Vykurovacia sústava obsahuje zdroj tepla, rozvody teplonosného média, vykurovacie telesá a regulačné prvky. Vlastný zdroj tepla umiestnený v obytnej stavbe môže slúžiť na vykurovanie len v jednej miestnosti (lokálne kúrenie), jedného bytu či podlažia rodinného domu (etážové kúrenie), alebo je inštalovaný v osobitnej miestnosti - kotolni a teplo sa rozvádza do jednotlivých bytov (ústredné kúrenie).
Typy vykurovacích systémov
Lokálne a etážové vykurovanie
- Na vykurovanie malých bytov, domčekov a víkendových stavieb zvyčajne stačia lokálne vykurovacie zdroje.
- Etážové vykurovanie, pri ktorom tepelný výkon spravidla nepresahuje 20 kW, je vhodné pre väčšie byty a prízemné rodinné domy.
Centrálne zásobovanie teplom (CZT)
Centrálne zdroje tepla, ako sú teplárne, elektrárne, blokové alebo obecné kotolne, vykurujú naraz väčší počet bytových i nebytových objektov - podľa technológie a výkonu kotla. Centralizované vykurovanie, známe aj ako vykurovacie siete alebo centrálne zásobovanie teplom, je systém, ktorý prepravuje teplo do obytných a komerčných budov prostredníctvom izolovaných potrubí.
Výber vykurovacieho systému a paliva
Či je výhodnejšia individuálne vykurovacia sústava alebo centrálne teplo, musí posúdiť odborník. K stavbe alebo rekonštrukcii vykurovacej sústavy totiž potrebujeme stavebné povolenie.
Voľba paliva
Pri výbere individuálneho vykurovacieho systému je dôležitá predovšetkým správna voľba paliva zodpovedajúceho zdroja tepla - kotla. Pri palive sa posudzuje hlavne jeho dostupnosť, možnosť uskladnenia a vývoj ceny. Ďalšími ukazovateľmi sú výhrevnosť, vplyv na účinnosť kotla a komfort obsluhy. Klasickým palivom je u nás drevo, uhlie, elektrina, zemný plyn, kvapalný plyn a ľahké vykurovacie oleje.
Medzi obnoviteľné zdroje patria biomasa, slnko či geotermálna energia.
Ekonomické aspekty palív
Aj keď je elektrina zavedená do každej dediny a plyn je takisto prístupný vďaka rozsiahlej plynofikácii, limitujúcim faktorom ekonomickej výhodnosti - individuálneho či centrálneho vykurovania - je cena. Ceny elektriny a zemného plynu pre domácnosti sú regulované štátom, no aj napriek tomu neustále rastú. Ceny skvapalnených plynov a ľahkých vykurovacích olejov kopírujú predovšetkým cenu ropy a tá je, ako je známe, veľmi premenlivá a aj výhľady do budúcnosti rátajú s jej nárastom.
Vďaka štátnym dotáciám sa zvýšila konkurencieschopnosť spaľovania biomasy z odpadového dreva, energetických plodín a rýchlo rastúcich drevín. Geotermálna a slnečná energia sú k dispozícii takmer zadarmo, no prekážkou ich väčšieho využívania sú zatiaľ pomerne vysoké obstarávacie náklady na technológiu. Situácia sa však postupne mení v ich prospech.
Technológie vykurovania
Kotly na tuhé palivá
Moderné domové kotly na tuhé palivá spaľujú uhlie, kusové drevo, drevné brikety, piliny, drevné štiepky i palivo z biomasy. Ich účinnosť je až 75 percent, majú elektronickú reguláciu a vyriešený je aj prísun paliva (automatické kotly). Prednosťou je nižšia obstarávacia cena. Ako nevýhodu možno chápať potrebný priestor na skladovanie paliva. Lokálne vykurovače na tuhé palivo (sporáky, kozuby, krbové kachle) sa používajú predovšetkým v domoch s menším počtom miestností alebo v domoch využívaných len nepravidelne.
