Úspora tepelné energie v domácnostech – 2. část

Autor navazuje na 1. část článku, který vyšel v Topin č. 4/2018. Jak jsem již konstatoval při první recenzi, uvádí zde návody pro „české kutily“. V této 2. části se návody týkají otopných těles, regulace otopných soustav a instalace termostatických hlavic.

Recenzent: Richard Valoušek

Úvod

První část textu o úsporách tepelné energie v domácnostech se zabývala tepelnými ztrátami, tepelnými izolacemi a zdroji tepla. V druhé části jsou stručně popsány možnosti úspor tepelné energie u otopných těles a při regulaci otopné soustavy. Z mnoha druhů otopných těles (OT) je zmínka jen o těch nejpoužívanějších deskových OT. K novějším výrobkům, které slouží jako doplněk OT, jsou níže uvedené sestavy ventilátorů termík [1]. Otopné soustavy (OS) lze regulovat mnoha způsoby. Regulace výkonu závisí na velikosti OS, konkrétních podmínkách a požadavcích na regulaci, a také na finančních možnostech. Článek ukazuje běžné možnosti regulace výkonu OS.

Maloobjemová OT

Maloobjemová OT jsou všechna OT s malým objemem vody a velkou otopnou (předávací) plochou. Čím méně vody se ohřívá, tím méně se spotřebuje paliva k jejímu ohřevu. Čím větší je předávací plocha OT, tím více tepla je možné předat do vytápěné místnosti. V současné době se instalují nejvíce desková OT, která zabírají při stejném výkonu menší půdorysnou plochu a mají větší podíl sálavé složky záření. Určitá nevýhoda je v tom, že u těchto OT jsou větší tlakové ztráty. Znamená to, že pro pružný provoz OS s deskovými OT je třeba použít oběhové čerpadlo. Samotížná OS by s těmito OT fungovala jen při přijetí některých opatření, jako např. značné zvýšení průměru potrubí apod. Klasické radiátory (článková OT) zabírají větší půdorysnou plochu, pomaleji se prohřívají a předávají teplo převážně prouděním.

Mezi zařízení, která zvyšují množství předávaného tepla z radiátorů do vytápěné místnosti, patří tzv. termík. Je to soubor automaticky spínaných ventilátorů, které se připevní ke spodnímu okraji OT. Zapnutím ventilátorů dochází k nucenému proudění vzduchu kolem předávací plochy OT, a tím se zvýší rychlost proudění teplého vzduchu, čímž se zvýší výkon OT a rychleji se tak vyhřeje místnost. Otázkou zůstává, zda množství vložené elektrické energie a zvýšení hladiny hluku v místnosti je adekvátní zvýšení výkonu OT.

Regulace výkonu OS

Teplovodní OS zahrnuje zdroj tepla, potrubí, armatury, OT a další části. Regulací teploty a množství protečené otopné vody lze ušetřit velké množství tepla. Možností regulace výkonu OS je řada.

Regulace vytápění bytových a nebytových budov se provádí:

• regulací parametrů teplonosné látky (teploty a rychlosti proudění) v závislosti na klimatických podmínkách nebo na venkovní teplotě vzduchu, pokud není zajišťována již jejím výrobcem či distributorem (u dálkového vytápění nebo CZT); výjimku tvoří vytápění ze zdrojů s násypnými kotli na tuhá paliva;
• regulací (nejčastěji automatickou) některých částí OS – zónová regulace, pokud to vyžaduje situování budovy vzhledem ke světovým stranám, odlišná tepelná akumulace nebo různý způsob využívání jejích jednotlivých částí, zejména bytů a nebytových prostor;
• omezováním výkonu jednotlivých OT (nejčastěji termostatickými ventily) určených pro vytápění reagujícím na změny vnitřních teplotních podmínek a výskyt tepelných zisků;
• regulací tlakové diference v odběrném tepelném zařízení, pokud to vnitřní rozvod tepelné energie, vybavený individuální regulací, vyžaduje.

