Vykurovacie telesá pre ústredné vykurovanie: Komplexný prehľad

Vykurovacie telesá sú kľúčovými zariadeniami určenými na ohrev a rozptyl tepla v interiéri s cieľom zabezpečiť komfortnú teplotu a vykurovanie miestnosti. Predstavujú neoddeliteľnú súčasť ústredného vykurovania, ktoré je bežné v rodinných domoch a bytoch, prípadne tam, kde sa kombinuje vykurovanie s prípravou teplej úžitkovej vody.

Princípy ústredného vykurovania

Základná funkcia teplovodnej vykurovacej sústavy je doprava tepla zo zdroja do vykurovacích telies. Systém ústredného kúrenia pozostáva z niekoľkých častí, ktoré plnia rôzne funkcie. Všetko to začína kotlom pre ústredné kúrenie, kde vzniká energia. Vzniknuté teplo potom putuje potrubným rozvodom k vykurovacím telesám, ktoré teplo uvoľňujú do interiéru.

Systém ústredného kúrenia funguje tak, že najskôr sa ohreje vykurovacie médium, zvyčajne voda, v bojleri. Množstvo tepla dodávané do jednotlivých miestností, a tým výsledná teplota miestnosti, je riadené regulačným systémom vykurovania, ktorý v závislosti od skutočných teplotných podmienok v interiéri spína kotol alebo len obehové čerpadlo. Vyššiu účinnosť vykurovania dosahujeme pomocou regulačných prvkov, ako sú termostaty a časové spínače.

Obeh vody v systéme

Prirodzený obeh vody

Princíp ústredného vykurovania s prirodzeným obehom vody je v tom, že teplá ohriata voda vystupuje z kotla smerom nahor do expanznej nádoby, odkiaľ prechádza do jednotlivých vykurovacích telies, obyčajne radiátorov, kde odovzdá teplo, ochladí sa a smeruje opäť do kotla, kde sa znova ohrieva. Výhodou prirodzeného obehu je nezávislosť od dodávky elektrickej energie.

Nútený obeh vody

Princíp ústredného vykurovania s núteným obehom vody zabezpečuje obehové čerpadlo, ktoré cirkuluje vodu v sústave. Nútený obeh vody je efektívny pri rozsiahlejších budovách alebo vtedy, keď je kotol na rovnakej úrovni ako vykurovacie telesá. Výhodou núteného obehu je to, že vykurovacie telesá možno umiestniť na úroveň zdroja tepla alebo pod ňu. Nútený obeh poskytuje aj niekoľko možností regulácie a rýchle zakúrenie. Nevýhodou núteného obehu je, že prevádzka závisí od dodávky elektrickej energie a sústava je z prevádzkového hľadiska nákladnejšia.

Typy teplonosného média a teplotné spády

Podľa teploty teplonosného média poznáme tieto druhy ústredného vykurovania:

• Teplovodné vykurovanie: Vykurovacia sústava s teplotným spádom 90/70 °C (vstupná/výstupná teplota média) a s klasickými vykurovacími telesami (radiátory).
• Nízkoteplotné vykurovanie: Vykurovacia sústava s teplotným spádom 45/30 °C a s nízkoteplotnými sálavými podlahovými plochami, respektíve teplotným spádom 60/40 °C a stenovými sálavými plochami.
• Parné vykurovanie: Para sa rozvádza potrubím, odovzdáva svoje vyparené teplo, skvapalnený kondenzát ide späť do kotla a opäť sa ohrieva.
• Diaľkový rozvod tepla: Horúca tlaková voda sa používa hlavne na prenášanie tepla pri diaľkovom rozvode.

Typy vykurovacích telies a spôsoby šírenia tepla

Spôsob šírenia tepla ovplyvňuje spotrebu energie i tepelnú pohodu v miestnosti.

Konvekčné vykurovanie

Konvekčné vykurovanie je princíp, pri ktorom sa teplo prenáša v kvapalinách, parách, plynoch a vo vzduchu pri ich pohybe. Typickým predstaviteľom konvekčného vykurovania sú klasické vykurovacie telesá.

