preskočiť na hlavný obsah

Tepelná pohoda v rodinnom dome

/up/images/featured/images/0tepelnapohoda.jpg

Návrh najvhodnejšieho spôsobu vykurovania rodinného domu závisí od viacerých faktorov. Vychádzame z energetickej potreby konkrétneho objektu, ale aj z dostupnosti plánovaného zdroja tepla. Rozhodujúca je tiež akceptovateľnosť výšky obstarávacích nákladov na vykurovacie zariadenia a z toho vyplývajúca výška prevádzkových nákladov.

Hoci pri klasických vykurovacích sústavách sa nepýtame na návratnosť počiatočnej investície, pri špeciálnych zariadeniach na úsporu energií sa zaoberáme aj touto hodnotou.

Pri správnom návrhu je teda veľmi dôležitým kritériom úspornosť prevádzky, ďalej spoľahlivosť zariadenia a šetrnosť voči životnému prostrediu. Užívateľský komfort zasa znamená nenáročnosť a jednoduchosť pri obsluhe zariadení. Rozhodujúcim je však výber vykurovacej sústavy v závislosti od druhu paliva či zdroja energie.

Môžu to byť fosílne palivá, ale aj solárna energia či teplo získané z okolitého prostredia. Treba zohľadňovať nielen súčasnú situáciu, ale aj predpokladaný vývoj na trhu energií, plány v plynofikácii príslušnej lokality, či možnosť vykurovania elektrickou energiou. Rozhodujeme sa medzi viacerými druhmi zdrojov tepla, vykurovacími telesami, ako aj spôsobmi šírenia tepla do priestorov. Do úvahy ďalej berieme potrebu tepla, ktorá závisí od toho, do akého domu ideme vykurovanie navrhovať, či ide o energeticky náročný objekt, novostavbu, energeticky úsporný alebo nízkoenergetický dom či pasívny alebo tzv. nulový dom.

Palivo

Pod pojmom palivo chápeme prírodnú minerálnu látku, ktorá sa pri spaľovaní zlučuje s kyslíkom obsiahnutým vo vzduchu a uvoľňuje tepelnú energiu, ako aj vedľajšie produkty (škodliviny). Veľmi dôležitým parametrom paliva je jeho výhrevnosť (teplo, ktoré sa uvoľní pri dokonalom spálení 1 kg materiálu).

Medzi tuhé palivá zaraďujeme predovšetkým uhlie. Ťaží sa ako hnedé alebo čierne, alebo sa z neho vyrába koks (odplynením čierneho mastného uhlia v uzavretých peciach) či brikety (vyrábajú sa z drobného odpadu pri ťažbe uhlia s prísadou spáliteľnej látky ako napr. dechtu alebo asfaltu).

Zemný plyn je prírodné plynné palivo, ktoré sa vyskytuje spolu s ropou (ale aj bez nej). Vykurovanie plynom vychádza z možnosti pripojenia sa na plynofikovanú sieť. Plynové vykurovanie systémom LPG sa používa vtedy, ak by napojenie na sieť nebolo ekonomické. Ide o kvapalný plyn, ktorý sa dá skladovať v zásobníkoch. Zásobník by mal byť v dostatočnej vzdialenosti od vykurovacieho telesa.

Propán je plyn, ktorý pri zvýšení tlaku alebo znížení teploty skvapalňuje. Je horľavý, bez farby a pachu (zapácha pri výrobe), ťažší ako vzduch. Nie je jedovatý a má pomerne vysokú výhrevnosť, takže stačia malé dimenzie rozvodných potrubí.

Ľahký vykurovací olej ako palivo má negatívny dopad na životné prostredie, ak sa dostáva von v nespálenom stave. U nás sa vyrába extra ľahký vykurovací olej (s obsahom síry do 0,1 %), ktorý je už zaradený medzi ekologické palivá, pretože spĺňa požiadavky zákona o ovzduší. Zaťaženie exhalátmi pri jeho spaľovaní je zrovnateľné so zaťažením pri zemnom plyne a propáne.

Elektrická energia patrí medzi ušľachtilé zdroje, pretože pri jej premene na teplo nevznikajú žiadne spaliny. Hlavnou nevýhodou elektrického vykurovania je príliš vysoká cena energie.

