Vykurovanie je oblasť ľudskej činnosti, ktorej sa venuje stále viac pozornosti. Človek sa od začiatku svojej existencie snažil zlepšiť tepelné podmienky svojho obydlia, aby potlačil vplyv nepriaznivých klimatických podmienok v chladnejších obdobiach roka.
História vykurovania
Celé tisícročia sa na zlepšenie tepelnej pohody využíval otvorený oheň, neskôr oheň uzavretý do krytých ohnísk, predchodcov neskorších kachieľ. Z obdobia rímskej ríše sa zachovalo jednoduché ústredné vykurovanie - hypocaustum. V stredoveku často technické zariadenia nedosahovali úroveň starovekých zariadení, takže ohniská boli otvorené a dym stúpal vykurovanou miestnosťou smerom hore. Kozuby pripojené na komín sa objavujú až okolo 14. storočia. S príchodom novoveku nastáva rozvoj rozličných typov kozubov, väčšinou kachľových, a v 15. storočí sa objavujú kachlové pece. S rozvojom priemyslu sa ustaľuje typ kachieľ vytvorených z liatinového ohniska a z keramického nadstavca, ktorý spalinám odnímal teplo, vykuroval miestnosť a súčasne teplo akumuloval.
V kozuboch a kachliach sa kúrilo drevenými polenami. Uhlie sa na vykurovanie začalo používať začiatkom 19. storočia, neskôr sa začal používať koks.
Lokálne vs. Ústredné Vykurovanie
Vykurovanie, pri ktorom sa z paliva alebo z inej energie vyvíja teplo priamo vo vykurovacej miestnosti, sa nazýva lokálne (miestne). Lokálne vykurovanie sa zachovalo až do súčasnosti a znamenalo veľký technický pokrok. Požiadavky na súčasné lokálne vykurovače sú vysoké, okrem estetického vzhľadu, malých rozmerov a malej hmotnosti, sa požaduje predovšetkým vysoká účinnosť.
Koncom 18. storočia a predovšetkým v 19. storočí sa začínajú navrhovať prvé sústavy ústredného vykurovania. Ústredné vykurovanie je vykurovacie zariadenie, v ktorom sa z paliva alebo z inej energie získava teplo mimo vykurovacej miestnosti. Zdroj tepla je spravidla umiestnený priamo v budove, prípadne je spoločný pre viac budov spolu súvisiacich. Teplo sa musí pomocou teplonosnej látky prenášať do jednotlivých miestností. Ak je zdroj vykurovania určený na vykurovanie jediného podlažia prípadne jediného bytu, hovoríme o etážovom, prípadne bytovom vykurovaní.
Prečítajte si tiež: Vykurovacie Vodiče FENIX: Produkty a Inštrukcie
Prvé vykurovacie sústavy boli parné, to znamená, že teplonosnou látkou bola práve para. Para bola v 19. storočí základnou energetickou látkou používanou v priemysle, aj v doprave a využívala sa teda aj na vykurovanie. Iné teplonosné látky, to znamená horúca a teplá voda, sa začínajú využívať až na prelome 19. a 20. storočia. Ďalšou využívanou teplonosnou látkou bol vzduch, a tak sa v prvej tretine 20. storočia začínajú projektovať teplovzdušné sústavy, predovšetkým v súvislosti s rozvojom klimatizácie, ktorá zabezpečuje okrem vykurovanie aj chladenie miestností a úpravu vlhkosti vzduchu.
V súvislosti s rozvojom ústredného vykurovania sa v 20. storočí začína rozvíjať aj diaľkové vykurovanie. Pri diaľkovom vykurovaní sa teplo dodáva viacerým budovám, prípadne aj celým mestským celkom z jediného spoločného zdroja. V súčasnosti sa diaľkové vykurovanie zahŕňa do sústavy centralizovaného zásobovania teplom (CZT), ktorých štruktúra sa u nás postupne buduje. Teplonosnou látkou, ktorá dopravuje teplo zo zdroja CZT, je voda alebo para.
