Topné kotle: který kotel lépe vaří páru?

Hned při prvním chladném počasí se musíte vrátit do města – nemáme takové klima, které by vám umožnilo žít v chladném domě. Přitom vytápění domácnosti není tak nemožné, zejména proto, že na trhu existuje široká škála komponentů, které lze k tomuto účelu použít.

V teplém venkovském domě můžete o víkendech vyrážet ven bez ohledu na roční období – a pokud dům není příliš daleko od vašeho pracoviště, můžete v něm bydlet i celoročně.

Problém vytvoření topného systému pro rodinný dům není nový. Pokud se však dříve týkala jen omezené kategorie majitelů soukromých domů, žijících převážně na venkově, pak nyní, kdy jsme si téměř všichni pořídili rekreační domy nebo chaty, se stala všeobecnou.

Navíc s příchodem turbohořáků, jejichž fungování eliminuje potřebu tradičního komína, se začaly používat samostatné topné systémy pro jednotlivé byty ve vícepodlažních domech, a protože máme přímou zkušenost s nespolehlivým a rigidním centralizovaným systémem vytápění, není třeba vysvětlovat výhody samostatných systémů.

A jak ukazují nejen výpočty odborníků, ale i konkrétní příklady vytápění bytů, provedené v některých okresech Moskvy a Prahaské oblasti, absence nákladů na topné médium v mnoha kilometrech potrubí, které jsou navíc v tak žalostném stavu, že se nehody stávají jedna za druhou, přináší několikanásobně větší úspory. Úspory jako nosiče energie, což je veřejný statek, i jako důsledek našich individuálních nákladů na vytápění.

Schopnosti kapalinového systému

Nejoblíbenějšími topnými systémy, které umožňují celoroční vytápění velkých prostor, jsou kapalinové topné systémy s topnými kotli. Princip činnosti je jednoduchý: energie uvolněná v kotli při spalování paliva nebo z topných těles se předává teplonosné látce zpravidla vodě, která proudí potrubím do radiátorů instalovaných v místnosti prostřednictvím výměníku tepla.

Tento systém je nejúčinnější, a přestože je jeho instalace poměrně složitá a nákladná, jeho provoz je snadný a ekonomický. Pro srovnání: použití několika elektrických konvektorů pro vytápění domu povede k mnohem vyšším nákladům na energie a ani zde se neobejdete bez dodatečných prací při instalaci – určitě bude nutné vyměnit elektrické rozvody kvůli vysokému výkonu zařízení potřebnému k vytápění celého domu .

Mimochodem, teplou vodu můžete dodávat nejen do radiátorů, ale také do systému podlahového vytápění, což umožňuje dosáhnout co nejefektivnějšího rozložení teploty. Další důležitou výhodou tohoto systému je zachování svěžesti a vlhkosti v místnosti, protože teplota radiátorů nemluvě o „teplém poli“ nepřesahuje 50-70 °C.

Abychom mohli žít v naprostém pohodlí, měl by dům kromě topného systému disponovat i systémem pro ohřev teplé vody tedy stejnou službou, za jejíž poskytování v městském bytě nám nyní chodí samostatný účet s velmi slušnou částkou . Obvykle se pro příjem teplé vody používá ohřívač vody, ale pokud máte bojler, ohřívač vody nepotřebujete: bojler zvládá oba úkoly.

To se provádí dvěma způsoby: buď pomocí dvouokruhového kotle, který představuje 2 konstrukčně související uzly výměníku tepla jeden uzel – pro vytápění, druhý – pro získání technické teplé vody , nebo připojením jednookruhového kotle pro vytápění k zásobníkovému kotli vestavěnému zařízení nebo externímu .

Varianta s dvouokruhovým kotlem je samozřejmě kompaktnější, ale je třeba mít na paměti, že ani s dvouokruhovým kotlem se neobejdete bez zásobníkového bojleru na teplou vodu na několika místech např. kohoutky v kuchyni a koupelně, sprcha .

