Moderné vykurovacie systémy s plynovými kotlami obsahujú množstvo regulačných prvkov, ktoré zaisťujú tepelný komfort, úspornú prevádzku a jednoduchú obsluhu. Medzi tieto prvky patria termostatické hlavice, vonkajšie snímače teploty, obehové čerpadlá, zmiešavacie ventily a centrálne jednotky solárnych systémov. Moderný kotol v spolupráci s termostatom riadi všetky tieto prvky tak, aby zabezpečil tepelný komfort pri čo najnižšej spotrebe plynu.
Termostaty a regulácia teploty
Centrom regulácie moderného vykurovacieho systému je termostat. Moderné termostaty sú naprogramované tak, aby zabezpečili optimálny chod kotla pri zabezpečení tepelného komfortu domu. Aby však bolo vykurovanie čo najefektívnejšie a najúspornejšie, musí byť celý vykurovací systém vrátane termostatu správne nastavený. Z praxe vyplýva, že približne 3 zo 4 termostatov nie sú nastavené správne. Obzvlášť náročné je vyladenie ekvitermickej regulácie, pri ktorej sa nastavujú tzv. ekvitermické krivky.
Nastavenie klasického termostatu pozostáva z voľby základných požadovaných teplôt a programovania časových intervalov - denných alebo týždenných. Smart regulácie a termostaty priniesli revolúciu do sveta vykurovania, výrazne zjednodušujú nastavovanie i používanie. Dokážu sa nastaviť automaticky na základe odpovedí na niekoľko otázok, čím zabezpečia spínanie plynového kotla v ideálnych intervaloch, aby ste dosiahli požadovanú teplotu presne vtedy, keď ju potrebujete. Smart regulácie a termostaty môžete ovládať na diaľku pomocou aplikácie v smartfóne či tablete.
Najmodernejšie smart termostaty dokážu cez internet získavať dáta z meteostaníc a pripraviť sa tak na prípadné poklesy či nárasty vonkajšej teploty zvýšením alebo znížením výkonu vykurovania, aby zachovali čo najstálejšiu teplotu v interiéri. Moderné smart regulácie umožňujú aj diagnostiku kotla na diaľku, pri ktorej servisný technik odhalí pravdepodobnú príčinu poruchy kotla vopred. Najmodernejšie technológie regulácie vykurovania sa stávajú štandardnou súčasťou inteligentných domov.
Princípy regulácie teploty
Existujú dva základné princípy regulácie teploty interiéru:
Prečítajte si tiež: Akustické snímače a typy filtrov
- Skoková regulácia množstva vykurovacej vody: Teplota vody sa nemení, mení sa len množstvo vykurovacej vody. Príkladom je bežná regulácia pomocou nastavenia požadovanej teploty na priestorovom termostate. Výhodou sú nízke náklady na inštaláciu, nevýhodou vyššia spotreba energie (plynu).
- Regulácia teploty vykurovacej vody: Nemení sa pri nej len množstvo, ale priamo teplota vykurovacej vody. Príkladom je tzv. ekvitermická regulácia, ktorá nastavuje teplotu vody automaticky na základe aktuálnej interiérovej a exteriérovej teploty (využíva na to snímač na vonkajšej stene budovy). Ekvitermická regulácia je najúspornejšia, kotol i termostat ju však musia podporovať.
Účinnosť kotla a výkonová modulácia
Účinnosť je parameter, ktorý by sme si pri výbere plynového kotla mali všímať ako ten najdôležitejší technický údaj. Synonymom slova účinnosť je efektívnosť či hospodárnosť. Zjednodušene povedané, ak by sme nainštalovali dva rôzne kotly pri tých istých vykurovacích podmienkach, tak kotol s vyššou účinnosťou by pri rovnakom odovzdanom teple spotreboval menej zemného plynu. V súčasnosti za najúčinnejšie považujeme kondenzačné plynové kotly.
Kondenzačný kotol je konštruovaný tak, aby mohol maximálne využiť energiu zemného plynu. Spaliny odchádzajúce z kotla, ktoré vzniknú pri spaľovaní zemného plynu, sa ochladzujú až pod teplotu tzv. rosného bodu (ktorá je približne 57 °C). Tak nastáva kondenzácia vodnej pary obsiahnutej v spalinách a získava sa takzvané kondenzačné teplo. V literatúre sa môžeme stretnúť s dvoma rôznymi hodnotami účinnosti kondenzačných kotlov. Tá prvá hovorí o účinnosti pod hranicou 100 % a to až 98 %, tá druhá zas hovorí o účinnosti nad 100 %, a to až neuveriteľných 109 %. Účinnosť 98 % môžeme považovať za fyzikálne správnu a je počítaná z tzv. spaľného tepla. Ak sa však pri výpočte použije hodnota výhrevnosti paliva, tak je možne uvádzať účinnosť až 109 %.