Spôsoby odovzdávania tepla
V ústredne vykurovaných miestnostiach možno teplo odovzdávať:
- prevažne ohrevom prúdiaceho vzduchu v miestnosti (prúdením - konvekciou), pomocou vykurovacích telies s menším podielom sálavého tepelného toku; ide o konvekčné vykurovacie sústavy
- s veľkým podielom sálania medzi vykurovacou plochou a predmetmi a ostatnými stenami miestnosti; ide o sálové vykurovacie sústavy.
Tie priestory rodinného domu, kde sa človek cíti príjemne, patria k oblastiam VŽP, ktoré charakterizuje tepelná pohoda (TP). Je to stav, pri ktorom človek nepociťuje ani nadmerné teplo, ani chlad. Tepelná pohoda je definovaná ako pocit spokojnosti užívateľa s tepelným stavom VŽP. Tento stav sa dosiahne vtedy, ak sa vytvorí rovnováha medzi množstvom tepla vyprodukovaným ľudským organizmom od okolitého prostredia.
Konvenčné teplovodné vykurovacie sústavy sú sústavy ústredného, príp. etážového vykurovania, v ktorých teplonosnou látkou je teplá voda, t.j. voda s najvyššou pracovnou schopnosťou do 110°C; šírenie tepla medzi vykurovacou plochou a vykurovanou miestnosťou sa uskutočňuje prevažne konvenciou, t.j. prúdením vzduchu okolo prestupných plôch vykurovacích telies.
Prečítajte si tiež: Vykurovacie telesá pre ústredné vykurovanie
Hlavné prednosti teplovodných sústav, so zreteľom na konvenčné vyhotovenie:
- jednoduchá centrálna regulácia tepelného výkonu vykurovacích telies
- nízka povrchová teplota vykurovacích telies
- vysoká životnosť zariadenia aj pri použití menej odolných materiálov
Vykurovacie telesá
Vykurovacie teleso je konečný článok vykurovacej sústavy, ktorého úlohou je odovzdať teplo zo zdroja tepla (kotla alebo výmenníka) cez rozvodové potrubia (rozvod) do vykurovaného priestoru. Výkon vykurovacích telies sa stanoví na základe normatívneho výpočtu tepelných strát pre každú miestnosť samostatne, a to tak, aby výkon vykurovacích telies kryl celkovú tepelnú stratu vykurovanej miestnosti. Vykurovacie telesá sa umiestňujú podľa dispozičných možností v mieste najväčších tepelných strát (pod vonkajšie okná, na obvodové steny, pri balkónových dverách a pod.).
Podľa použitého materiálu, z ktorého sú vykurovacie telesá vyrobené, rozlišujeme: oceľové, liatinové, hliníkové, medené, betónové, keramické.
Podľa spôsobu odovzdávania tepla do vykurovaného priestoru: konvekčné, sálavé, kombinované.
Podľa druhu teplonosnej látky - teplonosného média: vodné (teplovodné, horúcovodné), parné (nízkotlakové, stredotlakové), teplovzdušné.
Prečítajte si tiež: Recenzie na lacné vykurovacie rohože
Podľa teploty teplonosného média: nízkoteplotné (podlahové do 50°C, stenové a stropné do 60°C), teplovodné do 110°C, horúcovodné nad 110°C.
Zdroje tepla
Vo vykurovacej technike zdrojom tepla nazývame zariadenie, v ktorom sa vyrába teplo. Zdroj tepla lokálneho vykurovania sa bežne označuje ako lokálny vykurovač. Lokálne vykurovanie je ešte stále častým riešením vykurovania, najmä v staršej zástavbe. Postupne sa znižuje počet vykurovačov na tuhé palivá, ktorých hlavnou nevýhodou je obtiažna doprava a donáška paliva, pracné odstraňovanie popola a znečistenie vnútorného aj vonkajšieho prostredia.
