Úprava a manažment vody vo vykurovacích systémoch

Často sa vyskytujúcim problémom vo vykurovacích systémoch je, že radiátory nie sú správne vyhrievané alebo teplo je nerovnomerne rozvádzané do rôznych miestností v dome. V dôsledku toho môže byť v kuchyni zima a v kúpeľni horúco. Tento stav signalizuje, že vykurovací systém nie je optimálne nastavený. Riešenie týchto problémov spočíva v správnom manažmente a úprave vody, vrátane procesov ako je hydraulické vyváženie a riešenie kvality vody. Podstatu dobre fungujúceho vykurovacieho a chladiaceho systému vo vašej domácnosti alebo budove nemožno preceňovať, je srdcom pohodlného životného a pracovného prostredia. Mnoho ľudí si však neuvedomuje kľúčovú úlohu úpravy vody v takýchto systémoch.

Hydraulické vyváženie vykurovacieho systému

Problémy s nerovnomerným rozdelením tepla môže vyriešiť proces nazývaný hydraulické vyváženie. Mal by ho vykonať inštalatér vykurovania. Hydraulické vyváženie sa musí vykonať po inštalácii vykurovacieho systému, či už v novostavbe alebo v rámci projektu modernizácie. Tento proces zabezpečuje, aby bolo v každom radiátore vždy správne množstvo vykurovacej vody. Vďaka tomu sa teplo v budove rozdeľuje oveľa rovnomernejšie, čím sa nielen zvýši úroveň komfortu, ale zabezpečí sa aj oveľa efektívnejšie využitie spotrebovanej energie na vykurovanie a prípravu teplej vody. Hydraulické vyváženie vykurovacieho systému totiž zvyšuje energetickú účinnosť až o 15 percent, čo bolo dokázané nezávislými štúdiami.

Princíp a realizácia hydraulického vyváženia

Vo všeobecnosti platí, že voda vždy ide cestou najmenšieho odporu. V dôsledku toho sa do radiátorov v blízkosti zdroja tepla dodáva viac vykurovacej vody ako do tých, ktoré sú ďalej. Preto sa musí obmedziť množstvo vody, ktoré cez ne preteká. Hydraulické vyvažovanie je potrebné na to, aby sa do všetkých radiátorov v systéme dodalo presné množstvo tepla potrebné pre príslušnú miestnosť. Na dosiahnutie tohto cieľa sa musí vykurovací systém nastaviť podľa dopytu. Na tento účel je potrebné presne kalibrovať prietok vykurovacej vody potrubím vedúcim k jednotlivým radiátorom, rýchlosť čerpadla a nastavenie zdroja tepla tak, aby si navzájom vyhovovali. Tým sa zabezpečí, aby žiadna miestnosť nebola nedostatočne vykurovaná alebo prehriata a aby sa vykurovacia energia aplikovala efektívne.

Na vykonanie hydraulického vyváženia sa spravidla prizýva dodávateľ vášho vykurovania. Najskôr dodávateľ vypočíta potrebu tepla v jednotlivých miestnostiach. Na tento účel je potrebné určiť výkon nainštalovaných vykurovacích telies a skutočnú potrebu tepla obyvateľov. Okrem toho zhotoviteľ vypočíta optimálnu teplotu prietoku pre sústavu, ako aj potrebné množstvo vody pre každý radiátor. Na základe získaných údajov sa potom nastavia jednotlivé komponenty systému.

Zvyčajne sa rovnomerné rozloženie tepla zabezpečí predimenzovaným vykurovacím čerpadlom a vysokou teplotou prietoku. To však znamená aj nadmerný prísun vykurovacej vody. Výsledkom je zbytočne vysoká spotreba energie a nadmerné náklady na vykurovanie. Proces hydraulického vyváženia odhalí aj takéto problémy s dimenzovaním. Vyššiu účinnosť dosiahnete bez dodatočných inštalačných prác alebo materiálových nákladov jednoducho správnym nastavením vykurovacích okruhov a zdroja tepla, čo sa vám vráti už v prvom roku.

Na využitie výhod hydraulického vyvažovania ponúka Viessmann riešenie pre rodinné domy. S radiátorovými a podlahovými termostatmi ViCare je hydraulické vyvažovanie jednoduchšie a rýchlejšie ako predtým. Stačí nahradiť všetky bežné termostaty inteligentnými komponentmi ViCare a pripojiť ich k zdroju tepla prostredníctvom elektronickej platformy Viessmann alebo rozhrania Vitoconnect. Ovládanie je potom veľmi jednoduché prostredníctvom aplikácie ViCare.

