Vykurovacia sústava pre váš dom – spôsob, ako ušetriť

Voľbu optimálnej vykurovacej sústavy každého objektu limituje veľké množstvo podmienok z vonkajšieho aj vnútorného prostredia a charakter prevádzkovania zariadení vytvárajúcich kvalitnú mikroklímu. Na túto voľbu však neexistuje nijaká šablóna, ktorá by sa dala jednoducho aplikovať na rozličné stavebné objekty, teda na každý rodinný dom či byt. Zvoliť optimálnu vykurovaciu sústavu bez výpočtov a samostatného posúdenia daného objektu to jednoducho nejde.

Čo ovplyvňuje voľbu vykurovacej sústavy?

Voľbu optimálnej vykurovacej sústavy výrazne ovplyvňuje niekoľko faktorov, najmä architektonicko-urbanistické riešenie objektu, stavebné a dispozičné riešenie, tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií, vonkajšie klimatické podmienky, palivová základňa, využitie vykurovaných priestorov, požiadavky na vnútornú klímu v miestnostiach, zabezpečenie hygienických požiadaviek, požiadaviek prevádzky, údržby, komfortu a iné.

Vykurovacie systémy

Podľa fyzikálneho spôsobu odovzdávania tepla môžeme vykurovacie systémy rozdeliť na konvekčné (konvekcia – prúdenie vzduchu), sálavé a kombinované. Pri konvekčných vykurovacích systémoch sa teplo odovzdáva z povrchu vykurovacieho telesa alebo z teplovzdušných jednotiek do vykurovaného priestoru prúdením ohriateho vzduchu. Pri sálavom vykurovaní sa zo sálavej vykurovacej plochy odovzdáva teplo do vykurovaného priestoru dominantným sálavým tokom. Ohrievajú sa stavebné konštrukcie, predmety a telesá, od ktorých sa potom zohrieva vzduch. Medzi spôsoby sálavého vykurovania patria veľkoplošné sálavé vykurovanie podlahové, stropné a stenové, závesné sálavé panely a infražiariče, pričom čiastočne je možné aj riešenie tzv. individuálnymi sálavými panelmi. Napokon je to vykurovanie kombinované s výhodami jednotlivých vykurovacích systémov.

Výhody a nevýhody konvekčných vykurovacích telies

K výhodám konvekčných vykurovacích telies patria najmä nižšie investičné náklady, pri panelových a rúrových telesách menšie vírenie prachu a lepšie čistenie vykurovacieho telesa, bezhlučná prevádzka, prispôsobenie sa ľubovoľnej ploche (rúrovými vykurovacími telesami) a nakoniec možnosť kombinácie s inými vykurovacími sústavami. K nevýhodám týchto vykurovacích telies patria ich relatívne malé výkony, prúdenie vzduchu spôsobujúce prúdenie prachu a možnosť úrazu popálením (pri parných sústavách).

Výhody a nevýhody sálavých vykurovacích systémov, porovnanie s konvekčným vykurovaním

Najväčšou výhodou sálavých systémov je vytvorenie homogénneho tepelného stavu v interiéri s výborným horizontálnym a vertikálnym teplotným priebehom, čo je základným predpokladom úspory energie. Tieto systémy sú mimoriadne flexibilné vo vzťahu k priestorovému a časovému regulovaniu tepelného výkonu a umožňujú (najmä tzv. priamovýhrevné) takmer individuálnu dodávku tepla do zvoleného priestoru.

Najrozšírenejším spôsobom sálavého vykurovania v rodinných aj bytových domoch je veľkoplošné sálavé vykurovanie, ktoré je charakterizované umiestnením vykurovacej plochy do stavebných konštrukcií, teda do podlahy, stropu alebo steny. Ich povrchová teplota nesmie byť vysoká. Toto kritérium v plnej miere spĺňajú nízkoteplotné sústavy (s nízkou teplotou vykurovacej vody), ktoré súčasne pôsobia architektonicky čisto, t. j. sú takmer neviditeľné. Vykurovacou látkou môže byť teplá voda, vzduch alebo elektrický odporový drôt.

Systémy veľkoplošného sálavého vykurovania sú vhodné najmä v spojení s kondenzačnými kotlami a na využívanie energie získanej z nízkopotenciálnych energetických zdrojov (napr. solárna energia, energia geotermálnej vody, resp. teplo prostredia a odpadové teplo (tepelné čerpadlá). Od konvekčného vykurovania vykurovacími telesami sa veľkoplošné sálavé vykurovanie odlišuje spôsobom prenosu tepla a tepelnými pomermi v miestnosti, pričom pri konvekčnom vykurovaní vykurovacie teleso ohrieva vzduch v miestnosti, ktorý odovzdáva teplo stenám. V miestnosti vzniká charakteristické prúdenie vzduchu a pomerne veľký rozdiel teplôt vzduchu pod stropom a pri podlahe. Medzi výhody veľkoplošných sálavých vykurovacích systémov patria rovnomerný teplotný profil v rovnovážnom prevádzkovom stave, rovnomerné rozloženie teplotných vrstiev až do približne 2 až 3 m, nízke teploty vstupnej vody znižujúce straty potrubných sietí, nižšie náklady na spotrebu tepla, na prevádzku a údržbu, nižšie straty prestupom strechou a stenami, tepelná pohoda, vhodnosť pre alergikov a pod. Nevýhodou je horšia regulácia v dôsledku tepelnej zotrvačnosti systému (len pri systéme podlahového vykurovania), vyššie náklady na opravy pri porušení potrubia, obmedzovanie výkonu vplyvom obkladov podlahy, náročnejšia oprava.

