Klimatické podmínky středního pásma a severu Eurasie vyžadují zateplení domů, ale samotné zateplení nestačí. Tepelné ztráty musí být kompenzovány topným systémem. Ohřev vody v soukromém domě je nejběžnějším a nejúčinnějším způsobem.
Kvalita topného okruhu přímo závisí na konstrukčních prvcích, výběru topného zařízení a typu zapojení. Jak se rozhodnout o vybavení a nejvhodnějším schématu, se dozvíte přečtením článku, který jsme navrhli. Uvedené informace vycházejí z požadavků stavebních předpisů.
Podrobně jsme popsali princip zařízení systému ohřevu vody, analyzovali typické možnosti zařízení. Pro optimalizaci vnímání obtížného tématu byly připojeny diagramy, kolekce fotografií a videa.
Struktura a princip činnosti
Topné konstrukce s kapalným nosičem tepla mají podobnou sadu součástí, jsou to:
- topné zařízení – kotel (plyn, kapalná nebo tuhá paliva), kamna, krb.
- Uzavřený okruh ve formě potrubízajišťující nepřetržitou cirkulaci ohřáté a chlazené chladicí kapaliny (nemrznoucí kapaliny).
- Topné spotřebiče – kovové žebrové, deskové nebo hladké trubkové radiátory, konvektory, potrubí pro vodou vytápěné podlahy.
- Uzavírací ventilynutné odstavit jednotlivá zařízení nebo linky systému za účelem opravy a údržby;
- zařízení pro seřizování a sledování provozu systému (expanzní nádoba, manometr, pojistné ventily atd.).
- Oběhová čerpadla, který se používá k vytvoření nuceného přívodu chladicí kapaliny, někdy je instalováno posilovací čerpadlo pro zajištění stabilního tlaku v systému.
Pokud je v blízkosti položeno centralizované plynovodní potrubí, nejekonomičtějším řešením je instalace plynového kotle.
Při absenci centrálních sítí pro nezávislý systém zásobování plynem bude muset být instalována plynová nádrž. Tato možnost je však použitelná pouze v případě uspořádání pozůstalosti o dostatečně velké ploše.
Příprava chladicí kapaliny pro systémy ohřevu vody se provádí pomocí kotlů. Nejoblíbenější venkovní plynové generátory tepla kvůli levnosti paliva
Mezi plynovými jednotkami jsou nejproduktivnější kondenzační typy, které využívají nejen teplo uvolněné při spalování, ale také páru
Nástěnné plynové kotle si perfektně poradí s přípravou vody pro topné okruhy bytů a domů do 150 m2
Méně aktivně používané v soukromých domácnostech jsou kotle na tuhá paliva, jejichž instalace vyžaduje kotelnu a místo pro skladování paliva.
Kotle na tuhá paliva zpracovávají nejen obvyklé a poměrně levné palivové dřevo. Topí se briketovanou rašelinou, uhelnými peletami
Ve skupině kotlů na tuhá paliva jsou za nejslibnější považovány modely na pelety, u kterých je spalovací proces téměř zcela automatizován.
Provoz kotle na kapalná paliva bude stát 3x dražší než plynový protějšek, 1,5 – 2x dražší než kotel na tuhá paliva. Mnohdy je to však jediné řešení pro zařizování
Instalace a připojení elektrokotle si vyžádá minimum nákladů, ale platba za dodávku energie bude v porovnání s uvedenými možnostmi nejvyšší.
V chatkách postavených na malých pozemcích v neplynových oblastech zajistí autonomní provoz plynového topného zařízení obyčejný válec. Jako alternativní řešení můžete použít kamna na kapalná nebo tuhá paliva a pouze jako poslední možnost – drahé elektrické přístroje.
Přednost pro ohřev vody ve venkovských domech je dána jednoduchým principem fungování. Ohřev v kotli na určitou teplotu, voda je pod tlakem přiváděna do potrubí vedoucích k radiátorům nebo konvektorům.
