Ohřívače vody pro jedno odběrné místo – 2. část

Článek se zaměřuje na ohřívače teplé vody pro jedno nebo maximálně tři odběrná místa. Konstrukčně se jedná převážně o průtokové ohřívače vody. Autor nicméně popisuje i zásobníkové ohřívače určené pro takto malé odběry teplé vody. Příspěvek poskytuje čtenáři rychlý přehled o technických možnostech takovýchto ohřívačů, tak i přehled o povinnostech při instalaci a obsluze.
Dokončení autorova příspěvku z minulého sešitu Topin č. 4/2019.

Recenzent: Roman Vavřička

Úvod

Účelem ohřívačů vody (OV) určených pro jedno odběrné místo je dodávat vodu ohřátou na potřebnou teplotu pro jedno, v některých případech pro dvě odběrná místa. Do těchto ohřívačů se přivádí studená voda s kvalitou pitné vody. Odběrnými místy jsou typicky umyvadlo nebo kuchyňský dřez. Stejně tak je možné instalovat zařízení dodávající teplou vodu pro sprchování, které ale musí mít vyšší elektrický příkon (min. 4,5 kW) z důvodů vyššího nároku na množství ohřáté vody. Článek se zabývá pouze ohřívači vody určenými do vnitřního prostředí s teplotou vzduchu od +2 °C do 45 °C a relativní vlhkostí maximálně 80 %. Neobsahuje informace o ohřívačích teplé vody určených např. do karavanů apod., kde jsou vyžadovány odlišné instalační podmínky.

I. Umístění

Každý typ ohřívače musí být umístěn dle příslušných platných norem a předpisů. Umístění má umožnit co nejjednodušší připojení, zajistit bezpečný a bezporuchový provoz po celou dobu životnosti ohřívače. Zařízení se umísťuje co nejblíže k místu odběru pro eliminaci tepelných ztrát při rozvodu ohřáté vody, přívodní potrubí k vodovodní baterii pak není třeba tepelně izolovat.

Umístění se řídí ČSN 33 2000-7-701 ed. 2 [5]. Tato norma přesně uvádí podmínky umístění a zapojení elektrických OV včetně minimálních vzdáleností elektrických zařízení v zónách koupelny. Elektrické ohřívače obvykle splňují požadavek krytí IP24 nebo vyšší.

Výrobci podmiňují umístění ohřívače v závislosti na stupni elektrického krytí. Ohřívače se stupněm krytí IP 24 mohou být v koupelně umístěny v zóně 2, zařízení s vyšším krytím (IP 25) lze instalovat i v zóně 1. Ohřívače s nejvyšším krytím splňují podmínky pro IP 45.

II. Hlavní části ohřívačů

Nádoba

Materiál nádoby závisí na tom, zda se jedná o ohřívač tlakový nebo beztlakový. Ohřívače tlakové mají materiál nádoby z ocelového, mo­sazného nebo měděného plechu. Pro zvýšení životnosti se provádí povrchové úpravy materiálů, např. smaltování nebo vypalovaný nátěr. Nádoba beztlakových zařízení je často vyrobená z polypropylenu nebo ABS, může být však rovněž vyrobena z plechu. Ohřívače určené pro jedno odběrné místo se nazývají také maloobjemové. Mají nejmenší nádoby o objemu 5 litrů. Největší nádoby pojmou 30 litrů a stačí zásobovat i dvě odběrná místa.

Izolace nádoby

Tepelná izolace zabraňuje tepelným ztrátám a snižování teploty ohřáté vody v nádobě. Běžně se používá tepelná izolace polyuretanovou pěnou nebo polystyrenem. Součinitel tepelné vodivosti používaných tepelných izolací dosahuje hodnot až 0,025 W·m^–1·K^–1.

Magneziová anoda

Zásobníkové ohřívače vody se opatřují magneziovou anodou, jejímž úkolem je zabránit korozi materiálu a tvorbě vodního kamene. V některých zásobnících jsou zabudovány i dvě krátké anody.

