Obsah

10

Praktická část

Montáž ústředního teplovodního a parního vytápění

6.1.Montáž rozvodů ÚT teplovodního, parního     

VNITŘNÍ ROZVODY ÚSTŘEDNÍHO VYTÁPĚNÍ - TEPLOVODNÍHO
Pod pojmem montáž ústředního vytápění se rozumí zřizování systémů, ve kterých se teplo z instalovaných zdrojů tepla dodává do více místností nebo prostorů potrubními rozvody k topným tělesům. V souladu s běžnou praxí budeme za teplovodní médium předpokládat vodu.
Se stále se rozvíjejícím osobním vlastnictvím bytů jsou nejčastější topné systémy (dříve označované jako etážové topení) s vlastním kotlem pro každou bytovou jednotku.

Konstrukční - montážní zásady
Montáž se zahajuje obecně u zdroje tepla. Tím může být kotel, předávací stanice, jiný zdroj. Osadí se topná tělesa. Nařežou se trubky a provede se jejich vzájemné propojení a uchycení. Budoucí trasu rozvodů ÚT je potřeba navrhnout s ohledem na nutnost izolace potrubí a to jak u volně vedeného v suterénních prostorách domů, tak potrubí vedené ve zdivu kde dochází u nezaizolovaného potrubí vlivem dilatace k trhání omítek, u větších budov je společná trasa pro více rozvodů, v neposlední řadě je třeba myslet i na případné opravy nebo dodatečná napojení. Po provedení instalace hlavního rozvodu a vyvedení odboček s uzávěry nebo regulačními prvky  je možné potrubí zavodnit a provést tlakovou zkoušku tak, jak budou postupně zhotovovány a připojeny jednotlivé stoupací větve mohou se i tyto napustit vodou odzkoušet a v případě napojení na zdroj tepla se dají podle potřeby využít k temperování.

Konstrukční zásady pro měděné potrubí
Materiál trubek je fosforem dezoxidovaná měď v kvalitě podle ČSN 42 3001. Trubky jsou distribuovány v polotvrdém nebo tvrdém vyhotovení s povlakem nebo bez povlaku. Při montáži měděných trubek se používá kapilárního pájení, nebo spojek s přesuvnými maticemi se zářeznými nebo přítlačnými kroužky.


Mezi nejdůležitější vlastnosti měděných trubek patří:

  • vysoký stupeň odolnosti proti korozi,
  • odolnost vůči stárnutí,
  • recyklovatelnost.

Měď velmi dobře odolává korozním účinkům, je však třeba znát podmínky, za kterých je provoz měděných potrubních sítí bezporuchový.


Obr. 1



Při vytváření potrubních soustav je nutné vyhnout se přímému spojení měděných a ocelových trubek nebo zařízení (např. otopných těles). V takovém případě je potřeba mezi spojované kovy zařadit izolační článek. V otopných soustavách je potřeba mezi např. ocelové vytápěcí těleso (radiátor) a měděnou trubku vložit izolační článek z mosazi nebo z poniklované mosazi. V případě hliníkového otopného tělesa je potřeba osadit kadmiované mezišroubení, k tomuto mezišroubení připojit izolační prvek z mosazi nebo poniklované mosazi a až potom měděnou trubku.

Dále je třeba navrhovat uzavřené topné systémy, zejména u hliníkových topných těles. U otevřeného systému vzniká nebezpečí obohacování vody kyslíkem. Měď vstupuje do reakce s kyslíkem a na stěně trubky se vytváří ochranná vrstva oxidu mědi. Po dobu tvorby této vrstvy je ve vodě stále přítomné určité malé množství „rozpuštěné“ mědi. Jestliže měď přijde do styku s pozinkovanou ocelí, nejprve rozleptá zinkovou vrstvu a potom působí korozi samotné oceli. Dále je třeba dodržet hodnotu pH vody nad 7, při které nehrozí nebezpečí koroze měděných trubek. Jestliže dodržíme výše uvedené zásady, uplatní se ve zhotoveném systému výhodné vlastnosti mědi. Nenastane pomalá koroze tak, jako je tomu u soustav ocelových a ocelových pozinkovaných. Přitom se v porovnání s plastovými trubkami nemění její mechanické vlastnosti, měděné trubky stárnou pouze minimálně. 


Obr. 2


Při prostupu potrubí stropem, nebo konstrukcí je třeba použít ochranné pouzdro 
Při instalaci trubek by se trubky neměly přímo dotýkat sádry, omítky nebo betonu. Pro vyloučení této možnosti je třeba trubky obalit (např. plstí). Na uchycení potrubí slouží plastové třmeny. Při rozmisťování třmenů je třeba dbát na dilataci, 1 m měděné trubky se nezávisle od jejího průměru prodlouží při změně teploty o 60 °C o 1 mm. Měděné trubky s plastovým povlakem do teploty 90 °C a do délky 3 m mezi dvěma oblouky je možné zabudovat i bez doplňkových dilatačních opatření, neboť jeho funkci přebere plastový povlak. V každém případě však v blízkosti oblouků, ohybů a kolen se úchytky neumisťují.

Při navrhování rozvodu je třeba dbát na to, aby rozvod nebyl veden ve vnějším zdivu (pro snížení tepelných ztrát). Měděné trubky je třeba izolovat proti tepelným ztrátám pomocí izolačních materiálů. Při uložení do potěru u  podlah je izolace vhodná, pokud vlastní potrubí neslouží jako topné těleso (podlahové vytápění). Podlahové vytápění se používá zejména u nízkoteplotních tepelných zdrojů vyplývajícím z hospodárného využití energie při teplotě vody pod 50 °C.

Trubky můžeme klást ve tvaru spirály nebo meandru. Při kladení trubek do spirály nebo při kladení do dvou větví zajišťují přívodní a zpáteční trubky uložené vedle sebe stejnoměrnou teplotu podlahy. Oblouky do 90° se mohou ohýbat ručně. Při kladení do meandrovitého tvaru klesá teplota vody mezi přívodní a zpětnou větví plynule, v důsledku čehož vzniká v místnosti i teplotní spád.

Při instalaci podlahového vytápění z měděných trubek je třeba dodržet následující zásady:

  • trubky se ukládají vodorovně bez spádu,
  • potrubí vodního okruhu má být vytvořeno z jednoho kusu. Pokud to není možné, je dovolen pouze spoj s tvrdým pájením,
  • před kladením je třeba trubky propláchnout a uzavřít zátkami, zátky odstranit před připojením trubky na rozdělovač nebo sběrač,
  • u obvodových stěn je nutné vytvořit po obvodu pružný izolační pás pro vyrovnání dilatačních změn.


Pro podlahové topení lze ovšem použít i některé typy plastových trubek 
Nerozebíratelné spoje se mohou zhotovit pájením, svařováním. U instalací měděných potrubí jsou nejčastějšími spojovacími metodami měkké a tvrdé pájení.

U rozvodů pro vytápění se mohou zhotovit hrdlové spoje a redukce stejných trubek i bez použití tvarovek určených ke kapilárnímu pájení tvrdým (a v některých případech i měkkým) pájením. K tomu je třeba upravit vnitřní průměr konce trubky vhodným nářadím tak, aby se dosáhla správná kapilární mezera a překrytí pájených ploch. V případě spojů provedených tvrdým pájením je třeba dodržet hloubku vkládání rovnající se trojnásobku tloušťky stěny trubky, minimálně však 5 mm. Praktické zkušenosti ukazují, že optimální hloubka vkládání je 7–10 mm.