Elektrické vykurovanie
Na vykurovanie domu alebo bytu elektrinou používame buď lokálne vykurovače, ako sú priamovykurovacie telesá, akumulačné a hybridné kachle či sklenené sálavé panely, alebo elektrický kotol. Elektrické kotly majú výkon zhruba od 4 kW do 60 kW, sú nenáročné na obsluhu, ľahko sa regulujú, nepotrebujú komín a ich účinnosť je až 99 percent.
Plynové vykurovanie
Parametre plynových kotlov sa v posledných rokoch výrazne zlepšili, takže nie je problém vykurovať veľký dom aj s malým kotlom. Náhradou za zemný plyn môže byť plyn skvapalnený, zvyčajne propán alebo propán-bután. Plynové kotly sa väčšinou vyrábajú v prevedení na zemný i skvapalnený plyn. Plynové vykurovanie je jedným z najčastejšie inštalovaných vykurovacích systémov na Slovensku. Vyznačuje sa najmä svojou kompaktnou konštrukciou a vysokou energetickou účinnosťou.
Plynová kondenzačná technológia
Na rozdiel od kotlov s konštantnou teplotou a nízkoteplotných kotlov sa spôsob fungovania plynovej kondenzačnej technológie nedá jednoducho rozdeliť na spaľovanie, splyňovanie a uvoľňovanie tepla. Pri spaľovaní paliva, v tomto prípade plynu, vznikajú okrem merateľnej tepelnej energie aj spaliny. Tieto pozostávajú prevažne z horúcej vodnej pary. Skutočnosť, že horúca vodná para stále obsahuje energiu, možno dokázať jednoduchým trikom: ak podržíte ruku nad hrncom s vriacou vodou, čoskoro si túto energiu všimnete na dlani. Je to preto, že para kondenzuje na povrchu ruky a v tom momente uvoľňuje latentné teplo, nazývané aj kondenzačné teplo. Plynová kondenzačná technológia spočíva v spätnom získavaní tohto kondenzačného tepla a jeho pridávaní do vykurovacej vody. Týmto spôsobom premieňa až 98 % energie obsiahnutej v horúcom plyne na teplo.
Kondenzačné kotly
Výmenník tepla v kondenzačnom kotle
Výmenník tepla je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele odolnej voči vlhkosti a kyselinám a vďaka špeciálnej konštrukcii je veľmi kompaktný. Keď horúce spaliny prúdia cez jeho špirálu, ochladzujú sa vykurovacou vodou, ktorá sa vracia do kotla z radiátorov (vratná voda). Spaliny postupne kondenzujú. Teplo zo vzniknutej vodnej pary sa potom odovzdáva do vykurovacieho systému. Aby sa zabezpečila kondenzácia, teplota vratnej vody nesmie prekročiť hranicu 57 stupňov Celzia. V opačnom prípade horúce spaliny nemôžu kondenzovať. Výmenník tepla je preto dôležitou súčasťou plynového kondenzačného kotla a pre túto technológiu je nepostrádateľný. Dokáže odovzdávať získané kondenzačné teplo do vykurovacieho systému prakticky bez strát.
Odvod kondenzátu a spalín
Pri zámernej kondenzácii vodnej pary obsiahnutej v spalinách vzniká kondenzát. Ten sa za normálnych okolností môže vypúšťať do odpadových vôd (nie do malých čistiarní odpadových vôd) za predpokladu, že hodnota pH nie je príliš vysoká. Okrem toho musí byť odvodňovací systém odolný voči kyselinám. Ak je menovitý tepelný výkon menší ako 25 kilowattov (kW), kondenzát sa nemusí neutralizovať. Ak je jeho výkon od 25 kW do 200 kW, priame vypúšťanie do odpadovej vody je povolené len za určitých okolností, a to riedením odpadovou vodou. Okrem odvodu kondenzátu musí byť systém odvodu spalín navrhnutý aj pre kondenzačnú technológiu. Tu je dôležité, aby množstvo kyseliny obsiahnuté v kondenzáte nepoškodilo systém. Pretlak vznikajúci pri použití ventilátora (napr. ventilátora horáka) tiež nesmie ovplyvniť nový potrubný systém. Vyskúšané sú dymovody z nehrdzavejúcej ocele alebo špeciálneho plastu. Ak je komín už na mieste, nové potrubie sa zvyčajne môže vložiť do existujúceho komína. Možné je aj vedenie do vonkajšieho prostredia bez použitia existujúceho komína.