Autonomní topný systém je určen pro nezávislou výrobu tepelné energie, její předávání spotřebiteli prostřednictvím topných zařízení, sběr a dopravu ochlazené kapaliny zpět do kotle.
Podle typu pohybu chladicí kapaliny topnými okruhy se dělí na:
- Přírodní (gravitační). Cirkulace chladicí kapaliny v nich je stimulována přírodními jevy, podle kterých ohřátá voda spěchá nahoru a poté, co se teplo uvolní do radiátorů a vychladne, se vrací dolů. Tam znovu vstoupí do kotle, aby obnovila cyklický pohyb.
- Umělé (jsou také čerpací nebo nucené). Oběh chladicí kapaliny v nucených okruzích zajišťuje oběhové čerpadlo, které na jedné straně okruhu čerpá horkou chladicí kapalinu a na druhé nasává chlazenou vodu.
Gravitační schéma je nejjednodušší a cenově nejdostupnější varianta pro vlastní realizaci. Obsahuje minimum výbavy. Jedná se o vratné a přívodní potrubí, kotel, expanzní nádobu otevřeného typu a radiátory. Protože pohyb chladicí kapaliny nevyžaduje stimulaci čerpání, systémy jsou absolutně energeticky nezávislé.
Nejjednodušší systém ohřevu vody s přirozeným pohybem chladicí kapaliny obsahuje minimum vybavení: kotel, potrubí, baterie a ventily
Mezi výhody přirozeného vytápění patří nevýznamné stavební náklady ve srovnání s čerpacím analogem. Není třeba je vybavovat složitými technickými zařízeními, která nejsou levná. Během provozu nevznikají žádné náklady na energii.
Závažnou nevýhodou gravitačních systémů je extrémně omezený dosah. Mohou pracovat v plné síle s horizontální délkou až 30 m. Takové vytápění se po odstávce ještě dlouho „zrychluje“. V období mrazů hrozí zamrznutí chladicí kapaliny v otevřené nádrži.
Ohřev vody s cirkulací čerpadla je technicky a technologicky náročnější. Pro jeho konstrukci budou zapotřebí zařízení pro sledování a nastavování provozu obvodu (+)
Nucený oběh je dobrý, protože volně zpracovává vícepodlažní budovy s rozsáhlou a rozšířenou topnou sítí. Schéma je účinnější než předchozí typ, ale je dražší a obtížněji se zkonstruuje. Před jeho výstavbou je nutné provést kompetentní výpočty a vypracovat projekt.
Vytápění s umělou cirkulací je vybaveno nejen čerpadly, ale také všemi druhy technických zařízení pro úpravu přenosu tepla a sledování provozu systému. Jsou mezi nimi automatické a mechanické odvzdušňovače, termostaty, tlakoměry, pojistné ventily pro vypouštění přebytečné chladicí kapaliny do kanalizace atd.
Varianta kombinovaného topného systému: kromě kotle nebo zděné pece, které plní hlavní funkci ohřevu chladicí kapaliny, je připojen solární kolektor, který je instalován na střeše a efektivně funguje za slunečného počasí
Zařízení pro nucené vytápění musí být vybráno na základě výpočtů. Například pro pohyb chladicí kapaliny každých 10 m topného okruhu je potřeba 0,6 m tlaku, vytvořeného čerpadlem. Pro výběr potřebného zařízení je nutné přesně znát délku potrubí a hydraulický odpor ve všech úsecích.
Často se stává, že jedno čerpadlo nestačí k vybavení umělého ohřevu vody venkovského domu. Poté se nainstaluje přídavné oběhové analogové nebo pomocné čerpadlo.
Hlavní nevýhodou nuceného vytápění je závislost na nepřetržité dodávce elektrické energie. Pro případ přerušení se doporučuje zásobit se generátorem, který také nemá nízkou cenu.
Systémy ohřevu vody postavené pro dvou / třípodlažní venkovské domy jsou uspořádány podle principu primárních-sekundárních prstenců. V přízemí je vybudován primární okruh zakrývající kotel a kotel. Na primární okruh jsou napojeny sekundární okruhy s radiátory a podlahovým vytápěním
Normy a požadavky na autonomní vytápění
Před návrhem topné konstrukce je nutné nahlédnout do SNiP 2.04.05-91, který stanoví základní požadavky na potrubí, ohřívače a ventily.