U potrubí se smějí zhotovit i T-kusy a šikmé odbočky bez použití kapilárně pájených tvarovek, pájení se musí provést tvrdou pájkou. Tyto T-kusy a šikmé odbočky se zhotovují jenom tam, kde průměr odbočky je menší než průměr trubky v hlavním směru. Potřebnou hloubku vkládání zabezpečíme vytvořením krčku na průchodní trubce. Vkládací hloubka má odpovídat minimálně trojnásobku tloušťky stěny odbočky. Zhotovení T-kusů nebo šikmých odboček ručním nářadím se začne navrtáním otvoru do stěny trubky. Otvory se nesmějí vypálit. Pak následuje žíhání okolí otvoru na měkko a lemování otvoru lemovacím hákem a to tak, aby překrývání pájených ploch se rovnalo trojnásobku tloušťky stěny odbočky. Lemování (tvorba krčku) se může zhotovit i speciálním nářadím, které vytvoření délky překrytí a průměru odbočky zabezpečí jednou nebo dvěma operacemi. Zpravidla i v tomto případě je třeba změkčit okolí otvoru. Při vkládání odbočky dbáme na to, aby chyba tvaru odbočky (chyba kruhovitosti) nebo hluboké zasunutí nezmenšily průtokový průřez hlavní trubky. Před pájením je třeba trubku vyrovnat a spojované místo přistehovat.

Konstrukční zásady pro ocelové potrubí
Běžně se používají ocelové silnostěnné trubky spojované svařováním kyslíko acetylenovým plamenem, vedené viditelně v technických prostorách budov, ale také v interiérech a komunikačních prostorách. Změna směru ve vedení potrubí je prováděna ohýbáním za studena při použití hydraulických ohýbaček s vodícími matricemi nebo za tepla nebo navařením kolena.


Obr. 3 Tak takto rozhodně ne!


Převažuje tradiční řešení provedení dvou trubkové soustav tj. centrální ležatý rozvod v suterénu či technickém podlaží s řadou stoupaček, které procházejí všemi patry a v jednotlivých vytápěných místnostech paralelně (většinou v párech) připojenými otopnými tělesy. Tato řešení omezují čí přímo zamezují využívání progresivních prvků a nových variant ve vedení, umístění a v technologii montáže rozvodů.
Obecné i specifické zásady pro vedení a montáž různých typů materiálů používané u vnitřních rozvodů ústředního vytápění.


Plastové materiály
Využití plastů v potrubí ÚT je limitováno především provozními podmínkami (teplota a tlak), požadovanou dobou životnosti a součinitelem bezpečnosti.

U teploty je nutné brát v úvahu i dynamiku teplotních změn, tj. mnohdy velmi výrazné kolísání teplot v krátkých časových úsecích. Posouzení se provádí např. na základě skutečnosti (určení provozní teploty a tlaku) a graficky (určení životnosti) z křivky pevnosti neboli pevnostní izotermy. 

Obecně platné zásady pro úspěšnou aplikaci plastů v potrubí ústředního vytápění a jeho provoz :

Skladování:

  • v krytém temperovaném (min. 5 °C) skladu, aby bylo zabráněno přímému slunečnímu svitu
  • nevystavovat materiál vyšším teplotám (maxim. 60 °C), pozor na vzdálenost od tepelného zdroje (otopné těleso, plyn.infrazářiče ... )
  • uložení přímých trubek vodorovně, výška vrstvy maxim. 1.2 m, spodní vrstva po celé délce podložena a minim. 10 cm nad zemí
  • kotouče trubek se ukládají naležato, na sebe lze uložit maxim. 3 kotouče, vnitřní průměr kotoučů minim. 1,2 m
  • materiál nesmí přijít do styku s benzinem, naftou. oleji, rozpouštědly, mazadly ani s jejich výpary
  • tvarovky se ukládají v originálním balení
  • trubky se doporučují roztřídit podle dimenze. typu materiálu, tlakové řady a skladovat v ochranném halení (originální balení)

Manipulace a doprava:

  • tahání materiálu je nepřípustné
  • v zimním období je zvýšené riziko poškození a ke snížení pružnosti a zvýšení tuhosti a křehkosti při nižších teplotách (cca od 5 °C níže).
  • při dopravě používat trubky v originálním či dodatečném balení a vyvarovat se při manipulaci použití mechanizačních prostředků (jeřáby, vysokozdvižné vozíky apod.), pokud trubky neleží na pevné podložce


Upevnění potrubí:
Upevnění potrubí má také vazbu na problémy s řešením kompenzace délkové roztažnosti potrubí. Plastová potrubí mají z tohoto hlediska svá specifika ve srovnání s potrubím z kovu. To především vychází z výrazně odlišného modulu pružnosti a tuhosti materiálu plastová potrubí nejsou samonosná. Hodnota modulu pružnosti se zvětšující teplotou snižuje a hodnota součinitele délkové roztažnosti se zvyšuje.


Vedení potrubí:
Tradiční způsob vedení potrubí není při použiti plastu z hlediska montáže výhodný. Dlouhá potrubí (ležaté a stoupací potrubí) vedená bez změn směru a často s řadou odbočeni vyžadují přijmout náročná technická řešení z hlediska trasováni potrubí (upevněni a kompenzace dilatace) a ochrany potrubí před poškozením z vnějšího  prostředí.

Rovněž přípojná potrubí v tradičním provedeni nelze akceptoval především z estetických hledisek. Požadavek na tuhost a rovinnost potrubí ve svislém i vodorovném směru plastové potrubí nesplňuje, nutnosti ochrany plastového před poškozením vnějšího prostředí (nutné  zakrytí).

Ležatá potrubí se doporučují vést v technickém podlaží zavěšená pod stropem s dodržením odpovídajících maximálních roztečí mezi kluznými body s použitím nosného korýtka (zabránění vlnění) a vyhovujícím řešením kompenzace dilatace. Ideálním řešením je podložení potrubí po celé délce.

Nejčastěji se používají samonosná potrubí tj. kovová (ocel, měď) nebo vícevrstvá potrubí (kombinace plastu s kovem).

Stoupací potrubí je vedeno přes stropy při vnitřních stěnách nebo ve zdivu budovy v místech s budoucího napojení otopných těles, tj. pří klasickém dvoj trubkovém systému. V moderních novostavbách se využívají bytové výměníky, kdy je topná voda přiváděna nejčastěji středem budovy do jednotlivých předávacích stanic v bytové jednotce, kde je dále využita podle individuálního požadavku jednotlivých odběratelů. Použitý materiál (ocel, měď) nebo vícevrstvé (kombinace plastu s kovem).

Doporučuje se vést potrubí v šachtách s dodržením odpovídajících maximálních roztečí mezi kluznými body bez použití nosného korýtka (zakrytá, neviditelná potrubí, "vyvlnění" potrubí není na závadu, ale musí být pod kontrolou) a vyhovujícím řešením kompenzace dilatace. Způsob řešení se odvíjí především od prostoru v šachtě, který je k dispozici.

Veškeré rozvody ÚT se před uvedením do provozu musejí propláchnout a podrobit tlakové zkoušce na těsnost.

Srovnávací tabulka měděných a ocelových potrubí

 Srovnávané vlastnosti

Měděná trubka

Ocelová trubka

Údaje o rozměrech

V metrické soustavě

V anglických palcích

Měrná hmotnost

Menší

Větší

Dopravitelnost

Snadnější, levnější

Nákladnější

Skladovatelnost

Výhodnější

Prostorově náročnější

Složitost montážních úkonů

Jednoduché, úsporné na živou práci

Složité, náročné na živou práci

Dělení

Snadné

Nesnadné

Ohýbání

Snadné, měkké měděné trubky s velkými oblouky i ručně

Nesnadné, jenom s ohýbačkami, časově náročné

Řezání závitů

Není potřebné

Je nevyhnutelné

Spojovací technika

Jednoduchá, zpravidla měkké pájení

Složitá – svařované a závitové spoje

Frekventovanost spojů

Trubky ve svitku – spoj jen při armaturách

Jeden spoj připadá na každých 0,8 až 1,0 m potrubí

Ochrana proti korozi

Není potřebná

Potřebné odrezivění, nové a obnovovací nátěry

Izolace

Není potřebná pro trubky s plastovým povlakem

Jen v určitých případech

Vedení trasy potrubí

Jednoduché

Komplikované

Potřeba živé práce

Nízká

Vysoká

Všechny rozvody ÚT musí být před uvedením do provozu, natřením, zaizolováním a zazděním podrobeny tlakové zkoušce.