Medzi vykurovače patria:
- Vykurovače na tuhé palivá (triedené hnedé uhlie a drevo)
- Vykurovače na kvapalné palivá (vykurovacia nafta)
- Vykurovače na plynné palivá (svietiplyn, zemný plyn, propán-bután)
Kotly
Kotly možno rozdeliť podľa viacerých hľadísk:
- Podľa teplonosnej látky dodávanej do vykurovacej sústavy: vodné kotly, parné kotly, kombinované
- Podľa prevádzkových parametrov: nízkotlakové kotly, strednotlakové kotly , t.j. kotly s konštrukčným pretlakom vyšším ako 0,07 MPa, avšak nepresahujúci 1,6 MPa
- Podľa použitého paliva: kotly na tuhé palivá, kotly na kvapalné palivá, kotly na plynné palivá, kotly kombinované alebo univerzálne, elektrokotly
- Podľa tlaku v spaľovacom priestore: podtlakové kotly, pretlakové kotly.
Sálavé vykurovacie sústavy
Do skupiny sálavých sústav zaraďujeme vykurovacie sústavy, v ktorých má pri šírení tepla medzi vykurovanou plochou a vykurovanou miestnosťou veľkú úlohu sálavý tepelný tok. Ide teda o teplovodné vykurovacie sústavy iného charakteru ako konvekčné vykurovacie sústavy, pri ktorých dodávku tepla teplonosnej látky.
Rozlišujeme:
- veľkoplošné nízkoteplotné sústavy
- veľkoplošné sústavy so zavesenými sálavými podstropnými plochami
- sústavy so zavesenými sálavými panelmi (pásmi)
Spoločným znakom všetkých týchto sústav je, že sa veľká časť tepla odovzdáva sálaním bez účasti vzduchu. Nižšia teplota vzduchu totiž zväčšuje tepelný tok konvenciou medzi človekom a okolím na úkor tepelného toku sálaním, čo človek pociťuje veľmi priaznivo. Výhodou sálavého vykurovania je teda predovšetkým dosiahnutie lepšej tepelnej pohody. Pretože sa nepoužívajú konvekčné vykurovacie telesá, nedochádza ani k veľkému pohybu prachu v miestnosti ani k jeho nadmernému vysušovaniu a prevádzka je hygienickejšia.
Medzi nevýhody sálavého vykurovania patria predovšetkým vysoké obstarávacie náklady, veľká tepelná zotrvačnosť a náročnejšia prevádzka. Pri týchto sústavách tvorí vykurovaciu plochu strop, stena alebo podlaha miestnosti (alebo ich časti), v ktorých sú zabetónované „vykurovacie hady“ vytvorené z oceľových rúrok alebo rúrok s plastu.
Nízkoteplotné vykurovanie
Tepelnú pohodu zabezpečuje vykurovacia sústava s nízkoteplotnými sálavými podlahovými plochami s teplotným spádom 45/30°C alebo stenovými plochami s teplotným spádom 60/40°C. Zdroj tepla pracuje s teplotným spádom 90/70° alebo 80/60°C. Úprava teplonosnej látky sa uskutočňuje v zmiešavacej armatúre a obeh pracovnej látky zabezpečuje obehové čerpadlo. Úprava teplonosnej látky sa môže uskutočniť aj v špeciálnom výmenníku tepla. Vykurovaciu plochu tvorí podlaha resp. stena, kde sú zabudované rúry z plastov, medi alebo z ocele. Povrchová teplota podlahy pri podlahovom vykurovaní je max. 28 až 29°C, pri stenovom vykurovaní do 40 až 50°C.
Veľkoplošné sálavé podlahové vykurovanie
Podlahové teplovodné vykurovanie patrí medzi sálavé vykurovacie sústavy, pričom podiel sálavej zložky na celkovom prenose tepla z vykurovacej plochy je podstatne vyšší ako tok tepla konvekciou. Pri tomto type vykurovania je rozloženie teplôt vo vertikálnom smere najideálnejšie zo všetkých spôsobov vykurovania obytných miestností. Teplota vykurovacej vody je spravidla nižšia ako 35 - 45°C. Vzhľadom na hygienické aspekty musí byť povrchová teplota plôch pri tomto type vykurovania max. 25 - 30°C. Na zamedzenie vzniku lokálnej tepelnej nepohody v dôsledku príliš vysokej povrchovej teploty, musí platiť podmienka, že max. povrchová teplota bude 29°C. Tento typ vykurovania sa odporúča aplikovať hlavne v nízkoenergetických objektoch s tepelnou stratou 15 - 20 W.m-3, resp. ročnou spotrebou energie 60 - 70 kWh. m-2. Keďže sa jedná o sálavé vykurovanie, nedochádza k nadmernému prúdeniu vzduchu, (ako je to u konvekčného vykurovania - pomocou radiátorov) a teda je znížená prašnosť.