Tepelná pojistka

Jedná se o bezpečnostní prvek ohřívače, který zabraňuje nadměrnému ohřevu vody v případě selhání termostatu. Někteří výrobci ji nastavují na teplotu vody 57 °C.

Spínací modul

U průtokových ohřívačů má při puštění vody za úkol zajistit zapnutí ohřevu. U jednoduchých typů průtokových ohřívačů se používá hydraulický tlakový spínač s pryžovou membránou, která se při průtoku vody prohne a sepne kontakty. Moderní elektronická průtoková zařízení jsou vybavena snímačem průtoku. Jedná se o malou turbínu, která zároveň dává řídicí jednotce informaci o okamžitém průtoku vody a tím se ovládá i okamžitý odběr proudu.

Otopný článek

U některých typů ohřívačů vody je vyroben z měděné trubky, která dobře vede teplo. Většina progresivních výrobců dnes používá přímý ohřev vody, kdy je topná spirála z chromniklového drátu umístěna přímo v protékající vodě. Tím je dosaženo vysoké tepelné účinnosti až 99 %.

Regulační ventil

Umožňuje regulaci průtoku vody, čímž je současně ovlivněno množství ohřáté vody při daném výkonu ohřívače. Topný článek má konstantní tepelný výkon a změnou hodnoty průtoku se změní i teplota výstupní vody.

III. Montáž ohřívače

Na montáži zařízení se podílí instalatér společně s elektrikářem. Instalatér nesmí provádět elektrické zapojení, pokud k tomu nemá oprávnění podle Vyhlášky č. 50/1978 Sb. [6]. – Vyhláška Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu o odborné způsobilosti v elektrotechnice. Elektrikář naopak neprovádí připojení ohřívače na vodovodní potrubí. Nejprve se ohřívač připevní ke stěně podle návodu výrobce. Nejčastěji se jedná o ukotvení hmoždinek do stěny v daných roztečích, do hmoždinek se upevní závěsný prvek pro ohřívač.

Montážní práce instalatéra

Instalatér připojuje ohřívač k potrubí dle ČSN EN 806-2 [7]. Důležité je nejen správné zapojení připojovacích trubek nebo hadic, ale také armatur v předepsaném pořadí. U zásobníkových ohřívačů se za sebou instalují do potrubí uzavírací ventil a kombinovaný ventil, který zahrnuje pojistný ventil a zpětnou klapku. Z pojistného ventilu je svedena hadička k podlahové vpusti (nebo jinam podle podmínek) pro případ potřeby odpuštění vody za účelem snížení tlaku.

K připojení ohřívače se používají pevné trubky nebo flexibilní hadice. Poloměr ohybu hadic nemá přesáhnout hranici podle výrobce ohřívače, obvykle je to 27 mm. Hadice nesmí být na přípojkách zalomeny a musí mít možnost dilatace. Nesmí být vystaveny namáhání tahem nebo tlakem a musí být zamezeno možnosti jejich kroucení. Všechna těsnění je třeba zkontrolovat, zda nejsou nějak poškozena a mají správné rozměry, materiál a tloušťku. Po instalaci se kontroluje těsnost všech spojů.

U tlakového ohřívače vody jsou armatury na potrubí instalovány v pořadí: uzavírací, pojistný a zpětný ventil. Uzavírací armaturou může být např. kulový kohout, pojistný a zpětný ventil lze nahradit kombinovaným ventilem. Pojistná armatura je z výroby seřízena na tlak 0,63 MPa.

Montážní práce elektrikáře

Připojení ohřívače vody k elektrické síti provádí elektrikář, který má k tomuto výkonu oprávnění – složil zkoušku odborné způsobilosti podle vyhlášky č. 50/1978 Sb.

Elektrické zapojení může provádět pracovník, který splňuje požadavky § 6 a vyšší. Odbornou způsobilost podle § 6 získá pracovník úspešným absolvováním zkoušky před komisí. Ze svých znalostí musí být pracovník přezkoušen opět před komisí, a to každé tři roky. Práce může provádět také pracovník s odbornou způsobilostí podle § 5, avšak jen pod dohledem jiného pracovníka s vyšší kvalifikací. Jak instalatér, tak i elektrikář musí splnit požadavky dotčených norem, a také pokyny výrobce.

