Vyhřát, ale nepřehřát

V současné době bychom měli stavět domy s co nejmenší potřebou tepla na vytápění. Ale čím méně energie je zapotřebí, tím obtížnější je udržet teplotní rovnováhu. Vybírat musíme proto takové zdroje, které dokáží efektivně pracovat i při nízkých výkonem a které je možné dobře regulovat.

Většina domů, které dnes stavíme, se potřebou tepla na vytápění pohybují mezi 15 a 70 kW ročně. Pokud se dostanou pod uvedenou nižší hranici, mluvíme o domech pasivních. Ty je možné vytopit například lokálním topidlem či pomocí teplovzdušného vytápění. Většina dnes stavěných domů však ještě vyžaduje topný systém.

VODA O NIŽŠÍ TEPLOTĚ

Stále nejrozšířenějším, osvědčeným a dobře zvládnutým systémem je teplovodní ústřední topení. Dnešní dobře zateplené novostavby si mohou dovolit užívat topnou vodu o nižší teplotě. Zatímco v klasickém ústředním topení cirkuluje voda až 90 °C teplá, v takzvaných nízkoteplotních systémech nepřesahuje teplota vody 55 °C a pracuje se s nízkým teplotním spádem, například 55/45 °C nebo dokonce 35/25 °C. Tomu se přizpůsobují jak zdroje, tak otopná tělesa. Zdroje mohou mít nižší výkon, spotřebují méně paliva, pracují efektivněji, při nízkých teplotách dochází přirozeně k menším ztrátám, snadněji se regulují. Výhodou nízkoteplotních topných systémů je možnost využít alternativní zdroje tepla, tepelná čerpadla či solární kolektory. Na druhém konci systému je potřeba zajistit, aby tato chladnější voda předala dostatek tepla. Teplosměnné plochy jsou proto větší než klasické radiátory, ideální pro nízkoteplotní systém je podlahové nebo stěnové vytápění, které zajišťuje rovnoměrnější rozložení teplot v místnosti a snadněji se tak dosahuje pocitu tepelné pohody. Podlahové topení je možné s radiátory kombinovat. Pokud nechceme instalovat teplovodní podlahové topení, a přesto nechceme dům opticky zatěžovat radiátory, jsou variantou podlahové konvektory, tedy laicky řečeno radiátory zabudované v podlaze. S výhodou je lze využít před velkými prosklenými plochami, kde vytvářejí tepelnou clonu.

NÍZKÉ VÝKONY A REGULACE

Pro zajištění tepla domů, kde potřeba tepla na vytápění činí okolo 50 kWh/m2, postačí zdroje o nízkých výkonech, obvykle do 10 kW. Výkonnější kotel by dům zbytečně přehříval, nepracoval by v optimálním režimu, a tedy nikoliv úsporně, produkoval by více spalin… Při výběru zdroje proto není rozhodující dosáhnout co nejvyššího výkonu, ale výkonu optimálního pro konkrétní dům i konkrétní podmínky. Dům s nízkou tepelnou ztrátou reaguje výrazněji na zvýšení či snížení výkonu i na změnu venkovní teploty, je citlivější na změnu venkovních teplot. Velmi důležitá je proto i regulace celého systému. Regulátory mohou být přímo na kotlích, v jednotlivých větvích soustavy nebo na topných tělesech, instalují se prostorové termostaty a různé typy čidel. Nejúčinnější je ekvitermní regulace, kdy je teplota média automaticky uzpůsobována venkovní teplotě se zpětnou vazbou na vnitřní teplotu. Tam, kde se zdroj obtížněji reguluje, je výhodné zařadit do systému zásobník tepla – akumulační nádrž.