Vykurovanie ľahkými vykurovacími olejmi
Kotly na ľahké vykurovacie oleje majú rovnaké nároky na priestor a umiestnenie ako plynové kotly. Takisto sa jednoducho obsluhujú i regulujú. Hlavným dôvodom ich menšieho rozšírenia je konkurencia zemného plynu.
Tepelné čerpadlá
Tepelné čerpadlá odoberajú teplo z prírodného zdroja, prečerpávajú ho na vyššiu teplotnú hladinu a dodávajú ho do vykurovacej sústavy. Aj keď je prevádzka čerpadla pomerne lacná, väčšiemu rozšíreniu - ako sme už spomenuli - bránia vysoké investičné náklady. Neustále sa však znižujú a doba návratnosti sa v niektorých prípadoch skrátila na šesť až osem rokov. Tepelné čerpadlá na vykurovanie objektov je možné rozdeliť podľa prostredia, z ktorého sa získava energia, na tepelné čerpadlá zem - voda, voda - voda a vzduch - voda. Každé z týchto čerpadiel má iné vlastnosti a vyžaduje iný prístup do vykurovacej sústavy.
Slnečné kolektory
Slnečné kolektory slúžia v našich prírodných podmienkach zvyčajne ako doplnok hlavného zdroja, a najmä na ohrev úžitkovej vody. Bezplatná energia, ktorú dodáva slnko, sa stále nevyužíva dostatočne na zálohovanie ústredného vykurovania a ohrev teplej vody. Hoci je to najčistejší zdroj tepla zo všetkých. A jej nekonečné zásoby sú k dispozícii zadarmo.
Centrálne zásobovanie teplom (CZT) v detailoch
Zdroje tepla pre CZT
Zdrojom tepelnej energie pre centrálne zásobovanie domácností teplom a teplou vodou sú teplárne, elektrárne a obecné či blokové kotolne. Teplo sa v nich obvykle pripravuje spaľovaním uhlia alebo zemného plynu, v poslednej dobe sa vo väčšej miere začína používať biomasa a výnimočne aj alternatívne energie. V elektrárni vzniká teplo ako vedľajší produkt pri výrobe elektriny. Centrálna výroba je zabezpečovaná v centrálnom zdroji tepla, ktorým môže byť elektráreň, tepláreň, spaľovňa, priemyselný závod, výhrevňa alebo bloková kotolňa. Ten potom prostredníctvom odovzdávacích staníc tepla (OST) vykuruje naraz väčší počet bytových i nebytových objektov. Súčasné trendy v CZT zahŕňajú nízku teplotu siete a väčšie zapojenie a interakciu s koncovým užívateľom pri práci s energetickou účinnosťou a rekuperáciou tepla.
