Kotly predstavujú dôležitú súčasť vykurovacích systémov a pre ich efektívnu a spoľahlivú prevádzku sú nevyhnutné kvalitné čerpadlá. Tento článok sa zameriava na rôzne typy čerpadiel používaných v kotloch a ich aplikácie, s cieľom poskytnúť komplexný prehľad pre širokú škálu čitateľov, od laikov až po odborníkov.
Úvod do čerpadiel pre kotly
Každé tepelné čerpadlo i kotol potrebuje pre správnu funkčnosť okrem samotných technických častí (potrubie s teplonosným médiom, výparník, kompresor, kondenzátor…) dva základné „priestory“. Práve podľa druhu a funkčného usporiadania ochladzovaného a otepľovaného priestoru sa tepelné čerpadlá delia na základné typy. Samotných kombinácií zdrojov tepla a otepľovaných priestorov je, samozrejme mnoho. Výber vhodného typu tepelného čerpadla však záleží na viacerých faktoroch (dostupnosť zdroja tepla, prevádzkyschopnosť, investičné a prevádzkové náklady atď.).
Typy tepelných čerpadiel
Rastúce náklady na fosílne palivá a rastúce environmentálne povedomie vedú k neustálemu zvyšovaniu dopytu po obnoviteľných formách energie. Ako z uvedených typov tepelných čerpadiel vyplýva, v dnešnej dobe poznáme veľké množstvo aplikácií, na ktoré vieme určitý typ tepelného čerpadla použiť.
Tepelné čerpadlo zem/voda
Tepelné čerpadlo zem/voda využíva ako vysoko objemový zdroj tepla pôdu. Bežne sa v technickej praxi využívajú dva ekvivalenty.
- Plošné usporiadanie: Pri plošnom usporiadaní sú na veľkej ploche (rádovo stovky m2) relatívne v malej hĺbke umiestnené trubice s teplonosným médiom. Médium odoberá teplo z veľkej plochy pôdy a následne ho, po zvýšení teplotnej úrovne, v kondenzátore odovzdáva vode, ktorá môže byť použitá na účely vykurovania, alebo ako teplá úžitková voda. Výhodou tohto usporiadania je relatívne jednoduchá inštalácia a nízke investičné náklady. Najväčšou nevýhodou je potreba veľkej plochy.
- Usporiadanie s vrtom: Ako zdroj tepla sa v tomto usporiadaní využíva pôda v relatívne väčších hĺbkach (cca 100 m). Následné využitie tepla na strane vody je podobné ako v prípade plošného usporiadania. Hlavnou výhodou sú malé nároky na zastavanú plochu, keďže samotné vrty majú obvykle priemery rádovo v desiatkach cm. K aplikácii tohto typu je potrebné vhodné podložie, aby mohol byť vrt realizovaný.
Tepelné čerpadlo voda/voda
Ako zdroj tepla sa v tomto prípade využíva veľký objem vody (podzemná voda). Tento typ tepelného čerpadla využíva podzemnú vodu. Opäť je nutné realizovať vrty. Čerpadlo typu voda voda je pomerne náročné na údržbu, s čím súvisia zvýšené prevádzkové náklady.
Prečítajte si tiež: BMW E36 316i: Výmena vodného čerpadla
Tepelné čerpadlo vzduch/voda
Ako zdroj tepla sa v tomto prípade využíva okolitý vzduch. Z hľadiska jednoduchosti inštalácie, dostupnosti zdroja a investičných nákladov sa done javia ako najvýhodnejšie. S čím však pri jeho aplikácii treba rátať, je nestálosť zdroja (na rozdiel od pôdy alebo vody, kde je teplota po celý rok viac-menej rovnaká).