Správné připojení ohřívačů vody s vysokým příkonem může být složitější. Připojení se provádí na čtyř­vodičovou nebo pětivodičovou elektrickou síť.

Některé ohřívače o vysokém příkonu mají rozdělení na 3 stupně, přičemž každý stupeň představuje 1/3 jmenovitého příkonu.

Připojení je závislé na příkonu ohřívače vody. Nejnižší příkon ohřívačů určených pro jedno odběrné místo je 600 W [8]. Vyrábí se ale také průtoková zařízení s příkonem až 27 kW [9], která mohou trvale zásobovat dvě, výjimečně i tři (pokud to uvádí výrobce) odběrná místa teplou vodou.

Chyby při montáži

Při montážích se dopouštějí jak elektrikáři, tak i instalatéři různě závažných chyb.

Obrázky 15–19 upozorňují na běžné chyby při instalacích ohřívačů vody pro jedno odběrové místo. Připojení ohřívačů k potrubí se nejčastěji provádí flexibilními hadicemi, které se nesmí překroutit nebo připojit s malým rádiem ohnutí. Vzniká pak nebezpečí prasknutí v kritických místech.

Elektrické kabely nesmí být vedeny okolo zařízení, vodovodní baterie nebo v prostoru pro umývání. Rovněž není možné vést kabel přes prostor koupelny (nebezpečí úrazu). Ohřívač musí být řádně připevněn ke stěně, případně jiné pevné stavební konstrukci – volné uložení na podlaze koupelny je nepřípustné. Norma ČSN 33 2000-7-701 jednoznačně stanovuje minimální vzdálenost elektrické zásuvky od okraje umyvadla 200 mm (obr. 8). Umístění zásuvky na obr. 18 a 19 odporuje normě.

Při zapojování flexibilních hadic k ohřívači je nutné dbát na to, aby nedošlo k jejich prohození – studená voda by pak tekla z teplého vývodu a opačně (nebezpečí opaření).

Před předáním hotového díla by měl každý elektrikář i instalatér zařízení řádně vyzkoušet. Současně s předáním ohřívače uživateli má být tento poučen o správném užívání a údržbě.

IV. Elektronicky řízený průtokový ohřívač

Zařízení patří mezi moderní výrobky s nejefektivnějším způsobem přípravy teplé vody. Jedná se o sy­stém s nejúčinnějším využitím spotřebované energie, což se pozitivně projevuje na provozních nákladech. Elektronický průtokový ohřívač vody dokáže průběžně kontrolovat nastavenou teplotu vody a stále ji udržovat pulsním regulováním výkonu. K tomu potřebuje informace o teplotě vstupní vody, okamžitém průtoku a teplotě vody, která z průtokového ohřívače vychází. Podle těchto údajů vypočítá přesné množství elektrického proudu, kterého je potřeba k dosažení určené teploty.

Některé průtokové ohřívače jsou již vybaveny i dálkovým ovládáním nebo dotykovými displeji, které nabízí uživateli vlastní nastavení teplot a jejich uložení do paměti. Výstupní teplota vody z průtokového ohřívače je přesně taková, jakou si uživatel nastaví a není ji tudíž třeba míchat v baterii se studenou vodou, jak se to obvykle dělá. Otevře se jen teplá voda na vodovodní baterii a průtokový ohřívač do několika málo vteřin dodá vodu o požadované teplotě.

Základem průtokového ohřívače je topný díl. Ten je osazen několika topnými spirálami, které jsou napojeny na výkonovou elektroniku a jsou v přímém kontaktu s protékající vodou. Na otopném celku jsou dále umístěny: čidlo průtoku, filtr, zpětná klapka, bezpečnostní tlaková pojistka, bezpečnostní teplotní pojistka a dvě čidla teploty; jedno čidlo měří teplotu vstupní vody a druhé čidlo měří teplotu výstupní vody. Voda vchází do přístroje vstupní trubkou, kde je vsazeno filtrační sítko k zachycení hrubších nečistot, těsně za ním je instalován omezovač průtoku. Jeho úkolem je propustit jen takové množství vody, jaké zvládne ohřát výkon topného systému za optimálních podmínek.