Kombinované vykurovacie systémy – výhody a nevýhody

Všetky kombinované vykurovacie systémy vytvárajú z hľadiska energetického, environmentálneho a ekonomického optimálne vyvážené vnútorné prostredie vďaka kombinácii výhod jednotlivých vykurovacích systémov. Preto sú energeticky úsporné. Ich nevýhodou sú vyššie investičné náklady a náročnejší výpočet, návrh a posúdenie.

Zdroj tepla (kotol)

Dôležitou otázkou v súvislosti s vykurovacími sústavami je aj voľba zdroja tepla s palivovou základňou a, samozrejme, so všetkými činiteľmi, ktoré ich výber limitujú, napríklad dostupnosť paliva, technické a výkonové parametre, konštrukcia kotla, priestorová náročnosť kotla, požiadavky na odvod spalín, komín, obsluhu, meranie, reguláciu, komfort ovládania, ekonomickú efektívnosť kotla (ročná spotreba paliva, elektrickej energie a pod.), investičnú náročnosť a návratnosť, životnosť kotla, produkciu emisií, estetický vzhľad a iné. Podľa konštrukčného riešenia rozlišujeme kotly klasické, ktoré si vyžadujú teplotu vratnej vykurovacej vody (spiatočky) min. 60 °C, ďalej nízkoteplotné, ktorých teplota spiatočky môže klesnúť pod 60 °C, a kondenzačné, ktoré výhodne pracujú pri teplote spiatočky pod hodnotou rosného bodu (približne 57 °C) a pri ktorých vodné pary v spalinách kondenzujú.

Nízkoteplotné a kondenzačné kotly sú kotly novej generácie. Nad spaľovacím priestorom alebo pod ním sú umiestnené prídavné konvekčné teplovýhrevné alebo antikorózne kondenzačné plochy, kde spaliny zotrvávajú dlhší čas a ochladzujú sa. Vďaka ich konštrukcii možno dôsledne využiť tepelnú energiu uvoľnenú z paliva – citeľného a latentného tepla vyparovania. Princíp fungovania kondenzačnej techniky spočíva vo využívaní kondenzačného tepla obsiahnutého v spalinách. Keď necháme vodné pary obsiahnuté v spalinách skondenzovať, takto uvoľnenú tepelnú energiu možno využiť na ohrev vykurovacej vody. Týmto spôsobom možno dosiahnuť normovaný stupeň využitia 105 až 109 percent. Pri zemnom plyne je podiel kondenzačného tepla vo vzťahu k výhrevnosti 11 percent, ktoré klasický kotol nevyužíva. Stupeň využitia takéhoto kotla býva okolo 94 percent (5 percent straty v spalinách, 1 percento strata tepla povrchom kotla). Pri kondenzačnom kotle prirátame k 100 percentám výhrevnosti ďalších 11 percent kondenzačného tepla. Prevádzka kondenzačného kotla je teda asi o 11 percent úspornejšia ako pri modernom kotle s klasickou konštrukciou.

Porovnanie vykurovacích sústav v rodinných domoch

Pri voľbe vykurovacej sústavy každého z nás zaujímajú najmä investičné náklady na jej zriadenie, aké budú prevádzkové náklady pri súčasných cenách a takisto návratnosť investícií, a to, samozrejme, pri vysokej výhrevnosti. Existuje niekoľko možností riešenia vykurovacích sústav, ale pri samotnom návrhu treba tieto možnosti zvážiť, porovnať a na základe výsledkov sa rozhodnúť. Samozrejme, pred porovnaním treba mať dostatočné množstvo informácií o samotnom objekte, o jeho stavebnom, dispozičnom a prevádzkovom riešení, o materiálovej báze hlavných stavebných konštrukcií a o oblasti jeho realizácie (situovania). Na základe týchto informácií môžeme postupne určiť energetickú bilanciu, t. j. určiť potrebný príkon vykurovacích sústav podľa výpočtu tepelných strát a uskutočniť technicko-ekonomické vyhodnotenie navrhovaných alternatív na základe ročnej spotreby energie, ročnej spotreby paliva, ročných nákladov na palivo, predpokladaných investičných nákladov a návratnosti investícií. Pri tom vám, prirodzene, poradia odborníci na vykurovanie alebo poradenské energetické centrum.