Radiátory

Radiátory sú najbežnejším typom vykurovacích telies. Sú vyrobené z kovu (napríklad z liatiny alebo hliníka) a majú hranatý tvar s množstvom rebier alebo plôch na zvýšenie povrchu a efektívneho vyžarovania tepla. Z vykurovacieho telesa sa teplo odovzdáva prúdením, pričom ohrieva vzduch, ktorý odovzdáva teplo okolitým konštrukciám.

• Umiestnenie: Vykurovacie telesá by mali byť umiestnené v miestach s najväčšími tepelnými stratami pri obvodovej stene (napríklad pod oknami). Ich výkon sa stanovuje výpočtom tepelných strát.
• Ploché radiátory: Plochá vykurovacia telesá (radiátory bez rebier) majú vyšší podiel sálavého tepla, z hľadiska tepelnej pohody stačí nižšia teplota v miestnosti a ľahko sa udržiavajú čisté.
• Výhody: Nižšie investičné náklady, bezhlučná prevádzka, pomerne jednoduchá montáž a rýchlejší nábeh systému. Pri panelových a rúrových telesách patrí k výhodám menšie vírenie prachu.
• Nevýhody: Potreba vysokej teploty vykurovacieho telesa a teplonosného média (energetická náročnosť zdroja tepla), nízky podiel sálavých plôch a s tým súvisiaca nízka teplota stien. Prúdenie vzduchu spôsobuje prúdenie prachu a pri parných sústavách hrozí možnosť úrazu popálením.

Pre jemnú reguláciu radiátorov možno použiť aj regulačné ventily na prípojke k telesu.

Konvektory

Konvektory sú zariadenia, ktoré vykurovajú vzduch cirkuláciou. Vnútri konvektora je tepelný výmenník, ktorý ohrieva vzduch, ktorý potom stúpa nahor a vytvára prúd teplého vzduchu v miestnosti.

Teplovzdušné vykurovanie

Medzi konvekčné vykurovacie systémy patrí aj teplovzdušné kúrenie, pri ktorom sa do vykurovaného priestoru vháňa teplý vzduch. Tento spôsob sa používa najmä v budovách s veľkým podielom zasklených plôch, aby sa zabránilo ich roseniu. Systém je veľmi dobre regulovateľný, avšak menej vhodný do trvale vykurovaných priestorov s veľkou tepelnou zotrvačnosťou. Kúrenie pomocou teplovzdušných ventilátorov je prenosné zariadenie, ktoré ohrieva vzduch a cirkuluje ho po miestnosti, často sa využíva ako doplnkové alebo lokálne vykurovanie.

Sálavé vykurovanie

Fyzikálne odlišný princíp odovzdávania tepla má sálavé vykurovanie. Teplo sa odovzdáva elektromagnetickým vlnením - najskôr sa ohrejú stavebné konštrukcie a následne od nich okolitý vzduch. Už v minulosti sa tento systém úspešne využíval pri prevádzke kachľových pecí.

Podlahové vykurovanie

Podlahové vykurovanie je systém vykurovania, kde sa teplo dodáva cez tepelný výmenník umiestnený v podlahe. Pri podlahovom vykurovaní teplo sála nad podlahou a šíri sa rovnomerne po celej miestnosti. Teplý vzduch je ľahší a väčšinou sa drží vysoko, blízko stropu. Teplo sa tak rozdelí vhodnejšie ako pri vykurovaní radiátormi, vytvorí sa prirodzená cirkulácia vzduchu po miestnosti. Teplota pri podlahovom kúrení je o niekoľko stupňov nižšia, čo umožňuje úsporu.

Infrapanelové vykurovanie

Infrapanelové vykurovanie je moderný spôsob vykurovania, pri ktorom sa využíva infračervené žiarenie na ohrev povrchov. Infračervený ohrievač zohrieva hlavne okolité predmety a steny, ktoré potom zase vyžarujú teplo dlhší čas.