Tepelné čerpadlá využívajúce odpadné teplo
Osobitým typom tepelných čerpadiel je usporiadanie využívajúce ako zdroj tepla tzv. odpadné teplo. Pod pojmom odpadné teplo rozumieme teplo, vznikajúce ako vedľajší produkt napr. v priemyselných aplikáciách, ďalej teplo v kanalizačných priestoroch alebo teplo z klimatizačných zariadení a pod. Za účelom zvýšiť energetickú efektívnosť budov je toto teplo ďalej využívané, napr. práve za pomoci tepelných čerpadiel. Dané riešenie je však vhodné len pre aplikácie, kde vzniká dostatočné množstvo odpadného tepla a využíva sa hlavne na vykurovanie napr.
Kotly na tuhé palivo
Kotol na drevo je dobrou alternatívou k vykurovaniu olejom alebo plynom. Popri environmentálnych aspektoch existujú aj ekonomické dôvody, prečo sa spoliehať na drevo. Drevo ako pôvodné palivo je veľmi úsporné a nepodlieha extrémnym cenovým výkyvom. Používanie kotla na drevo podporuje aj miestny priemysel. Kotly na tuhé palivo sú vysoko účinné a úsporné z hľadiska spotreby paliva. Vďaka širokému rozsahu menovitých výkonov sú vhodné pre obytné budovy, ako aj pre obecné úrady a komerčné objekty. Ktorý z mnohých dostupných typov kotlov na drevo je najlepší, závisí od oblasti použitia, ako aj od konkrétnych požiadaviek. V zásade sa typy kotlov líšia podľa spôsobu fungovania, zloženia a paliva.
Typy kotlov na tuhé palivo
- Kotly na polená: Kotly na polená sú určené na spaľovanie polien dlhých až jeden meter. Vďaka technológii splyňovania spaľujú drevo takmer úplne, čo vedie k účinnosti viac ako 90 %. Kotly na polená spravidla neumožňujú plne automatickú prevádzku. Polená sa musia dopĺňať ručne. Ale vďaka integračnému prístupu so starostlivo zvolenou spaľovacou technikou majú kotly na polená Viessmann veľmi dlhé intervaly dopĺňania. Alternatívne je možné kotly na polená prevádzkovať s drevnými briketami.
- Kotly na pelety: Kotly na pelety spaľujú strojovo lisované, štandardizované pelety. Tie sa skladujú mimo kotla a do spaľovacej komory sa dostávajú prostredníctvom prívodného systému. Štandardizovaná veľkosť peliet a zásobovací systém spoločne umožňujú plne automatickú prevádzku kotla na pelety, čím majiteľom systémov poskytujú mimoriadne vysoký komfort obsluhy a nízku spotrebu paliva. Pelety majú vysoký energetický obsah a sú relatívne lacné, vďaka čomu sú veľmi atraktívne na použitie v nových aj existujúcich budovách. Vďaka vysokému energetickému obsahu paliva a inovatívnej vykurovacej technike dosahujú kotly na pelety Viessmann účinnosť viac ako 95 percent.
- Kotly na štiepku: Štiepka je mechanicky rozdrvený kus dreva s kôrou alebo bez nej. Sú lacné, ale ich energetický obsah nie je stály a je nižší ako u peliet. Aj tie sa skladujú mimo kotla a podľa potreby sa do kotla dopravujú prostredníctvom pripojeného zásobovacieho systému. Kotly na pevné palivo na štiepku môžu v závislosti od svojho výkonového rozsahu zásobovať aj väčší počet odberateľov tepla. Pri správnej kvalite paliva dosahujú kotly na drevnú štiepku Viessmann účinnosť viac ako 90 percent.
- Kombinované kotly: Kombinovaný kotol je ďalším vývojom kotla na drevnú štiepku. Od peliet a polien až po hobliny a štiepku: Kombinované kotly Viessmann môžu spaľovať drevné palivá s vlhkosťou do 50 %. Ich vysoká účinnosť je založená na osvedčenej spaľovacej technike, trojprúdovom výmenníku tepla, modulovanej regulácii výkonu a riadenom prívode primárneho a sekundárneho vzduchu. V praxi sa často používajú pelety a drevná štiepka, ak má prevádzka zostať plne automatická. Niektoré modely môžu byť poháňané aj polenami, drevenými briketami a štiepkou. Navyše prispejete k ochrane klímy, pretože vykurovanie drevom je neutrálne z hľadiska emisií CO₂.