Regulace tepelného výkonu OS se provádí regulátorem reagujícím na venkovní teploty (ekvitermní regulace) nebo vnitřní teploty (prostorová regulace).

Ekvitermní regulace

Regulace OS probíhá na základě sledování a reakci na změnu venkovní teploty. Regulátor je možno použít k automatizaci provozu všech typů teplovodních soustav (s radiátory, podlahové systémy i kombinované systémy). Většina regulátorů a servopohon tvoří jeden montážní celek, který se upevňuje na směšovač přívodní a vratné vody. Regulátory se vybavují buď analogovými hodinami s denním nebo týdenním programem, nebo digitálními hodinami s týdenním cyklem programování. Na základě měření venkovní teploty a nastavených parametrů topného provozu OS je plynule nastavováno šoupátko směšovače tak, aby teplota otopné vody na výstupu do OS odpovídala nastaveným parametrům a změnám venkovní teploty. Regulátorem lze nastavit dva topné režimy – vyšší teplotu pro dobu, kdy je v objektu někdo přítomen a nižší teplotu na noc nebo v době nepřítomnosti osob.

Ekvitermní regulace dále umožňuje nastavit střídání vyššího topného režimu s úplným vypnutím provozu vytápění. Střídání režimů zapnuto/vypnuto je řízeno spínacími hodinami. Regulace teploty vody probíhá mícháním vratné a otopné vody v potřebném poměru pomocí čtyřcestného nebo třícestného ventilu. Jeho správné navržení (tzv. kv hodnota vychází z autority regulovaného okruhu) je otázkou pro projektanta. Nesprávně navržený směšovač většinou cykluje (neustále se pohybuje z jedné krajní polohy do druhé).

Nezbytnou součástí řízeného okruhu je oběhové čerpadlo (viz pozice 3)!

Prostorová regulace

Regulace OS probíhá na základě sledování změny vnitřní teploty. Vytápění s prostorovou regulací se využívá zejména u větších prostorů, které jsou využívány příležitostně, jako jsou sály, haly. Dále ve všech prostorách, kde se vyskytují jakékoli další zdroje tepla – výrobní činnost, restaurace, živočišné teplo, sluneční záření atd. V odůvodněných případech se také může využít při vytápění rodinných domů.

Provoz regulátoru souvisí s činností celého regulačního systému, jehož základním prvkem je čtyřcestný nebo třícestný směšovač. K řízení provozu regulace dochází podobně jako u ekvitermní regulace. Podle změny teploty vzduchu v místnosti provádí regulátor pomocí servopohonu nastavení polohy směšovače.

Regulace termostatickými ventily (TRV)

Regulace OS se provádí také ventily s termostatickými hlavicemi, v některých literaturách se označují jako termostatické ventily (tzv. TRV). Tyto armatury se instalují na OT, rozdělovače tepla nebo do jiných míst, určených v projektu.

Funkce TRV je založena na pohybu kuželky ve ventilu napojené na akční člen, který se roztahuje při zvýšení teploty v jeho okolí, čímž dochází k regulaci. Udržuje se tím teplota vzduchu v místnosti na požadované výši, tím dochází k úsporám tepelné energie.

Na hlavici se nastaví požadovaná teplota, kterou chceme v místnosti mít. Je-li okolní teplota vzduchu nižší než nastavená, termostat otevře přívod otopné vody přes ventil a do OT začne proudit teplá voda. Jakmile se dosáhne nastavené teploty vzduchu v místnosti, termostat ventil uzavře. Místnost tak nebude přetápěna. Toho lze dosáhnout jen v případě, že OT má nadbytek otopné plochy (stejně jako u motoru automobilu).

Termostatický ventil je vždy otevřen naplno, dokud se nedosáhne požadované teploty. Při nastavení vyšší teploty bude radiátor hřát delší dobu. Regulačními ventily s termostatickými hlavicemi je možné ušetřit 5–15 % tepelné energie.