Tlak vody vo vykurovacom systéme

Sú miestnosti vo vašom dome vykurované slabo alebo nerovnomerne? Na vine môže byť nízky tlak vykurovacej vody v systéme. Na začiatku je vykurovací zdroj - najčastejšie kotol či tepelné čerpadlo -, ktorý zohrieva vykurovaciu vodu. Voda prúdi cez vykurovacie potrubie k jednotlivým vykurovacím telesám. Môžu to byť radiátory, podlahové, stenové či stropné vykurovanie. Vykurovacia voda sa pri odovzdávaní tepla ochladzuje a tečie ako vratná voda späť do kotla/tepelného čerpadla. Aby vykurovali všetky vykurovacie telesá dostatočne a rovnomerne, musí sa teplo k nim prenášať z vykurovacieho zdroja dostatočne rýchlo. Navyše kotol či tepelné čerpadlo sú obvykle umiestnené v suteréne alebo na prízemí.

Potrebný tlak a rýchlosť prúdenia zabezpečí obehové čerpadlo. To môže byť vstavané v kotle/tepelnom čerpadle alebo samostatné. V oblasti vykurovania sa na vyjadrenie tlaku najčastejšie používajú jednotky bar alebo kilopascal (kPa). Jeden bar zodpovedá približne pretlaku vody v hĺbke 10 m. Pokus ukázal, že tlak vody stúpne každým výškovým metrom o cca 0,1 baru. Ak je výškový rozdiel medzi vykurovacím zdrojom a vykurovacím telesom 5 m, vo vykurovacom systéme potrebujete tlak vody 0,5 baru. Uvedené hodnoty sú len teoretické a minimálne. V praxi na tlak vplýva viacero faktorov, napríklad aj teplota vody - keď stúpa, tlak vody v radiátoroch i v kotle sa zvyšuje. Keď teplota klesá, klesá opäť aj tlak. Navyše tlak nie je v každej časti systému rovnaký.

Primeraný tlak vody potrebujete na to, aby čerpadlo dopravilo vykurovaciu vodu dostatočne rýchlo a v dostatočnom objeme aj k najvzdialenejším vykurovacím telesám. Pokles tlaku vody v plynovom kotle či v radiátoroch môže spôsobiť strata vody cez netesnosti či chybné komponenty ako membránová expanzná nádoba alebo poistný ventil. Následkom je znížený vykurovací výkon a niekedy aj neobvyklé zvuky. Optimálnu hodnotu tlaku by mal nastaviť odborník. Ak však chcete doplniť vodu svojpomocne, môžete na orientáciu použiť nainštalovaný manometer.

Aby sa vykurovacia voda dostala od zdroja tepla k vykurovacím telesám, obehové čerpadlo ju musí čerpať pod dostatočným tlakom. Neexistuje jedna univerzálna hodnota tlaku, záleží na usporiadaní vykurovacej sústavy, veľkosti budovy a ďalších parametroch. Presnú hodnotu tlaku teda musí určiť kúrenár/inštalatér.

Problémy spôsobené neupravenou vodou vo vykurovacích systémoch

Systémy vykurovania a chladenia sú cirkulačné systémy budov, pričom voda je ich životodarnou miazgou. Ich použitie je od jednoduchých domácich rozvodov až po zložité siete v komerčných budovách. Mnohí si neuvedomujú kľúčovú úlohu úpravy vody v takýchto systémoch. Voda, ktorá cirkuluje v systéme vykurovania či chladenia, obsahuje nemalé množstvo nečistôt. Ich prítomnosť spôsobuje rýchle opotrebenie jednotlivých súčastí tejto sústavy, akými sú obehové čerpadlá alebo regulačné ventily. V dôsledku dlhodobého vplyvu týchto nečistôt môže dôjsť až k nezvratnému poškodeniu, vyžadujúcemu nákladnú opravu či výmenu daného komponentu. Problémy, ako sú tieto, negatívne ovplyvňujú váš systém viacerými spôsobmi, vrátane spôsobenia poškodenia zariadenia, zníženia výkonu a zvýšenia spotreby energie.

Miniaturizácia komponentov v systémoch ústredného kúrenia prináša so sebou mnohé problémy, ktoré v minulosti, predovšetkým u starších kotlov a celkovo vykurovacích systémov, nebolo potrebné riešiť alebo sa nimi podrobnejšie zaoberať. Fungovanie systémov na báze vody ako vykurovacieho média bolo bezproblémové aj niekoľko desiatok rokov. Tieto časy sú však nenávratne preč a dnes je každý užívateľ vykurovacieho systému postavený pred realitu, v ktorej bez pravidelného servisu kotla a systému ako celku nie je možné prevádzkovať efektívne a bez zbytočných dodatočných nákladov vynaložených na riešenie častých porúch.

