednotkou s rekuperáciou tepla.

70972

Tepelné čerpadlo: Odoberá teplo z nízkopotenciálneho prírodného zdroja, prečerpáva ho na vyššiu teplotnú hladinu a dodáva do sústavy. Prírodnými zdrojmi sú zem, povrchová a spodná voda a vzduch. Podľa toho, odkiaľ čerpadlo teplo berie a kam ho odovzdáva, rozlišujeme systémy voda – voda, zem – voda, vzduch – voda a vzduch – vzduch. Na svoju činnosť však potrebuje určité množstvo elektrickej energie.

70974

Hlavnými parametrami čerpadla sú vykurovací výkon, príkon a vykurovací faktor. Vykurovací výkon sa rovná rozdielu energie odobratej zo zdroja a príkonu energie nevyhnutnej na chod čerpadla. Príkonom čerpadla je príkon kompresora a obehových čerpadiel. Vykurovací faktor je podiel vykurovacieho výkonu a príkonu – čím je vyšší, tým je tepelné čerpadlo efektívnejšie (jeho priemerná hodnota je asi 3,5).

70975

Tepelné čerpadlo je ideálnym nízkoteplotným zdrojom, pretože teplota na výstupe je najviac 55 až 65 ºC. Používa sa na podlahové alebo stenové vykurovanie alebo pre sústavy s veľkoplošnými radiátormi. Investícia do čerpadla zem – voda pre bežný rodinný dom je asi 250-tisíc korún.

70976

Solárny kolektor: Slnečné žiarenie môžeme premeniť na teplo pomocou solárnych systémov. Základnou časťou je kolektor, ktorý zachytáva tepelnú energiu slnečných lúčov a ohrieva teplonosné médium v kolektorovom okruhu. Médium ohrieva vodu priamo vo vykurovacích telesách alebo v akumulačnom zásobníku teplej vody.

70978

V našich podmienkach slúži slnečný kolektor predovšetkým ako doplnok hlavného zdroja tepla (kotla alebo tepelného čerpadla) a na ohrev teplej úžitkovej vody – tu môže nahradiť 50 až 80 % ročnej spotreby tepelnej energie.

Systém býva dimenzovaný a regulovaný tak, aby mal najvyšší výkon v chladnom období a naopak, v lete mohol prebytočnú energiu využiť napríklad na ohrev bazéna. V prípade nedostatočného výkonu kolektoru sa zapína hlavný zdroj tepla. Systém na ohrev teplej úžitkovej vody a prikurovania bežného rodinného domu stojí asi 100- až 200-tisíc Sk.
 

Rekuperátor tepla: Klimatizačná jednotka s rekuperáciou dokáže využiť teplo zo vzduchu odchádzajúceho pri vetraní von z interiéru, a to s účinnosťou 30 až 80 %. Najvýkonnejšie rekuperátory ohrievajú vodu v teplovodnom výmenníku alebo priamo vo vykurovacích telesách. V nízkoteplotnej vykurovacej sústave sú často zapojené s tepelným čerpadlom vzduch – voda, ktorému dodávajú predhriaty vzduch a tým zvyšujú jeho výkon. Keď sa do sústavy pripojí ešte solárny kolektor, stúpne celková účinnosť na vyše 90 %. Podmienkou je kvalitná regulácia na všetkých úrovniach.

70980	70979
Vetracia jednotka s rekuperáciou tepla sa používa predovšetkým v nízkoenergetických a energeticky pasívnych domoch: vľavo – podlahové rozvody teplého vzduchu v dome, vpravo – vetracia jednotka. (Atrea)

70977

Kombinácia zvyšuje efektivitu

Zdroje tepla pre nízkoteplotnú sústavu možno rôznym spôsobom kombinovať, čo zvýši ich účinnosť. Najčastejšie sa kombinujú dva zdroje (bivalentný systém), napríklad kotol plus jeden alternatívny zdroj (solárny kolektor, tepelné čerpadlo), ale výnimkou nie sú kombinácie troch zdrojov (trivalentný systém). napríklad kotol, solárny kolektor a tepelné čerpadlo.

Kotly sa môžu po doplnení kompatibilných regulačných modulov dokonca prevádzkovať na viacerých vykurovacích okruhoch, takže napríklad konvekčné podlahové vykurovanie so spádom 40/30° možno kombinovať s klasickou teplovodnou sústavou so spádom 70/55° bez toho, aby bola potrebná špeciálna akumulačná nádrž.

Kombinovať možno i vykurovacie telesá, ale nie sú vhodné kombinácie telies s rozdielnymi parametrami obsahu a tepelnej zotrvačnosti. Pri rekonštrukcii vykurovania sa uplatnia predovšetkým kombinácie telies teplovodného centrálneho vykurovania s podlahovým vykurovaním alebo s lokálnymi vykurovacími telesami.

Teplo odovzdávajú vykurovacie telesá

Na vykurovanie miestností slúžia vykurovacie telesá pripojené na zdroj tepla rúrkovými rozvodmi s armatúrami.

Vykurovacie telesá možno rozdeliť podľa prevažujúceho spôsobu odovzdávania tepla do miestnosti na konvekčné, ktoré teplo odovzdávajú hlavne prostredníctvom prúdenia vzduchu (konvekciou), a sálavé vykurovacie plochy, ktoré teplo odovzdávajú hlavne vyžarovaním (sálaním).