Ekologické zdroje

Fosílne palivá sú vyčerpateľnými zdrojmi energie a ich celosvetové zásoby neustále ubúdajú. Navyše, ich spaľovanie zvyčajne znamená záťaž pre životné prostredie. Vzhľadom na snahu správať sa voči našej planéte zodpovedne, čoraz viac sa preferuje použitie obnoviteľných zdrojov energie, ako sú drevo, slnečná energia a odpadové teplo.

Kusové drevo je u nás, najmä na vidieku, najdostupnejším palivom. Kotly na kusové drevo sa však nedajú automatizovať, musí sa do nich ručne prikladať, čiže ich prevádzka nie je najpohodlnejšia.

Biomasa je hmota organického pôvodu z prírodných a poľnohospodárskych produktov v podobe palivového dreva. Modernejšou formou sú pelety a brikety, ktoré umožňujú automatické dávkovanie. Energetická štiepka predstavuje palivo, z ktorého možno získať prakticky najlacnejšie teplo. Kotly, ktoré ponúkajú výrobcovia, sa dajú plne automatizovať, potrebujeme však priestor s dobrým prúdením vzduchu na dosušovanie štiepky.

Energiu zo Slnka môžeme využiť na vykurovanie prostredníctvom slnečných kolektorov alebo tepelných čerpadiel. Slnečný kolektor dokáže premeniť na teplo až 75 % zachytenej slnečnej energie. Medzi základné prednosti solárneho ohrevu môžeme zaradiť získanie ekologicky čistej energie zdarma, návratnosť investície pri neustálom zvyšovaní cien energií, dlhú životnosť zariadenia (min. 20 rokov) a možnosť automatickej prevádzky pri vysokej kvalite materiálov a technológií.

Tepelné čerpadlá využívajú slnečné teplo akumulované v pôde prostredníctvom plošných kolektorov alebo zemných sond (zvislých vrtov), ďalej teplo zo spodnej vody – studne, alebo teplo získavajú z vonkajšieho vzduchu. Čerpadlá pracujú pomocou malého množstva pohonnej energie (najčastejšie elektrický prúd).

Sústavy podľa umiestnenia zdroja

Miestne vykurovanie. Zdroj tepla je umiestnený priamo vo vykurovanej miestnosti. V literatúre sa tento spôsob označuje aj ako lokálne vykurovanie. Pri miestnom vykurovaní možno použiť všetky druhy paliva - tuhé palivo (drevo, uhlie i biomasu), kvapalné (ropu, mazut, naftu) aj plynné (zemný plyn, svietiplyn), alebo sa vykuruje elektrickou energiou. Výhodou miestneho vykurovania sú nízke straty tepla, dobrá tepelná účinnosť a možnosť individuálnej regulácie teploty v miestnosti. Nevýhodou je napríklad namáhavá obsluha či nehygienická prevádzka.

Základné vykurovacie telesá na miestne vykurovanie pri tuhom palive sú murované a kovové kachle, pre plynové palivo sálavé a konvekčné kachle a z elektrických zariadení sú to hlavne sálavé, článkové, akumulačné či infračervené vykurovacie telesá

Kozub predstavuje lokálne vykurovacie zariadenie s ohniskom. Otvorený typ poskytuje bezprostredný kontakt s horiacim ohňom, čo je veľmi príjemné, ale je dosť často aj problémom z hľadiska spaľovania a hlavne účinnosti využitia paliva (15 – 21 %). Okrem otvorených kozubov sa používajú aj kozubové vložky, ktorých účinnosť môže dosiahnuť až 70 či 80 %. Kozub veľmi často označujeme ako zdroj pohody a používame ho na temperovanie na začiatku alebo konci vykurovacej sezóny alebo ako náhradný zdroj vykurovania.

Kachle patria medzi najtradičnejšie spôsoby miestneho vykurovania. Pracujú na princípe sálavého šírenia tepla, teda nedochádza k zvýšenému víreniu vzduchu. Dobre akumulujú teplo. Ako palivo sa najčastejšie používa drevná hmota.

