Aby sa teplo dostalo z kotolne do všetkých miestností, vykurovací systém potrebuje určitý systémový tlak. Ak je tento tlak príliš nízky, môže to negatívne ovplyvniť výkon vykurovania. Medzi možné dôsledky patria studené vykurovacie plochy a nepríjemné zvuky z vykurovacieho systému. Ak je systémový tlak príliš nízky, zdroj tepla nebude pracovať optimálne, čo bude mať za následok zbytočné náklady na vykurovanie.
Význam správneho tlaku vo vykurovacom systéme
Zdroj tepla je potrebný na vykurovanie miestností na príjemné teploty aj v hlbokej zime. Ten ohrieva vykurovaciu vodu na potrebnú prietokovú teplotu predtým, ako sa dopraví do miestností. Za dopravu vody zo zdroja tepla (zvyčajne na spodnom podlaží) do radiátorov (zvyčajne na horných podlažiach) zodpovedá čerpadlo vykurovania. Musí vytvoriť určitý tlak, aby vykurovacia voda mohla prekonať tento výškový rozdiel. Jednotka, ktorá sa na to používa, sa nazýva bar. Jeden bar sa približne rovná tlaku vzduchu na povrchu Zeme.
Vykurovací okruh je teoreticky uzavretý systém. V praxi sa však do vykurovacích potrubí rôznymi cestami dostáva vzduch a vznikajú bubliny. Vzduchové bubliny znižujú vykurovací výkon a spôsobujú aj nepríjemné zvuky. Aby sa to odstránilo, je potrebné z času na čas odvzdušniť radiátory. Pri tomto procese však vždy uniká určité množstvo vykurovacej vody, čo spôsobuje pokles tlaku v systéme. Preto sa musí vykurovací systém každú chvíľu dopĺňať vodou.
Výpočet optimálneho tlaku
To, aký vysoký musí byť tlak v systéme alebo na koľko barov musí byť vykurovací systém naplnený, je v každom jednotlivom prípade iné. Vzorec, ktorý je na to potrebný, je však pomerne jednoduchý: na určenie optimálneho tlaku v systéme je potrebné vynásobiť výškový rozdiel medzi zdrojom tepla a najvyšším radiátorom číslom 0,1.
Napríklad, ak je výškový rozdiel medzi zdrojom tepla a najvyšším radiátorom 10 metrov, minimálny systémový tlak by mal byť 1,0 bar (10 x 0,1).
Prečítajte si tiež: Úspora energie s termostatom
Dopĺňanie vykurovacej vody
Ak chcete doplniť vykurovaciu vodu a zvýšiť tak tlak v systéme, je najlepšie zavolať dodávateľa. Ak sa to totiž neurobí správne, môže dôjsť k poškodeniu vykurovacieho systému znečistenou vodou. Na druhej strane obchodný partner presne vie, na čo si treba dať pozor pri dopĺňaní vykurovacej vody.
Ak sa rozhodnete pre svojpomocné doplnenie, postupujte nasledovne:
- Vypnite obehové čerpadlo a úplne otvorte všetky termostatické ventily.
- Odvzdušnite všetky radiátory, začnite odspodu v prípade viacposchodových budov.
- Skontrolujte tlak vody - buď na používateľskom rozhraní vášho zdroja tepla, alebo na tlakomere. Tlakomer má zvyčajne označenie, ktoré farebne zvýrazňuje ideálny tlak v systéme.
- Naplňte príslušnú vodnú hadicu vodou, až kým nepreteká.
- Pripojte vykurovací systém k prípojke vody.
- Otvorte oba ventily a doplňujte vykurovaciu vodu, kým sa nedosiahne ideálny tlak v systéme.
- Keď používateľské rozhranie alebo tlakomer ukáže požadovanú hodnotu, uzavrite ventily a zavrite kohútik.
Dôležité: tlak v systéme by mal po naplnení zostať konštantný a nesmie byť nižší ako 1,3 bar. Ak tlak stále klesá, môže ísť o technickú poruchu.
Frekvencia dopĺňania vody
O tom, ako často je potrebné dopĺňať vodu do vykurovacieho systému, sa musí rozhodnúť pre každý systém osobitne. Okrem stavu samotného vykurovacieho systému zohrávajú úlohu aj ďalšie faktory, ako napríklad časté odvzdušňovanie alebo technické komponenty, napríklad expanzná nádoba.
Údržba vykurovacieho systému
Či už ide o doplnenie vykurovacej vody alebo kontrolu bezpečnostných zariadení - v mnohých prípadoch sa oplatí podpísať zmluvu o údržbe s miestnym dodávateľom. Odborník na vykurovanie sa potom bude v pravidelných intervaloch zastavovať, aby sa uistil, že váš systém bude naďalej správne fungovať.