Zápis o provedení zkoušky těsnosti

 

Potvrzení o zkoušce těsnosti 1)

 

                                                                                                                         datum / podpis pracovníka

 

 

1) Vodní tepelné soustavy se zkoušejí vodou na nejvyšší dovolený přetlak určený v projektu pro danou část zařízení. Soustava se naplní vodou, řádně se odvzdušní a celé zařízení (všechny spoje, otopná tělesa, armatury atd.) se prohlédne, přičemž se nesmějí projevovat viditelné netěsnosti. Soustava zůstane napuštěna nejméně 6 hodin, po kterých se provede nová prohlídka.

Výsledek zkoušky se považuje za úspěšný, neobjeví-li se při této prohlídce netěsnosti a nebo neprojeví-li se znatelný pokles hladiny v expanzní nádobě.

 

Kontakt

 

Montážní firma, která provedla instalaci otopného systému

Telefon

Adresa

Datum uvedení otopné soustavy do provozu


VNITŘNÍ ROZVODY ÚSTŘEDNÍHO VYTÁPĚNÍ – PARNÍHO

Parní vytápění se pro svou energetickou náročnost přestalo instalovat, veškeré dosluhující rozvody jsou nahrazovány nebo již nahrazeny teplovodním systémem. V současné době se můžeme s těmito rozvody setkat v některých průmyslových provozech, kde je potřeba vytápět poměrně velké prostory. Topným médiem je pára s teplotou nad 100 °C, otopná tělesa jsou litinové radiátory nebo průmyslové kalorifery s ventilátory pro rychlejší proudění vzduchu. Z důvodu agresivních vlastností páry jsou používané armatury vyráběny z litiny, ventil na regulaci bývá z mosazi. Materiál  rozvodů je ocelová trubka spojovaná svařováním rozvody je nutné instalovat v potřebném spádu, aby byl zaručen dokonalý odvod kondenzátu a zamezilo se tzv. „střílení“ v potrubí. Izolace zejména ležatých rozvodů se provádí z kvalitních, vysoké teplotě odolných materiálů jako je minerální nebo sklovitá vata.  Zdrojem tepla bývá parní litinový kotel, nebo výměníková stanice, kde se redukuje přesycená středotlaká pára na nízkotlakou pomocí redukčních ventilů, odtud se přes rozdělovač rozvádí k jednotlivým větvím, po ochlazení v otopném tělesa se změní skupenství z páry na vodu. Všechna tělesa musí být vybavena kondenzačním aparátem, kde je vlnovec napuštěný parafínem. Pokud je ochlazen vodou, je smrštěn a sedlo s jehlovým ventilem je uvolněné, kondenzát může volně odtékat a vratným potrubím se dopravuje zpět ke kotli, stoupne-li teplota kondenzátu nebo přes aparát začne procházet nezkondenzovaná pára, vlnovec se nahřeje, roztáhne a dojde k uzavření ventilu kondenzačního aparátu. Výkon otopného tělesa je možné regulovat parním ventilem.

Nevýhody parního vytápění vysoká energetická náročnost, vysoká teplota těles a s tím spojená velká rychlost proudění vzduchu mající za následek víření prachu v místnostech, materiálová náročnost litinová otopná tělesa, korozi podléhající rozvody, složité regulační armatury, problémy s kondenzátem při náběhu systému, špatná regulovatelnost, velmi kvalitní izolační materiály. V případě oprav a výměny vadných komponentů není potřeba vypouštět topný systém a není potřeba řešit odvzdušnění naopak na vratné potrubí se montují přivzdušňovací ventily pro zaručení odtoku kondenzátu dlouhým stoupacím potrubím.


6.2. Montáž výměníků a výměníkových stanic      

Výměníková stanice (VS) - předávací stanice je neoddělitelnou součástí soustavy centrálního zásobováním teplem. Dochází zde k odevzdávání tepla z primární teplonosné látky do sekundární teplonosné látky, která potom zabezpečuje dodávku tepla do zásobované oblasti. Výměníkové stanice tepla jsou strojně technologickým zařízením, které mají za úlohu úpravu stavu teplonosné látky na stav, který požaduje odběratel tepla – spotřebič. Ve VS jsou instalovány strojní zařízení na ovládání, regulování a měření dodávky tepla odběratelem, dále samotné výměníky tepla, ve kterých dochází k procesu odevzdávání tepla z vyšší teploty na nižší. VS se rozdělují podle způsobu napojení na primární tepelnou síť:

  • na tlakově závislé,
  • na tlakově nezávislé.

Tlakově závislé výměníkové stanice se připojují na primární tepelnou síť prostřednictvím ejektorů, směšovacích čerpadel, redukčními ventily. V těchto případech jsou primární a sekundární sítě přímo spojeny a veškeré změny zejména hydraulických poměrů v primární části se přenášejí do sekundární části.

Tlakově nezávislá výměníková stanice se připojuje na primární tepelnou sít prostřednictvím povrchových výměníků tepla, čím se od sebe prostřednictvím teplosměnné plochy odděluje primární a sekundární strana, žádné změny na obou stranách se zde neovlivňují.

Hlavní úlohou VS je přizpůsobit se požadavkům spotřebitelské sítě upravit stav sekundární teplonosné látky (z primární). Dochází zde ke změně teploty, tlaku a někdy i skupenství teplonosné látky. Správně navržená VS musí spotřebiteli zaručit potřebné množství tepla a na straně druhé musí mít teplárna nebo výtopna jistotu, že spotřebitel neodebere větší množství energie než je dohodnuté maximum.

VS je možné dále rozdělit podle různých hledisek:
Podle primárního a sekundárního média
pára – pára
pára – voda – primární teplota páry 0,7–0,9 MPa/180 °C – sekundární teplota teplé vody až 90 °C
voda – voda - primární teplota horké vody je 130–180 °C – sekundární teplota teplé vody je 67,5–90 °C
voda – pára


Podle použité regulace:
s ruční regulací
s přímočinnou regulací na stálou teplotu
s elektronickou regulací na stálou teplotu
s elektronickou jednočidlovou ekvitermní regulací
s programovou ekvitermní regulací
se speciální elektronickou regulací (monitorování, dálkové ovládání…)


Podle vybavení havarijním zabezpečením:
s havarijním uzávěrem
bez havarijního uzávěru


Podle určení: 
pro přípravu topné vody pro ÚT
pro přípravu TUV
pro speciální použití
kombinované


Hlavní části VS: 
Blok měření a regulace – na vstupu do VS jsou umístěny armatury uzavírací, regulační, měřící, registrační, plnící a vypouštěcí. Dále se zde nachází horkovodní rozdělovač a sběrač, v případě parní VS parní rozdělovač.

Blok výměníků tepla pro topné soustavy ÚT tvoří trubkové nebo deskové výměníky vzájemně pospojované.

Blok výměníků pro přípravu TUV tvoří trubkové, spirálové nebo deskové výměníky, soustava je doplněna o zásobníkové ohřívače stojaté nebo ležaté.