Obecné normy se scvrkají na zajištění toho, aby dům měl pohodlné mikroklima pro lidi, kteří v něm žijí, aby řádně vybavili topný systém po předchozím vypracování a schválení projektu.
Mnoho požadavků je formulováno ve formě doporučení v SNiP 31-02, který upravuje pravidla pro výstavbu rodinných domů a jejich poskytování komunikací.
Samostatně jsou stanovena ustanovení týkající se teploty:
- parametry chladicí kapaliny v potrubí by neměly překročit + 90ºС;
- optimální ukazatele jsou v rozmezí + 60-80ºС;
- teplota vnějšího povrchu topných zařízení umístěných v zóně přímého přístupu by neměla překročit 70ºС.
Potrubí topných systémů se doporučuje vyrábět z mosazných, měděných, ocelových trubek. V soukromém sektoru se používají hlavně polymerové a kovoplastové trubkové výrobky schválené pro použití ve stavebnictví.
Potrubí vodních topných okruhů se nejčastěji pokládá otevřeným způsobem. Skryté pokládání je povoleno při instalaci “teplých podlah”
Způsob pokládky topného potrubí může být:
- OTEVŘENO. Jedná se o pokládku na stavební konstrukce s upevněním sponami a příchytkami. Je povoleno při konstrukci obvodů z kovových trubek. Použití polymerních analogů je povoleno, pokud je vyloučeno jejich poškození tepelným nebo mechanickým působením.
- Skrytý. Zahrnuje pokládání potrubí do stroboskopů nebo kanálů vybraných ve stavebních konstrukcích, v soklových lištách nebo za ochrannými a dekorativními clonami. Monolitický obrys je povolen v budovách navržených na minimálně 20 let provozu a s životností potrubí minimálně 40 let.
Prioritou je otevřený způsob pokládky, protože návrh trasy potrubí by měl zajistit volný přístup k jakémukoli prvku systému pro opravu nebo výměnu.
Trubky jsou ve vzácných případech skryté, pouze pokud je takové řešení diktováno technologickou, hygienickou nebo konstrukční nutností, například při instalaci „teplých podlah“ do betonového potěru.
Při pokládce potrubí systémů s přirozeným pohybem chladicí kapaliny je nutné dodržet sklon 0,002 – 0,003. Potrubí čerpacích systémů, uvnitř kterých se chladicí kapalina pohybuje rychlostí alespoň 0 m/s, nemusí mít sklony
V případě otevřené pokládky hlavních, úseků procházejících nevytápěnými prostory musí být opatřeny tepelnou izolací odpovídající klimatickým údajům oblasti výstavby.
Autonomní topná potrubí s přirozenou cirkulací musí být instalována ve směru pohybu chladicí kapaliny, aby se ohřátá voda dostala gravitací do baterií a po ochlazení se stejným způsobem pohybovala po vratném potrubí do kotle. Vedení čerpacích soustav se buduje bez spádu, protože. není to nutné.
V otevřených topných okruzích se používají otevřené expanzní nádoby navržené tak, aby poskytovaly objem během expanze ohřáté chladicí kapaliny
Výhodou otevřených systémů je jednoduchost designu. Tlakové pojistné ventily nejsou potřeba, odvzdušňovací ventily nejsou nutné pro instalaci, protože vzduch je odváděn přes nádrž
V uzavřených topných okruzích se používají expanzní nádoby – uzavřené expanzní nádoby. Chladicí kapalina se nevypařuje, protože nikdy nepřijde do styku s atmosférou
Oběhové čerpadlo by mělo stimulovat pohyb chladicí kapaliny v uzavřeném okruhu. Pro kontrolu tlaku je instalován tlakoměr, pro vypouštění chladicí kapaliny při překročení tlaku – pojistný ventil, pro odstranění vzduchových – vzduchových otvorů