Prečítajte si tiež: Vodovodné potrubie v záhrade
Solárne systémy ako alternatívny zdroj tepla
Záujem o solárnu energiu stúpa so stúpajúcou cenou palív na prípravu tepla a teplej úžitkovej vody (TÚV). Využívanie solárnych systémov ako zdrojov tepla je teda zaujímavé pre komunálnu sféru aj pre rodinné domy.
Návrh a dimenzovanie solárneho systému
Treba poznať alebo odhadnúť priemernú spotrebu teplej vody pre daný objekt. Ak je k dispozícii mapa odberu teplej vody, je dobré pozrieť sa na tieto čísla za nejaké obdobie, napr. dvoch týždňov. Najčastejšie je spotreba cez víkend vyššia ako cez týždeň a pri navrhovaní solárneho systému sa musí zohľadniť práve tá nižšia spotreba. Pokiaľ takúto vzorku k dispozícii nemáme, treba pracovať s údajmi za jeden rok a systém nadimenzovať asi na 80 % tejto spotreby.
Najvyššia účinnosť solárneho systému sa dosahuje vtedy, keď energiu získanú zo slnečného žiarenia vie celú premeniť na ohrev studenej vody. Pokiaľ sa teplá voda z bojlera nespotrebuje, solárny systém nemá čo ohrievať a nespĺňa svoj primárny účel.
Kombinácia viacerých zdrojov tepla
Každý spôsob prípravy tepla a teplej úžitkovej vody má svoje plusy aj obmedzenia. Vďaka pokroku, ktorý sa dosiahol v oblasti technológií využívajúcich obnoviteľné zdroje energie, ako aj ostatnej techniky určenej na výrobu tepla a teplej vody, je v súčasnosti veľmi výhodné kombinovať viaceré zdroje. Solárny systém možno najmä v prechodnom období využívať aj na podporu vykurovania.
Problémy a obmedzenia solárnych systémov
Častým problémom je zle nastavená/odhadnutá kapacita spotreby teplej vody pre daný objekt a podľa tejto úvahy navrhnutý celý solárny systém (veľkosť a počet panelov, veľkosť bojlera a pod.). Toto však nie je slabá stránka solárnych systémov, ale slabá stránka projektanta. Jednou slabou stránkou je veľmi obmedzená podpora zo strany štátu pri nasadzovaných solárnych systémoch. No a druhým skôr obmedzením širšieho nasadzovania ako slabou stránkou je počiatočná cena solárneho systému.
Prečítajte si tiež: Stacionárne plynové kotly a ich životnosť
Príklad realizácie solárneho systému
Ako príklad uvediem realizáciu na svojom vlastnom dome, kde som inštaloval tri solárne ploché panely s celkovou plochou 6 m2, pričom celková investícia bola vo výške šesťtisíc eur. Nadstavbou solárneho systému môžu byť akumulačné nádrže, ktoré sa dnes vyrábajú vrstvené. Do jedného zásobníka sa privádza ohrievaná voda z rôznych zdrojov - plynového kotla, solárneho systému, tepelného čerpadla alebo teplovodného kozuba. Voda ohriata na rôznu teplotu z týchto zdrojov sa potom využíva rôznymi spôsobmi - nízkoteplotná voda ide napr.
Dnes je bežná kombinácia tepelného čerpadla vzduch - vzduch a solárneho systému, keď tepelné čerpadlo umožňuje vykryť spotrebu tepla práve ráno a večer, keď solárny systém ešte nezohrieva vodu. Čo sa týka umiestnenia akumulačnej nádrže, mala by byť čo najbližšie pri solárnych paneloch, takže ak ju možno umiestniť pod strechu, na ktorej sú panely nainštalované; je to výhodné najmä z hľadiska zníženia strát tepla pri prekonávaní dlhších potrubných trás, keď je akumulačná nádrž umiestnená napr.
Ekonomický a environmentálny prínos solárnych systémov
Pri rodinných domoch sa návratnosť investície pohybuje cca na úrovni 18 rokov, pri väčších projektoch, ako je napr. komunálna sféra, to môže byť aj do 10 rokov. Pri doskových slnečných kolektoroch, ktoré majú životnosť približne tridsať rokov, sa návratnosť investície pohybuje cca v dvoch tretinách životnosti solárneho systému a potom sa dá povedať, že počas obdobia jednej tretiny životnosti solárneho systému jeho majiteľ môže počítať akoby z výrobou teplej vody „zadarmo“. No tieto náklady už sú v podstate zanedbateľné. Oveľa podstatnejšiu úlohu pri návratnosti investície hrá neustále zvyšovanie cien plynu, elektriny či tepla a vtedy sa celkový čas návratnosti investície do solárneho systému výrazne skracuje.