Kritériá výberu kotla a čerpadla
Systémy vykurovania drevom sa vyrábajú v rôznych technológiách a systémoch. Jedným z najdôležitejších kritérií výberu je množstvo potrebného tepla. To závisí od faktorov, ako je typ konštrukcie budovy, použité radiátory a požadovaná úroveň pohodlia a teploty v miestnosti zo strany používateľov. Vo všeobecnosti platí, že staré budovy majú vyššiu potrebu tepla ako nové budovy. Potrebný vykurovací výkon možno určiť pomocou výpočtu tepelnej záťaže. Dodávateľ vypočíta potrebný výkon na vykurovanie budovy na stanovený teplotný rozsah, pričom zohľadní straty prenosom a vetraním. Výsledky tohto výpočtu sú východiskom pre plánovanie nového vykurovacieho systému na drevo. Požadovaná veľkosť kotla závisí aj od toho, či sa nový vykurovací systém na drevo bude používať ako jediný generátor tepla (mono režim) alebo len ako podpora existujúceho vykurovacieho systému (duálny režim).
Faktory ovplyvňujúce výber paliva
- Polená: Polená sú najstaršou formou paliva z dreva. Aby sa polená ako vykurovacie palivo dlhodobo využívali hospodárne, musia byť dostupné za primeranú cenu a musia sa správne skladovať. To platí najmä v lesnatých regiónoch alebo tam, kde je k dispozícii lacná ponuka drevného paliva. Dôležité je aj správne skladovanie, pretože horiace polená uvoľňujú svoju plnú energiu len vtedy, ak majú nízky obsah zvyškovej vlhkosti. Výkonné kotly na drevo sú vhodné na modernizáciu, pretože staršie budovy majú často väčšiu potrebu tepla.
- Pelety: Na rozdiel od vykurovania polenami sú vykurovacie systémy na pelety schopné pracovať úplne automaticky, čím poskytujú veľmi vysoký komfort obsluhy. Palivo pozostáva zo štandardizovaných peliet z lisovaného dreva, ktoré sa pomocou zásobovacieho systému dopravujú zo skladu priamo do kotla. To, či si majitelia domov a rekonštruenti nájdu vhodný systém vykurovania drevom, závisí od dvoch faktorov: priestoru na skladovanie a prepravu peliet a nákladov na kúpu. Tieto náklady sa dajú zmierniť dotáciami [platia miestne podmienky]. Ak je priestor obmedzený, vykurovacie systémy na pelety možno prevádzkovať aj so zásobníkom na pelety. To však vylučuje plne automatickú prevádzku, pretože zásobník sa musí pravidelne dopĺňať ručne.
Ekonomické aspekty
Presné informácie o čase amortizácie a výške nákladov sa vzhľadom na množstvo ovplyvňujúcich faktorov dajú len ťažko poskytnúť. Pri dnešných cenách energií a pri zohľadnení celkových investičných nákladov je vykurovací systém na drevo cenovo výhodnou alternatívou. Vďaka inovatívnej technike Viessmann je teraz vykurovanie drevom efektívne a pohodlné. Kotly na tuhé palivo sú cenovo výhodnou alternatívou klasických plynových a olejových vykurovacích systémov pre miestne úrady a komerčných užívateľov. Je to vďaka ich výnimočnej účinnosti a nízkej spotrebe paliva. Ponúkajú tiež potenciálne výhody vzhľadom na neistý vývoj cien fosílnych druhov palív. Palivá, ako sú polená, drevná štiepka a pelety, nepodliehajú takým veľkým cenovým výkyvom ako plyn a olej a na rozdiel od fosílnych druhov palív neustále rastú. Okrem toho moderné dopravné zariadenie čiastočne umožňuje automatickú alebo poloautomatickú prevádzku.
Prečítajte si tiež: Bezpečnosť a obehové čerpadlá
Prečítajte si tiež: Efektívne vykurovanie a ohrev vody