Vykurovanie domácnosti je komplexný systém, ktorý ovplyvňuje nielen tepelný komfort, ale aj energetickú efektívnosť a náklady. Jednou z možností, ako optimalizovať vykurovanie, je inštalácia prídavného budíka na kotol, ktorý umožňuje presnejšie riadenie teploty a časové spínanie. Tento článok sa zameriava na rôzne aspekty inštalácie prídavného budíka na kotol, s dôrazom na podlahové vykurovanie a nízkoteplotné systémy.
Nízkoteplotné vykurovanie a podlahové vykurovanie
Teplovodné podlahové vykurovanie patrí medzi sálavé vykurovacie sústavy, kde sa teplo prenáša sálaním a konvekciou (55%:45%). Vykurovacie rúrky sú súčasťou podlahovej konštrukcie, čo zaručuje, že sú takmer vždy uložené pod celou plochou podlahy. Teplota vykurovacej vody je zvyčajne nižšia než 50 °C, čo má viaceré výhody. Práve tieto fakty zaraďujú teplovodné podlahové vykurovanie medzi progresívne vykurovacie sústavy, garantujúce energetické, environmentálne i ekonomické aspekty vykurovania budov.
História vykurovania
Najstarším spôsobom vykurovania bolo miestne vykurovanie, a to formou spaľovania dreva v otvorenom ohnisku. Starí Rimania vynašli drevné uhlie, ktoré sa spaľovalo bezdymovo na plochých kovových panviciach. Od 10. storočia n. l. sa otvorené ohnisko nahradilo čiastočne uzavretým ohniskom, pri ktorom sa dym odvádzal prieduchom do povalového priestoru, neskôr úplne uzavretým ohniskom s komínom vyvedeným nad strechu objektu. Prvým ústredným vykurovaním bolo starorímske hypokaustum, ktoré navrhol Sergius Oratus v roku 80 pred n. l. Teplovodné vykurovanie sa prvýkrát objavilo v 18. storočí vo Francúzsku a začiatkom 20. storočia sa rozšírilo teplovodné vykurovanie s núteným obehom vody.
Princípy fungovania prídavného budíka na kotol
Prídavný budík na kotol, často označovaný ako programovateľný termostat alebo časovač, slúži na automatické riadenie vykurovacieho systému. Jeho hlavnou úlohou je zapínať a vypínať kotol v závislosti od nastavených časových intervalov a požadovanej teploty. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť optimálnu teplotu v miestnostiach v čase, keď sú využívané, a znížiť teplotu v čase, keď sú prázdne alebo v noci.
Časové spínanie
Digitálny programovateľný časovač sa používa vždy, keď sa musí elektrické zariadenie pravidelne zapínať a vypínať na vopred naprogramovaný denný alebo týždenný čas. Naprogramované udalosti sa potom opakujú v nasledujúcich obdobiach pravidelne. Na jeden deň môžete naprogramovať až 17 zapnutí a 17 vypnutí, resp. 15 kombinácií za 1 týždeň.
Prečítajte si tiež: Porovnanie plynových kotlov na splátky
Regulácia teploty
Energeticky úsporný zásuvkový termostat je programovateľné regulačné automatické ovládanie zariadení kúriacich alebo chladiacich telies, hlavne radiátorov. S týmto termostatom s integrovaným časovačom sa rýchlo dostanete na želanú teplotu a ešte pritom aj ušetríte! Termostat vhodne spína priamotopné radiátory, panely, ale aj mobilné klimatizácie a v závislosti od aktuálnej teploty ovláda želanú teplotu v miestnosti. Termostat je nastaviteľný v režimoch kúrenia a chladenia.
Výhody inštalácie prídavného budíka na kotol
Energetická efektívnosť
Použitím podlahového vykurovania sa šetrí energia, čo dokumentuje výskum Stuttgartského inštitútu pre stavebnú fyziku. Teplota vzduchu v miestnosti vykurovanej podlahovým systémom sa môže na rozdiel od konvekčných spôsobov vykurovania znížiť o 2 až 3 °C bez toho, aby sa znížil tepelný komfort v interiéri. Každý 1 °C, o ktorý sa zníži teplota vzduchu, zodpovedá šetreniu palivom o 6 %. Pri podlahovom vykurovaní to znamená ušetrenie 12 až 18 % energie.
Komfort
Pre bežné obytné budovy je podlahové vykurovanie vhodné vďaka jeho priaznivým vlastnostiam, čo sa týka komfortu v miestnosti.