Veľkoplošné sálavé stenové vykurovanie
Stenové teplovodné vykurovanie patrí medzi sálavé vykurovacie sústavy, pričom podiel sálavej zložky na celkovom prenose tepla z vykurovacej plochy je podstatne vyšší ako tok tepla konvekciou (65% : 35%). Tento pomer pozitívne ovplyvňuje rovnomernosť prenosu tepla v interiéri a napomáha vytvárať teplotne homogénne uniformné prostredie. Teplota vykurovacej vody je spravidla nižšia ako 70 - 65°C. Vzhľadom na hygienické aspekty musí byť povrchová teplota plôch pri tomto type vykurovania max. 45 - 50°C. Tento typ vykurovania sa skôr hodí do miestností ako napr. obývacie izby, spálne, detské izby. Ich optimálne rozvrhnutie nám zabezpečí tepelnú pohodu v dome či byte, bezprašné prostredie a 20% úsporu energie na vykurovanie v porovnaní s klasickým vykurovaním.
Veľkoplošné sálavé stropné vykurovanie
Stropné teplovodné vykurovanie patrí medzi sálavé vykurovacie sústavy, pričom podiel sálavej zložky na celkovom prenose tepla z vykurovacej plochy je podstatne vyšší ako tok tepla konvekciou (80% : 20%). Tento pomer pozitívne ovplyvňuje rovnomernosť prenosu tepla v interiéri a napomáha vytvárať teplotne homogénne uniformné prostredie. Teplota vykurovacej vody je spravidla nižšia ako 50 - 55°C. Vzhľadom na hygienické aspekty musí byť povrchová teplota plôch pri tomto type vykurovania max. 35 - 40°C. Podmienkou je dodržanie minimálnej svetlej výšky miestnosti, aby nedochádzalo k nadmernému osálaniu hlavy.
Veľkoplošné vykurovacie sústavy možno vyhotoviť aj ako zavesené vykurovacie registre kryté doskami vytvárajúcimi stropnú vykurovaciu plochu. Tým sa odstraňuje nevýhodná tepelná zotrvačnosť, možno použiť vyššie teploty teplonosnej látky, plochu možno zavesovať až dodatočne. Tieto sústavy sa aj ľahšie opravujú. Najčastejšie sa k rúrkam pripájajú dobre vodivé lamely, ktoré tvoria priam vykurovaciu plochu.
Elektrické vykurovanie
Elektrické vykurovanie sa bude v budúcnosti uplatňovať predovšetkým v oblastiach mimo centralizovaného zásobovania teplom a mimo oblasti zásobovanej vykurovacím plynom. Základnou výhodou elektrického vykurovania je, že umožňuje bezobslužnú a vysokú hygienickú prevádzku. Preto sa v súčasnosti využíva v tých lokalitách, kde nieje žiaduce ďalšie zhoršovanie ovzdušia alebo kde je z iného dôvodu jeho použitie výhodné alebo ekonomické. Elektrická energia je však veľmi hodnotnou formou energie, ktorú možno premieňať na teplo len vtedy, ak sú splnené prísne podmienky ekonomickej prevádzky.
Priamovýhrevné, pri ktorom sa elektrická energia priamo premieňa na teplo a dodáva sa do miestnosti. Ak prevláda konvekčná zložka odovzdávania tepla jedná sa o elektrický priamovýhrevný konvektor. Tieto zdroje tepla sa skladajú z rozvodu, regulácie a priamovýhrevných telies. Konvekčné zdroje sú stabilné alebo mobilné. Ak prevláda sálavá zložka odovzdávania tepla jedná sa o sálavé telesá.