Z ekonomického hľadiska pri určovaní návratnosti funguje nepriama úmera. Čím väčšia realizácia solárneho systému, tým skoršia návratnosť. Pretože aj pri malých realizáciách sa musí nainštalovať bojler, čerpadlová skupina, riadiaca jednotka, takže aj celkový čas návratnosti je vzhľadom na veľkosť dosahovaných úspor dlhší.
Výber kolektorov a potrubných rozvodov
Hlavným kritériom je priemerná spotreba teplej vody za deň, na túto hranicu sa nastavuje objem tepla dodávaný solárnym systémom. Ďalej sa treba rozhodnúť medzi plochým a trubicovým kolektorom, s ktorým súvisí aj spôsob prevádzky a údržby. Pre rodinné domy sú vhodné trubicové kolektory, zatiaľ čo pre komunálnu sféru by som odporúčal skôr panelové, a to práve pre ich minimálnu nutnosť údržby.
Dôležitou súčasťou solárneho systému sú aj potrubné rozvody, ktoré zabezpečujú prenos ohriateho média zo solárneho panela do bojlera. Najčastejšie sa používajú tzv. predizolované potrubia. Tie sú v porovnaní s klasickými medenými rúrkami obalenými 1,5 - 2 cm izoláciou trikrát drahšie. Izolácia pri používaných potrubiach je viac ako 3 cm hrubá s pevným plastovým povrchom a s UV ochranou. Životnosť takýchto rozvodov je potom porovnateľná so životnosťou celého solárneho systému.
Vplyv polohy objektu a sklonu panelov
Poloha objektu zohráva tiež svoje miesto, avšak rozdiely, ktoré z hľadiska intenzity dopadajúceho slnečného žiarenia existujú medzi južným a severným Slovenskom, nie sú také veľké, aby sa využívanie solárnych systémov aj v severnejších oblastiach neoplatilo. Intenzitu slnečného svitu možno zistiť z mapy, ktorá bola na tento účel vydaná.
Napríklad aby sme optimálne využili účinnosť solárneho systému v nejakej lokalite Slovenska, je dobré vedieť, pod akým uhlom treba nastaviť sklon solárnych panelov. Pre lokalitu Banská Bystrica to vychádza napríklad na sklon 36°. Sklon panelov by sa mal nastavovať podľa pohybu Slnka nad horizontom pre danú lokalitu v prechodných obdobiach, t. j. na jar a jeseň. Nedá sa teda povedať, že by nasadenie solárneho systému v severných okresoch Slovenska bolo menej zaujímavé ako na juhu.
Solárne systémy v bytových domoch
V Banskej Bystrici realizovali nasadenie solárneho systému pre štyri bytové domy, od najmenších s 24 a 32 bytmi, kde sme nainštalovali solárne panely s celkovou plochou 18 m2. Aj v týchto prípadoch sa nastavoval systém podľa najmenšej spotreby. Potom sme robili aj väčšie bytové domy, pri ktorých dokázali solárne systémy v letnej špičke pokryť až 60 % potreby výroby teplej úžitkovej vody, čo je viac ako dobrý výsledok.
Povolenia a statické posudky
Či už ide o veľký bytový dom alebo rodinný dom, vlastník by mal mať stavebné povolenie na inštaláciu solárneho systému. To sa však v praxi nie vždy dodržiava. Odrazovým mostíkom je potom odhadovaná alebo známa priemerná spotreba TÚV za určité časové obdobie, z čoho môžeme určiť, aký objem teplej vody potrebujeme naakumulovať a počet solárnych panelov.
Pred ukladaním panelov na šikmú alebo aj plochú strechu potrebujem vyjadrenie statika, ktorý rozhodne o tom, či bude navrhovaný systém ukotvenia panelov pri danej streche najmä z hľadiska bezpečnosti vyhovujúci. Okrem samotnej elektroinštalačnej a kúrenárskej dokumentácie je teda vhodné zabezpečiť aj posudok statika.