Dôležitou súčasťou správne fungujúceho vykurovacieho systému je preto úprava média (vody) spôsobom, ktorý zaručuje dlhodobo jeho správnu funkciu. Kvalita vody prúdiacej cez váš vykurovací a chladiaci systém má priamy vplyv na spotrebu energie, životnosť zariadenia a prevádzkovú efektivitu.

Parametre vody ovplyvňujúce vykurovacie systémy

• Tvrdosť vody: Tvoria ju predovšetkým horčík a vápnik, čiže minerálne látky, ktoré sa dostávajú do vody v prírode. Pri vykurovacích systémoch sa nežiadúce účinky prejavujú tak, že zvyšovaním tepla vzniká vodný kameň, ktorý znižuje efektivitu vykurovania.
• Vodivosť: Je priamoúmerná tvrdosti vody (napr. 3 °dH = cca 120 μS/cm). Vyjadruje približnú mieru koncentrácie iónov rozpustených látok vo vode, ktoré prídu s vodou do kontaktu v podloží a rozpustia sa v nej.
• Chloridy: Vysoký obsah chloridov v systémovej vode má taktiež za následok zvýšenie rizika vzniku korózie. Ióny chloridov a sulfátov zapríčiňujú nebezpečnú jamkovú a štrbinovú koróziu na pasívnych kovoch hliníka a ušľachtilej ocele.

Všetky uvedené faktory nepriaznivo vplývajú na komponenty systému ako celku a spôsobujú niekedy už vo veľmi krátkom časovom horizonte zníženie funkčnosti vykurovacieho, prípadne chladiaceho systému. Následkom môže byť jeho úplné kolabovanie. S takýmto scenárom sú potom spojené nemalé náklady na opravu a to hlavne v súvislosti so skutočnosťou, že neupravená voda v systéme môže spôsobiť stratu záruky na kotol prípadne tepelné čerpadlo.

Riešenia pre úpravu vody

Demineralizovaná voda

S pojmom demineralizovaná voda, prípadne demi voda, sa mnohí z vás už určite stretli. Pre vykurovacie systémy je vhodná upravená voda, a to predovšetkým z dôvodov správneho fungovania systému bez porúch a dodržania jeho efektívnosti. Demineralizovaná voda je voda, ktorá je filtráciou prostredníctvom iónomeničovej živice zbavená nežiadúcich látok, ktoré štandardne obsahuje prevažne obecná voda používaná pri napúšťaní systémov. Nimi sú predovšetkým minerály ako vodný kameň (spôsobený obsahom horčíka a vápnika), soli a chloridy, pH a vodivosť.

Pri tomto procese sa nevyužíva ohrev vody, ako je to pri získavaní destilovanej vody. Katióny a anióny vápnika, horčíka, železa, mangánu, sodíka sa úpravou cez živicu menia na katióny a anióny H₂O. Teda výsledkom je čistá voda s tvrdosťou 0 °dH, vodivosťou -0.001 µS/cm a pH 8,2 pri samoalkalizácii.

Úprava vody demi jednotkami môže byť použitá aj pri zdroji vody zo studne. Avšak skôr ako začneme studničnú vodu upravovať demineralizačnou živicou, musí tomuto kroku predchádzať dôslednejšia filtrácia voči iným látkam, ktoré sa v takomto zdroji nachádzajú. V opačnom prípade by sa demineralizačná živica veľmi rýchlo vyčerpala, prípadne jej účinok by sa výrazne znížil.

Jednorazové patróny a demi jednotky

Veľmi jednoduchým a praktickým riešením prevažne pre rodinné domy je jednorazová patróna, ktorej najčastejšie využitie je situované pre menšie a stredne veľké vykurovacie systémy. Jednoduchosť tohto riešenia spočíva v možnosti napojiť demi patrónu priamo na hadicu pre napúšťanie. Vstupnú vodu jednoducho napustíme do systému cez túto patrónu. Demineralizačná živica nachádzajúca sa vo vnútri upraví napustenú vodu pri jej vstupnej tvrdosti 10 °dH na 0 °dH. Pri takejto hodnote vstupnej tvrdosti dokážeme takto upraviť až 300 litrov vody. Zmena zafarbenia živice zároveň indikuje jej opotrebenie a je viditeľná voľným okom prostredníctvom plastového tela. Patróna tiež poskytuje možnosť prichytenia vertikálne alebo horizontálne na stenu objektu v blízkosti kotla.