TEPELNÁ ČERPADLA

Tepelná čerpadla využívají jako zdroj tepla energii uloženou v zemi, ve spodní vodě nebo vzduchu. Některá tepelná čerpadla umožňují též provádět chlazení místností v režimu tzv. pasivního nebo aktivního chlazení, některá řešení dokáží navíc rekuperovat teplo z odvětrávaného vzduchu. Ke své činnosti potřebují elektrickou energii. O účinnosti tepelného čerpadla vypovídá topný faktor, poměr mezi vyprodukovaným teplem (teplem dodaným do topného systému) a spotřebovanou energií (množství elektřiny pro pohon tepelného čerpadla, resp. kompresoru tepelného čerpadla). Pro topný faktor se užívá zkratky COP (Coefficient of performance). U domů s tepelnou ztrátou do 10 kW může být tepelné čerpadlo jediným zdrojem tepla, obvykle se však doplňuje bivalentním zdrojem tepla, elektrokotlem či krbem nebo jiným topidlem. Vyšší pořizovací náklady jsou vyváženy levným provozem. Domácnostem vybaveným tepelným čerpadlem je poskytována zvýhodněná dvoutarifní sazba po dobu 22 hodin. V té době mohou využívat levnějšího tarifu i ostatní elektrické spotřebiče.

PLYNOVÉ KOTLE

Nízkoteplotní systém ústředního vytápění, kde hlavním zdrojem tepla je plynový kotel, je stále nejrozšířenějším způsobem vytápění nízkoenergetických domů v našich podmínkách. Výhodou je na většině území snadná dosažitelnost plynu, vysoký komfort a snadná regulace. Vesměs se kombinuje s ohřevem teplé užitkové vody, často v kompaktním provedení kotle i zásobníku na teplou užitkovou vodu. Obstará tak tyto dvě funkce na velmi malém prostoru. Plynové kotle bývají často připraveny pro kombinaci se solárními panely. Pro nízkoteplotní otopné systémy jsou vhodné kondenzační kotle, které využívají i teplo obsažené ve spalinách, a pracují proto s maximální účinností, vyšší než 100 %. Spotřebu zemního plynu ve velké míře ovlivňuje také technický stav zdroje tepla a odtahu spalin. Proto je důležité mít zajištěný pravidelný servis a údržbu jak plynového kotle, tak také kouřovodu a komína.

DŮLEŽITÝ POMOCNÍK

Akumulační nádrž umožňuje „skladovat“ teplo, které vzniká při vyšším výkonu kotle, a zabraňuje tak nehospodárnému častému spínání a zapínání kotlů. Zejména kotle na tuhá paliva, ale i plynové kotle pracují optimálně při určitém výkonu. U domů s malou tepelnou ztrátou však po většinu roku potřebujeme výkon spíše nižší. U každé dobře navržené a důkladně propočítané otopné soustavy je kotel po většinu provozní doby vlastně velmi předimenzovaný, protože je jeho výkon vypočítán na tepelnou ztrátu domu, jaká odpovídá nejnižší venkovní výpočtové teplotě. Akumulační zásobník, tedy nádrž, ve které se ukládá přebytečný výkon, umožní provozovat kotel mnohem efektivněji.

SPOLEČNÝMI SILAMI

Akumulační nádrž umožňuje zapojení dalších zdrojů tepla do otopného systému, zejména solárních kolektorů nebo krbu. Voda v zásobníku se přednostně ohřívá z levnějších zdrojů. Takzvané bivalentní zásobníky kombinují dva způsoby ohřevu – solárními panely, tepelným čerpadlem či krbovými kamny a dohřev elektřinou či plynovým kotlem. Existují i zásobníky, které umějí vy- užívat kombinaci tří zdrojů tepla, obvykle solární panel, krb či krbová kamna s elektřinou či plynem. Technologicky nejvyspělejší jsou takzvané vrstvené neboli stratifikační zásobníky. Do- káží přesně po vrstvách ukládat topné médium o rozdílných teplotách do různých výšek zásobní- ku, a odebírat podle potřeby rozdílně teplou vodu z příslušné výšky. Tím se zajistí velmi efektivní využití například i slunečního záření při nízké intenzitě svitu. V domech s malou potřebou tepla je možné krýt většinu potřeby energie na vytápění z alternativních zdrojů – slunečními kolektory a tepelným čerpadlem, jako záložní zdroj pro dohřev vody slouží nejčastěji elektrická topná spirála v zásobníku.