Výměníky tepla jsou zařízení, kde se odevzdává teplo z primární části do části sekundární a to při zachování termodynamických zákonů. Výměníky mohou být trubkové – zpravidla se skládají z válcovitého pláště, do kterého je umístěna vložka skládající se ze svazku vhodně tvarovaných trubek, vložka tvoří teplosměnnou plochu, kdy jedna látka proudí prostorem trubky a druhá okolo pláště trubky,využívají se pro přípravu teplonosné látky systémů ústředního vytápění, ohřev různých technologických látek v průmyslu a zejména pro přípravu teplé užitkové vody TUV. Tento typ výměníků má velké prostorové nároky pro montáž – demontáž a zejména údržbu trubkovnic.

Deskové výměníky jsou tvořeny speciálními deskami z velmi kvalitní oceli tak, že když se desky k sobě přiloží, vzniknou kanály, ve kterých nezávisle na sobě proudí teplonosné látky spirálové. Používá se zde vysoká přenosová rychlost proudění média, tím stoupá výsledný součinitel přechodu tepla a na předání tepla stačí menší teplo směnné plochy. Využívají se pro přípravu teplonosné látky systémů ústředního vytápění, ohřev různých technologických látek v průmyslu a zejména pro přípravu teplé užitkové vody TUV.

Spirálové výměníky tepla se používají pro přípravu TUV trubice svinuté do spirál, jsou ohřívány přes plášť, tedy primární voda proudí zvenku a vnitřkem trubice protéká sekundární kapalina tedy voda pro přípravu TUV.

Blok čerpadel ÚT tvoří kozlíkové odstředivé čerpadle popřípadě čerpadlo do potrubí, umísťují se do bloku po dvou kdy jedno tvoří zálohu.
 
Blok čerpadel TUV tvoří kozlíkové odstředivé čerpadlo, popřípadě čerpadlo do potrubí, umísťují se do bloku po dvou, kdy jedno tvoří zálohu.
 
Blok chemické úpravy pro přípravu TUV nádrže s různou náplní slouží pro úpravu chemických vlastností studené vody ochrana před zanášením (inkrustací) teplosměnných ploch.

Zabezpečovací soustava v případě bez expanzního provedení prostřednictvím pojistných ventilů a automatického systému dopouštění nebo s expanzní nádobou se zdrojem stlačeného vzduchu a pojistnou armaturou. Zabezpečovací zařízení pro TUV je prostřednictvím pojistných ventilů.

Projektová dokumentace VS a její následný provoz se řídí  dle následujících norem a vyhlášek


NORMY

ČSN 01 3502 –  Značky pro kreslení potrubí
ČSN 06 0320 –  Ohřívání užitkové vody. Navrhování a projektování.
ČSN 06 0830 –  Zabezpečovací zařízení pro ústřední vytápění a ohřev teplé vody.
ČSN 07 7401 – Voda a pára pro tepelná energetická zařízení s pracovním tlakem páry do 8 MPa.
ČSN 13 4309 – Pojistné ventily část 2 : Technické požadavky
ČSN 13 4309 – Pojistné ventily část 3 : Výpočet výtoků
EN 10204-2.2 – Ventily

VYHLÁŠKY

Vyhl. ČÚBP 48/82 –  Požadavky k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení
Vyhl. ČÚBP 324/90 –  Bezpečnost práce a tech. zařízení při stavebních pracích
Vyhl. ČÚBP 207/1991 Sb.  
Vyhl. ČÚBP a ČBU č. 18/1979 Sb. –  Určuje vyhrazená tlaková zařízení a stanoví některé podmínky k zajištění jejich bezpečnosti ve znění
Vyhl. č. 97/1982 Sb. a Vyhlášky č. 551/1990 Sb.  
Nař. vlády 193/91 –  Bezpečnost a ochrana zdraví při práci

Obr. 4


6.3. Teplovzdušné vytápění, klimatizační zařízení

Teplovzdušné vytápění dělíme na: podlahové, podokenní, nástěnné

Teplovzdušné podlahové vytápěcí soustavy pod názvem fan-coil se dodávají jako trubková otopná tělesa (registry) umístěná pod podlahou vytápěné místnosti. V měděné trubce je teplá voda, od které se ohřívá vzduch. Pro zvětšení otopné plochy jsou na trubce nalisovány hliníkové lamely. Topný soklový nebo schodový fan-coil s tangenciálním ventilátorem je určený k vestavbě do soklů nábytkových skříněk, např. do kuchyňské linky. Fan-coil možno také zabudovat do schodišťového stupně nebo do koupelny, např. do prostoru pod vanou. Při použití vhodné regulace má velmi tichý chod (27 dB). Na přání se dodává verze s napětím 12V pro ventilátor s elektrickým krytím IP 56. Čím je číslo za IP vyšší, tím splňuje zařízení vyšší požadavky na odolnost proti mechanickému poškození a vlhkosti. Nejvyšší označení je IP 68. Zařízení pracuje na velmi jednoduchém principu. Ventilátor tlačí vzduch přes topný registr do vytápěné místnosti. Pro správnou funkci fan-coilu je nutné, aby byl zajištěn nepřetržitý přístup vzduchu.

Hospodárnost spočívá ve velmi malém vodním obsahu. V jednom metru trubky je pouze asi 0,13 litrů vody. Tepelný výkon je od 100 W do 5000 W v závislosti na délce trubkového registru a na tepelném spádu topného média.

Regulace topného výkonu je možná změnou teploty vody nebo spínáním ventilátorů pomocí prostorového termostatu.
Teplý vzduch je do místnosti přiváděn podlahovou mřížkou v podlaze (eventuálně sádrokartonovým potrubím vedeným podél stěny při podlaze). Rozvody je vhodné včlenit do stavby jako kanálové v tloušťce podlahy, nebo rozvody pod podlahou (např. pod stropem sklepa resp. místnosti). Tento typ přívodu zajistí shodné rozložení teplot a obraz proudění v místnosti jako při vytápění otopnými tělesy. Odtah cirkulačního vzduchu bývá řešen např. v hale, chodbě, nad schodištěm apod. Odtah větracího vzduchu bývá ze sociálního příslušenství.

Sání vzduchu do vzduchotechnické jednoty bývá z fasády objektu protidešťovou žaluzií, velmi vhodné je (pokud to stavební možnosti dovolí) položení sacího potrubí pod úroveň terénu. Tím dochází v zimě k předehřevu a v létě k ochlazování nasávaného vzduchu. Výfuk vzduchu je opět na fasádě. Potrubí je zakončeno samotížnou klapkou, příp. je výfuk vyveden nad střechou objektu.


Teplovzdušné podokenní vytápěcí soustavy podobně jako podlahové teplovzdušné soustavy slouží k vytápění jednotlivých místností s  tepelnou ztrátou asi do 5 kW. Ve velkých místnostech s větší tepelnou ztrátou se instaluje těchto teplovzdušných souprav více. Podle názvu je zřejmé, že se umísťují většinou pod okna. Nahrazují radiátory nebo jiná otopná tělesa. Používají se pro vytápění kanceláří, laboratoří nebo výrobních dílen a provozoven s potřebou dobrého větrání. Jejich výkon se může udávat ve wattech nebo množstvím ohřátého vzduchu za hodinu. Středně velké podokenní soupravy dodávají do místnosti 500 až 1500 m vzduchu za hodinu. Pro ohřev se využívá i tepelného potenciálu odváděného vzduchu z místnosti. Cirkulace je zajištěna pomocí elektrického ventilátoru, jednotka je napojena na přívod topné vody, má vlastní elektrickou topnou spirálu. Je připojena na přívod studené vody a v letních měsících se dá využívat k větrání místností a za současného ochlazování vzduchu přes chladič dále je napojena na odpadní potrubí pro odvod vody. Vstupní část je vybavena mřížkou proti vletu ptactva a žaluzií proti dešti, vnitřní část má vyměnitelný prachový filtr různé hustoty podle požadované kvality vzduchu.

