Vykurovanie je neodmysliteľnou súčasťou moderného bývania a priemyslu. Pri výbere správneho vykurovacieho systému je dôležité zvážiť viacero faktorov, ako sú náklady, účinnosť, dopad na životné prostredie a kompatibilita s budovou. Solárne teplovzdušné vykurovanie predstavuje inovatívny prístup, ktorý využíva slnečnú energiu na ohrev vzduchu, čím ponúka ekologickú a ekonomicky efektívnu alternatívu k tradičným systémom.
Princíp Solárneho Teplovzdušného Vykurovania
Solárne teplovzdušné vykurovanie je založené na využití slnečnej energie na priamy ohrev vzduchu. Tento proces prebieha v solárnych kolektoroch, ktoré absorbujú slnečné žiarenie a premieňajú ho na teplo. Ohriaty vzduch je následne distribuovaný do interiéru budovy pomocou ventilátorov a vzduchovodov.
Solárne kolektory
Solárne kolektory sú kľúčovou súčasťou solárneho teplovzdušného systému. Ich úlohou je zachytávať slnečné žiarenie a premieňať ho na tepelnú energiu. Existujú rôzne typy kolektorov, vrátane plochých kolektorov a trubicových kolektorov.
Distribúcia Teplého Vzduchu
Po ohreve vzduchu v kolektoroch je potrebné zabezpečiť jeho efektívnu distribúciu do interiéru budovy. Na tento účel sa používajú ventilátory a systém vzduchovodov. Ventilátory zabezpečujú prúdenie vzduchu a vzduchovody ho rozvádzajú do jednotlivých miestností.
Komponenty solárneho systému
Základné jednotky solárneho systému tvoria solárny kolektor, regulačná jednotka s čerpadlom a izolovaný zásobník na vodu.
Prečítajte si tiež: Solárne systémy TÚV a problémy
Výhody Solárneho Teplovzdušného Vykurovania
Solárne teplovzdušné vykurovanie prináša množstvo výhod, ktoré ho robia atraktívnou voľbou pre vykurovanie budov. Medzi hlavné výhody patria:
- Ekologickosť: Využívanie slnečnej energie znižuje závislosť od fosílnych palív a prispieva k znižovaniu emisií skleníkových plynov. Slnko je obrovským zdrojom bezemisnej energie, ktorá vzniká jadrovými premenami. Zásoby vodíka sa odhadujú na niekoľko miliárd rokov a preto je solárna energia považovaná za obnoviteľnú.
- Ekonomická efektívnosť: Hoci počiatočná investícia do solárneho systému môže byť vyššia, prevádzkové náklady sú nízke, pretože slnečná energia je zadarmo. Solárne kolektory sa dajú nastaviť tak, že majú najväčší výkon v chladnom období. Naopak, v lete sa prebytočná energia dá využiť napríklad na ohrev vody v bazéne.
- Nízke prevádzkové náklady: Využívanie slnečnej energie znižuje náklady na energie.
- Flexibilita: Solárne teplovzdušné systémy sa dajú použiť na vykurovanie rôznych typov budov, od rodinných domov po komerčné a priemyselné objekty.
- Dlhá životnosť: Solárne kolektory majú dlú životnosť, čo zabezpečuje dlhodobú návratnosť investície.
- Zvýšenie hodnoty nehnuteľnosti: Inštalácia solárneho systému môže zvýšiť hodnotu nehnuteľnosti.
Aplikácie Solárneho Teplovzdušného Vykurovania
Solárne teplovzdušné vykurovanie má široké spektrum aplikácií v rôznych odvetviach. Medzi najčastejšie patria:
- Vykurovanie rodinných domov: Solárne systémy sa dajú použiť na vykurovanie rodinných domov, čím sa znižujú náklady na energie a emisie skleníkových plynov.
- Vykurovanie komerčných budov: Solárne systémy sa dajú použiť na vykurovanie kancelárií, obchodov a iných komerčných budov.
- Vykurovanie priemyselných objektov: Solárne systémy sa dajú použiť na vykurovanie skladov, výrobných hál a iných priemyselných objektov.
- Sušenie plodín: Solárne teplovzdušné systémy sa dajú použiť na sušenie poľnohospodárskych plodín, ako sú obilie, ovocie a zelenina.
- Vykurovanie bazénov: Solárne systémy sa dajú použiť na ohrev vody v bazénoch, čím sa predlžuje sezóna kúpania.
Faktory ovplyvňujúce účinnosť
Účinnosť solárneho teplovzdušného vykurovania ovplyvňuje viacero faktorov:
- Klimatické podmienky: Množstvo slnečného žiarenia v danej lokalite má priamy vplyv na výkon solárneho systému.