Ústredné vykurovanie. Teplo sa vyrába centrálne (napr. v kotle umiestnenom v kotolni) a odovzdáva sa teplonosnej látke (voda, para, vzduch), ktorá ho ďalej distribuuje na miesta vykurovania. Tam ho odovzdá a  vracia sa späť. Každá sústava ústredného vykurovania pozostáva zo zdroja tepla, potrubia na distribúciu teplonosnej látky a zo zariadenia, ktoré teplo odovzdáva okolitému prostrediu. Výhodou ústredného vykurovania je sústredená produkcia tepla, dokonalejšie spaľovanie palív (čistejšie ovzdušie), možnosť vykurovania aj vedľajších miestností, spoločná príprava teplej úžitkovej vody, atď. Nevýhodou sú vyššie obstarávacie náklady ako aj tepelné straty pri dlhých rozvodoch.

Najčastejšie sa používa teplovodné vykurovanie, pri ktorom je teplonosnou látkou voda. Voda umožňuje prenášať aj veľké množstvo tepla. Tepelné straty pri doprave potrubím sú relatívne malé aj v prípade veľkých vzdialeností. Teplá voda sa zo zdroja tepla dostáva cirkuláciou do vykurovacieho telesa v miestnosti, z ktorého sa ochladená vracia späť do kotla. Prúdenie vyvoláva rozdiel merných hmotností vody ochladenej v spotrebičoch a horúcej vody v kotle.

Ak je obeh vody (cirkulácia) samočinný – gravitačný, hovoríme o teplovodnej vykurovacej sústave s prirodzeným obehom. Jej výhody sú najmä v tom, že systém je stabilný, nehlučný a nie je potrebné čerpadlo. Sústava má však aj svoje nevýhody, ako napríklad veľkú zotrvačnosť, pomalý rozbeh, potrebu veľkých dimenzií potrubia, možnosť zamrznutia, ako aj predimenzovanie zdroja tepla.

Systémy s núteným obehom majú menšie rozmery potrubí, potrebujú menšie množstvo vody a aj spotreba paliva je menšia.. Sústava má rýchly nábeh. Jej nevýhodou sú vyššie prevádzkové náklady (čerpadlá), možnosť rozladenia a malá zotrvačnosť. Pri teplovodných sústavách počítame najčastejšie s teplotným spádom 90/70 °C. Prvé číslo je teplota rozvádzanej a druhé spätnej vody.

Voľba druhu teplovodnej vykurovacej sústavy závisí aj od teploty pracovnej látky. Pri teplote 92 až 70 °C sa najčastejšie volia klasické konvekčné sústavy s článkovými, doskovými alebo rúrovými vykurovacími telesami či veľkoplošné stropné sálavé sústavy alebo zavesené sálavé panely. Pri teplote 70 až 60 °C sú to klasické sústavy so zväčšenou plochou vykurovacích telies ako aj stropné a stenové sústavy. Pri teplote 60 – 40 °C sa navrhujú stenové a podlahové systémy a pri 40 až 30 °C iba podlahové, tzv. nízkoteplotné vykurovanie. Úprava teplonosnej látky na nižší teplotný spád sa uskutočňuje v zmiešavacej armatúre alebo vo výmenníku tepla a jej obeh zabezpečuje obehové čerpadlo.

Sálavé vykurovacie sústavy

Pre sálavé vykurovanie sa najčastejšie využívajú veľkoplošné sústavy. Teplonosnou látkou býva voda, pričom odovzdávanie tepla prebieha podľa fyzikálnych zákonov sálania (radiáciou teplo prechádza z telesa na teleso, aj keď priestor medzi telesami nie je vyplnený hmotou). Treba si uvedomiť, že šírenie tepla pri sálavom vykurovaní prebieha inak ako pri konvekčnom. Ochladzovaný vzduch pri vonkajších stenách klesá a zohriaty od podlahy stúpa v strede miestnosti. V kategórii teplovodného vykurovania má sálavé vykurovanie najväčšiu tepelnú zotrvačnosť.

V porovnaní s bežným teplotným spádom teplonosnej látky 90/70 °C pri konvekčných sústavách používa sa pri sústavách sálavého vykurovania teplotný spád 55/45 oC alebo 50/40 °C. Môžeme povedať, že menší teplotný spád je výhodnejší nielen z tepelno-technického hľadiska, ale aj z fyziologického hľadiska. Teplota povrchu stropu a stien by nemala prekročiť 35 až 40 °C a podlahy 26 °C. Tieto sústavy sa prevažne navrhujú s núteným obehom (čerpadlo je najčastejšie zapojené do spätného potrubia), a to z dôvodu, že rozvádzaná voda má pomerne nízku teplotu a gravitačná sila by nestačila na prekonanie odporov.