Kotel – srdce systému

Je zřejmé, že v tomto systému zaujímá ústřední místo kotel. Ti, pro které je bojler spojen s něčím velmi velkým a nevyhnutelně špinavým, jsou dávno přežití: moderní, ergonomický a kompaktní design bojleru umožňuje najít pro něj místo v místnosti bez větší námahy a nástěnný bojler je někdy k nerozeznání od ohřívače vody. Pokud máte málo místa, můžete si vybrat model určený pro venkovní instalaci takové kotle mohou pracovat při venkovních teplotách až -15 °C .

Různé nosiče energie

Přestože kotle mohou pracovat s různými zdroji energie, ne všechny jsou k dispozici. V oblastech, kde není zavedena elektřina ani plyn, je tedy jedinou možností volba mezi pevným uhlí, dřevo, rašelina a kapalným nafta palivem. Kotle na tuhá paliva mají nízkou účinnost a jejich obsluha není příliš pohodlná palivo se musí přikládat ručně , takže nejsou oblíbené.

Na rozdíl od kotlů na tuhá paliva dosahuje účinnost kotlů na kapalná paliva 92 %, ale jejich použití je omezeno poměrně vysokými náklady jak na uvedení do provozu, tak na provoz a složitostí instalace a údržby: je nutné získat souhlas požární inspekce, vybavit samostatnou místnost s odtahem, provést systém dodávky paliva a čištění, pravidelné čištění kotle od popela a sazí. Olejový hořák lze však snadno nahradit plynovým hořákem – takový kotel lze použít i v případě, že je prostor plynofikován.

Plyn je nejlevnějším zdrojem energie a plynové kotle s vysokou účinností mohou mít neomezený výkon. Pro jejich instalaci je také nutné povolení plynárenských služeb a zvláštní místnost o ploše nejméně 8 m2 s oknem a východem na ulici a samotný kotel musí být vybaven automatikou, která neumožňuje únik plynu.

Elektrické kotle nevyžadují samostatnou místnost, protože energie potřebná k vytápění se neuvolňuje při spalování, ale při průchodu proudu topným tělesem, jeho připojení bude vyžadovat samostatné zesílené elektrické vedení a při výkonu nad 9 kW je přípustné připojení pouze k třífázové síti.

Elektrické kotle jsou bezpečné, šetrné k životnímu prostředí a snadno se obsluhují, ale výkon kotle vzhledem k vysokým nákladům na energii nepřesahuje 15 kW a topné těleso má omezenou životnost.

Mohli bychom se zmínit o kombinovaných kotlích, které pracují na různá paliva, ale to snad jen pro úplnost, protože není nijak zvlášť potřeba pracovat na různé druhy paliv a náklady na takové kotle, a to jak na uvedení do provozu, tak na provoz, jsou velmi vysoké.

Nejprve je třeba určit

Široká nabídka kotlů na trhu dává každému možnost vybrat si ten nejlepší kotel. Nejdříve se však musíte rozhodnout, co potřebujete, a to v závislosti na konkrétních podmínkách, vašich možnostech a požadavcích: druh paliva, plocha vytápěných prostor, počet vývodů vody atd.

Odhadněme výstup

Pro odhad příkonu potřebného k vytápění prostoru můžete použít jednoduchý poměr, podle kterého 100 W k vytápění 1 m2 podlahové plochy. Samozřejmě se jedná pouze o hrubý odhad založený na předpokladu, že místnost je dobře izolovaná a není vyšší než 3 metry. Pro místnosti s několika okny, rohy nebo sousedící s nevytápěnou místností bude potřebovat alespoň 150 wattů na 1 m2, ale přesný výpočet, s přihlédnutím ke všem vlastnostem prostoru může pouze profesionálové.

Nejžádanější jsou u nás kotle o výkonu od 20 do 45 kW, což odpovídá typické velikosti většiny rodinných domů. Převážně plynové kotle, které lze namontovat na stěnu nebo postavit na podlahu.

