Nízkoteplotné vykurovanie: Cesta ku komfortu a energetickým úsporám

V súčasnej dobe je efektívne vykurovanie a chladenie domácnosti kľúčovým faktorom pre komfort a úsporu energie. Budúcnosť vykurovania a chladenia miestností patrí sálavému vykurovaniu, čo dokazujú aj rastúce čísla v oblasti podlahového vykurovania - 50 % nových rodinných domov v Nemecku je vybavených podlahovým vykurovaním. Stále častejšie sa podlahové vykurovanie využíva aj pri rekonštrukciách. Dôvodmi tohto trendu sú výhody sálavého vykurovania - v porovnaní s klasickým radiátorovým vykurovaním si vyžaduje nižšie teploty vykurovacej vody. Taktiež je ekonomicky výhodné využívať ako zdroj tepla obnoviteľné zdroje.

Čo je nízkoteplotné vykurovanie?

Nízkoteplotné vykurovacie sústavy sú moderné technológie vykurovania, ktoré pracujú s nižšími teplotami v porovnaní s tradičnými vykurovacími systémami. Pod pojmom nízkoteplotné vykurovanie sa rozumejú systémy sálavého vykurovania, ktoré využívajú vodu ako vykurovacie médium. Pomerne veľká plocha, z ktorej sa odovzdáva tepelná energia do vykurovaného priestoru, umožňuje, že teplota vykurovacej vody je výrazne nižšia než pri klasickom konvekčnom vykurovaní vykurovacími telesami, keď je teplota teplonosnej látky niekoľkonásobne vyššia ako teplota vzduchu vo vykurovanom priestore.

Tento systém zabezpečuje teploty vody v rozsahu 30-40 °C. Vo všeobecnosti sa hovorí o nízkoteplotných vykurovacích systémoch, keď pracujú s teplotami vody alebo vzduchu nižšími ako pri tradičných systémoch. V prípade podlahového vykurovania sa napríklad považuje teplota vody do 50 °C za nízkoteplotnú. Vďaka nízkym teplotám je sálavé vykurovanie vhodné na kombináciu s nízkoteplotnými zdrojmi energie, medzi ktoré patria aj obnoviteľné zdroje energie ako slnečná energia či energia prostredia.

Nízkoteplotné vykurovacie systémy majú niekoľko výhod. Jednou z nich je zvýšená energetická účinnosť, pretože nižšie teploty vyžadujú menej energie na vykurovanie. To môže viesť k zníženiu spotreby energie a nákladov na vykurovanie. Poskytuje vyšší komfort a nižšie náklady na prevádzku, pretože umožňuje rovnomerné a jemné vykurovanie. Profesor Olesen, jeden z priekopníkov sálavého vykurovania, uvádza množstvo výhod sálavého vykurovania/chladenia, ako sú schopnosť samoregulácie (vykurovací/chladiaci výkon sa zvyšuje s rozdielom teplôt medzi teplotou povrchu a teplotou miestnosti), ďalej nízke straty pri rozvode tepla/chladu a vysoká účinnosť zdroja tepla.

Výhody a nevýhody nízkoteplotného vykurovania

• Úspora energie: Nízkoteplotné systémy znižujú spotrebu energie, pretože pracujú pri nižších teplotách a tým aj prevádzkové náklady.
• Ekologickosť: Možnosť kombinácie s obnoviteľnými zdrojmi energie znižuje emisie CO2.
• Vysoký tepelný komfort: Zabezpečujú rovnomerné rozloženie tepla a minimálne vírenie vzduchu.
• Zdravotné benefity: Minimalizujú vírenie prachu a sú vhodné pre alergikov a astmatikov.
• Rýchla reakcia: Systém reaguje na zmeny teploty v priebehu niekoľkých minút.
• Flexibilita: Môžu byť inštalované v rôznych typoch budov (podlaha, stena, strop).
• Možnosť vykurovania aj chladenia: Rovnaký systém je možné využívať celoročne.