Bezpečnostné opatrenia a údržba solárnych systémov
Môže sa stať, že v lete na obed vypadne elektrina a čerpadlo solárneho systému prestane cirkulovať médium, ktoré prechádza do bodu varu. So zvyšujúcou sa teplotou, ktorá môže dosiahnuť až 130 °C, sa zvýši tlak na úroveň až 6 barov. Vtedy musí zareagovať poistný ventil, ktorý zo systému vypustí do zbernej nádoby teplonosné médium. Po opätovnom nabehnutí dodávky elektrickej energie je poruchový stav signalizovaný na riadiacej jednotke systému.
Prehriatím teplonosného média na báze glykolu sa však znižuje jeho kvalita a tým aj účinnosť odovzdávania tepla. Pri prehriatí média sa z neho určité zložky vyparia, čím sa napríklad znižuje jeho odolnosť proti mrazu. Aj keby k tejto situácii nedošlo, odporúča sa výmena teplonosného média v intervale piatich rokov. Pri rodinných domoch ide orientačne o objem 20 - 30 litrov, pri väčších objektoch v rámci komunálnej sféry sú to rádovo stovky litrov.
V zime, pokiaľ sa solárne panely nenahrejú na určitú teplotu, napr. 10 - 15 °C, by teplonosné médium malo cirkulovať cez nejaký bajpas na skrátenom okruhu. Ak je totiž vonku -15 °C, teplonosné médium má teplotu cca -3 °C a pri jeho dopravení do bojlera špirála omrzne.
Pri realizáciách si dávajú veľký pozor na statický výpočet kotvenia solárneho systému na strechu a s tým súvisiacu odolnosť na vplyv vetra. V projektoch uprednostňujú kotvenie systému priamo na nosnú konštrukciu domu, príp. na priečky. Niektoré projekty sa zvyknú robiť bez kotvenia len s protizávažím, ale videl som už takéto projekty realizované s rúrkovými solárnymi panelmi, ktoré silný vietor dokázal prevrátiť.
Pokiaľ nie sú sklon strechy alebo orientácia domu vyhovujúce, možno solárne kolektory umiestniť aj na zem. Tu však treba dávať pozor na to, aby kolektory neboli tienené inými existujúcimi alebo plánovanými objektmi. Ďalšou vecou je vzdialenosť od objektu spotreby. V tomto prípade treba opäť zvážiť použitie predizolovaných, príp. iných kvalitných potrubí, aby sa nestalo, že aj v zime budeme mať na solárnom paneli teplotu média 50 °C, ale kým príde do bojlera, ochladí sa na 20 °C, čo je nežiaduce. Čo sa týka statiky, treba zvážiť odolnosť proti vetru. Myslieť treba aj na zimné obdobie s nádielkou snehu a už na začiatku inštalácie zdvihnúť panely napr.
Špeciálne testovanie nie je potrebné. Dôležitá je skúška na tesnosť systému. V praxi sa pri medených rozvodoch používajú lisované spoje s tlakovou odolnosťou do 10 barov. Systém sa natlakuje a ak po určitom čase tlak zostane na rovnakej úrovni, tesnosť systému je vyhovujúca. Pri zložitejších inštaláciách treba vykonať ešte hydraulické vyregulovanie celej sústavy. Treba zabezpečiť rovnaký prietok cez všetky panely tak, aby sa nestalo, že niektoré panely budú bez prietoku a iné budú zaparené. To sa v minulosti dosť opomínalo a robilo to problém. V súčasnosti to možno riešiť špeciálnymi armatúrami na hydraulické vyregulovanie solárnych systémov.
Priamo to závisí od slnečného žiarenia a objemu akumulácie. Solárne systémy slúžia prevažne na podporu prípravy teplej úžitkovej vody, prípadne na krytie strát tepla v bazénoch.
Údržba sa týka vlastne jednotlivých častí solárneho systému. Keďže bojler je tlaková nádoba, treba ju raz za určité obdobie, napr. 5 rokov, prečistiť. V tomto intervale treba vymeniť teplonosné médium, aby sme ju zachovali kvalitnú, nezretardovanú. Solárne panely, najmä doskové treba z času načas očistiť, aby neklesala účinnosť celého systému. Rúrkové panely treba tiež prečistiť, ale tie sa tak intenzívne nezanášajú. V zime treba sledovať vrstvu snehu a ľadu, aby sa solárne články, prípadne hliníková vaňa, ktorá články drží, neohýbali.
V komunálnej bytovej sfére a pri objektoch, ako sú hotely, relaxačné a zdravotnícke zariadenia, ktoré majú v mnohých prípadoch aj bazény, na to vidím veľký priestor.