Výkon závěsných plynových kotlů, které nezabírají podlahovou plochu a jsou snadno umístitelné v kuchyni nebo koupelně – od 10 do 35 kW, což je více než dost pro vytvoření komfortních podmínek v místnosti o rozloze 50-350 m2.

Podlahové plynové kotle naopak potřebují další prostor pro instalaci, ale tuto nevýhodu více než kompenzuje jejich vysoký výkon, který dosahuje 60-80 kW.

Kolik teplé vody potřebujete pro celkové pohodlí?

Pokud chcete zabít dvě mouchy jedním kotlem, tedy vyřešit oba problémy – vytápění domu a zásobování teplou vodou, musíte také odhadnout, kolik teplé vody potřebujete.

Dvouokruhové plynové kotle pracující v průtočném režimu mají výkon t. e. počet litrů vody ohřáté za 1 minutu od 10 do 20 litrů za minutu. – To je dostatečný průtok nejen na mytí nádobí a nádobí, ale také na sprchování a dokonce i na koupání poznámka: z baterie teče solidní proud vody o rychlosti 6-7 litrů za minutu. .

Pokud se však rozhodnete pro teplovodní systém, nezapomeňte přepočítat výkon: nyní bude určen větší ze dvou složek – vytápění a ohřev teplé vody.

Pravidlo pro výpočet výkonu potřebného pro ohřev v průtokovém režimu je také velmi jednoduché: výkon se přibližně rovná dvojnásobku výkonu při ohřevu vody o teplotě 25 °C a trojnásobku při ohřevu vody o teplotě 35 °C je třeba mít na paměti, že použitelná teplá voda má teplotu kolem 40 °C a teplota studené vody se mění v závislosti na ročním období .

V praxi je práce uspořádána tak, že dvouokruhový kotel pro přípravu teplé vody je vypnutý. Tento takzvaný „režim priority teplé vody“ nezpůsobuje uživateli žádné nepříjemnosti: topný systém je natolik inertní, že vypnutí jeho ohřevu na krátkou dobu není patrné.

Pokud jsou vaše „choutky“ tak velké, že chcete mít teplou vodu ve všech kohoutcích současně, je vhodnější, jak již bylo zmíněno, mít předem připravený bojler s vestavěným nebo externím zásobníkem, který uchovává teplou vodu. Nástěnné kotle jsou rovněž vybaveny bojlery, zatímco podlahové plynové kotle jsou obvykle vybaveny integrovaným bojlerem o objemu 60-150 litrů, který umožňuje rychle napustit vanu nebo se zdržet ve sprše.

Vlastnosti plynových kotlů

Kotel je velmi sofistikovaný přístroj a jeho konstrukce se výrazně liší v závislosti na palivu, na které má být používán. V této diskusi se zaměříme pouze na plynové kotle – nejběžnější typ díky mnoha výhodám: nízká cena a žádné problémy s dopravou a skladováním paliva, vysoká účinnost a vysoký výkon. Nicméně i přes toto omezení zůstává výběr vhodného modelu velmi obtížný vzhledem k mnoha rozdílům v součástech, použitých materiálech, řídicích a monitorovacích systémech.

Materiály

Pro výrobu kotlových těles se používá litina nebo ocel. Litina je vysoce odolná proti korozi a její vysoký součinitel prostupu tepla znamená, že teplo je vodě předáváno rovnoměrně po celém povrchu kotle.

Litina však není dostatečně pružná, takže nesnese jak vysoké výkyvy teplot, tak nízkou kvalitu vody. Litinové kotle mají sekční konstrukci, která usnadňuje přepravu a instalaci a snadno se udržuje. Ocelové kotle mají dobrou pružnost, která zajišťuje jejich spolehlivost, jsou lehčí a levnější než litinové kotle, ale koroze je stálou hrozbou.

Při výrobě výměníků tepla se používá také litina, ale měděné výměníky se zahřívají rychleji nízká setrvačnost je způsobena nejvyšším součinitelem tepelné vodivosti mezi materiály používanými při stavbě kotlů .