Veľkoplošné sálavé systémy

V súčasnosti je najrozšírenejším spôsobom sálavého vykurovania v rodinných aj bytových domoch veľkoplošné sálavé vykurovanie, ktoré charakterizuje umiestnenie vykurovacej plochy do stavebných konštrukcií - do podlahy, stropu alebo steny. Ich povrchová teplota nesmie byť vysoká. Toto kritérium v plnej miere spĺňajú nízkoteplotné sústavy, ktoré súčasne pôsobia architektonicky čisto. Vykurovacou látkou môže byť teplá voda, vzduch alebo elektrický odporový drôt.

• Výhody: Zabezpečenie rovnomerného teplotného stavu v miestnosti, čo znamená, že vo všetkých miestach sú rovnaké podmienky tepelnej pohody. K ďalším kladom patria nižšie náklady na výrobu tepla (nižšia teplota teplonosného média), nízke náklady na prevádzku a údržbu, prostredie neškodné pre zdravie a vhodné aj pre alergikov a celistvosť interiérového zariadenia, ktoré nenarušujú vykurovacie telesá.
• Nevýhody: Jednou z mála nevýhod sú vyššie investičné náklady.

Systémy veľkoplošného sálavého vykurovania sú vhodné najmä v spojení s kondenzačnými kotlami a na využívanie energie získanej z nízkopotenciálnych energetických zdrojov (napríklad solárna energia, energia geotermálnej vody, respektíve teplo prostredia a odpadové teplo - tepelné čerpadlá).

Infračervené žiariče

Aj keď sú infračervené žiariče lokálnym vykurovacím telesom, patria do skupiny sálavého vykurovania. Žiarič vysiela infračervené lúče, tepelné vlny prenášajú tepelnú energiu bezprostredne bez transportných strát na všetky pevné telesá v oblasti sálania (steny a murivo, predmety v miestnosti). Nezohrieva sa teda vzduch a na dosiahnutie optimálnej vnútornej teploty dochádza pomocou povrchovej teploty materiálov a zariadení.

Zdroje tepla a palivá pre ústredné vykurovanie

Kotol ako súčasť systému ústredného kúrenia slúži na ohrev vykurovacieho média toho-ktorého systému. Vytvára tepelnú energiu na vykurovanie, ktorá je hnacím motorom centrálneho systému. Voda v kotle sa ohrieva použitím vhodného paliva. Ústredné vykurovanie je systém, pri ktorom jeden zdroj tepla - väčšinou kotol - zásobuje teplom celý dom.

Druhy palív

Ako palivo možno použiť vykurovací olej, zemný plyn, elektrinu, drevo, biomasu a podobne. Ako vykurovacie médium možno použiť aj vzduch, v takom prípade ide o teplovzdušné ústredné kúrenie.

• Vykurovací olej: Napriek vysokým cenám môžu byť kotly na vykurovací olej v určitých prípadoch výbornou voľbou na vykurovanie, napríklad pri rekonštrukcii vykurovacieho systému v dome, ktorý ročne spotrebuje viac ako 4000 litrov oleja. Nafta preteká rúrkami z nádrže cez plavákový regulátor do horáka, kde sa odparuje a plyny zmiešané so vzduchom horia.
• Drevná biomasa: Kotly na drevnú biomasu pokročili a stali sa konkurencieschopnými s inými vykurovacími systémami. Zdá sa, že najpríjemnejší pocit tepla poskytujú moderné kotly spaľujúce drevo, drevnú štiepku alebo pelety. Obľúbenosť kotlov na biomasu rastie spolu s environmentálnym povedomím. Ak vymeníte starší kotol na drevo za moderný splyňovací kotol, spotrebujete takmer o tretinu menej palivového dreva. Kachle na drevo v sebe spájajú funkcie vykurovania a prípravy jedál a sú známe už po stáročia. Vykurovanie pieckou na drevo je cenovo dostupné.
• Zemný plyn: Prechodom na zemný plyn a investíciou do niektorej z moderných technológií vykurovania môžete výrazne znížiť náklady na vykurovanie, zvýšiť komfort a zlepšiť kvalitu vzduchu. Treba sa poinformovať, či na kvalitné kotly na ústredné kúrenie existuje možnosť získať zľavu pri ich kúpe.