Kondenzačné kotly
Distribúcia tepla
Koncový odberateľ - vlastník nehnuteľnosti alebo poverená správcovská firma - však až na výnimky nenakupuje teplo priamo od výrobcu, ale od sprostredkovateľa, ktorým je príslušná regionálna alebo miestna distribútorská firma. Na vstupe do sekundárneho okruhu je zvyčajne inštalovaný merač spotreby tepla pre celý dom a nameraná spotreba je základom pre výpočet ceny tepla jednotlivých bytových jednotiek. Odovzdávajúca (výmenníková) stanica môže byť bloková (pre viac objektov), domová alebo bytová. Záleží to od výkonu kotolne a spôsobu vykurovania. Systém CZT koncentruje výrobu tepla na jednom mieste, umožňuje flexibilne reagovať na potreby pôvodných a nových klientov. Týmto sa zabraňuje budovaniu ďalších lokálnych zdrojov znečistenia ovzdušia. Výroba tepla vo väčšom objeme je samozrejme lacnejšia.
Výmenníkové stanice tepla
Výmenníková stanica tepla predstavuje srdce vykurovacieho systému v budovách napojených na centrálne zásobovanie teplom (CZT). Jej úlohou je zabezpečiť odovzdanie tepla zo sústavy diaľkového vykurovania do vykurovacej alebo teplovodnej sústavy konkrétneho objektu. Výmenníkové stanice tepla sú kľúčovým prvkom moderného vykurovania budov napojených na centrálne zásobovanie teplom. Správne navrhnutá, udržiavaná a digitalizovaná výmenníková stanica prináša bezpečnosť, úsporu nákladov a dlhodobú spoľahlivosť.
Typy zapojenia výmenníkových staníc:
- Priame - primárny okruh je priamo napojený na vykurovací systém budovy.
- Nepriame - primárny a sekundárny okruh sú oddelené tepelným výmenníkom.
Regulácia a pohodlie v CZT
Významnou prednosťou centrálneho zásobovania je to, že prakticky jedinou starosťou odberateľa je otočiť ventilom vykurovacieho telesa alebo kohútikom teplej vody. Pomocou termostatických ventilov si môžeme v miestnostiach nastaviť optimálnu teplotu. Takisto domové výmenníkové stanice alebo priamo radiátory môžu byť vybavené regulačnými prvkami a akumulačnými zásobníkmi, ktoré umožnia naprogramovať rozličné tepelné režimy (napríklad nízkoteplotný režim pre podlahové vykurovanie).
Cena a regulácia CZT
Cena tepla z centrálneho zásobovania patrí u nás medzi ceny usmerňované štátom. To znamená, že štátny Energetický regulačný úrad každý rok stanovuje pravidlá, podľa ktorých môžu distribútori teplo predávať konečnému odberateľovi. Táto cena je v súčasnosti vyššia ako priemerná výška nákladov na palivo pre väčšinu individuálnych zdrojov tepla. Pri porovnaní nákladov ale musíme brať do úvahy, že k prevádzkovým nákladom pri individuálnom vykurovaní treba pripočítať vstupné investície a náklady na údržbu a opravy kotla.
Nie je pravda, že pri lokálnej kotolni sa vynaložené investície rýchlo vrátia. Pri súčasnej cene plynu pre maloodberateľov a trende vývoja cien to nie je reálne možné. Závery štúdie vypracovanej odbornými pracovníkmi na Strojníckej fakulte STU v Bratislave potvrdzujú, že cenu tepla najviac ovplyvňujú náklady na zemný plyn.
Ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV)
Úlohou ohrievača teplej úžitkovej vody je zohriať studenú vodu tak, aby sa dala v domácnosti použiť na umývanie, sprchovanie alebo kúpanie. Vďaka centrálnym a decentrálnym systémom majú majitelia domov dnes rôzne možnosti a mnohí sa pýtajú: V čom sa vlastne odlišujú ohrievače TÚV a ktorý typ je kedy vhodný?