Teplovzdušné nástěnné a podstropní vytápěcí soustavy se používají hlavně pro vytápění a větrání velkých výrobních a skladovacích hal. V hale jich bývá vždy několik a to na stěnách nebo pod stropem. Jejich umístění musí odpovídat potřebám větrání a vytápění a také bezpečnostním požadavkům z požárního hlediska.

Teplovzdušné agregáty spalují plyn (zemní, propan nebo propan-butan). Spaliny předávají teplo výměníkům. Proud vzduchu vytvářený ventilátorem prochází přes tepelné výměníky do vytápěné ho prostoru. Směr proudu vzduchu je možné regulovat pomocí po hyblivých lamel mřížky. Ventilátor se zapíná automaticky řídícím termostatem. Dojde-li k přehřátí výměníků tepla, je pomocí termostatu uzavřen ventil přívodu plynu a dojde ke zhasnutí plamene hořáku.

Před montáží se zkontroluje funkčnost všech jednotlivých dílů a příslušenství. Oběžné kolo ventilátoru se musí otáčet volně a jeho směr musí souhlasit s šipkou na zadním krytu agregátu. Souprava se montuje přišroubováním na zazděné konzoly v obvodových stěnách. Montáž se provádí podle výkresové dokumentace.

Přívod spalovacího vzduchu a odvod spalin. Teplovzdušné agregáty se vyrábějí jako plynové spotřebiče typu B (otevřené - spalovací vzduch se bere z vytápěného prostoru – odvod spalin do volného prostoru mimo vytápěné prostory) nebo typu C (uzavřená spalovací komora - spalovací vzduch se bere z mimo vytápěného prostoru – spaliny se odvádějí mimo vytápěný prostor).

Obsluha je jednoduchá a spočívá ve spouštění a zastavení agregátů vypínači. Směr proudění vzduchu je možno upravovat nastavením sklonu listů u žaluzie. Některé modely mají navíc možnost nastavení dvou rychlostí otáček ventilátoru. Údržba spočívá v pravidelných prohlídkách, případně odstraňování závad. Jako plynový spotřebič se musí každý agregát nejméně jednou ročně nechat prohlédnout odborným servisem. 


Teplovzdušné vytápění
Krby osazené krbovou vložkou mohou být stavebně upraveny tak, aby pomocí teplovzdušných rozvodů vytápěly několik místností najednou, případně celý dům. Teplovzdušné rozvody využívají buď samotížný oběh, tj. bez použití ventilátoru, nebo nucený oběh, který zabezpečuje ventilátor.


Obr. 5


Systém teplovzdušných rozvodů pomocí samotížného oběhu

Tento systém se využívá v případě, že výdechy teplého vzduchu se dají rozvést do dalších pokojů, aniž by bylo potřeba využít ventilátoru. Takovéto rozvody jsou nejen finančně dostupnější, ale mnohdy i účinnější. Navíc tento systém je zcela nezávislý na přívodu elektrické energie, který je jinak nutný pro provoz ventilátoru.

Je zde však potřeba dodržet pravidlo, že vodorovná délka teplovzdušného potrubí nesmí být delší než 2 m. Je tomu tak především z důvodů nadměrného zatěžování pláště vložky, který se tím, že teplý vzduch neodchází dostatečně rychle, nadměrně přehřívá a výrazně se tak zkracuje jeho životnost. Svislá délka není nijak omezená.

Obr. 6


Dále je potřeba dodržet pravidlo, že vždy na nejdelším konci teplovzdušné větve se instaluje mřížka, která nejde zcela uzavřít. Je to proto, aby nemohlo dojít k úplnému uzavření okruhu a k přehřívání vložky.

Velmi důležitou věcí je u samotížného rozvodu zajistit cirkulaci vzduchu, tzn. zajistit odchod studeného vzduchu z místnosti, kde je přívod vzduchu teplého. Většinou postačí, když je mezi dveřmi ponechána mezera alespoň 1,5 cm.

Základním prvkem teplovzdušného rozvodu ať už samotíží, nebo nuceného oběhu, je tzv. opláštění krbové vložky, které slouží k tomu, aby zachytilo teplo vycházející z pláště krbové vložky a mohlo ho tak rozvést do ostatních místností. Některé krbové vložky již mají toto opláštění v základní nabídce, pokud tomu tak není, je třeba jej zakoupit dodatečně. Někdy se rovněž využívá odběru tepla přímo ze sopouchu krbu, avšak takový rozvod není tak účinný, jako tomu je u varianty s klasickým opláštěním. Každé opláštění má v horní části několik výdechů teplého vzduchu, na které je možno napojit hliníkové či izolované flexibilní potrubí.

Pokud však vývody teplého vzduchu procházejí stropem, je nutné, aby potrubí bylo vždy izolované. Vývody teplého vzduchu můžou být zabudované buď v podlaze nebo ve stěně.

K přechodu mezi potrubím a mřížkou se využívá tzv. redukcí do mřížek. Pokud je potřeba rozvést teplý vzduch v podlaze, využívá se hranatých rozvodů, které mají rozměry 150 x 50 mm a můžou se tak „schovat“ v potěrovém betonu.


Systém teplovzdušných rozvodů pomocí ventilátoru
Tento systém je založen na nuceném oběhu teplého vzduchu, který v tomto případě zajišťuje ventilátor. Jeho hlavní výhodou je, že jsme schopni vytopit i vzdálenější místnosti, kde by jinak teplý vzduch samotíží nedostoupal.
Jako u samotížného rozvodu však i zde platí určitá pravidla, která je třeba zachovat, aby byl provoz bezpečný a účinný.


Obr. 7


Při volbě správného ventilátoru je nejdůležitější jeho výkon, tzn. kolik vzduchu je ventilátor schopný dodat za 1 hodinu. Měli byste vycházet z toho, aby Vámi požadovaný vytápěný prostor v m3 byl schopen ventilátor vyměnit min. třikrát za hodinu. Např., pokud budete chtít vytápět prostor o objemu 200m3, budete potřebovat ventilátor, který je schopen vyměnit vzduch o objemu 600 m3/hod.

Rovněž u rozvodů pomocí ventilátoru je základním prvkem v systému opláštění krbové vložky. Na rozdíl od samotížného rozvodu, kde můžeme na opláštění napojit až čtyři vývody vzduchu, se u systému s ventilátorem využívá pouze jednoho vývodu, případně dvou, které jsou pomocí Y-kusu svedeny do jednoho.

Pro průchod stropem se opět potřeba využít pouze izolovaného potrubí. Před samotný ventilátor je vhodné umístit mechanický filtr nečistot, který zachycuje prachové částice a chrání tak systém od nečistot. Pokud není ventilátor vybavený by-passem (ochrana ventilátoru před výpadkem proudu a nadměrnému přehřívání), neměla by být délka potrubí před ventilátorem menší než 3 m. Pokud by potrubí bylo kratší, docházelo by k nadměrnému tepelnému namáhání a snížení životnosti ventilátoru.


Obr. 8


Každý ventilátor má v sobě zabudovaný termostat, který je možno nastavit na vyhovující teplotu, při které má začít pracovat. Jakmile se v krbu zatopí a teplota dosáhne teploty nastavené na termostatu, ventilátor se automaticky zapne a začne rozvádět teplý vzduch do místnosti. Jakmile se v krbu topit přestane a teplota po čase klesne pod nastavenou hodnotu, ventilátor se sám vypne. Celý systém je tak zcela automatický.
www.kamnakrby.cz


Klimatizace
Klimatizací se myslí úprava vzduchu na požadované vlastnosti. Nestačí pouze výměna vzduchu za čistý. Současně s dodávkou vzduchu je třeba splnit určité požadavky na jeho teplotu, vlhkost, čistotu, rychlost proudění v určité výšce nebo místě a případně další vlastnosti. Úprava vzduchu se provádí oběma směry, tj. snižováním i zvyšováním teploty a vlhkosti.