Napriek týmto výhodám existujú aj určité nevýhody, ktoré je potrebné zvážiť:

• Počiatočné náklady: Inštalácia môže byť nákladná.
• Komplexnosť inštalácie: Vyžaduje odbornú montáž a plánovanie.
• Potreba kvalitnej izolácie: Pre efektívnosť systému je nevyhnutná dobrá izolácia budovy.

Typy nízkoteplotných sálavých systémov

Medzi bežné typy nízkoteplotných vykurovacích systémov patria podlahové vykurovanie, stropné vykurovanie, stenové vykurovanie a nízkoteplotné radiátory. Spomedzi sálavých systémov je v ponuke viacero variantov, ktoré sa líšia či už umiestnením (podlaha, strop, stena, prípadne ich kombinácia), alebo technickým riešením (rúrky zabudované v roznášacej vrstve, tepelnej izolácii, betónovom jadre alebo v omietke na vnútornom povrchu).

Kapilárne rohože

Kapilárne rohože, ktoré sú známe svojou všestrannosťou a efektívnosťou, sa stávajú čoraz obľúbenejším riešením. Kapilárne rohože sú inovatívnym systémom vykurovania a chladenia, ktorý využíva tenké trubice naplnené teplou alebo studenou vodou. Tieto rohože sa inštalujú pod podlahu, na steny, alebo do stropov, čím zabezpečujú rovnomerné rozdelenie tepla a chladu. Rohože pozostávajú z hustej siete kapilárnych trubičiek s priemerom len 3,35 mm a hrúbkou steny 0,5 alebo 0,8 mm.

Detail kapilárnej rohože: kapiláry sa napájajú na rozvodné potrubie a sú pokryté sklotextilnou sieťkou, ktorá zachytáva ťahové napätie v rovine kapilárnej rohože. Ku kapilárnej rohoži je pripevnený rebrík, ktorý zabezpečuje pravidelné rozstupy kapilárnych rúrok a zároveň slúži na kotvenie rohože k podkladu.

Výhody kapilárnych rohoží

• Vysoký podiel sálavej zložky: Sálavá zložka tepla pri vykurovaní kapilárnymi rohožami tvorí až 97%. Prúdenie tepla tvorí len malú časť (3%), čo je výraznou výhodou oproti klasickým systémom vykurovania.
• Zdravotné benefity: Alergikov často obťažuje, najmä v zimnom období pri vykurovaní, pocit upchatého nosa, kýchanie a nádchy. Tento problém je častou príčinou vírenia prachu v miestnosti a jeho spekania na vykurovacích telesách, ktoré vykurujú vysokými teplotami. Systém kapilárnych rohoží INFRACLIMA rieši tieto problémy vďaka rovnomernému rozloženiu teploty a minimálnemu prúdeniu vzduchu resp. tepla (len 3%). Astmatici, ktorí sú najmä v zimnom období viac náchylní na suchý prehriaty vzduch v miestnosti, ocenia stabilnú a príjemnú klímu.
• Energetická efektivita: Nižšie prevádzkové náklady oproti štandardným vykurovacím systémom, vzhľadom na nižším prevádzkovým teplotám v kapilárnom systéme. Teplota vody je blízka teplote vzduchu. Stropné vykurovanie s rohožami pracuje už s teplotou 30 °C. Pri využití napríklad tepelného čerpadla to môže znamenať až 40 % úsporu elektrickej energie.
• Rýchlosť reakcie: Kapilárne rohože sú tesne pod povrchom - preto reagujú veľmi rýchlo. Už do 15 minút sa teplota na strope prispôsobí a začína vykurovanie. Vykurovací poter nad trubkami podlahového kúrenia zvyšuje tepelný odpor, čo znamená, že zmena teploty sa prejaví až po cca 5 hodinách.