- Orientácia a sklon kolektorov: Optimálna orientácia a sklon kolektorov zabezpečujú maximálne využitie slnečného žiarenia.
- Typ kolektorov: Rôzne typy kolektorov majú rôznu účinnosť.
- Izolácia budovy: Dobrá izolácia budovy znižuje tepelné straty a zvyšuje účinnosť vykurovacieho systému.
- Regulácia systému: Efektívna regulácia systému zabezpečuje optimálne využitie tepla a minimalizuje straty.
Alternatívne vykurovacie systémy
Pri investícii do vykurovania nejde o malé peniaze. Preto treba výber vykurovacieho média dôkladne uvážiť už v štádiu prípravy projektu a využiť služby odborníkov. Odkiaľ do našich domovov môže prichádzať nepostrádateľné teplo?
Plynové kotly
Sú tepelné zdroje so širokými výkonovými rozsahmi na vykurovanie bytov a rodinných domov. Vyrábajú sa ako nástenné alebo stacionárne (umiestnené na podlahe). Klasické kotly postupne ustupujú plynovým kondenzačným kotlom, ktoré dokážu využívať aj teplo spalín, ktoré inak bez úžitku unikajú komínom. Účinnosť kondenzačného kotla môže byť až 108 percent. Kondenzačný kotol sa najlepšie uplatní pri nízkoteplotnom vykurovaní, akým je podlahové či stenové vykurovanie, resp. pri rekonštrukciách spojených s nizkoteplotným vykurovaním. Úspora pri prestavbe staršieho vykurovacieho systému môže byť pomerne značná, až okolo 40 percent v závislosti od podmienok.
Prečítajte si tiež: Solárna sprcha na oplachovanie nôh
Elektrické kotly
Tieto zdroje tepla sú nenáročné na obsluhu a nepotrebujú komín. Zdrojom tepla je trojfázové elektrické vedenie 3 A - 220 V alebo 3 A - 380 V so samostatne isteným okruhom. Inštaláciu a prevádzku kotla musí schváliť príslušný elektrorozvodný závod. Podmienkou je dostatočná kapacita miestnej siete. Teplonosnú látku kotol ohrieva priamo alebo prostredníctvom akumulačného vodného výmenníka, alebo zmiešaným spôsobom. Elektrické kotly sú spravidla závesné, s výkonom zhruba od 4 kW do 60 kW, ktorý sa dá jednoducho regulovať. Ich účinnosť je až 99 percent.
Kotly na drevo
Fungujú na princípe spaľovania drevnej hmoty, ktoré je ekologickejšie ako spaľovanie uhlím. Tieto pyrolitické kotly dosahujú stanovenú hranicu povolených emisií. Hlavnou výhodou kúrenia drevom je ekologické a obnoviteľné palivo a najmä vyššia účinnosť spaľovania. Nevýhodou je, že drevo určené na vykurovanie sa musí vopred sušiť.
Podlahové a stenové vykurovanie
Využíva princíp sálania tepla, kde sa teplonosné médium rozvádza rúrkami či elektrickými káblami pod povrchom podlahy alebo steny. K výhodám patrí úspora tepelnej energie a väčšia tepelná pohoda, nevýhodami sú vyššie investičné náklady, dlhšia tepelná zotrvačnosť a náročnejšia regulácia. Podmienkou inštalácie je nízkoteplotný zdroj či kondenzačný kotol, tepelné čerpadlo alebo slnečný kolektor s teplotou privádzaného média do 50 °C. Môžeme použiť aj iné zdroje, ale len v kombinácii s akumulačným zásobníkom teplej vody. Pri plánovaní si treba ujasniť, či chceme takto vykurovať celý dom, alebo budeme podlahové vykurovanie kombinovať s inými vykurovacími telesami. Optimálny je systém, keď asi 60 percent tepelnej straty objektu kryje podlahové vykurovanie a 40 percent konvekčné vykurovacie telesá.
Tepelné čerpadlá
Tepelné čerpadlá patria k nízkoteplotným zdrojom, lebo ich prevádzková teplota nie je vyššia ako 55 - 65 °C. Teplo získavajú z prírodných zdrojov. Podľa nich a média, ktorému teplo odovzdávajú, rozlišujeme systémy voda - voda, zem - voda alebo vzduch - vzduch. Pri vykurovaní tepelným čerpadlom môžu náklady na kúrenie v bežne veľkom dome klesnúť až o 40 percent. Tepelné čerpadlo okrem toho prispieva aj k ochrane životného prostredia, lebo pri tomto systéme kúrenia neuniká do ovzdušia škodlivý CO2. Táto technológia umožňuje aj výstavbu kompaktných „kotolní“, ktoré kúria, ohrievajú vodu, chladia i vetrajú.