Ekonomické aspekty
Z hľadiska regulácie možno do úspor pre podlahové vykurovanie zaradiť také riadenie teploty vykurovacej vody, ktoré zabezpečí požadovanú teplotu vykurovaných miestností bez prekurovania a iba v čase ich využívania. Táto forma šetrenia energie potrebnej na vykurovanie sa síce môže použiť aj pri budovách s inými vykurovacími systémami, ale pri podlahovom vykurovaní sa stavebná konštrukcia musí dostatočne izolovať. Príčinou je ohraničený tepelný výkon podlahy v dôsledku maximálne prípustnej povrchovej teploty podlahy.
Typy regulácie vykurovania
Monovalentná prevádzka
Monovalentná prevádzka je prevádzka s jedným zdrojom tepla, ktorý kryje celé tepelné straty vykurovaného priestoru. Zapojenie podlahového vykurovania na kotol pre tuhé palivá je najmenej vhodné, vzhľadom na obťažne ovládateľný výkon kotla.
Prečítajte si tiež: Kondenzačný kotol Viessmann Vitodens 100-W
Bivalentná prevádzka
Tento spôsob prípravy vykurovacej vody je založený na využívaní dvoch rozličných zdrojov tepla - primárneho a alternatívneho. Primárny zdroj kryje potrebu tepla do nastavenej vonkajšej teploty sám, pri nižšej teplote je potom odstavený. V tomto prípade sa pracuje súčasne s dvoma rozličnými zdrojmi tepla. Jeden zdroj pracuje do nastavenej vonkajšej teploty sám.
Nízkopotenciálne zdroje energie
Nízka teplota vykurovacej vody podlahového vykurovania umožňuje účinnejšie využívanie nízkopotenciálnych zdrojov nekonvekčných energií, pričom sa z hľadiska prevádzky javí na tento účel ako najvhodnejšie použitie tepelných čerpadiel. Výstupná teplota vody z kondenzátora tepelného čerpadla býva maximálne 55 °C a minimálne 35 °C. Na zdroje, ktoré využívajú nízkopotenciálnu energiu, sa v podstate môže pripojiť ľubovoľná vykurovacia sústava.
Kombinácia s inými vykurovacími systémami
Nepriamy ohrev - pomocou výmenníka tepla je výhodný najmä pri kombinácii podlahového vykurovania s konvekčnými vykurovacími telesami. Vykurovacie telesá sa zásobujú vodou z kotla priamo, vykurovacia podlaha sa ohrieva nepriamo prostredníctvom výmenníka tepla.
Nastavenie vykurovacej krivky
Vykurovacia krivka by mala byť vždy optimálne nastavená, t. j. pre miestnosť s najmenšími tepelnými ziskami, napr. spálňu. Je zrejmé, že nepresnosť nastavenia vykurovacej krivky podstatne ovplyvňuje spotrebu energie pri prevádzke. Ako referenčný prípad sa uvažovala optimálne nastavená vykurovacia krivka. Najprv bola vykurovacia krivka posunutá o 1 K smerom hore, následne bola nastavená ešte s výraznejšou strmosťou, teda o 2 K.
Samoregulačný efekt
Samoregulačný efekt, v dôsledku veľkej akumulačnej schopnosti podlahovej vykurovacej plochy a následnej niekoľkohodinovej tepelnej zotrvačnosti, je výrazným činiteľom, ktorý ovplyvňuje tepelný režim interiérov s takýmto spôsobom vykurovania. Pri návrhu regulácie si musíme uvedomiť, že pri podlahovom vykurovaní má významnú úlohu akumulácia tepla v konštrukcii podlahy. Vykurovacia plocha je veľmi hmotná, a preto je aj tepelná zotrvačnosť vykurovacej podlahy veľmi veľká. Podľa zloženia podlahy môžeme uvažovať o jej hodnote 3 až 8 hodín. Toto je príčinou, že pri veľkoplošnom podlahovom vykurovaní nie sú možné rýchlejšie zmeny vykurovacieho príkonu, a preto regulačné zásahy (napr. zmena teploty vykurovacej vody) sa prejavujú vo vykurovanej miestnosti iba pozvoľne a taktiež čas ohriatia a chladnutia je dlhý.
Prečítajte si tiež: Návod na nastavenie kotla Ferroli
Nočné vypínanie vykurovania
Ukázalo sa, že pre budovy s dobrou vonkajšou tepelnou izoláciou, bez rýchlych ranných zakúrení, sa stáva nočné vypínanie stratovým. Vykurovacia krivka sa musí totiž počas času zákuru zvýšiť, čím utlmí samoregulačný efekt. Rýchlym zakúrením je vplyv tohto naakumulovaného tepla podstatne potlačený. Pomerne veľká tepelná zotrvačnosť vykurovacej podlahy vplýva pri nízkych vonkajších teplotách priaznivo na možnosť ekvitermickej regulácie podlahového vykurovania.