Výkon kotla je závislý od toho, koľko tepla je potrebné dodať do obytného priestoru pre zabezpečenie tepelnej pohody. Pri nízkych vonkajších teplotách pracuje kotol s väčším výkonom, naopak, pri vyšších teplotách je potrebný oveľa menší výkon. Práve na reguláciu výkonu slúži tzv. výkonová modulácia kotla. Moduláciu môžeme zjednodušene prirovnať k regulácii plameňa klasického plynového sporáka. Plynový kotol moduluje svoj výkon automaticky na základe niekoľkých vstupných parametrov, ktoré si sleduje a vyhodnocuje tak, aby vedel nastaviť optimálny pracovný výkon kotla. Široká lineárna modulácia výkonu kotla umožňuje rovnomerné vykurovanie objektu bez zbytočného cyklovania kotla (časté vypínanie a zapínanie znamená zvýšené opotrebovávanie príslušných častí kotla). Kotol by mal byť schopný plynule regulovať svoj výkon v čo najväčšom rozsahu, napr. od 10 % nominálneho výkonu až po samotný nominálny výkon.
Ekvitermická regulácia a princíp fungovania snímača teploty
Ekvitermická regulácia je najúspornejšia spomedzi regulácií vykurovania. Jej kľúčovým komponentom je správne nainštalovaný snímač vonkajšej teploty. Snímač vonkajšej teploty je jedným z prvkov tzv. ekvitermickej regulácie. Len čo sa vonku ochladí, teplota vykurovacej vody stúpne. Vďaka údajom o vonkajšej teplote reaguje ekvitermická regulácia veľmi rýchlo. Na rozdiel od klasickej regulácie teplota v miestnostiach nekolíše a teplota vykurovacej vody nie je zbytočne vysoká.
Snímač vonkajšej teploty sa nachádza na vonkajšej strane fasády a neustále meria teplotu prostredia. Jeho srdcom je najčastejšie termistor, čo je súčiastka, ktorá mení svoj elektrický odpor pri zmene teploty. Ekvitermická regulácia pracuje na základe interiérovej teploty, vonkajšej teploty a teploty vykurovacej kvapaliny. Zaistí tak dokonalejšie a plynulejšie kúrenie.
Prečítajte si tiež: Oprava snímača hladiny vody v umývačke Bosch
Úlohou ekvitermickej regulácie je regulovať teplotu vykurovacej vody podľa predpísanej závislosti od vonkajšej teploty. Počas prevádzky zdroja tepla je neustále meraná teplota vykurovacieho média, vonkajšia teplota a prípadne aj teplota v miestnosti. Pomocou týchto údajov je udržiavaná teplota v miestnosti na úrovni, ktorá bola vami vopred naprogramovaná na určené časové úseky.
Umiestnenie snímača vonkajšej teploty
Vonkajší snímač teploty je vhodné umiestniť na severnú (resp. málo slnečnú) stranu domu. Úhlavným nepriateľom umiestnenia snímača vonkajšej teploty sú slnečné lúče. Ak ho na severnú stranu osadiť nemôžete (napríklad v radovej zástavbe), môžete si vybrať aj východnú alebo západnú stranu. Vyhnite sa umiestneniu nad a pod okná či dvere. Ak snímač vysiela nesprávne hodnoty v dôsledku príliš zohriatej fasády, pomôže vám dištančný uholník.
Okrem svetovej strany a tieňa záleží aj na výške montáže snímača. Mal by totiž poskytovať čo najpresnejšie informácie o vonkajšej teplote na všetkých poschodiach budovy. Ak sa snímač vonkajšej teploty nachádza na nevhodnom mieste, môže príliš prudko reagovať na slnečné žiarenie alebo iné zdroje tepla. Vykurovacia krivka určuje teplotu vykurovacej vody v závislosti od vonkajšej teploty a môžete ju individuálne prispôsobiť každej budove.
Vykurovacia krivka
Ekvitermická regulácia spočíva v nastavení teploty vykurovacej kvapaliny v závislosti od vonkajšej teploty. Podľa vykurovacej krivky má vykurovanie nastavené, ako má reagovať na zmeny vonkajšej teploty. Vykurovacia krivka zabezpečuje, aby vykurovací systém vytváral vždy dostatok tepla aj pri nízkych vonkajších teplotách. Nesprávne nastavená krivka môže spôsobiť nedostatočné alebo nadmerné zásobovanie teplom.
Keď je budova dobre izolovaná, vplyv vonkajšej teploty na tepelné straty klesá. Aj keď je vonku mrazivo, stačí aj nižšia výstupná teplota vykurovania. Aby sa spotrebovalo podľa možnosti čo najmenej energie na vykurovanie, mala by byť vykurovacia krivka podľa možnosti plochá a nízka. Pretože toto nastavenie zabezpečuje nízke výstupné teploty, nižší výkon kotla a úspornú prevádzku. Pre úsporné vykurovanie je dôležité presné nastavenie. V zásade platí, že čím je krivka rovnejšia, tým menej energie zariadenie potrebuje.