Klimatizace může být v určitých případech také součástí větracího zařízení. U menších objektů se uplatňuje nezávislé větrání pro splnění hygienických norem a klimatizace samostatně pro ty místnosti, kde je to jako nezbytné řešení. Teplota vzduchu v místnosti by měla být přibližně podle vztahu: teplota venkovního vzduchu - 6 °C = teplota vzduchu v místnosti. (venkovní teplota 32–6 °C = maximální teplota v místnosti 26 °C), rychlost proudění vzduchu nemá překročit 0,3 m/s v pracovní oblasti nebo výši hlavy.

Klimatizační zařízení se rozdělují podle účelu pro který jsou určena na:

  1. zdravotně hygienická (komfortní), slouží k vytvoření optimálního stavu mikroklimatu pro pobyt člověka v určitém prostoru.
    - určené pro velký počet lidí (kina, divadla, sály, ..)
    - s velkým tepelným zatížením (televizní studia, filmové ateliéry, pro vozy výrobní),
    - s velkou vnější tepelnou zátěží (prosklené stavby),
    - s vysokými nároky na mikroklima (operační sály, lázeňské provozy apod.),
    - v dopravních prostředcích (letadla, železniční vagóny, autobusy).

  2. průmyslová (technologická), zajišťují ovzduší potřebné pro kvalitní výrobu nebo bezporuchový provoz.
    - s vysokými nároky na přesnost výroby (přesná teplota, vlhkost do 50 %),
    - zpracovávající vlhký materiál (textil, papír, potraviny),
    - s přesnou teplotou, vlhkostí a mimořádnou čistotou vzduchu (čipy, antibiotika, zdravotnictví, operační sály apod.),
    - individuálními požadavky pro bezporuchový chod strojů (prádelny).

  3. speciální provozy, kde nepracují lidé
    - zařízení velínů


Klimatizační zařízení se rozdělují podle provedení na:

  1. kompaktní (okenní) - celé klimatizační zařízení je umístěno jako celek v jedné krabici 
  2. oddělené (SPLIT) - jedna vnitřní jednotka a jedna venkovní jednotka


Klimatizační zařízení se rozdělují podle umístění klimatizační jednotky na:

  1. vnitřní, mohou být umístěny na:
    - stěně (nejběžnější komfortní jednotky SPLIT),
    - povrchu stropu (pro několik klimatizovaných zón prostřednictvím vzduchovodů),
    - podlaze (nazývají se také parapetní podle toho, že jejich max. výška je po parapet),
    - mezi stropní stavební konstrukci (ploché jednotky o malé výšce při pojené na potrubní rozvod),
    - úzké konstrukci mezi stropu (tyto jednotky mají název kazety nebo kazetové přístroje).

    Nejběžnější klimatizační přístroje se používají v provedení SPLIT. Znamená to oddělení hlavních částí klimatizačního přístroje na část vnější (kompresor) a část vnitřní (ventilátor). Obě části jsou propojeny potrubím.

  2. vnější se umisťují na:
    - střeše (nástřešní jednotky)
    - fasádu domu
    - terase (SPLITY, vodní systémy)


6.4. Alternativní zdroje tepla (krbová kamna, vložky, solární kolektory, tepelná čerpadla, zásobníky tepla)

Tepelná čerpadla a jejich použití v otopných soustavách
Tepelné čerpadlo je zařízení, které dokáže využít přírodní teplo o nízké teplotě obsažené ve vodě, zemi nebo vzduchu běžnými způsoby pro vytápění nevyužitelné. Toto přírodní, tzv. nízkopotenciální teplo, které je obnovitelným a tedy ekologickým energetickým zdrojem, však může být pomocí tepelného čerpadla převedeno na teplo s vyšší teplotou vhodnou pro vytápění nebo pro přípravu teplé vody.

Princip tepelného čerpadla - ekologického zdroje
Základem tepelného čerpadla je chladicí okruh, jehož hlavním prvkem je kompresor poháněný zpravidla elektromotorem. Dalšími důležitými prvky jsou dva výměníky (výparník a kondenzátor) a expanzní ventil. Tepelné čerpadlo odebírá z prvního výměníku (výparníku) teplo z prostředí nízkopotenciálního tepla (voda, země, vzduch), tím prostředí ochlazuje a pomocí hnací elektrické energie pohánějící kompresor ho předává do prostředí s vyšší teplotou (otopný systém, teplá voda), tím ho ohřívá. Teplo převáděné z výparníku do kondenzátoru se přitom zvětšuje o teplo, na které se v kompresoru mění hnací elektrická energie. Topný výkon tepelného čerpadla je dán součtem vložených energií - energie nízkopotenciální a energie elektrické. Poměr topného výkonu tepelného čerpadla a jeho elektrického příkonu je vždy větší než jedna a nazývá se topný faktor.


Obr. 9    


Poměr mezi získanou přírodní energií ve formě nízkopotenciálního tepla a dodanou ušlechtilou energií elektrickou se obvykle pohybuje 2,5 až 3,5 : 1. Znamená to, že z 1 kWh elektrické energie lze získat 2,5 až 3,5 kWh energie tepelné. Za výhodných podmínek lze získat i více (4 až 5 kWh). Pracovní látkou chladicího okruhu je tzv. chladivo, které v zařízení trvale obíhá a cyklicky mění své skupenství (z kapalného na plynné a naopak). Ve výparníku tepelného čerpadla při odebírání přírodní nízkopotenciální energie dochází k přeměně skupenství z kapalného na plynné. Chladivo se v kompresoru stlačí, tím se zahřívá na vyšší teplotu, a v kondenzátoru kondenzuje, tedy při odevzdávání tepla zpět mění plynné skupenství na kapalné. Použité chladivo v tepelném čerpadle musí splňovat ekologické, bezpečnostní a hygienické požadavky. Výrobci šetrní k okolnímu prostředí používají bezfreonová chladiva, která při případném úniku do ovzduší nemohou narušit ozónovou vrstvu Země. Mezi neekologická chladiva obsahující freon, která vytvářejí skleníkový efekt, se řadí například stále používané chladivo R 22.
Tepelné čerpadlo je ekologickým zdrojem tepla a mělo by pracovat s ekologickým chladivem.


Hlavní důvody, proč použít tepelné čerpadlo

  1. Energetický a ekonomický důvod
    Tepelné čerpadlo svým provozem snižuje energetickou potřebu zdroje tepla u výrobce elektrické energie a tím i celkové provozní náklady za vytápění v objektu.
  2. Ekologický důvod
    Tepelné čerpadlo z 60 až 70 % využívá přírodní energii. Přispívá ke snižování emisí tím, že samo žádné emise neprodukuje a zařízení vyrábějící potřebnou elektrickou energii pro chod tepelného čerpadla ji může vyrobit méně právě o tu část, kterou získá z přírodních zdrojů.