Expanzná nádoba

Expanzná nádoba je doplnkom ku kotlu a zabraňuje nadmernému zvýšeniu tlaku vody v kotle, prípadne jej vyparovaniu.

Požiadavky na kotolne a uskladnenie paliva

Kotol ako vykurovacie teleso s uzavretou spaľovacou komorou vyžaduje prívod vzduchu pre spaľovanie a odvod spalín do vonkajšieho priestoru. Pre kotolne platia špecifické pravidlá, napríklad múry a strop musia byť nehorľavé, dvere z nehorľavého materiálu. Svetlá výška kotolne je minimálne 35 cm s ochrannou clonou. Prívod vzduchu do kotolne je zabezpečený buď oknami, alebo otvorom s prierezom minimálne ako všetky komíny.

Elektrické vykurovacie systémy

Vykurovanie elektrinou ponúka všestranné riešenia a stáva sa čoraz aktuálnejším. Predstavuje užitočnú a sľubnú alternatívu k známym vykurovacím systémom, najmä ak elektrina pochádza z obnoviteľných zdrojov. Elektrická energia je potrebná pre každý vykurovací systém. Dôležité je však dobré plánovanie pre hospodárnu prevádzku.

Princíp fungovania

Na rozdiel od bežného vykurovacieho systému, v ktorom vykurovacia voda cirkuluje a prenáša teplo z miestnosti do miestnosti, je vykurovanie elektrinou oveľa jednoduchšie. Často stačí len pripojenie k elektrickej sieti a v závislosti od typu vykurovania aj bežná zásuvka. Kľúčovú úlohu pri fungovaní elektrického vykurovania zohráva vykurovací odpor, kde sa elektrická energia mení na teplo. V každom type elektrického vykurovania sa nachádza elektrický vodič, ktorý je napájaný prostredníctvom pripojenia k zdroju energie.

Typy elektrických ohrievačov podľa vyžarovania tepla

Rôzne verzie a modely elektrických ohrievačov sa líšia spôsobom vyžarovania tepla do miestnosti. Teplo sa vyžaruje vo forme sálania alebo konvekcie.

• Sálavé elektrické systémy: Systémy plošného vykurovania, ako sú nástenné alebo podlahové vykurovacie systémy, zvyčajne pracujú na princípe sálania. Vyžarujú teplo rovnakým spôsobom ako slnko. To znamená, že tepelná energia sa pohybuje v miestnosti bez použitia prenosového média a prevažne ohrieva všetky predmety v tejto miestnosti. Takto sa zohrieva aj ľudská pokožka. Väčšina ľudí považuje sálavé teplo za mimoriadne príjemné.
• Konvekčné elektrické systémy: Naproti tomu konvekcia, podobne ako pri rýchlovarnom ohrievači, vyžaduje prenosové médium - vzduch.

Priame a časovo oneskorené elektrické vykurovanie

Pri vykurovaní elektrickou energiou je možné rozlišovať medzi priamym a časovo oneskoreným vykurovaním miestností.

• Priame ohrievače: Príkladom priamych elektrických ohrievačov sú rýchle ohrievače, infračervené ohrievače, sálavé ohrievače a nástenné konvektory. Tieto ohrievače sa zapínajú a vytvárajú teplo okamžite. Priame ohrievače môžu pracovať konvekciou alebo sálaním.
• Elektrické akumulačné vykurovacie telesá: Tieto telesá vyhrievajú miestnosť s časovým oneskorením, aj keď už nie sú pripojené k zdroju energie. Sú vybavené akumulačným médiom, napríklad prírodným kameňom. Zvyčajne majú aj ventilátor na vykurovanie konvekciou. Takéto kachle na nočný elektrický prúd prijímajú teplo (elektrický prúd) v priebehu noci, kedy je určitý nadbytok prúdu. Cez deň sa teplo uvoľňuje otvorením klapiek a prieduchov kachlí.