Pro ochranu proti korozi je povrch měděných výměníků tepla potažen speciální směsí a nedostatečná tepelná odolnost mědi, která někdy vede k vypalování, je překonána potažením silikonem a hliníkem. Často se používají také výměníky tepla z nerezové oceli.

Jednotky

Nejdůležitějším prvkem, který slouží k uvolňování energie dodávané topnému médiu, je spalovací komora, která může být otevřená nebo uzavřená. V otevřené komoře je vzduch potřebný pro spalovací proces odebírán přímo z místnosti, ve které se nachází kotel, zatímco spaliny jsou odváděny klasickým komínem pomocí přirozeného tahu, který je důsledkem jejich vyšší teploty ve srovnání s okolním vzduchem. Místnost, kde je instalován kotel s uzavřenou spalovací komorou, musí mít stálý přívod vzduchu, protože ke spálení 1 m3 zemního plynu je zapotřebí 12-15 m3 vzduchu.

V uzavřené komoře je tah nucený: výstup zplodin hoření a přívod vzduchu se uskutečňuje pomocí vestavěného ventilátoru přes systém přívodu kouře a vzduchu zasahující do stěny takový systém se může skládat buď ze dvou samostatných trubek, nebo ze souosého systému, v němž je jedna trubka uvnitř druhé . V tomto případě se vzduch v místnosti nepoužívá, takže není potřeba další přívod a hlavně nedochází ke spalování kyslíku obsaženého ve vzduchu v místnosti. Mimochodem, strávit takový koaxiální komín je jednodušší, ale je třeba vzít v úvahu, že bez elektřiny nebude fungovat.

Volba typu spalovací komory závisí na situaci: pokud je kotel instalován v místnosti vybavené komínem, je jednodušší a levnější použít kotel s otevřenou spalovací komorou, a pokud komín není, je vhodnější kotel s uzavřenou komorou.

Samotné hořáky mohou být dvojího typu: atmosférické nebo přeplňované jinak známé jako ventilátorové nebo turbo hořáky . U atmosférických hořáků dochází ke směsi vzduchu a plynu, která je přiváděna pod tlakem plynového potrubí, díky přirozenému tahu komína. V případě přeplňovacích kotlů se plyn mísí se vzduchem poháněným ventilátorem a kotle vybavené těmito kotli vydávají charakteristický hukot, který lze snadno vyřešit instalací akustické izolace.

Kontrola

Moderní plynové kotle, vybavené nejrůznějšími druhy automatizace, se velmi snadno ovládají. Kotel se zapaluje pomocí piezoelektrického nebo elektrického zapalování. V prvním případě stačí ke spuštění stisknout tlačítko na ovládacím panelu a zapnutí/vypnutí kotle s elektrickým zapalováním je automatické v okamžiku přívodu plynu nebo jeho ukončení.

Průtok plynu na modulačním hořáku používaném ve většině moderních kotlů je řízen průtokem vody, což zajišťuje, že teplota vystupující vody zůstává konstantní bez ohledu na tlak ve vodovodní síti nebo na to, zda jsou otevřeny jiné kohoutky.

Systém regulace výkonu hořáku, který umožňuje plynulou variabilitu od 30-40 % do 100 %, nejen zvyšuje komfort, ale také snižuje pravděpodobnost vzniku vodního kamene ve výměníku tepla, který se výrazně zvyšuje, když teplota vody dosáhne 65 stupňů. V praxi to znamená, že pokud kotel při ohřevu vody pracuje na maximální výkon, automaticky jej následně sníží, pokud potřebuje pouze udržet teplotu na dosažené úrovni. Tím se snižuje četnost zapínání a vypínání kotle, což má významný vliv na prodloužení jeho životnosti.

Teplota vody se nastavuje pomocí termostatu zabudovaného v systému, který reguluje vytápění v obou okruzích. Vzhledem k setrvačnosti systému je však lepší nastavit teplotu v topném okruhu pomocí přídavného pokojového termostatu, který automaticky přizpůsobí výkon kotle kolísání teploty v místnosti.