Umiestnenie kapilárnych rohoží

• Podlahové vykurovanie s kapilárnymi rohožami:

  Podlahové vykurovanie prenáša teplo približne 60 % sálaním a 40 % konvekciou (stúpajúci teplý vzduch). Ľudia prijímajú teplo aj priamym kontaktom so zohriatou podlahou. Konvekcia však spôsobuje vírenie prachu a prenášanie zárodkov zo zeme do dýchacej zóny, čo môže dráždiť dýchacie cesty. Pri určení minimálnej teploty podlahy sa obyčajne vychádza z požiadaviek na tepelnú pohodu chodidiel, preto sa podľa normy STN EN 15377-1 [1] odporúča minimálna teplota podlahy 19 °C.

• Stenové vykurovanie a chladenie s kapilárnymi rohožami:

  Systém stenového vykurovania a chladenia vytvára v priestore teplotne homogénne pole. Prináša maximálny komfort, pričom vertikálne rozloženie teploty v priestore je ideálne. Systém stenového vykurovania a chladenia Gabotherm® WR 8 - mokrý systém využíva polybuténovú rúrku Gabotherm® hetta s malým priemerom 8 mm, ktorá umožňuje rýchlu regulačnú odozvu. Požadovaná teplota interiéru sa dá rýchlo a presne upraviť. Tento systém poskytuje mnoho výhod nielen pri vykurovaní ale aj pri chladení - ide predovšetkým o studené sálanie chladených plôch bez prievanu.

  Systém stenového vykurovania Gabotherm® WR 12 - mokrý systém využíva polybuténové rúrky Gabotherm® hetta s malým priemerom 12 mm. To celému systému umožňuje rýchlu regulačnú odozvu - požadovaná teplota sa dá rýchlo a presne upraviť. Systém stenového vykurovania a chladenia Gabotherm® KPI 10 - suchý systém využíva polybuténové rúrky Gabotherm® hetta s malým priemerom 10 mm, vďaka čomu umožňuje rýchlu regulačnú odozvu. Požadovaná teplota v interiéri sa dá rýchlo a presne upraviť. Systém poskytuje mnoho výhod aj pri chladení, predovšetkým studené sálanie chladených plôch bez prievanu. Tento progresívny sálavý systém sa začína vďaka svojim výhodám presadzovať na trhu.

• Stropné vykurovanie a chladenie s kapilárnymi rohožami:

  Stropné vykurovanie využíva hlavne sálanie - teplo zo stropu ohrieva predmety a steny v miestnosti rovnomerne, s minimálnym vírením vzduchu. Preto je tento systém obľúbený najmä v nemocniciach. Stropné vykurovanie je najrozšírenejšie v nových administratívnych budovách, ale čoraz častejšie sa uplatňuje aj v nemocniciach, priemyselných halách a súkromných domoch. Plošné vykurovanie alebo chladenie stropom odbúrava tepelnú záťaž najprirodzenejším spôsobom - sálaním. Ochladzovanie na rozdiel od klasickej klimatizácie prebieha jemným sálaním medzi chladiacou plochou a všetkými teplejšími plochami v miestnosti, vrátane človeka.

  Modernizácia: Klasické podlahové vykurovanie je pri rekonštrukciách problematické. Výška systému spôsobuje nerovnosti podláh, riziko zakopnutia a znižuje výšku miestnosti. Stropné vykurovanie sa dá inštalovať oveľa jednoduchšie. Strop býva prístupný a najmä v starších budovách je možné zachovať dostatočnú výšku miestností aj pri použití zníženého stropu. Pri použití rúrok Gabotherm® hetta nie je potrebné temperovať, alebo vykurovať pred ani počas omietania. Veľmi nízky objem vykurovacej vody v systéme - 0,5 l na 1 m2 výhrevnej plochy.

Podlahové vykurovanie

Podlahové kúrenie patrí medzi nízkoteplotné spôsoby kúrenia. Nakoľko sa jedná o veľkoplošné teplovodné podlahové kúrenie, teplota okolo 37 ºC stačí na vykúrenie miestnosti (v radiátoroch je oproti tomu médium s vysokou teplotou na relatívne malej ploche). Pri teplote média 37 ºC je teplota podlahy cca 26 ºC, čo je nižšia teplota ako fyziologická teplota človeka.