Medzi výhody sálavého vykurovania môžeme zaradiť napríklad ušetrenie priestoru použitím zabudovaných vykurovacích hadov, rovnomernejšie rozdelenie teploty vzduchu v miestnosti s ohľadom na ľudí a menší pohyb vzduchu v priestore. Teplota podlahy je vyššia ako teplota vzduchu, čo vyvoláva príjemný pocit najmä v sprchách a kúpeľniach; okrem toho je tu možnosť ochladzovania miestností v letnom období studničnou vodou alebo aj vodou z vodovodnej siete, odpadajú dodatočné práce (vykurovanie sa buduje súčasne so stavbou) a spotreba materiálu je tiež menšia.

Medzi nevýhody sálavého vykurovania patrí problematická oprava pri poruchách, pretože zvyčajne musí byť deštrukčná, a teda veľmi nákladná, značná tepelná zotrvačnosť sústavy a vyššie vstupné náklady. Okrem toho tento systém vykurovania spôsobuje vysychanie zariadenia v miestnostiach, najmä dreveného nábytku a izbových kvetín.

Teplovzdušné systémy

Teplonosnou látkou je vzduch a hlavným znakom sústavy je, že vo vykurovaných miestnostiach nie sú nijaké vykurovacie telesá, ale rôzne murované alebo plechové rozvodné a spätné kanály. Teplovzdušné vykurovanie je vhodné na vykurovanie priestorov s častými vykurovacími prestávkami, kde sa vyžaduje krátka zakurovacia doba a kde sú veľké tepelné výkyvy. Často je spojené so súčasným vetraním miestností a v letnej prevádzke aj s chladením. Teplonosnou látkou môže byť vzduch z miestnosti alebo čerstvý vzduch z atmosféry.

Poznáme tri druhy teplovzdušného vykurovania: recirkulačné (vzduch odoberaný z miestnosti), výmenné (čerstvý vzduch) a zmiešané.

Ďalšou možnosťou je použitie odpadového tepla prostredníctvom vetracích zariadení so spätným získavaním tepla (rekuperácia).

Systémy s využitím elektrickej energie

Elektrická energia na vykurovanie sa môže navrhnúť ako hlavný zdroj tepla alebo v kombinácii s inými druhmi. Sústavy napojené na elektrinu majú veľkú prednosť predovšetkým v ekologickosti prevádzky, vysokej účinnosti, bezpečnosti, možnosti dobrej regulácie, spoľahlivosti a v presnosti merania.

Vykurovanie môže byť ústredné alebo individuálne, ďalej akumulačné, priame i zmiešané. Akumulačné poznáme s akumuláciou tepla vo vode alebo v pevných materiáloch (napríklad v blokoch magnezitu alebo mramoru). Používajú sa aj akumulačné kachle s ventilátorom či regulačnou klapkou alebo bez nej. Akumulačné pece majú akumulačné jadro z magnezitových tehál, ktoré je nabíjané nočným prúdom. Jadro po nabití uvoľňuje teplo sálaním, ale v prípade potreby aj prúdením teplého vzduchu z vnútra pomocou ventilátora, ktorý je súčasťou akumulačnej pece. Nevýhodou týchto zariadení sú pomerne veľké rozmery, čo má za následok zníženie úžitkovej pôdorysnej plochy, pričom treba zachovať bezpečnostnú vzdialenosť od pece.

Na vykurovanie rodinných domov sa s úspechom používajú odporové akumulačné vykurovacie káble zabudované v podlahe. Elektrické vykurovacie rohože alebo káble môžu fungovať ako samostatný vykurovací systém. Sú vhodné do novostavieb alebo pri kompletnej rekonštrukcii podlahy. Môžeme nimi vykurovať, ale aj iba temperovať.

Rozoznávame tri druhy rohoží: rohož, ktorá sa ukladá na podkladový betón (na tepelnú izoláciu rozvinieme rohož, studené vývody zapojíme do pripraveného elektrického rozvodu), ďalej rohož, ktorú môžeme ukladať priamo na existujúcu podlahu (betón, PVC, dlažbu), pretože montážna výška rohože je len 3 mm. Rohož zakryjeme lepiacou maltou a po 24 hodinách sa do lepidla môže ukladať nová podlaha. Tretí spôsob je uloženie rohože priamo na hotovú podlahu pod laminátovú plávajúcu podlahu.