Centrálne systémy ohrevu TÚV
Centrálne systémy na ohrev TÚV zohrievajú pitnú vodu v centrálnom zariadení, spravidla prostredníctvom zdroja tepla. Ku každému odbernému miestu musí byť pritom okrem studenej vody privedená aj voda cez potrubný systém. Ak sú vykurovacie odberné miesta priveľmi vzdialené, môže byť potrebné takzvané cirkulačné potrubie. Toto potrubie vedie neodobratú teplú vodu späť k ohrevu a tak zamedzuje rozmnožovaniu choroboplodných zárodkov alebo baktérií v chladnúcej vode. Pri centrálnych systémoch ohrevu TÚV so zásobníkom sa pitná voda ukladá napríklad v zásobníku pitnej vody alebo v kombinovanom zásobníku a zohrieva ju vykurovací systém. Ak v dome otvoríte kohútik, v dôsledku tlaku v systéme prúdi teplá voda automaticky k odbernému miestu. Na rozdiel od zásobníkových systémov sa pri prietokových systémoch pitná voda zohreje vždy vtedy, keď je to potrebné.
Decentrálne systémy ohrevu TÚV
Decentrálne zariadenia zohrievajú vodu vždy v bezprostrednej blízkosti odberného miesta. Keďže cez dom sa cez potrubné rozvody prepravuje len studená voda, výrazne sa znižujú tepelné straty vedením. Decentrálne systémy sú z hygienického hľadiska bezproblémové na ohrev pitnej vody najmä vtedy, ak sa umývadlá, sprchy alebo vane používajú len zriedka. Na rozdiel od centrálnych systémov sa decentrálne systémy prevádzkujú prevažne elektricky a pri častom používaní môžu znamenať vysoké náklady.
- Decentrálne malé zásobníkové ohrievače fungujú podobne ako centrálne zásobníkové ohrievače. Na rozdiel od nich však nemajú väčšiu kapacitu ako 5 až 15 litrov a dajú sa skryto inštalovať pod umývadlom alebo v kuchynskej skrinke.
- Decentrálne prietokové ohrievače sú zväčša elektricky prevádzkované zariadenia, ktoré sa podobne ako malé zásobníkové ohrievače inštalujú v blízkosti odberného miesta.
Ak napríklad potrebujete vo svojom dome pravidelne teplú vodu na umývanie, sprchovanie alebo kúpanie, výhodný je centrálny ohrievač TÚV. V takom prípade sa pitná voda zohrieva lacno a efektívne prostredníctvom vykurovacieho systému. Pri toľkých možnostiach nie je pre majiteľov domov jednoduché rozhodnúť sa pre vhodný ohrievač TÚV.
Trendy a budúcnosť v vykurovaní
Sektor vykurovania, vetrania a klimatizácie (HVAC) prechádza dynamickým vývojom. Predaj tepelných čerpadiel kolíše najmä v závislosti od cien energií, predovšetkým pomeru elektriny a plynu, ale výrazný vplyv majú aj dotačné programy. Rastúci počet fotovoltických inštalácií prirodzene otvára otázku efektívneho využitia vyrobenej elektriny. Úložiská pomáhajú riešiť problém, kam s nespotrebovanou elektrinou.
Moderné mestá, ktoré spotrebujú viac ako dve tretiny svetovej energie, zohrávajú kľúčovú úlohu pri riešení klimatickej krízy. Značná časť spotreby energie v mestách je použitá na vykurovanie a chladenie, čo znamená, že zlepšenie energetickej účinnosti je prvoradé. Rekuperácia priemyselného odpadového tepla pomocou výmenníkov tepla a jej využívanie na centralizované vykurovanie sú v celosvetovom meradle jedným z najefektívnejších spôsobov zlepšenia energetickej účinnosti.
Trendom v krajinách EÚ je centralizované vykurovanie, a to mnohokrát aj pri rodinných domoch. Centralizované zásobovanie teplom (CZT) je v EÚ považované za najekologickejší, najefektívnejší a cenovo najprijateľnejší spôsob zásobovania teplom. Dôkazom je aj smernica Európskeho parlamentu a Rady o energetickej efektívnosti z 25. 10. Na Slovensku je trend zatiaľ opačný, ľudia ešte stále investujú do samostatného kúrenia.
tags: #centralne #vykurovanie #definicia