Typy vykurovania
Typy vykurovania - je ich v súčasnej dobe veľa. Rozhodujúcimi faktormi pri ich finálnej voľbe je cena a postoj k životnému prostrediu. Niektoré zariadenia majú vyššiu obstarávaciu cenu, na druhej strane prinášajú nižšie náklady na prevádzku. Iné sú zase nenáročné na údržbu alebo si nevyžadujú špeciálnu technickú miestnosť ani zvláštnu starostlivosť.
Elektrokotol
Elektrokotol si zaslúži pozornosť, pretože mnoho ľudí má chybnú predstavu o tom, že kúrenie elektrikou je vždy drahšie ako kúrenie plynom. Z praxe však vyplýva, že pri kúrení elektrinou v nízkoenergetickom či pasívnom montovanom dome vedie v úspore nákladov jednoznačne elektrokotol. Elektrokotol si vyžaduje obehové čerpadlo a dnes už nevyhnutný regulačný systém zaisťujúci úspornú prevádzku. V súčasnosti sú žiadané veľmi úsporné kompaktné solárne jednotky, ktoré sa skladajú z elektrokotla, regulátora a solárneho zásobníka.
Vykurovanie elektrokotlom je vhodné aj ako podpora iného druhu vykurovania.
Výhody:
- Vysoká účinnosť
- Žiaden prach
- Priama premena elektrickej energie na teplo
- Šetrný k životnému prostrediu
- Jednoduchá manipulácia
Nevýhody:
- Pri výbere kotla treba brať do úvahy výkon kotla a počet a veľkosť vykurovaných miestností
- Cena elektriky
Elektrické podlahové vykurovanie
Každý kotol si vyžaduje určitý druh radiátorov rozmiestnených po dome. Ako veľmi výhodné sa ukazuje podlahové vykurovanie, pretože je umiestnené priamo v podlahe a umožňuje tak distribuovať teplo človeku od nôh, čím zabraňuje zbytočnému kolobehu tepla tam, kde ho nie je potreba - pri strope. Z toho dôvodu už nie sú klasické nástenné radiátory, či stropné vykurovanie v kurze.
Radiátory sa však dajú všemožne kombinovať (podlahové, stenové, stropné) tak, ako to dovoľuje úžitkový priestor v dome a vaše estetické cítenie. Čo sa týka priestoru, podlahové vykurovanie si iný než ten pod podlahou nevyžaduje. Podlahové vykurovanie má navyše moderný a pohodlný systém ovládania skrze centrálny dotykový ovládač a ďalšie podporné ovládače v každej miestnosti. Regulovať sa dá teplota podlahy, či aj teplota vzduchu.
Výhody:
- Ekologické a tiché
- Regulácia teploty v každej miestnosti
- Odpadáva povinnosť každoročnej revízie zariadenia
- Nižšie prvotné obstarávacie náklady
Nevýhody:
- Vyššia cena elektrickej energie
Plynové kotly
Kúrenie plynom je taktiež značne rozšírené a to hneď z troch dôvodov: má veľmi ľahké rozvody, pohodlné ovládanie a nevyžaduje si ani žiadne skladovacie priestory. Ďalším pozitívnym aspektom plynového kotla je to, že produkuje minimum škodlivých splodín, napriek tomu že je zemný plyn radený medzi fosílne palivá. Na trhu sú najbežnejšie dva druhy plynových kotlov: nízkoteplotné plynové kotly a kondenzačné plynové kotly. Kondenzačné kotly ešte viac eliminujú množstvo škodlivých spalín tým, že to čo inokedy uniká komínom, dokáže kondenzačný kotol efektívne využiť napr. na predhrievanie teplej vody.
Výhody:
- Jednoduché ovládanie a vysoká účinnosť
- Nepotrebujete skladovaciu miestnosť
Kotly na tuhé palivá
Ďalším zdrojom tepla je drevo. Dá sa kúriť jeho najrôznejšími formami, pričom niektoré sú vhodnejšie iné menej. V súčasnosti sa uprednostňuje skôr naštiepané drevo, a to predovšetkým tam, kde k nemu majú ľudia ľahký prístup. Ďalším populárnym médiom sú drevné peletky, ktoré sú navyše veľmi ekologické. Uhlí naopak stratilo na obľube, lebo sa jedná o drahý, takmer vyčerpaný zdroj energie, ktorého skladovanie aj manipulácia sú značne nepohodlné. Pre všetky spomínané drevené výrobky určené na kúrenie slúži kotol na tuhé palivá, pričom medzi žiadanejšie patrí ten s retortovým horákom. Výhodou kotla na tuhé palivá je, že môžete striedať médiá podľa ich aktuálnej ceny na trhu.