Priamoohrevné a akumulačné telesá
Predstavujú okamžité riešenie pri poruche a mimo vykurovacieho obdobia. Môžeme si vybrať elektrické konvektory, sálavé výhrevné dosky, teplovzdušné ventilátory, infražiariče či halogénové ohrievače. Hoci sú už tieto zariadenia vybavené regulátormi a zaručujú maximálne efektívne využitie energie, ich prevádzka je ekonomicky náročná. V starom byte alebo dome, kde nemožno vykurovanie riešiť inak, budú vhodnejšie elektrické či plynové akumulačné kachle. Výhodou elektrických kachlí je, že môžu na tvorbu tepla využívať lacnejšiu nočnú elektrinu. Naakumulované teplo potom zo spotrebiča sála postupne aj počas dňa. Nevýhodu je, že potrebujú istý čas, kým sa vyhrejú. Z priamoohrevných výhrevných telies prichádzajú do úvahy aj olejové radiátory a plynové teplovzdušné konvektory. Ak chcete mať teplo čo najskôr a zároveň niečo ušetriť, môžete si zvoliť kombinovaný ohrievač, ktorý spája výhody priamoohrevných a akumulačných výhrevných telies.
Prečítajte si tiež: Solárne riešenia pre vykurovanie
Kachle a piecky na tuhé palivo
Staronový spôsob lokálneho kúrenia predstavuje využívanie tuhého paliva. Oproti minulosti, keď išlo len o drevo a uhlie, dnes sú na „programe dňa“ moderné a ekologické pelety, ktoré sa vyrábajú lisovaním dreveného odpadu, pilín a iných rastlín. Toto palivo možno používať v špeciálnych kotloch ústredného vykurovania, ale dajú sa využiť aj v malých kachliach a pieckach pri lokálnom kúrení na chate a v menšom rodinnom dome. Okrem veľkých keramických kachlí alebo pecí je na trhu aj bohatá ponuka voľne stojacich liatinových piecok, keramických kachlí a kombinovaných telies, ktoré poskytnú aj zážitok z pohľadu na plameň cez sklenené dvierka. Spaliny je najlepšie odvádzať do komína, no tento problém možno riešiť aj špeciálnym potrubím s vyústením v streche či v obvodovej stene.
Kozuby s liatinovými vložkami
Voľakedy kozub slúžil takmer výlučne na vytvorenie príjemnej atmosféry. Príchod liatinových kozubových vložiek však takmer všetky otvorené ohniská zmenil na uzavretú vykurovaciu sústavu. Liatinové vložky s ohňovzdornými sklenenými dvierkami zachovávajú vizuálny kontakt s ohňom a zároveň prinášajú celý rad výhod. Výrazne znižujú spotrebu dreva, lebo proces spaľovanie je oveľa pomalší a dôkladnejší, šetrí životné prostredie (pri dokonalejšom spaľovaní vzniká menej škodlivín). Okrem akumulačných schopností muriva možno na vykurovanie miestností využívať i teplý vzduch, ktorý sa ohrieva v priestore medzi kozubovým telesom a liatinovou vložkou (resp. v medzere dvojplášťovej kozubovej vložky). Ten sa cez prieduchy vyvádza priamo do miestnosti, alebo sa cez potrubia rozvádza do celého domu.
Teplovzdušné vykurovanie a infražiariče
Teplovzdušné vykurovacie systémy používajú na prenos tepla do priestoru výmenník vzduchu. Môže sa použiť buď existujúci vzduch v miestnosti, alebo čerstvý vzduch privádzaný zvonku. Teplo sa môže vyrábať buď priamo v jednotkách, alebo v centrálnom bode mimo jednotiek. Teplo sa vyrába horákmi priamo v jednotlivých jednotkách vo vykurovanom priestore a vyfukuje sa do priestoru. Teplo sa vyrába centrálne, zvyčajne mimo vykurovanej miestnosti. Medzi možnosti patrí kondenzačný kotol, vykurovací systém na pelety alebo diaľkové vykurovanie. Pri hľadaní priemyselného vykurovacieho systému by sa mal vždy zvážiť prenos tepla prostredníctvom infračervených žiaričov, pretože má mnoho výhod. Infračervené systémy patria medzi najhospodárnejšie priemyselné vykurovacie systémy. Princíp je jednoduchý a často sa vysvetľuje opaľovaním na horskom ľadovci. Hoci je teplota okolia v mínusových hodnotách, slnko hreje. Je to spôsobené tepelným žiarením alebo infračerveným slnečným žiarením. Tam, kde infračervené lúče dopadajú na našu pokožku, sa menia na teplo. Infračervené zariadenia nepotrebujú na prenos tepelnej energie nosné médium. Tá prechádza zo zariadenia do objektu takmer bez strát a nespôsobuje prievan. Keďže infračervené žiariče ohrievajú predovšetkým povrchy, teplota vzduchu môže byť v priemere o 2 až 3 °C nižšia ako teplota, ktorú pociťuje človek, ale stále je vnímaná ako príjemná. Tieto faktory majú pozitívny vplyv na vnútornú klímu a ekonomickú efektívnosť systémov.
