Kombinované kaskády s regulátory řady Albatros2

Regulátory řady Albatros² jsou oblíbené pro svou flexibilitu a možnosti jejich využití v komplikovaných technologiích vytápění. Většinou se jedná o kaskády různých druhů zdrojů, které uživatel hodlá používat podle aktuální ceny energií na trhu. Vznikají tak nejrůznější kombinace zdrojů tepla a jejich hydraulických zapojení. V tomto článku se zaměříme na některá jejich hydraulická zapojení. Nelze tvrdit, že pouze níže popsaná (správná) zapojení jsou ta jediná hydraulicky správná. Lze ale říci, že tato zapojení harmonizují jak hydrauliku, tak regulaci, čímž umožňují velký komfort využití při optimalizaci provozních nákladů takového systému.

Hydraulické zapojení s kotlem připojeným přímo do směšovaného topného okruhu

Toto zapojení je častým omylem projektantů i topenářů. Jeho údajnou výhodou je prý naprosto jednoznačné oddělení kotle na plyn od neřízeného kotle na tuhá paliva, ale především od akumulačního zásobníku. Zdůvodnění je prosté: aby kotel nenabíjel akumulační zásobník a žádné teplo se tak nemohlo dostat z plynového kotle do akumulace.

Pokud vytápíme kotlem na tuhá paliva, vše je v pořádku. Kotel vytápí ekvitermně díky směšovanému topnému okruhu, připravuje teplou vodu a přebytek tepla ukládá do akumulačního zásobníku. Po vyhasnutí kotle mohou nastat dva stavy. Buď je akumulační zásobník nabitý a topný okruh a TV využijí v něm uložené teplo, nebo není vybitý a přichází na řadu řízený zdroj tepla – plynový kotel. Dojde tedy k následujícím stavům.

Opravdu, žádné teplo z kotle se nedostane do akumulačního zásobníku. Na druhou stranu ale propojíme dvě čerpadla do série a v tu chvíli v tomto okruhu vzroste tlak, což se může projevit v nejlepším případě jen zvýšeným hlukem na ventilech otopných těles. Samozřejmě prostorová pohoda bude přinejmenším špatná, protože kotel mívá většinou spínací hysterezi cca 8 °C, takže buď přetápí nebo nedotápí.

Další nevýhodou tohoto zapojení je skutečnost, že teplou vodu prostě připravuje kotel na tuhá paliva a s ohřevem od plynového kotle se můžeme rozloučit. Tato nevýhoda se řeší bivalentními zásobníky se dvěma spirálami pro ohřev a zdvojením čidel v zásobníku TV. Což ale k čistému řešení je na míle vzdáleno. Toto hydraulické zapojení se tedy nedá doporučit jak po stránce hydraulické, tak komfortu uživatele, nemluvě o nedostatečných možnostech tento systém zregulovat.

Hydraulické zapojení s plynovým kotlem zapojeným na stranu zdrojů

Toto hydraulické zapojení je vhodné jak hydraulicky, tak regulačně, navíc hydraulika umožňuje využití energie ze všech zdrojů tepla pro všechny spotřebiče.

Jak to všechno funguje. Při využití kotle na tuhá paliva, nebo tepla z akumulačního zásobníku je vše shodné jako v předchozím případě. Pokud se ale podíváme na plynový kotel, může se zdát, že kotel bude ohřívat i akumulační zásobník. Tato alternativa může nastat, ale pouze ve dvou případech. Za prvé při špatném vyvážení soustavy. To znamená, že nikdo nenastaví nebo nenainstaluje vyvažovací ventil akumulačního zásobníku a teplo z plynového kotle pak bude ohřívat akumulaci, což lze napravit správným nastavením vyvažovacího ventilu na odbočce akumulačního zásobníku. Druhý případ může nastat ve chvíli, kdy kotel na plyn začne vyrábět více tepla, než potřebuje topný okruh. V tom případě začne směšovač zavírat a dočasný přebytek tepla půjde do akumulace. To je naopak pozitivní vlastnost (nepřetápíme prostor a přebytečné teplo, které by bylo jinak zmařeno přetopením v prostoru, uložíme v akumulačním zásobníku). Výhodou je, že plynovým kotlem můžeme jak vytápět, tak připravovat teplou vodu.

Hydraulické zapojení plynového kotle do série s TČ vzduch-voda

Toto hydraulické zapojení působí dobrým dojmem. Pokud TČ výkonově nezvládá ohřát na žádanou teplotu, přepne se ventil a do série se připojí plynový kotel, ze kterého je vyndané čerpadlo. Ve chvíli kdy je TČ schopno dostát požadavkům, ventil se vrátí zpět a kotel se odpojí od systému. Vše funguje dobře do chvíle, než vzduchové TČ začne odmrazovat. Co tedy nastane. TČ, než začne odmrazovat, tak vlivem námrazy začne klesat výstupní teplota, tudíž se uvolní doplňkový zdroj – plynový kotel. Pak TČ odmrazí, rázem na vstupu do plynového kotle není cca 30–40 °C, ale cca 5–10 °C. To v kotli způsobí teplotní ráz. Pokud je to klasický litinový kotel, tak může prasknout, v lepším případě se na něm začne projevovat nízkoteplotní koroze a kotel během krátké doby provoz zkoroduje.

Druhou možností je, že využijeme kondenzačního kotle. Tomu nízká teplota nevadí, na­opak jeho účinnost se výrazně zvýší. Bohužel ale bude ve většině času fungovat jako dohřev TČ tudíž nebude kondenzovat. Efektu teplotního rázu se taktéž nezbavíme. I když kotli nevadí nízké teploty, teplotní ráz mu určitě vadit bude. Takže z toho vyplývá, že řadit plynový kotel do série s TČ je krajně nevhodné.

Klasické zapojení kaskády TČ s elektrobivalencí v akumulačním zásobníku

Po mnoha pokusech různým způsobem upřednostňovat některý ze zdrojů v kaskádě speciálním zapojením, přimícháváním bivalence pomocí čtyřcestného ventilu nebo různá sério­paralelní zapojení, se nejvíce osvědčilo klasické paralelní zapojení kaskády, které využijeme pro jakékoliv zdroje. Jedinou výjimku tvoří sériové zapojení elektrodohřevu v náběhu. V kombinovaných kaskádách tepelných čerpadel, plynových kotlů a elektrodohřevu je vhodné využívat uvolnění a blokování jednotlivých zdrojů pod/nad venkovní teplotou např.: při teplotách nad 5 °C můžeme blokovat elektrobivalenci a plynový kotel a v teplotách pod –5 °C můžeme blokovat TČ. Dále pak uvolňovací integrály jednotlivých zdrojů a v případě bivalence nastavit pevné pořadí tohoto zdroje jako poslední v kaskádě Společná zpátečka pak zaručuje, že nemůže docházet k výrazným teplotním rázům. Správným nastavením těchto hodnot dosáhneme jak optimální životnosti zdrojů, tak nízkých provozních nákladů na vytápění.

Regulátory řady Albatros² jsou vhodné pro regulaci jak kombinací kotlů na tuhá paliva, tak řízených kotlů stejně jako pro kombinované kaskády s tepelnými čerpadly. Jedinou podmínkou správného fungování je hydraulická správnost. Pokud je tedy soustava správně hydraulicky zapojena, není problém s nasazením regulátoru Albatros².