Pre úpravu vykurovacej vody demineralizáciou vo väčších komerčných systémoch sú najvhodnejším riešením demineralizačné jednotky, tzv. demi jednotky. Ich výhodou je predovšetkým vyššia kapacita živice, ktorá niekoľkonásobne prevyšuje objem jednorazovej patróny. Práve pri takýchto objemných systémoch sa vyžaduje vyššia kapacita, prípadne potreba nepretržitej úpravy, kde je možné využiť statické jednotky, ktoré potom ostávajú ako súčasť celého systému. Pri inštalovaní s automatickou plniacou jednotkou prinášajú aj možnosť automatického doplňovania vody pri detekovaní zníženia tlaku v systéme. Demi jednotky sú však vybavené praktickým počítačom, ktorý užívateľa informuje o hodnote vodivosti výstupnej vody či už v manuálnom alebo automatickom režime. Taktiež poskytuje informáciu o vyčerpaní živice.

Magnetické filtre

Inovatívne riešenia, ako sú magnetické filtre, zjednodušujú manipuláciu s kvalitou vody. Magnetický filter funguje na základe veľmi silných permanentných magnetov, ktoré štiepia molekuly hydrogénu uhličitanu vápenatého. Vďaka tomu sa zabraňuje tvorbe kalcitu vo vnútri kotla. Toto magnetické zariadenie proti vápencu rozdeľuje molekuly hydrogénu uhličitanu vápenatého na množstvo malých častíc. Vďaka tomu nevznikajú žiadne častice uhličitanu vápenatého alebo kalcitu, ktoré sú zodpovedné za ukladanie vápenca a tvorenie vodného kameňa. Trvalým pôsobením magnetického poľa sa súčasne vytvára nový kryštál známy ako aragonit. Netreba sa ho však obávať, keďže je neškodný. Netvorí totiž usadeniny na kovových prvkoch a zo systému je tak následne odstránený vodou.

Napríklad magnetický filter Avansa 1/2" je menších rozmerov a jeho použitie je veľmi jednoduché. Do bočných otvorov stačí vložiť pribalené tesnenia a filter následne namontovať na prívodné potrubie do kotla. Magnetický filter Avansa 1/2" pre úpravu vody zabezpečuje dlhú životnosť a maximálnu účinnosť plynových kotlov, keďže ich chráni pred negatívnymi účinkami kalcitu. Jednoduchá inštalácia magnetického filtra, rýchla údržba a neustále čistenie tak ochránia váš vykurovací systém počas mnohých rokov. Pomáhajú pritom eliminovať i problémy súvisiace s poškodením obehových čerpadiel či meračov spotreby tepla, ako aj zanesenie a upchanie regulačných prvkov.

Výhody magnetických filtrov

Používanie magnetických filtrov prináša hneď niekoľko benefitov:

• Jeho neustálym pôsobením proti nežiaducim látkam predlžujete životnosť vášho kotla, ako aj celého vykurovacieho systému.
• Pri ich prevádzkovaní nie je potrebný žiadny externý zdroj.
• Malé rozmery filtra vám zároveň umožnia vykonať inštaláciu aj v obmedzenom inštalačnom priestore.
• Údržba magnetických filtrov je rýchla a jednoduchá a je možné vykonať ju hoc i v prevádzkovom režime vykurovacieho systému.
• Nemenej významným faktom je aj účinná separácia magnetických a nemagnetických nečistôt z obehovej sústavy.

Úlohou magnetických filtrov je separovať nečistoty. Tie prichádzajú do kontaktu s magnetickým filtrom, ktorý ich zachytáva a následne odseparuje. Súčasne je vďaka konštrukcii filtra zachovaný voľný prietok vykurovacej či chladiacej vody, a to aj v prípade zaneseného magnetického jadra.

Úprava vody pre diaľkové vykurovanie

Správnou úpravou vody zabránite korózii, usadeninám a prasklinám v potrubí vášho systému diaľkového vykurovania. Správna kvalita vody je nevyhnutná pri riadení aktív. Hlavným cieľom správnej úpravy vody je predĺžiť životnosť zariadenia.