ZDROJE NA BIOMASU

V rodinných domech je nejpoužívanější biomasou kusové dřevo, pro topení se využívají i dřevěné brikety, štěpky nebo pelety, které mohou být lisovány i z jiné rostlinné hmoty, například slámy. Pelety jsou již o poznání dražší než dřevo, stále však levnější než další druhy paliv. Jejich výhodou je, že umožňují snadnou regulaci výkonu a ve spojení se zásobníkem a automatickým podavačem se zajistí i vysoký komfort obsluhy. Přibližují se tak možnostem kotlů na plyn nebo topný olej. Krbové vložky či kamna mohou být vybaveny teplovodním výměníkem a díky tomu zapojeny do systému ústředního vytápění. U kvalitně konstruovaných teplovodních krbů lze využít až 85 % celkového topného výkonu krbu k ohřevu vody v topném systému. Díky tomu nemusí docházet k přehřátí místnosti při použití krbu. Účinnost spalování dřeva zvyšuje pyrolýza neboli zplyňování. Pyrolytické kotle tedy spalují dřevoplyn, některé umožňují spalovat tímto způsobem i uhlí. Nevýhodou je, že poklesne-li výkon kotle pod určitou mez, tento zplyňovací proces ustane, kotel začne dehtovat, škodlivé emise se dramaticky zvýší a účinnost klesne. Tento problém odstraní akumulační nádrž, která umožní provozovat kotel při optimálním výkonu bez ohledu na momentální potřebu tepla.

JE NUTNÝ TEPLOVODNÍ SYSTÉM?

V domech s velmi nízkou tepelnou ztrátou se nabízí i možnost vytápět dům elektřinou pomocí systémů podlahového, stěnového či stropního topení a nástěnných přímotopů. Vzhledem k ceně elektřiny nemůže být toto vytápění finančně zajímavé pro domy s vysokou potřebou tepla na vytápění. Avšak u nízkoenergetických domů, kde je spotřeba energie malá, mohou v její prospěch hovořit výrazně nižší pořizovací náklady, než jaké vyžadují soustavy teplovodní. Poměr mezi pořizovacími a provozními náklady bude vycházet tím lépe, čím je dům úspornější. K tomu přistupuje i skutečnost, že domácnosti vytápěné elektřinou bývá poskytován výhodný nízký tarif 20 hodin denně. Po tuto dobu je levnější veškerý odběr elektrického proudu, tedy provoz všech elektrických spotřebičů v domácnosti vyjde levněji. Přitom na vytápění spotřebuje nízkoenergetický dům zhruba jen 40 % elektrické energie. Malá tepelná ztráta nízkoenergetického domu napomáhá tomu, že během vypnutí vytápění ve vysokém tarifu, maximálně na dvě hodiny, by nemělo dojít ke snížení teploty v místnostech více než o jeden stupeň. Výhodou elektrického vytápění je vedle nízkých pořizovacích nákladů snadná regulace, nízká měrná spotřeba energie, schopnost pružného přizpůsobení topného systému měnícím se podmínkám. Nevýhodou je nutnost řešit samostatně ohřev teplé vody a závislost domu na elektrické energii, což je možné řešit doplňkovým zdrojem tepla, například krbem či krbovou vložkou.

NUTNOST VĚTRÁNÍ

V současné době bychom měli stavět jen dům velmi dobře zateplený a perfektně utěsněný, aby nedocházelo k tepelným ztrátám infiltrací vzduchu. V takovém domě je nezbytné postarat se o dostatečnou výměnu vzduchu. Mechanické větrání otevíráním oken nás připravuje o cenné teplo a obvykle tímto způsobem nezvládneme větrat tolik, kolik by si naše zdraví vyžadovalo. Do nízkoenergetických domů se proto stále častěji instaluje řízené větrání pomocí vzduchotechnických rozvodů, většinou doplněné o rekuperaci tepla, tedy využití tepla ze vzduchu, který z domu odchází, k ohřátí vzduchu příchozího. Pro dosažení hranice pasivního domu je větrání s rekuperací tepla nezbytné. Pokud máme v domě instalovány vzduchotechnické rozvody, nabízí se využít jich i k vytápění pomocí vzduchu. Předpokladem pro teplovzdušné cirkulační vytápění je nízká tepelná ztráta domu – do výše, kterou je vzduchotechnická vytápěcí jednotka schopna zajistit.

 

 

Uložit

Datum vydání: 3. 10. 2015

Edit: Miloslava Perglová