Krb navodí tú pravú rodinnú pohodu o tom niet najmenších pochybností. Ak máte možnosť dostať sa ľahko k drevu môžete vsadiť na kúrenie pevným palivom. S pomocou kotla na pevné palivo môžete vykúriť celý dom. Okrem štiepaného dreva môžete použiť aj drevené pelety, alebo brikety. Jedným z najžiadanejších kotlov na tuhé palivo je kotol s retortovým horákom (obsahuje deflektor, ktorý umožňuje úplné vyhorenie paliva a dohorenie spalín.
Výhody:
- Najnižšie náklady na kúrenie
- Môžete ich použiť všade tam, kde nie je možnosť pripojiť sa na plynovú, alebo elektrickú sieť
- Môžete si zvoliť čím budete kúriť - drevo, brikety, pelety
Kotly určené pre biopalivá
Biopalivá, zahŕňajúci veľmi rozširujúca sa druh biologického palivového sortimentu, sú obľúbená predovšetkým vďaka svojmu čisto prírodnému charakteru. Tento biologický pôvod im naviac zaručuje nízku nákupnú cenu. Aj biopalivá si však vyžadujú zodpovedajúce technické zariadenie, ktorým môže byť napríklad:
- Krby a krbové vložky na kusové drevo.
- Plne automatizované kotly na drevnú štiepku.
- Brikety do krbov, kachlí či kotlov na tuhé palivá.
- Automatický kotol na pelety a biomasu.
Tepelné čerpadlá
Aj keď sa môže zdať, že je tepelné čerpadlo rýdzo ekologickým spôsobom vykurovania, keďže jeho hlavné vykurovacie médium tvorí voda, vzduch či zem, nie je tomu bohužiaľ tak. Tepelné čerpadlo si vyžaduje aj pohonný kompresor, ktorý je uvádzaný do prevádzky pomocou nezanedbateľného množstva elektriny a tá, ako vieme, pochádza z jadrových či uhoľných elektrární. Obstarávacia cena tepelného čerpadlá je značne vysoká a v prípade nízkoenergetických domov hrozí, že nestihne dôjsť k návratnosti tejto vysoké počiatočné investície. Tú vlastnosť, že dokáže čerpať energiu z tak prirodzených médií akými voda, vzduch a pôda sú, však nemožno inak ako obdivovať.
Systém zem-voda čerpá energiu cez plastové rúrky umiestnené v zemi, v ktorých prúdi nemrznúca kvapalina. Využívanejší sú však systémy vzduch-vzduch alebo vzduch-voda. Tie dokážu získavať tepelnú energiu priamo zo vzduchu, čo je isto lacnejší a dostupnejší spôsob.
Solárne systémy
Systémy na báze slnečného žiarenia sú bezpochyby veľkým ochranárskym riešením pre životné prostredie. Sú lacným variantom pre ohrev vody a dokonca aj pre vykurovanie. Solárne panely sa v prípade domáceho použitia umiestňujú spravidla na sedlové strechy s ideálnym sklonom 45° orientované na južnú stranu, rovný povrch však nie je prekážkou. Vyžadujú si technickú miestnosť pre umiestnenie akumulačných nádrží ako zásobáreň tepelnej úžitkovej vody.
Možnosťou pre ukladanie energie sú však treba aj bazény. Ohriata voda je potom rozvádzaná do domu pomocou radiátorov či podlahové vykurovania. Letné mesiace sú pre funkčnosť solárnych systémov najideálnejšie. V zime a pri zatiahnutej oblohe však účinnosť klesá.
tags: #vykurovacie #telesa #na #zemny #plyn