Decentralizované a centralizované systémy
Priemyselné vykurovacie systémy možno rozdeliť na centralizované a decentralizované systémy. Centralizované systémy majú takmer vždy samostatnú kotolňu, v ktorej sa na teplo premieňa napríklad plyn, olej, pelety/drevná štiepka alebo diaľkové vykurovanie. Zvyčajne pracujú v režime čerpadlo-teplá voda. Ohriata voda sa potom čerpá potrubím do vykurovanej miestnosti. Teplo je k dispozícii “na jedno stlačenie tlačidla”, t. j. Rýchle prispôsobenie sa teplotným výkyvom (napr.
Budovy a zdroje energie
Budova a jej profil využitia majú významný vplyv na vykurovací systém. Ide o sklad s jednotlivými pracoviskami? Je žiaduce zónové alebo celoplošné vykurovanie? Ako je budova izolovaná? Aká je výška budovy? Plánujete rekonštrukciu existujúceho vykurovania alebo výstavbu novej budovy? Pri hľadaní odpovede na túto otázku by sme sa mali riadiť jednak svojím ekologickým svedomím a jednak vlastnými odbornými znalosťami. Zatiaľ čo obnoviteľné zdroje energie sa vždy zdajú čisté, fosílne palivá zápasia so “špinavým imidžom”. Pravda však leží niekde medzi nimi. Hoci sa elektrická energia hodnotí ako “zelená”, v skutočnosti sa do nej pridáva nezanedbateľný podiel energie z hnedého uhlia a zemného plynu alebo dovážanej jadrovej energie. Solárne zariadenia môžu dodávať elektrinu, keď svieti slnko, veterné turbíny, keď fúka vietor, ale skladovanie elektriny v čase, keď fúka vietor a svieti slnko, bolo doteraz, žiaľ, nehospodárne. Pri dodávaní elektrickej energie do siete teda nie je možné obísť fosílne palivá. Položte si otázku, čo má pre vás väčší zmysel: využívať fosílnu energiu v elektrárni na výrobu elektriny a dopravovať ju mnoho kilometrov vrátane strát do domácností, alebo je lepšie využívať fosílne palivo priamo na mieste a bez veľkých strát?
Teplovzdušné vykurovanie
Teplovzdušné vykurovanie využíva okolitý vzduch ako médium a miestnosť zohrieva bez medzizásobníka. Na rozdiel od iných typov vykurovania nevyužíva teplovzdušné vykurovanie na svoje teplo medzizásobník, ako je to napríklad pri akumulačných kachliach na nočný prúd. Namiesto toho sa nasáva okolitý vzduch z miestnosti, zohrieva sa a priamo sa odvádza do miestností, ktoré sa majú vykurovať. Je to teda cirkulačné vykurovanie, pri ktorom sa vzduch upravuje v jednom centrálnom zariadení. Ochladený vzduch sa vracia do vetracieho systému a celý kolobeh sa opakuje. Na ohrev vzduchu sa používa horák vo forme olejového, plynového horáka alebo horáka na drevo. V závislosti od cirkulácie vzduchu rozlišujeme gravitačné a ventilátorové teplovzdušné vykurovania. Teplovzdušný vykurovací systém zohrieva dostupné množstvo vzduchu a následne ho rozvádza do miestností. Jeho tepelný výkon je nízky vzhľadom na dostupné množstvo vzduchu a z toho dôvodu sa často používa v objektoch s nízkou spotrebou tepla, ako sú pasívne domy. Pokiaľ sa vyžaduje viac vykurovacieho tepla, musí sa zvýšiť množstvo vzduchu. Jedna možnosť je primiešanie čerstvého vzduchu, pričom tu vzniká riziko prievanu. Z tohto dôvodu sa teplovzdušné vykurovacie systémy v praxi prevádzkujú s rekuperáciou tepla. Odpadový vzduch pritom predhrieva vonkajší vzduch, vo vykurovacom registri sa zohreje na vysokú teplotu a potom sa privádza do domu prostredníctvom kanálov. Nevzniká riziko prievanu a vlhkosť zostáva na konštantnej úrovni. Pokiaľ teplovzdušný vykurovací systém využíva na vykurovanie len vzduch zvonka, hovoríme o vykurovacích systémoch na vonkajší vzduch.