Špecifické elektrické telesá

Do kategórie elektrických vykurovacích telies patria aj elektrické kúpeľňové radiátory. Tie sú užitočné najmä vtedy, ak je ústredné vykurovanie v lete vypnuté, ale v kúpeľni je potrebné zvýšiť teplotu. Môže to byť najmä ráno alebo počas chladnejších letných dní. V kúpeľni je optimálna teplota, ktorá poskytuje tepelný komfort, 24 stupňov C. Vo veľkých kúpeľniach sa odporúča inštalovať dva radiátory - výhodne jeden dekoratívny, ktorý bude dekoratívnym prvkom, a druhý "rebríkový", na funkčné použitie a sušenie uterákov. Okrem toho môžu byť klasické kúpeľňové radiátory vybavené aj prídavnou vykurovacou patrónou (alebo vykurovacou tyčou), ktorá je veľmi užitočným doplnkom, najmä mimo vykurovacej sezóny, na udržiavanie primeranej tepelnej pohody. Vykurovacie patróny alebo vykurovacie tyče môžu zabezpečiť aj zálohu v tepelných zásobníkoch, čím sa predíde potrebe prestavovať celý systém.

Ďalšie možnosti elektrického vykurovania

Okrem uvedených elektrických ohrievačov existuje ešte jeden spôsob vykurovania pomocou elektriny - pomocou tepelného čerpadla. Okrem vykurovania priestorov sa elektrina môže používať aj na ohrev vody. Elektrické ohrievače vody sú k dispozícii na rôzne účely, napríklad na decentralizované zásobovanie teplou vodou. Vo vnútri ohrievača je vykurovacia hadica, ktorou prúdi horúca voda, ktorá ohrieva úžitkovú vodu.

Hospodárnosť elektrického vykurovania

Nájsť elektrický vykurovací systém, ktorý vám najviac vyhovuje, nie je jednoduchá úloha. Ako pri všetkých riešeniach vykurovania je kľúčom k hospodárnej prevádzke elektrického vykurovacieho systému dobré plánovanie. Napríklad rýchly ohrievač nemusí byť vždy najlepším elektrickým ohrievačom, ak sa používa v miestnosti, kde je potrebné teplo na dlhší čas. V tomto prípade môže byť lepšou voľbou infračervený ohrievač, pretože zohrieva hlavne okolité predmety a steny, ktoré potom zase vyžarujú teplo dlhší čas. Pri hľadaní rýchleho a lacného riešenia pre zriedkavo používanú toaletu pre hostí však vstupujú do hry rôzne požiadavky.

Na otázku, či je možné vykurovať domácnosť úsporne pomocou elektriny, neexistuje všeobecná odpoveď. V konečnom dôsledku veľmi závisí od toho, ako a kde sa elektrické vykurovanie používa. Ak sa napríklad používa ako prechodné vykurovanie v zriedkavo využívanej miestnosti, je určite lacnejšie ako vykurovanie tej istej miestnosti existujúcim vykurovacím systémom. Úsporne sa dá použiť aj vo veľmi dobre izolovanej dome s nízkou potrebou tepla. Tu treba zohľadniť prevádzkové aj obstarávacie náklady. Tie sú zvyčajne nízke. Investičný prah je nízky, najmä v prípade malých elektrických ohrievačov.

Rozhodujúcim faktorom v otázke nákladov je prevádzka a s ňou spojená spotreba energie. Náklady na elektrickú energiu sú totiž oveľa vyššie ako náklady, ktoré vznikajú pri tradičnejších zdrojoch energie. Spotrebu elektrického ohrievača možno rýchlo určiť z jeho menovitého výkonu. Napríklad spotrebič s menovitým výkonom 1000 wattov spotrebuje 1 kilowatt za hodinu. Ak je výkon 2000 wattov, spotreba je zodpovedajúco 2 kilowatty za hodinu. Na výpočet nákladov na elektrickú energiu v eurách musíme poznať náklady na kilowatthodinu (kWh), ako aj menovitý výkon a čas prevádzky. Príklad výpočtu: Infračervený ohrievač s menovitým výkonom 2000 wattov, čo zodpovedá 2 kWh, je v prevádzke 3 hodiny denne. Nakúpená elektrická energia stojí 25 centov za kilowatthodinu. Všetky elektrické ohrievače premieňajú takmer 100 % elektrickej energie na tepelnú energiu. Vysoká účinnosť síce zabezpečuje nízke náklady na vykurovanie, ale o tom, či sa dosiahnu skutočné úspory, rozhoduje spôsob používania jednotlivých spotrebičov.