Tyto moderní typy průtokových ohřívačů dokáží pracovat velmi úsporně a jsou hodnoceny energetickou třídou A. Například průtokový ohřívač pro více odběrných míst s příkonem 18 kW dodá při plném výkonu 8 až 9 litrů teplé vody za minutu. Pro jedno odběrné místo se spotřebou 2 l·min^–1 dokáže elektronika zregulovat okamžitou spotřebu např. na 3 kW, nicméně je nutné u těchto ohřívačů znát také minimální hodnotu spínacího průtoku. Způsob ovládání je uživatelsky velmi komfortní a poskytuje řadu funkcí jako např. kontrola stavu systému, spotřeby energie a vody, sledování provozních parametrů za provozu jako je okamžitý průtok vody, teplota vstupní a výstupní vody.

V. Baterie s elektrickým ohřevem

Již několik let se na českém trhu prodávají vodovodní baterie, které nahrazují elektrické ohřívače pro jedno odběrné místo. Průtok vody se reguluje otočením ovládací páčky na baterii. Teplota teplé vody je tím vyšší, čím nižší je její průtok. Při průtoku se teplota postupně zvyšuje a dosáhne konstantní hodnoty během 5–10 sekund (záleží na teplotě vstupní vody) od nastavení páčky (obr. 22).

Z hlediska bezpečnosti provozu se klade zvláštní důraz na řádné uzemnění baterie.

VI. Údržba

Ohřívač vody, a stejně tak jeho armatury, je třeba udržovat v čistém stavu. U beztlakových ohřívačů vody nesmí dojít k ucpání přívodního potrubí. Je třeba kontrolovat průchodnost potrubí a případné nečistoty nebo nánosy vodního kamene je nutné pravidelně odstraňovat. Správná funkce může být ohrožena také znečištěním a zvápenatěním vodních cest. Důsledkem je snížení průtoku nebo hlučnost. Výrobci doporučují každé tři roky provést kontrolu elektrických a vodovodních součástí specializovaným odborníkem.

Závěr

Ohřívat vodu pro jedno nebo dvě odběrná místa je možné pomocí různých zařízení. Volba konkrétního produktu závisí na prostorových možnostech, připojení na vodovodní potrubí a elektrickou energii. Je třeba dbát na fakt, že ohřívač vody je spotřebič, který může způsobit úraz elektrickým proudem nebo opařením horkou vodou. Instalatér a elektromontér musí při montáži dodržet všechny příslušné normy a předpisy. Stejně tak uživatel je povinen zařízení užívat v souladu s návodem výrobce. Případné opravy a servis může opět provádět jen osoba k tomuto oprávněná.

Použitá literatura

[5] ČSN 33 2000-7-701 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí – Část 7-701: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Prostory s vanou nebo sprchou. 2007-9 (změna Z1. 2012-6, změna Z2. 2018-3)
[6] Vyhláška č. 50/1978 Sb. Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu o odborné způsobilosti v elektrotechnice. In: Sbírka zákonů, částka 11, s. 206–214.1978-5.
[7] ČSN EN 806-2 Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 2: Navrhování. 2005-10
[8] www.wterm.cz
[9] www.mirava.cz
[10] ČSN 06 0320 Tepelné soustavy v budovách – Příprava teplé vody – Navrhování a projektování. 2006-9
[11] Propagační materiály společností Clage, Družstevní závody Dražice, Mirava, Wterm ČR, SIKO

---

Single Point Water Heaters

The article focuses on hot water heaters for single or maximum three draw-off points. As far as construction is concerned, these are mostly instantaneous water heaters. However, the author also describes the storage heaters designed for such a small hot water consumption. The paper gives reader a quick overview of the technical possibilities of such heaters, as well as an overview of the duties during installation and operation.

Keywords: water heater, hot water preparation, instantaneous heater, storage heater, installation, regulations