Princip úspornosti tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo je při svém provozu nejvíce úsporné, pokud může odebírat nízkopotenciální teplo s nejvyšší možnou teplotní úrovní a předávat ho do topného systému s nejnižší teplotní úrovní. Výhodnější tedy bude například použití tepelného čerpadla, které bude odebírat teplo z vody o teplotě +10 °C a předávat ho do otopného systému s podlahovým vytápěním s teplotním spádem 45/35 °C, než použití tepelného čerpadla, které bude odebírat teplo ze země pomocí nemrznoucí kapaliny o teplotě 0 °C a předávat ho do otopného systému s otopnými tělesy s teplotním spádem 55/45 °C.
Parametry tepelného čerpadla nejsou určeny jen topným faktorem, ale i teplotami nízkopotenciálního zdroje tepla a teplotním spádem otopného systému. Maximální teplotní úroveň topné vody bývá v rozmezí 50 až 55 °C. Tato omezení určují především pevnostní hlediska chladicího okruhu a energetická hlediska, sledující pokles topného faktoru.


Zdroje nízkopotenciálního tepla: 

Voda
Voda bývá zdrojem tepla, který napadne většinu lidí při prvním kontaktu s tepelným čerpadlem. Je to možný zdroj tepla, který rozdělujeme na vodu podzemní (studniční) a na vodu povrchovou. Podzemní voda může být za určitých podmínek přímo využita v tepelném čerpadle, tzn. že se přímo ochlazuje ve výparníku zařízení a jako ochlazená se vrací zpět do podzemí. Voda musí být dostatečně čistá, nesmí způsobovat zanášení výměníku v tepelném čerpadle, její teplota musí být minimálně +8 °C a musí jí být dostatečné množství.

Pro využití podzemní vody je nutné připravit dvě studny. Jedna studna je jímací a druhá je vsakovací. Voda nesmí být vypouštěna z tepelného čerpadla na povrch nebo do vodoteče či kanalizace. Z ekologicky hodnotnější vody by se stala méně hodnotná voda povrchová. Voda cirkuluje mezi studněmi a tepelným čerpadlem a nedochází k jejím ztrátám. Voda bývá v tepelném čerpadle ochlazena zpravidla o 4 K. Použití vody s nižší teplotou než + 8 °C by mohlo způsobit zamrznutí výparníku v tepelném čerpadle a je na kvalitě regulace tepelného čerpadla, zda by došlo k jeho odstavení nebo poškození.

Povrchová voda musí splňovat stejné požadavky pro provoz tepelného čerpadla jako voda podzemní. Tyto požadavky však bývají jen velmi těžko splnitelné. Dále při využití vody jako nízkopotenciálního zdroje tepla pro tepelné čerpadlo je nutné dodržet příslušná legislativní opatření.

Voda jako zdroj tepla pro tepelné čerpadlo je z energetického a ekonomického hlediska výhodným zdrojem, avšak podmínky pro její větší využitelnost na území České republiky jsou velmi omezené.


Geotermální teplo
Teplo obsažené v zemi lze využít jako zdroj nízkopotenciální energie pro tepelné čerpadlo pomocí trubkového absorbéru. Teplo se získává nepřímo, prostřednictvím nemrznoucí ekologicky nezávadné kapaliny, která je tepelným čerpadlem vychlazena na teploty -2 až -3 °C.

Průtokem teplejším prostředím, zemí, se kapalina ohřeje na teplotu 0 °C a přivádí geotermální teplo do tepelného čerpadla.
Absorbér je tvořen plastovým potrubím z nízkohustotního nebo vysokohustotního polyetylénu, které je uloženo svisle do hlubinných vrtů nebo vodorovně v plošném kolektoru.

Vrty bývají v hloubkách 60 až 120 m a může jich být pro jedno tepelné čerpadlo několik podle požadovaného výkonu zařízení.
Plošný kolektor je ukládán v hloubkách 1,5 až 2 m a jeho délka bývá třikrát větší než je délka smyčky ve vrtech pro daný výkon zařízení. Při ukládání potrubí pro jímání tepla ze země je třeba stále myslet na to, že teplota v trubkovém absorbéru může být nižší než 0 °C, protože vedení tepelně nezabezpečeného potrubí v blízkosti základů objektu či dokonce pod objektem by mohlo vážně poškodit statiku objektu.

Totéž platí i při křížení trubkového absorbéru s vodovodním a kanalizačním potrubím. V žádném případě není možné ukládat plošný kolektor podél venkovní kanalizace, kde není zajištěn stálý průtok splaškových vod (např. z rodinného domu či skupiny rodinných domů) tak, jak uváděly v odborných časopisech některé "odborné" firmy.


Vzduch
Venkovní vzduch, obsahující nízkopotenciální teplo, přímo proudí přes výparník tepelného čerpadla. Tento zdroj tepla je nejsnáze přístupný, neomezený a nejméně omezuje vnější prostředí, neboť teplo odebrané vnějšímu prostředí prostřednictvím vzduchu je zpět vráceno tepelnými ztrátami objektu. Vzhledem k tomu, že je teplota vzduchu v průběhu otopného období proměnná, dochází i k proměnlivosti topného výkonu a topného faktoru tepelného čerpadla (od +35 % do -30 %).

Díky vhodnému typu kompresoru (spirálovému kompresoru Scroll) a ekologického chladiva s nízkým bodem vypařování (R 404A) je dnes možné použití tepelného čerpadla pro plnohodnotné vytápění objektu v celém topném období. Omezujícími provozními teplotami bývají teploty -20 až -25 °C, dle teploty topné vody, přičemž pokles topného faktoru při poklesu teploty vnějšího vzduchu z teploty 0 °C na teplotu -15 °C je jen do 30 %.

Tepelná čerpadla vzduch - voda obsahující kvalitní komponenty, které mohou docílit tyto provozní parametry, se stala velmi vážným konkurentem tepelným čerpadlům odebírajícím teplo ze země.


Teplovodní výměník


Obr. 10


Stále více zákazníků má zájem využít kamna nebo krb nejen jako lokání topidlo, ale využít získanou energii i k vytápění celého domu.

Systém kamen nebo krbu s teplovodním výměníkem nám umožňuje, bez velkých investic, napojení do již existujícího rozvodu ústředního topení.

Pokud se pro tuto možnost vytápění rozhodnete, musíte nejdříve zvolit optimální výkon výměníku. Nízký výkon vám neumožní komfortně vytápět všechny potřebné prostory a naopak předimenzovaný výkon může vést k přetopení a neustálému škrcení přívodního vzduchu do topeniště a to má za následek nadměrné znečisťování prosklených ploch krbu a zanášení komínu.

Vyšší výkon lze využít ve spojení s akumulační nádrží. Toto řešení sice vyžaduje další investice, ale umožní vám vytvoření zásoby teplé vody na dobu, kdy již nemůžete přikládat (např. v noci nebo druhý den dopoledne kdy jste v práci).

Každý teplovodní systém musí být opatřen předepsanými prvky. Je to především expanzní nádoba, pojišťovací ventil a oběhové čerpadlo, které je vhodné doplnit záložním zdrojem pro případ výpadku elektrické energie.

Dále je nutné zabránit přehřátí vody ve výměníku. Pro tento účel lze použít speciální CALEFFI ventil.   Ten má za úkol v případě, že se teplota vody blíží 100°C, ji odpustit do kanalizace a na její místo dopustit vodu z vodovodního řádu.
Pro výměník není nebezpečné pouze přetopení ale naopak i příliš chladná voda v systému. Příliš chladná voda v systému způsobuje nízkoteplotní korozi,  (ta dokáže výměník zničit ve velice krátké době), a dále vede k nadměrné usazování sazí a dehtu na teplosměných plochách výměníku.Tyto usazeniny zvyšují součinitel prostupu tepla a tím snižují výkon výměníku. Tomu se dá zabránit pokud do systému zapojíte trojcestný ventil,který pomocí zkráceného okruhu (tzv. BYPASSU) omezí dobu,kdy bude do výměníku proudit voda o teplotě nižší než 60 °C, čímž prodlouží životnost a sníží četnost čistění výměníku.