Predpokladané investičné náklady na alternatívne vykurovacie sústavy
Vykurovacia sústava	Predpokladané celkové investičné náklady v Sk
Konvekčné vykurovacie telesá s klasickým plynovým kotlom	185 000
Konvekčné vykurovacie telesá s kondenzačným plynovým kotlom	210 000
Konvekčné priamovýhrevné elektrické vykurovacie telesá	170 000
Veľkoplošné teplovodné podlahové vykurovanie s klasickým plynovým kotlom	225 000
Veľkoplošné teplovodné podlahové vykurovanie s kondenzačným plynovým kotlom	250 000
Priamovýhrevné elektrické podlahové vykurovanie	210 000

Čo však tieto údaje znamenajú pre návratnosť investícií?

Pri porovnaní konvekčného vykurovania vykurovacími telesami s klasickým plynovým kotlom a kondenzačným kotlom je rozdiel v predpokladaných investičných nákladoch približne 25 000 Sk. Ročná úspora podlahového vykurovania oproti vykurovacím telesám je od 3 400 do 3 950 Sk, čo predstavuje návratnosť investícií od 6,5 do 7,5 rokov. Pri porovnaní teplovodného podlahového vykurovania a konvekčného vykurovania vykurovacími telesami s klasickým plynovým kotlom pri oboch vykurovacích sústavách je rozdiel v predpokladaných investičných nákladoch približne 40 000 Sk. Ročná úspora podlahového vykurovania oproti vykurovacím telesám je od 5 700 do 6 100 Sk, čo predstavuje návratnosť investícií od 6,5 do 7,0 rokov.

Pri porovnaní teplovodného podlahového vykurovania s kondenzačným kotlom a konvekčného vykurovania vykurovacími telesami s klasickým plynovým kotlom je rozdiel v predpokladaných investičných nákladoch približne 65 000 Sk. Ročná úspora podlahového vykurovania oproti vykurovacím telesám je 8 600 až 9 300 Sk, čo predstavuje návratnosť investícií od 7,0 do 7,5 roka. Ak porovnáme veľkoplošné teplovodné podlahové vykurovanie s klasickým plynovým kotlom a priamovýhrevným elektrickým podlahovým vykurovaním, môžeme konštatovať, že priamovýhrevné podlahové vykurovanie je úspornejšie oproti teplovodnému, ak je čas prevádzky približne do 14 h. V tom prípade sú ročné platby za vykurovanie obidvomi vykurovacími sústavami takmer rovnaké. Ak je čas prevádzky vykurovacej sústavy dlhší než 16 až 20 hodín, pri teplovodnom podlahovom vykurovaní sa dosahujú úspory 820 až 5 675 Sk. Ak je rozdiel v investičných nákladoch 15 000 Sk, návratnosť je od 2,5 do 18 rokov.

Na základe porovnania veľkoplošného teplovodného podlahového vykurovania s kondenzačným plynovým kotlom a priamovýhrevným elektrickým podlahovým vykurovaním možno konštatovať, že pri elektrickom priamovýhrevnom podlahovom vykurovaní sa dosahujú úspory oproti teplovodnému vykurovaniu, ak je čas prevádzky približne do 12 h. Vtedy sú ročné platby za vykurovanie obidvomi vykurovacími sústavami takmer rovnaké. Ak je čas prevádzky vykurovacej sústavy dlhší než 16 až 20 hodín, pri teplovodnom podlahovom vykurovaní sa dosiahnu úspory 3 825 až 8 770 Sk. Pri rozdiele v investičných nákladoch 40 000 Sk je návratnosť od 4,5 do 10,5 rokov. Podľa štatistických údajov väčšina domácností či už v rodinných, alebo bytových domoch prevádzkuje vykurovaciu sústavu minimálne 16 h denne na požadovanú teplotu (20 až 22 °C) a 8 hodín na útlmovú teplotu – nižšiu o 2 až 4 °C. Na základe prieskumov možno konštatovať, že sa vykuruje o 2 až 4 °C viac, ako sa pre jednotlivé miestnosti odporúča v hygienických predpisoch.

Potreba tepla, resp. tepelné straty vykurovaného interiéru sú okrem iných parametrov aj funkciou tzv. výslednej teploty, t. j. priemernej teploty súčtu teploty vzduchu a účinnej povrchovej teploty. Tie sú diametrálne odlišné (o 2 až 4 °C) vzhľadom na spôsob vykurovania, pričom zmena teploty vzduchu o 1 °C znamená zníženie, resp. zvýšenie prevádzkovej energetickej náročnosti o 6 až 7 percent. To jasne dokumentuje nižšiu spotrebu energie a 10 až 25 percent v prospech sálavého podlahového vykurovania oproti konvekčnému vykurovaniu vykurovacími telesami (radiátormi). Súčasne je to dané aj tým, že z hľadiska konštrukčného vyhotovenia vykurovacej plochy sa pre veľkoplošné sálavé systémy požadujú minimálne merné tepelné straty (napr. pri podlahovom vykurovaní 20 W/m³ vzhľadom na nízke teploty teplonosnej látky charakteristické pre tzv. nízkoteplotné vykurovanie), to znamená, že stavebné konštrukcie tvoriace budovy musia spĺňať v súčasnosti platné tepelnotechnické normy.

Treba podotknúť, že analýza bola vypracovaná pre súčasné cenové relácie za energie a palivá, teda návratnosti investícií sa budú meniť v závislosti od týchto cien.