Teplovzdušné vykurovanie rodinných domov
Teplovzdušné vykurovanie rodinných domov nie je v porovnaní s občianskymi a priemyselnými stavbami v Európe priveľmi rozšírené. Dôvodom sú najmä klimatické podmienky, historický vývoj palivovej základne a úzka väzba systému vykurovania na konštrukciu budovy. Tieto sústavy eliminujú negatívne sálanie chladných povrchov obvodových konštrukcií (najmä okien) a zabezpečujú v takýchto stavbách relatívnu tepelnú pohodu vyváženou kombináciou sálavej a konvekčnej zložky odovzdávania tepla medzi osobou a miestnosťou. Tradičné teplovodné vykurovacie sústavy sú tiež najvýhodnejšie pre klasické, málo pružné zdroje na pevné palivá. Ďalšiu príčinu malého rozšírenia týchto sústav možno hľadať aj v negatívnej skúsenosti s teplovzdušným vykurovaním v 60. rokoch minulého storočia.
Systémy s cirkulačnou prevádzkou
Systémy s plne cirkulačnou prevádzkou patria medzi klasické systémy teplovzdušného vykurovania používané v USA, Kanade a v niektorých škandinávskych krajinách. Srdcom tohto systému je teplovzdušný agregát, na ktorý je napojený rozvod vykurovacieho vzduchu do jednotlivých miestností bytu alebo domu. Spätné nasávanie cirkulujúceho vzduchu sa zväčša realizuje v chodbe, transport vzduchu medzi obytnými miestnosťami a chodbou zabezpečujú netesnosti okolo dverí, prípadne vetracie mriežky vo dverách. Teplovzdušné kotly používané v zahraničí sú plynové, olejové nebo elektrické. Skladajú sa vždy z ventilačnej a filtračnej jednotky, ohrievacieho dielu a regulácie.
Teplovzdušné vykurovanie integrované s riadeným vetraním
Teplovzdušné vykurovanie integrované s riadeným vetraním objektu predstavuje modernú koncepciu, ktorá je využiteľná najmä v dobre zateplených objektoch s nízkou potrebou energie na vykurovanie. Na rozdiel od systému s cirkulačnou prevádzkou sa tu reguluje prívod čerstvého vzduchu do systému, ktorý zabezpečuje hygienickú výmenu vzduchu v budove. Množstvo privádzaného čerstvého vzduchu sa však môže optimalizovať podľa aktuálnej potreby a iste je zaujímavá úvaha o spolupôsobení celého objemu vzduchu v budove na udržanie minimálnej hygienickej výmeny.
Solárklíma a teplovzdušné systémy
Spoločnosť Solarklima sa dlhé roky podieľala na rôznych spôsoboch teplovzdušného vykurovania, tak ako sa dostávali do povedomia zákazníkov a odrážali ich záujem obzvlášť pri výstavbe nízkoenergetických rodinných domov. Trend išiel ruka v ruke so skutočnosťou, že moderné domy sa stávali z hľadiska spotreby energie čoraz menej náročnými a znižoval sa aj potrebný tepelný potenciál, ktorým už bolo možné objekty spoľahlivo vykúriť. Pred viac ako desaťročím sa preto stali veľmi populárnymi systémy teplovzdušného vykurovania, ktoré vyvíjala a neustále zdokonaľuje česká spoločnosť ATREA . V princípe sa jedná o „podlahové“ vykurovanie, ale v tom zmysle, že vzduch ohriaty vo výmenníku sa distribuuje žľabmi zaliatymi v podlahe. Ukončenie podlahovými mriežkami umožňuje vyfúkavať ohriaty vzduch a realizuje sa obvykle pod okná. Po ohriatí priestoru sa vzduch zbernou vetvou znova nasáva do stroja, kde sa dohreje a celý cyklus sa môže permanentne opakovať za účelom dosiahnutia želanej teploty v priestore.
tags: #solarne #teplovzdusne #vykurovanie