70993

Podľa konštrukcie sú telesá článkové, doskové (veľkoplošné) alebo rúrkové. Pri teplovzdušnom vykurovaní prúdi teplý vzduch z teplovzdušnej jednotky. V nízkoteplotnej sústave s núteným obehom sa používajú buď konvenčné veľkoplošné doskové telesá z tvarovaného oceľového alebo hliníkového plechu, alebo podlahové, stenové a výnimočne i stropné sálavé plochy (teda podlahové či stenové vykurovanie).

Podlahové a stenové vykurovanie

Podlahové alebo stenové vykurovanie môže byť teplovodné (médiom je teplá voda prúdiaca v rúrkach) alebo elektrické (médiom je elektrina prúdiaca vo vykurovacích vodičoch).

70988

Teplota vykurovacej vody v podlahovom alebo stenovom vykurovaní je najviac 55 ºC, takže základnou podmienkou je nízkoteplotný zdroj tepla alebo kombinácia klasického zdroja s akumuláciou teplej vody v zásobníku. Rúrky na rozvod vykurovacieho média sú uložené do betónového lôžka pod podlahovou krytinou alebo na steny pod omietku (tzv. mokrý proces). Prekrytie betónom spolu s vrstvou tepelnej izolácie a s ťažšou podlahovou krytinou (spravidla dlažbou) zvýšia skladbu podlahy o niekoľko centimetrov. Pri rekonštrukciách to môže byť problém, a to ako z hľadiska svetlej výšky miestností, tak i statickej únosnosti stropov. Preto je tu vhodnejší suchý proces, keď sa rozvody zostavia z prefabrikátov a usadia do montážnych profilov.

70982

Stenové vykurovanie sa montuje predovšetkým na vnútornú stranu obvodových stien alebo stien priľahlých k terénu. Princíp je podobný ako pri podlahovom vykurovaní a cena je porovnateľná. Avšak zatiaľ čo pre podlahu predpisuje hygienická norma maximálnu teplotu v kuchyni len 27 ºC, v obytných priestoroch 29 a v kúpeľni 33 ºC, stena môže byť teplá až 35 stupňov…

Pri elektrickom vykurovaní sa pod podlahovú krytinu (plávajúcu podlahu alebo dlažbu) inštalujú vykurovacie vodiče, rohože alebo fólie, a to buď uložené do betónovej mazaniny (akumulačné vykurovanie), alebo priamo pod podlahu (priamy ohrev).

Hlavnou výhodou podlahového alebo stenového vykurovania je úspora energie a väčšia tepelná pohoda, nevýhodou je dlhšia tepelná zotrvačnosť a horšia regulácia. Pri plánovaní si tiež treba ujasniť, či tak bude vykurovaný celý objekt, alebo sa podlahové či stenové vykurovanie použije v kombinácii s inými vykurovacími telesami, prípadne sa budú temperovať len podlahy v niektorých miestnostiach (napríklad v kúpeľni). Optimálne je, keď 60 % tepelných strát kryje podlahové vykurovanie a 40 % klasické vykurovacie telesá. Elektrické podlahové vykurovanie sa často používa pod dlažbu pri rekonštrukcii starých podláh.
 

1) 70983	2) 70985
3) 70986	4) 70987
Kladenie vykurovacích vodičov pod dlažbu: 1 – upevnenie fixačného pása a teplotného senzora, 2 – upnutie vykurovacieho vodiča, 3 – zakrytie vodiča tenkou vyrovnávacou hmotou, 4 – položenie dlažby zvyčajným spôsobom. (V-systém)

Bez komína sa nezaobídeme Neoddeliteľnou súčasťou každej vykurovacej sústavy je odvod spalín. Na to slúžia komíny s prirodzeným ťahom alebo dymovody. Na komíny s prirodzeným ťahom sa pripájajú lokálne zdroje (napríklad kozubové vložky) s výkonom do 10 kW a kotly na tuhé a plynné palivá s atmosférickým horákom (bez pretlaku).

70996

70995

Dymovod má taktiež funkciu komína, ale používa sa špeciálne na odvod spalín od plynových kotlov a spotrebičov umiestených na poslednom podlaží (dymovody s prirodzeným ťahom) alebo od spotrebičov s pretlakom (vyhotovenie turbo). Komín pre nízkoteplotnú sústavu musí odolávať nielen teplote spalín, ale i vlhkosti a agresivite kondenzátu a mal by zvládnuť spaliny z rôznych typov vykurovacích telies. Na tieto úlohy už bežný komín z tehál nestačí. Preto sa dnes takmer výlučne používajú univerzálne trojvrstvové komínové systémy so zadným odvetrávaním, zložené z keramickej alebo oceľovej vložky, izolačnej rohože a tvaroviek z vyľahčeného betónu.

Nízkoenergetický dom Nízkoteplotná vykurovacia sústava je jedným zo základných stavebných kameňov nízkoenergetických domov (spotreba energie je menšia než 50 kWh/m² úžitkovej plochy za rok).	70997
Sústava obsahuje nízkoteplotný zdroj (kotol, tepelné čerpadlo, slnečný kolektor, prípadne kombináciu týchto zdrojov), akumulačný zásobník teplej vody, vzduchotechnickú jednotku s rekuperáciou, rozvody teplého vzduchu a výfuky odpadového vzduchu. Tieto domy sú väčšinou navrhnuté ako drevené stavby, ale niektoré firmy už ponúkajú aj murované nízkoenergetické domy.