Ďalšie tipy pre optimalizáciu vykurovacieho systému
- Umiestnenie čidla termostatu: Cidlo termostatu, ktorý spína obehové čerpadlo, by malo byť hneď za kotlom, resp. na telese kotla. Keďže cez čerpadlo je slabý prietok, počas toho keď čerpadlo nejde, tak sa tepla voda z kotla nevie dostať k meraciemu cidlu a tým pádom sa nevie spustiť čerpadlo.
- Samotiaž: Pokusne odstav čerpadlo od spínania termostatom, zavri ho a otvor ten ventil čo máš na obchvate čerpadla, aby trochu zafungovala samotiaž. Ona tá samotiaž nie je o tom, že je systém otvorený, ale o tom, že vyhrievané telesá sú umiestnené vyššie, ako samotný kotol (tepla voda stúpa nahor) .Podmienkou je dobre odvzdušnený systém. Ak sa to osvedčí, tak sa vykašli na čerpadlo a skús frčať takto. Máš vystarané, keby došlo k výpadku prúdu a mal by si plne naložený kotol. Jedna nevýhoda, resp. vlastnosť takéhoto systému je v tom, že radiátory nie sú rovnomerne horúce. Hore sú horúcejšie, ako v spodnej časti.
- Pootvorenie ventilu na obchvate: V každom prípade, by som aj počas zapojenia čerpadla do chodu ten ventil na obchvate pootvoril natoľko, aby to nedegradovalo cirkulačný účinok chodu čerpadla, ale aby sa voda v kotli mohla vymeniť aj keď čerpadlo nejde, keďže máš tak ďaleko cidlo spínania čerpadla.
- Regulácia radiátorov: Skús zavrieť všetky radiátory, okrem jedného. Takeho, čo je najbližšie ku kotlu a hreje. Keď na ňom dosiahneš pracovnú teplotu, otváraj po jednom ďalšie, až kým teplota nepoklesne pod komfort. Ak sa toto zatváranie radiátorov osvedčí, máš málo výkonný kotol na systém, prípadne na kombináciu systému a tejto zimy.
- Kombinovanie paliva: V tejto zime je dobre kombinovať palivo. v týchto zimách je inak ťažké takýmto malým kotlom ten objem vody vyhnať na 70 °C.
- JS trubka: Keď kúriš drevom, najlepšie horí drevoplyn. Takže odporúčam ti takéto vylepšenie. Do kotla treba postaviť tzv. JS trubku. Kovovú trubku, dlhú ako rošt kotla odzadu dopredu, s priemerom tak 8-10 cm rozrežeš po dĺžke, tak aby si vytvoril s jednej polovice akýsi tunel. Jeho konce musíš zavariť nejakým polkruhovým plocháčom, takže ti vznikne také akoby korytko vanička, resp tunel s uzavretými koncami. Na jednom konci tunela v jeho hornej časti urobíš otvor a kolmo nan privaríš 5/4 trubku vysokú odo roštu kotla po prikladacie dvierka mínus výška tunela. V polovici výšky tejto trubky urobíš do nej dierky po celom obvode a pár cm pod vrchom tiež . Priemer dierok 8mm. Tento prípravok vložíš do kotla tak, aby trubka išla popri zadnej stene kotla zdola nahor a tunel odpredu dozadu. Uvidíš, ako sa ti zlepšia pomery v kotli.
- Rozkurovanie: Preto je potrebné vychladnutý systém, kde sa dlho nekúrilo a teplota vody v systéme je veľmi nízka …10-20°C rozkurovať pomaly , najlepšie otvorením len najbližších radiátorov aby sa spiatočka vrátila čím skôr ohriata a postupne primiešavať ostatné stúpačky z rozvodu.
Výber čerpadla
Ak obehové čerpadlo vlastníte a meníte ho za nové, pozrite sa na štítok toho pôvodného a vyberte si nové s rovnakými parametrami. Pri novostavbe alebo pri zmene vykurovania by ste si mali vopred ujasniť, na čo budete obehové čerpadlo potrebovať (vykurovanie, klimatizácia, solárny systém, cirkulácia teplej vody).
Dôležité parametre pri výbere čerpadla:
- maximálna výtlačná výška čerpadla, tj.
- stavebná dĺžka čerpadla, tj.
- dimenzia pripojenia, tj.
Maximálna výtlačná výška je hlavným parametrom čerpadla. Určuje výkon čerpadla, teda to, do akej výšky dokáže čerpadlo vytlačiť čerpanú kvapalinu. Vstavaná, čiže konštrukčná dĺžka je vlastne veľkosť čerpadla. V niektorých inštaláciách sa však z priestorových dôvodov používa vstavaná dĺžka 130 mm. Posledným dôležitým parametrom je priemer pripojovacieho závitu.