Výber optimálneho vykurovacieho systému

K voľbe vykurovacieho systému treba pristupovať individuálne. Správny výber limituje veľké množstvo podmienok z vonkajšieho aj vnútorného prostredia a charakter prevádzkovania zariadení vytvárajúcich kvalitnú mikroklímu. Na túto voľbu však neexistuje nijaká šablóna, každý objekt je jedinečný a zďaleka neplatí, že čo je výhodné pre jeden objekt bude platiť aj pre iný. Nech si však vyberiete akýkoľvek vykurovací systém, vždy dbajte na to, aby bol navrhnutý a prispôsobený presne pre váš dom.

Kľúčové faktory ovplyvňujúce výber

Výber optimálnej vykurovacej sústavy ovplyvňujú podmienky, ktoré môžeme zhrnúť do 3 základných skupín:

• Stavebné požiadavky: Spájajú sa s tvarom, umiestnením a vlastnosťami použitých materiálov posudzovaného objektu (architektonicko-urbanistické a dispozičné riešenie stavby, tepelno-technické vlastnosti stavebných konštrukcií a vonkajšie klimatické podmienky).
• Požiadavky na vykurovací systém: Dostupná palivová základňa, využitie vykurovacích priestorov, požiadavky na tepelnú pohodu.
• Prevádzkové požiadavky: Požiadavky na prevádzku, údržbu a komfort, estetické a iné požiadavky.

Pred porovnaním je potrebné mať dostatočné množstvo informácií o samotnom objekte, o jeho stavebnom, dispozičnom a prevádzkovom riešení, o materiálovej báze hlavných stavebných konštrukcií a umiestnení vykurovaného domu či bytu. Na základe týchto informácií sa určí energetická bilancia - potrebný príkon vykurovacích sústav podľa výpočtu tepelných strát - a uskutoční sa technicko-ekonomické vyhodnotenie navrhovaných alternatív na základe ročnej spotreby energie a paliva, ročných nákladov na palivo, predpokladaných investičných nákladov a návratnosti investícií. V tomto smere vám najlepšie poradia odborníci na vykurovanie alebo poradenské energetické centrum.

Praktické aspekty výberu a údržby

Pri výbere vykurovacieho telesa je dôležité presne zmerať miesto, kde bude radiátor namontovaný, skontrolovať možnosť pripojenia, zvoliť výkon radiátora s ohľadom na veľkosť a izoláciu miestnosti. Výkon je hlavným kritériom pre výber správneho vykurovacieho telesa. Vykurovacie teleso by sa malo pravidelne čistiť od usadeného prachu mäkkou vlhkou handričkou, čo je obzvlášť dôležité pre alergikov.

Kombinované vykurovanie a alternatívne zdroje

Optimálne vyvážené vnútorné prostredie vytvára z energetického, ekonomického a environmentálneho hľadiska kombinované vykurovanie, ktoré sa vytvára na základe výhod jednotlivých vykurovacích systémov. Preto sú energeticky úsporné.

Alternatívnym zdrojom vykurovania v medziobdobí sú aj kozuby rôznych typov, napríklad teplovodný kozub s rozvodom teplej vody vo vykurovacích telesách a výrobou ohriatej vody. Kozuby do vášho domova vnesú čaro a sú cenovo dostupné. Tradičné pece spájajú funkcie vykurovania a prípravy jedál.

tags: #vykurovacie #telesa #pre #ustredne #vykurovanie