Optimálním řešením je však automatický systém řízený podle počasí, který funguje podle čidla umístěného vně místnosti a který zajistí, že teplota v místnosti bude vždy nejlepší, jaká může být – bez ohledu na to, co se děje venku – a bez našeho přičinění. Navíc se ukazuje, že skutečné úspory plynu, kterých lze tímto způsobem dosáhnout, jsou poměrně významné.

Bezpečnost

Bezpečnostní systém slouží jak k zajištění bezpečnosti uživatele, tak k ochraně prvků kotle.

Maximální bezpečnost provozu je pro uživatele zaručena dvěma monitorovacími systémy: detektorem tahu a ionizačním detektorem plamene. Snímač tahu sleduje odtah spalin, a pokud z nějakého důvodu ucpání komína nebo porucha ventilátoru dojde k okamžitému zastavení přívodu plynu.

Stejným způsobem bude systém reagovat, pokud se hořák nezapálí nebo zhasne v důsledku nedostatku vody v systému nebo poruchy čerpadla, které nedodává požadovaný průtok.

Příčinu problému je možné zjistit, když je to bezpečné, díky elektronickému autodiagnostickému systému, který je schopen odhalit až 10 typů možných závad: chybí přívod plynu a ucpání spalinami, chybí voda nebo dochází k přehřátí topného okruhu, je vadný teplotní senzor v jednom nebo obou okruzích..

Pro bezproblémový provoz všech prvků kotle existují různá ochranná opatření. Bezpečnostní termostat sleduje přehřátí vody a výměníků tepla a při dosažení kritické teploty vypne vytápění. Pokud teplota klesne příliš nízko, což může vést k zamrznutí vody v systému, automaticky se zapne vytápění kotle.

Tlak vody je monitorován tlakovým spínačem, který se spustí v případě nedostatečného tlaku, a pojistným ventilem, který zabraňuje přetlaku v topném okruhu. Aby se zabránilo usazování vodního kamene na čerpadle a trojcestném ventilu, je voda každých 24 hodin proháněna systémem; kromě toho se používá elektronická ochrana nebo magnetická úprava, aby se zabránilo tvorbě vodního kamene, a na přívodu studené vody je instalován filtr, který zachycuje veškeré suspendované částice přítomné ve vodě. Aby se zabránilo spuštění elektroniky kotle cizími zdroji, které jsou hojně přítomny v každé domácnosti, je v něm nainstalován filtr rádiového rušení.

Přizpůsobení se Českym podmínkám

Vzhledem k tomu, že převážná většina kotlů uváděných na trh je „zahraničního původu“, je velmi důležité, aby byly přizpůsobeny podmínkám, ve kterých budou v naší zemi provozovány.

To platí zejména pro tlak plynu v síti. Zatímco většina evropských spotřebičů je testována při jmenovitém tlaku plynu 18-20 mbar, náš jmenovitý tlak je 13 mbar nebo někdy poloviční . Při tomto tlaku kotel nevyvíjí svůj jmenovitý výkon, a proto není vhodný pro oblast, pro kterou je určen.

Při vhodném nastavení a tlaku 13 mbar si však kotel zachová minimálně 90 % svého maximálního výkonu. Některé modely jsou navíc stabilní a fungují i při poklesu tlaku na 2 mbar, což se v naší nestabilní plynové síti často stává.

Kolísání je bohužel charakteristické i pro dodávky vody a elektřiny, takže při úpravě kotlů je třeba zohlednit i nestabilitu těchto parametrů. Špatná kvalita vody způsobuje mnoho problémů: kotle musí být vybaveny nejen filtry pro odstranění nečistot, ale také systémy proti zasolení.

Poslední věcí, které je třeba věnovat pozornost, je velikost přechodových prvků a spojů použitých při zapojování a instalaci zařízení. Nesoulad plynových armatur dovážených zařízení s Českymi normami nutí kupujícího provádět složité, nebezpečné a nákladné svařování.