Obr. 11


Solární systémy


Obr. 12


Ve středoevropských podmínkách u standardně dimenzovaných celoročně provozovaných termických solárních systémů je přibližně 60 % solární pokrytí ohřevu užitkové vody. Pro celoroční zajištění teplé vody musí být řešen její dohřev. Nutnost dohřevu není v různých částech roku stejná. V letní polovině roku v období od května do začátku září je 90 až 100 % solární pokrytí ohřevu vody. V té době dohřev funguje minimálně a spíše nárazově. Ve zbylé části roku se dohřevné zařízení více či méně významným způsobem podílí na dohřevu vody, zejména v období od listopadu do února je hlavním zdrojem tepla. Pro dohřev můžeme použít prakticky jakýkoli z běžně využívaných energetickým zdrojů a technických zařízení. Solární soustava a dohřevné zařízení musí být navzájem sladěny v efektivně pracující systém, který maximalizuje efektivitu solárního systému a minimalizuje potřebu dohřevu. Zejména dohřevné zařízení nesmí "překážet" solárnímu systému v jeho efektivitě. Vlastnímu praktickému řešení dohřevu vody a jeho efektivnímu včlenění do solárního systému musí být věnována minimálně stejná pozornost jako samotnému solárnímu systému. Nevhodně řešený dohřev může významným způsobem snížit solární energetické zisky nebo nedostatečně zajišťovat dodávku teplé vody jinak dobře navrženého solárního systému za použití kvalitních komponent. Neexistuje jeden nejlepší univerzální způsob řešení dohřevu. Žádný systém dohřevu není zcela ideální nebo dokonalý, každý má své přednosti a nedostatky v závislosti na konkrétních podmínkách instalace. V následujícím textu jsou blíže popsány základní způsoby dohřevu užitkové vody ze solárního systému s nepřímo nabíjeným zásobníkem pomocí vnitřního spirálového výměníku. Způsoby dohřevu můžeme rozdělit na dvě velké skupiny a to realizovaný v rámci solárního zásobníku a samostatně mimo něj.


Obr. 13


1. DOHŘEV V RÁMCI SOLÁRNÍHO ZÁSOBNÍKU

Pro dohřev přímo v solárním zásobníku jsou určeny tzv. bivalentní a trivalentní zásobníky, tedy se dvěma nebo třemi (případně i více) tepelnými zdroji v jedné nádobě, přičemž jedním z nich je solární systém. Spirálový výměník solárního systému je vždy umístěn ve spodní části zásobníku, aby se jím mohl nahřívat celý objem. Ohřátá voda díky nižší specifické hmotnosti stoupá zásobníkem vzhůru, kde se kumuluje a ukládá v teplotních vrstvách.



1.1. Dohřev elektrickou topnou vložkou

Dohřev v rámci solárního zásobníku pomocí elektrické topné vložky. Dohřev se děje elektrickou vložkou s termostatem, která je umístěná v polovině nebo horní třetině zásobníku. Výhodami jsou velmi nízké investiční náklady. Nevýhodami jsou relativně vysoké provozní náklady, zejména při nevhodném vysokém tarifu.


Obr. 14



1.2. Dohřev pomocí tepelného výměníku

Dohřev v solárním zásobníku horním spirálovým výměníkem napojeným na dohřevný tepelný zdroj.
Dohřev může být prováděn pomocí klasického kotle na tuhá paliva (uhlí, dřevo, olej, peletky, brikety atd.), plynovým kotlem, elektrokotlem, krbové teplovodní vložky nebo tepelným čerpadlem.


Obr. 15



1.3. Kombinovaný dohřev tepelným výměníkem a elektrickou vložkou

Kombinovaný dohřev v solárním zásobníku s elektrickou topnou vložkou a horním spirálovým výměníkem napojeným na dohřevný tepelný zdroj. Jedná se o kombinaci dvou předchozích způsobů dohřevu. Uplatňuje se zejména, když se dohřev přes spirálový tepelný výměník používá pouze v zimní polovině roku (kombinace s vytápěním), v letní polovině roku se pak voda dohřívá elektrickou topnou vložkou.


Obr. 16


2. DOHŘEV MIMO SOLÁRNÍ ZÁSOBNÍK

Dohřev je realizován zcela mimo vlastní solární zásobník, který je určen pouze pro solární systém. Veškerá tepelná kapacita zásobníku je tak plně k dispozici solárnímu systému, o kterou se nemusí dělit s dohřevným zařízením. Při dimenzování velikosti kolektorové plochy se nezohledňuje způsob nebo objem dohřívané vody.



2.1. Dohřev v samostatném zásobníku

K dohřevu dochází v samostatném zásobníku, kterému je předřazen solární zásobník. Voda nejdříve vstupuje do solárního zásobníku, kde se předehřeje nebo úplně nahřeje a následně vstupuje do dohřevného zásobníku, kde se voda podle potřeby dohřeje na požadovanou přednastavenou teplotu. Jeho objem je dán typem dohřevného zařízení a jeho výkonem. Při volbě příliš malého zásobníku hrozí nedostatečné dohřívání vody při jejím větším jednorázovém odběru, při volbě příliš velkého zásobníku vznikají zbytečně velké tepelné ztráty kompenzované vyšší mírou chodu dohřevu. U výkonných dohřevů z tohoto důvodu nahříváme vodu v dohřevném zásobníku jen na nejnutnější teplotní úroveň.



2.1.1. Dohřev elektrickou topnou vložkou

Čím delší má uživatel nízký tarif ("noční proud"), tím menší dohřevný zásobník je vhodnější volit. Jednak se tím snižují investiční náklady na pořízení zásobníku, šetří se místem a snižují se tepelné ztráty zásobníku. S tím, jak se snižuje velikost zásobníku, musí růst výkon elektrické topné vložky, aby se rychle stíhala dohřívat voda.


Obr. 17 Dohřev v samostatném zásobníku osazeném elektrickou topnou vložkou.


2.1.2. Dohřev tepelným výměníkem

Dohřev v samostatném zásobníku se spirálovým výměníkem napojeným na dohřevný tepelný zdroj. Pro dohřev lze použít běžné kotle na tuhá i kapalná paliva, elektrokotle, plynové kotle krbové vložky nebo tepelná čerpadla.


Obr. 18



2.1.3. Kombinovaný dohřev elektřinou a tepelným výměníkem

Kombinovaný dohřev v samostatném zásobníku s elektrickou topnou vložkou a spirálovým výměníkem napojeným na dohřevný tepelný zdroj. Jedná se o kombinaci dvou předcházejících typů. Ve většině případů dohřev přes tepelný výměník funguje v průběhu topné sezóny a elektrický dohřev funguje přes letní část roku. Při kombinaci dohřevu elektřinou a plynem je možnost využití takového zdroje, jehož provoz je momentálně ekonomicky výhodnější.


Obr. 19


2.1.4. Dohřev plynovým kotlem s integrovaným malým zásobníkem

Dohřev v samostatném zásobníku integrovaném v plynovém kotli.

Zásobník je součástí plynového kotle. Jeho objem může být v závislosti na výrobci a typu zařízení od několika litrů po několik desítek litrů. Dohřev se děje standardně přes spirálový výměník. Pro dohřev se dají použít klasické i kondenzační kotle.


Obr. 20


2.2. Průtočný dohřev

Tyto systémy patří z hlediska maximalizace efektivity solárních systémů a minimalizace potřeby dodatečné energie vůbec k nejlepším způsobům dohřevu. Dohřevné zařízení nemá vliv na solární systém a dohřívá se jen takové množství vody o tolik stupňů, kolik je aktuálně potřeba. Odpadají tepelné ztráty kumulací teplé vody v solárním nebo dohřevném zásobníku. Další velkou výhodou je možnost odběru "nekonečného" množství teplé vody.