Tienenie priesvitných konštrukcií
Dá sa obmedziť vhodne zvoleným tienením priesvitných konštrukcií alebo kladením niekoľkých vykurovacích okruhov vedených paralelne vedľa seba. Pri takomto spôsobe kladenia možno v prípade potreby vyradiť jeden alebo viac vykurovacích okruhov bez toho, aby podlahová konštrukcia vychladla úplne.
Termický odpor podlahy
Termický odpor ako tepelný odpor samotnej podlahovej krytiny na povrchu alebo ako odpor celej konštrukcie podlahovej vykurovacej plochy má veľký vplyv na prevádzkovú teplotu vykurovacieho média vnútri vykurovacích rúrok. Priestor s väčším tepelným odporom konštrukcie podlahy potrebuje taktiež vyššiu prevádzkovú teplotu média v rúrkach. To zase pôsobí záporne na samoregulačný efekt a tým na energetickú spotrebu tepla.
Vplyv tepelnotechnických vlastností
Ak vychádzame z toho, že dnešné stavebné konštrukcie sú dostatočne masívne, môžeme počítať s úsporou 5 až 12 % tepelnej energie. Táto energetická úspora vznikne pri optimálne nastavenej vykurovacej krivke. Čím je toto nastavenie horšie, tým väčší je korekčný zásah priestorového termostatu. Vo výnimočných prípadoch môže priestorový termostat energetickú spotrebu dokonca zväčšiť.
Spôsoby regulácie teploty
Regulácia podľa vnútornej teploty
Regulácia teploty vykurovacej vody v závislosti od teploty interiéru sa používa iba v prípade, ak je podlahové vykurovanie určené iba na temperovanie vykurovaného interiéru.
Kombinovaná regulácia
Kombináciou spôsobu regulácie podľa vonkajšej aj vnútornej teploty možno zohľadniť nerovnomernosť v tepelnej záťaži jednotlivých vykurovaných miestností alebo dosiahnutie rôznych teplôt v jednotlivých vykurovaných miestnostiach. Zvyčajne stačí použiť termostatický ventil s oddeleným snímačom vnútornej teploty, umiestneným vo vykurovanej miestnosti.
Ekvitermická regulácia
Ekvitermická regulácia podľa vonkajšej teploty by sa vždy mala použiť. Pre rodinný domček, so známym a vcelku konštantným využívaním jednotlivých miestností, by sa mal použiť prídavný snímač slnečného žiarenia. Ak sa zadá individuálna regulácia jednotlivých miestností, mali by sa inštalovať termostatické ventily. Pri radových domoch pre viac rodín, kde je rôzne využívanie, vnútorné zdroje tepla i orientácia na svetové strany, odporúča sa kombinácia snímača slnečného žiarenia s termostatickým ventilom.
Odporúčania pre inštaláciu a prevádzku
- Tepelný odpor hornej časti podlahy by mal byť vždy, ak je to možné, nízky.
- Tam, kde je to z dôvodu samostatného odpočtu vykurovacích nákladov prípustné, mali by sa miestnosti s veľmi rozdielnym využitím a orientáciou rozdeliť, ak je to možné, do samostatných okruhov s vlastnou nábehovou teplotou teplonosného média.
- Termostatické ventily sú vhodné do miestností orientovaných severným smerom, málo slnečných alebo s málo premenlivými internými zdrojmi tepla, kde sa vyžaduje individuálne nastavovanie požadovanej teploty v miestnosti.
- Pri vykurovacích systémoch bez ranného rýchlozakúrenia musí sa vykurovacia krivka pri nočnom vypínaní príslušne zvýšiť. Toto ale stlačí samoregulačný efekt.
- Prevádzka podlahového vykurovania je v dobre tepelne izolovaných budovách obvykle bez problémov.
- Nočné vypínanie vykurovania v dobre izolovaných budovách vo väčšine prípadov nevedie k úspore, ale práve naopak.
- Ak sa po nastavení vykurovacej krivky zmení prevádzka vykurovania (napr. vetranie), musí sa vykurovacia krivka znovu nastaviť.
Smart riešenia pre vykurovanie
V súčasnosti sú dostupné aj inteligentné spínače a moduly, ktoré umožňujú ovládať vykurovanie cez Wi-Fi a mobilné aplikácie. Tieto zariadenia umožňujú nastaviť časové plány, monitorovať spotrebu energie a ovládať vykurovanie na diaľku.
Príklady smart zariadení
- Spínací modul: Umožňuje ovládať osvetlenie a spotrebiče v domácnosti cez Wi-Fi alebo ZigBee.
- Žalúziový modul: Umožňuje ovládať žalúzie a iné zariadenia smart domácnosti.
- Časový spínač: Slúži na časové spínanie spotrebičov.
- Wi-Fi relé: Umožňuje ovládať zariadenia cez Wi-Fi.
- Prepínač Wi-Fi: Umožňuje ovládať zariadenia cez mobilnú aplikáciu a podporuje hlasových asistentov.