Prečítajte si tiež: Riešenie problémov so snímačom tlaku
Iná vykurovacia krivka sa volí pre radiátory a iná pre podlahové vykurovanie. Pri systémoch podlahového vykurovania by mala byť maximálna teplota na výstupe nastavená medzi 35 a 45°C. Príliš vysoko zvolená vykurovacia krivka znamená vysokú teplotu vo vykurovacom zariadení a vyššiu spotrebu energie.
Kondenzačné kotly a ich princíp fungovania
Synonymom úspornosti a efektívnosti v prípade spaľovacieho procesu je dosiahnutie čo najnižšej teploty spalín odchádzajúcich do komína, a tým využitia čo najvyššej teploty pre samotné vykurovanie. Zjednodušene povedané, čím menej tepla púšťame komínom, tým viac tepla nám zostane doma. Vyššie uvedenými vlastnosťami disponuje plynový kondenzačný kotol, ktorý je svojím konštrukčným prevedením a princípom fungovania určený na efektívne vykurovanie domácností, kancelárskych priestorov a iných objektov.
Princíp fungovania plynového kondenzačného kotla je pomerne jednoduchý. Kondenzačný kotol využíva tzv. režim kondenzácie vodnej pary obsiahnutej v spalinách. Kondenzačný kotol využíva aj teplo obsiahnuté v spalinách, ktoré by inak odišlo komínom von. Ak znížime teplotu spalín v kotly pod rosný bod (tzv. Zjednodušene povedané, ochladená vykurovacia voda, ktorá sa vracia (tzv. spiatočka) z vykurovacieho systému sa pri vstupe do kotla predhrieva od teploty spalín, čím ich zákonite ochladzuje. Pri teplote vratnej vody približne do 55 °C pracuje kotol v kondenzačnom režime. Vzhľadom na režim kondenzácie musí byť teplovýmenná plocha v kondenzačných kotloch vyrobená z antikorózneho materiálu, a zákonite tak musí byť voči korózii odolná aj komínová konštrukcia. Teplota spalín sa pohybuje v rozmedzí 40 - 90 °C (v závislosti od teploty vykurovacej vody a okamžitého využitia kotla). Tento kotol je prirodzene vhodný pre všetky druhy vykurovacích systémov, vrátane podlahového vykurovania.
Typy kondenzačných kotlov
- Závesné kondenzačné kotly: Sú určené na zavesenie na stenu. Plnia buď úlohu vykurovania, alebo vykurovania a zároveň aj ohrevu teplej úžitkovej vody.
- Zostavy kondenzačných kotlov: Sú zostavy slúžiace na vykurovanie a ohrev teplej vody so samostatným zásobníkom umiestneným vedľa kotla alebo pod kotlom.
- Kompaktné kondenzačné kotly: Sú kondenzačné kotly vhodné pre rodinné domy. Ich integrovanou súčasťou je zabudovaný zásobník na ohrev teplej vody. Ohrev teplej vody zabezpečuje samotný kotol, prípadne aj solárny kolektor.
- Stacionárne kondenzačné kotly: Sa vyznačujú veľkým vodným objemom, jednoduchým hydraulickým zapojením (bez potreby kotlového čerpadla). Používajú sa aj pre vykurovanie väčších objektov.
Dôležité upozornenie pri inštalácii kondenzačných kotlov
Treba si uvedomiť jednu dôležitú pravdu, ktorú sa často krát od predajcu alebo inštalatéra, ktorý Vám kotol predáva, nedozviete. Väčšina starších vykurovacích systémov má vykurovacie telesá značne predimenzované, čo je pre využitie efektu kondenzácie veľmi priaznivé a v mnohých prípadoch tieto systémy pracujú s teplotou spiatočky pod 50 st. C počas celého roka. POZOR VŠAK pri prevádzke s teplotou spiatočky nad 60 st. C dochádza k zníženiu účinnosti kondenzačných kotlov približne na 98 %, čo v porovnaní s asi 90 % účinnosťou klasických nekondenzačných kotloch, znižuje výhodnosť nasadenia kondenzačných kotlov. V prípade systémov s vyššími teplotnými spádmi je pre dosiahnutie kondenzácie potrebné použitie ekvitermickej regulácie, ktorá zabezpečí nižšiu prevádzkovú teplotu počas prechodných období a tým aj využitie kondenzácie.
Ďalšie možnosti vykurovania
Súčasný trh ponúka viacero možností, ktorými sa dá domácnosti zaistiť potrebné teplo. Jednou z nich je vykurovanie domu tepelným čerpadlom. Táto alternatíva láka používateľov čoraz viac, a to predovšetkým vďaka nízkym prevádzkovým nákladom a ekologickosti zariadenia.