Pri použití vykurovacích káblov sa hrúbka podlahy zvyšuje o 3 až 5 cm betónovou mazaninou. Môžeme ich inštalovať v rôznych vzdialenostiach, čím dosiahneme rôzne výkony (rohože túto výhodu neposkytujú).

Medzi priame systémy zaraďujeme vykurovanie elektrickým kotlom s teplovodným systémom a s vykurovacími telesami v podlahách alebo kombinované systémy.

Netradičné vykurovanie

Mramorové vykurovacie dosky sú plošné vykurovacie telesá (obchodný názov Magnum), ktoré sa zapájajú na elektrickú sieť s menovitým napätím 220 V. Veľmi ľahko sa montujú a môžu sa uložiť vodorovne aj kolmo. Majú dekoračný vzhľad a dlhú životnosť. Poskytujú príjemné sálavé teplo, pričom teplota povrchu nesmie byť taká, aby spôsobila popálenie. Umiestňujú sa na vnútorné konštrukcie, aby sa tak využila akumulačná schopnosť stien. Približne 5 – 7 hodín denne potrebujú prijímať energiu. Zapájajú sa cez termostat a môžeme ich aj regulovať, napríklad cez izbový termostat v zásuvke, termostat (fixná prípojka) alebo prostredníctvom spínacích hodín.

Solárne diódové okno je vynález, ktorého autorom je Dr. Heinz Kunert (jemu patrí aj patent vykurovaných okien v autách). V zime nastavujeme okno na tzv. zimnú stranu skla, okenná tabuľa absorbuje slnečnú energiu, tá ohrieva sklo až na 40 °C a toto teplo prepúšťa do miestnosti (ak je systém správne vyregulovaný, kotol sa vypne a šetrí sa energia). V lete otočíme okennú tabuľu o 180° a získame opačný efekt – 50 % energie sa odráža späť a my šetríme na klimatizácii alebo prevádzke ventilátorov. Okná sú tvrdené, takže bezpečnostné a zároveň pohlcujú hluk.

Infračervený vykurovací systém je v podstate obdoba slnečného žiarenia bez škodlivých UV lúčov a bez viditeľného svetla Je to vlastne teplovlnné vykurovanie, pri ktorom vznikajú tepelné vlny elektrickou energiou. Prostredníctvom vodivých nekovových materiálov sa okamžite vyžaruje teplo (úspora elektrickej energie), ktoré sa rozdeľuje do priestoru a ohrieva pevné predmety vrátane človeka. Vykurovacie panely sú ploché a nehlučné. Máme pri nich pocit tepla ako pri kachliach, pričom nespôsobujú žiaden úbytok kyslíka, nemení sa vlhkosť v miestnosti. Tieto telesá mávajú zaujímavý design (napr. zrkadlo).

Dekoračné vykurovacie panely sa vyrábajú z prírodných dekoračných žúl alebo mramorov. Môžu byť napojené na akékoľvek kúrenie (drevom, uhlím, plynom, elektrickou alebo solárnou energiou). Majú hladký povrch (vysoká hygiena) a zaberajú pomerne malý priestor, pretože panely majú hrúbku približne 8 cm. Sú vhodné aj pre alergikov (sálavé vykurovanie). Naakumulované teplo sála približne 120 min. po vypnutí kúrenia.

Takmer každý vykurovací systém sa skladá zo zdroja tepla, potrubného či iného rozvodu, ktorý má zabezpečiť prepravu teplonosnej látky (najčastejšie sa používajú plastové, oceľové, medené alebo iné rúry), ďalej armatúr (kohúty, ventily, termostatické hlavice ...), prístrojov na reguláciu a vykurovacích telies. Všetky tieto zložky musia byť optimálne navrhnuté tak, aby sústava dlhodobo fungovala bez akýchkoľvek problémov. Dnes sa často používajú kombinované systémy vykurovania, ktoré z energetického, ekonomického a environmentálneho hľadiska zabezpečujú optimálne vyvážené vnútorné prostredie. Vytvárajú sa na základe výhod jednotlivých druhov vykurovacích systémov.

(mez)
Snímky: archív redakcie

zdroj: Stavajte a bývajte s nami

Páčil sa vám článok?

áno: 198     nie: 152

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

 

Odporúč známemu


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Ochrana údajov –  Podmienky poskytnutia služby