Součástí TRV je teplotní čidlo. Toto čidlo může být umístěno i mimo ventil v prostoru místnosti. Mimo se umísťuje tehdy, pokud je OT kryto záclonou, závěsem, nebo je umístěno v zákrytu. Čidlem se snímá teplota vzduchu ve vytápěné místnosti. Informace o teplotě se předá do TRV, který pustí nebo zastaví přívod otopné vody do OT.

V současné době se používají tři hlavní typy termostatických hlavic – manuální, digitální a bezdrátové.

Do veřejných prostor se instalují termostatické hlavice s extrémní odolností (antivandalové provedení). Tato hlavice může být sejmuta z ventilu pouze pomocí speciálního klíče – zajištění proti odcizení.

Manuální hlavice se nastavují ručně. Pro významnou úsporu tepla je třeba obcházet OT ve všech vytápěných místnostech a ručně nastavovat hlavice v celém bytě.

U digitálních hlavic je možné nastavení denního a týdenního teplotního programu do hlavic na jednotlivých OT. Hlavice pracují samostatně podle předem nastaveného programu. Např. ráno umožní vpuštění otopné vody do OT, při odchodu do zaměstnání naopak automaticky omezí vytápění v místnosti. Před příchodem domů nastavená hlavice automaticky zatopí, v noci opět omezí teplotu v místnosti k pohodlnému spánku, a tím snižuje spotřebu energie.

Nejmodernější jsou bezdrátové hlavice. Tyto ve spojení s centrální jednotkou umožňují automatickou regulaci teploty v místnosti, a také možnost sledovat teplotu místností přes internet a mobilní telefon.

Ventily s termostatickými hlavicemi se instalují na přívodní (otopné) potrubí do OT. Namontované mohou být pod OT, vedle něj nebo také uvnitř OT.

Před montáží hlavice je nutné ověřit, zda:

• je hlavice shodná s typem uvedenému v projektu;
• kvalita vody v soustavě odpovídá příslušným normám;
• hlavice není zakryta záclonou či závěsem;
• okolo hlavice může volně proudit vzduch;
• těsnicí vsuvky jsou ošetřeny mazivem (možnost netěsnosti TRV).

Pro projektanty uvádějí výrobci termostatických hlavic údaje důležité pro jejich provoz a zapojení.

K těm nejdůležitějších údajům patří:

• nastavitelný rozsah teplot (nejčastěji 6–28 °C);
• standardní seřízení čidla z výroby (obvykle 20 °C = 3. stupeň na stupnici);
• rozdíl teploty mezi dvěma ryskami stupnice (běžně 1 K);
• teplota protimrazové ochrany označená symbolem hvězdičky (např. 6 °C);
• hodnota teplotního útlumu označená symbolem měsíce (např. 14 °C).

Regulace na kotli

Regulaci výkonu OS je možné provádět i na kotlích. Některé kotle jsou pro tento účel osazeny elektronikou na horní straně krytu. Zde mají umístěný displej, na kterém se ukazují provozní parametry vytápění. K regulaci výkonu dochází automaticky. Při poruše se na displeji objeví ikony s vykřičníkem a montážním klíčem. Provoz kotle se zastaví, do provozu řízeného elektronikou se opět uvede po příslušném servisním zásahu.

Použitá literatura

1. https://www.ecoprodukt.cz/setreni. tepla/ventilator.na.radiator/ventilator. pod.radiator.termik
2. https://www.korado.cz
3. https://www.komextherm.cz
4. http://www.heimeier.com
5. http://www.regulace-plum.cz

---

Energy Savings in Households – Part 2.

The author follows the first part of the article that appeared in Topin No. 4/2018 and as I already stated in the first review, he brings forward some inspirations for "Czech handymen". In this second part the instructions are related to radiators, regulation of heating systems and installation of thermostatic heads.

Keywords: radiator, regulation, thermostatic head