Kľúčové aspekty úpravy vody v diaľkovom vykurovaní

• Odstránenie kyslíka: Kyslík je predpokladom procesu korózie. Odstránením kyslíka z vody ešte pred vstupom do siete diaľkového vykurovania sa eliminuje riziko korózie. Zníži sa aj potreba lapača kyslíka a v niektorých prípadoch ho možno úplne vynechať. Kyslík sa dá odstrániť membránovým odplyňovačom. Ide o nechemické riešenie, čím sa potreba lapača kyslíka zníži o viac ako 90% a v niektorých prípadoch ho možno úplne vynechať.
• Odsolenie napájacej vody: Soli zvyšujú vodivosť vody a tým pádom aj riziko elektrochemickej korózie. Soli zároveň poskytujú priaznivé prostredie na rast baktérií a mikrobiálnu koróziu. Odsolená napájacia voda tak odstráni príčiny procesu korózie. Odsolovanie reverznou osmózou dosahuje vysokú mieru zadržania solí až do 98%. Odsolená voda navyše uľahčuje detegovať vniknutie surovej vody, čím možno udržať bezpečnú dodávku.
• Úprava pH: Hodnota pH obehovej vody diaľkového vykurovania by mala byť 9,8 (± 0,2), pretože udržiava vnútornú magnetitovú vrstvu potrubia v diaľkovom vykurovaní, ktorá má antikorózne vlastnosti. Hodnotu pH upravuje dávkovanie hydroxidom sodným (NaOH). Používaním odsolenej vody možno znížiť spotrebu NaOH o viac než 90%.

Zmäkčovače sú už desiatky rokov bežnou súčasťou úpravy vody v diaľkovom vykurovaní. Po odstránení vápnika a horčíka však prítomnosť solí a kyslíka naďalej ovplyvňuje kvalitu vody. Vodivosť bude preto rovnaká aj po zmäkčovaní.

Redukovanie zvyškového magnetitu

V okruhu diaľkového vykurovania nevyhnutne dochádza k vniknutiu surovej vody, výskytu koróznych splodín a suspendovaného magnetitu, čím dochádza k znečisteniu a v najhoršom prípade k poruchám. Použitím vhodných technológií to však možno výrazne oddialiť. Odporúča sa prinajmenšom filtrácia častíc pomocou filtra so sáčkom a magnetickou vložkou. Magnetická vložka v časticovom filtri účinne zachytáva zvyškový magnetit z obehovej vody.

Dánska asociácia diaľkového vykurovania zverejnila svoje odporúčania na správnu úpravu vody s cieľom predĺžiť životnosť kľúčových prostriedkov, ako sú kotly, ventily, armatúry, inštalácie a podzemné potrubie.

Mobilná úpravňa vody EUROWATER poskytuje jednoduché riešenie v prípade dočasného problému s úpravou vody.

Ako riešiť existujúce problémy a zabezpečiť správne napúšťanie

Voda do vykurovacieho okruhu by sa mala zmäkčiť už pri jeho napúšťaní. Napustenie vykurovacieho okruhu zmäkčenou vodou môže zabezpečiť buď samotná kurenárska firma pomocou prenosného demineralizátora vody s meračom vodivosti, alebo prenosného zmäkčovača vody s manuálnou regeneráciou. Ideálne je, ak už pred napúšťaním vykurovacieho okruhu, je na hlavnom prívode vody do objektu nainštalovaný katexový zmäkčovač vody s automatickou regeneráciou. Takto sa napustí vykurovací okruh už zmäkčenou vodou. Ak vykurovací okruh obsahuje hliník a hliníkové zliatiny (niektoré moderné kondenzačné kotly), doporučujeme plniť systém demineralizovanou vodou pomocou prenosného demineralizátora vody s meračom vodivosti.

Ak bola do vykurovacieho okruhu napustená tvrdá voda, odporúča sa najprv do vykurovacieho okruhu jednorazovo doplniť Cetamín F300 alebo Cetamín F360 (podľa materiálu kotla/vykurovacieho systému), ktorý zabráni korózii a vyzrážavaniu vodného kameňa. Následne doporučujeme nainštalovať katexový zmäkčovač na hlavný prívod vody. Vtedy sa vykurovací okruh bude dopúšťať už len zmäkčenou vodou a už nebude potrebné znova dávkovať cetamíny. Pravidelná údržba nie je len praktická; je to ekonomicky rozumné. Zabraňuje nákladným poruchám a zachováva účinnosť. Investovanie do neustáleho vzdelávania a správnych produktov, ako sú zmäkčovacie a demineralizačné kazety série 580, je nielen hospodárnejšie z dlhodobého hľadiska, ale zabezpečuje aj spokojnosť zákazníka a spoľahlivosť systému.

tags: #zvacsenie #vody #vykurovanie