Inštalácia a prevádzka podlahového vykurovania

• Rozdeľovače: Rozdeľovač na podlahové kúrenie je zariadenie, ktorého kvalita býva obyčajne dosť podceňovaná. Náročné prevádzkové podmienky kladú dôraz predovšetkým na jeho kvalitu. Je potrebné si uvedomiť, že mnohí výrobcovia v snahe ušetriť predávajú rozdeľovače s veľmi tenkou hrúbkou steny, bez systému zachytávania oxidu železa a pod.
• Izolácia: Bežne sa používa tvrdený polystyrén hrúbky 30-80 mm pre poschodie a 60-150 mm pre podlažie (používajú sa dve polystyrénové dosky s hrúbkou 30-80 mm, ktoré sa navzájom prekrývajú). Taktiež treba dať pozor na nepodpivničených priestoroch, kde sa používa hydroizolácia, aby nebol polystyrén v kontakte s penetračnými nátermi na báze cyklických zlúčenín a rozpúšťadiel, ktoré by spôsobili deštrukciu polystyrénovej peny.
• Ukladanie rúrok: Hrúbka betónovej vrstvy, v ktorej je uložená rúrka, je min. 60 mm, optimálne však 65 mm. Pri použití anhydridových (sadrových) poterov je min. hrúbka nižšia. V praxi sa bežne používajú dva typy - upevnenie pomocou upínacích líšt a pomocou systémovej dosky. Upínanie pomocou systémovej dosky je estetickejšie, avšak upínacia lišta má niekoľko výhod. Tou najdôležitejšou je, že lišta drží rúrky niekoľko milimetrov nad povrchom polystyrénu, takže pri zalievaní betónovou mazaninou je rúrka dokonale zaliata. Obava z prasknutia rúr nie je nutná, rúrky sú zaliate v betóne a ich životnosť je viac ako 50 rokov.
• KARI sieť: Veľa ľudí prichádza s myšlienkou upínania rúrky na KARI sieť. Použitie je z konštrukčného hľadiska veľmi nevýhodné, nakoľko výstuž zo stavebnej ocele by mala prísť nad rúrky podlahové kúrenie a teda do betónovej zmesi. V prípade bežných podmienok však použitie KARI rohože nie je potrebné.
• Oprava: Prevŕtaniu je možné sa jednoducho vyhnúť zapožičaním detektora kovov, pomocou ktorého sa veľmi jednoducho určí presné uloženie rúrky v podlahe (rúrky majú 100%-nú kyslíkovú bariéru v podobe Al-fólie). Menej kvalitné rúrky bez hliníkovej fólie je možné identifikovať s použitím termofólie.
• Údržba: Podlahové kúrenie je bezúdržbové. Napriek tomu je dobré raz za niekoľko rokov skontrolovať rozdeľovače podlahového vykurovania a prípadne systém prečistiť. Pri použití rúrky Top Heating RED 16 môže výrobca garantovať 50 rokov.
• Vplyv nábytku: Použitím nábytku s nízkymi nohami sa znižuje výkon podlahovky v danom mieste o 40%. S týmto už počíta projektant pri návrhu systému, preto je potrebné zveriť návrh systému podlahového kúrenie odborníkovi a projekt konzultovať.

Vhodné podlahové krytiny

Základnou úlohou podlahového kúrenia je ohrev priestoru nad ním. Je tak logické, zakryť ho materiálom, ktorý nebude zdieľaniu tepla do priestoru brániť. Vhodnými materiálmi sú tak keramická dlažba.

• Keramická dlažba: Keramickú dlažbu je možné ukladať až po dokonalom vytvrdnutí betónu (betónová zmes - 21 dní, anhydrid - 7 dní). Pri prvom zákure môže dôjsť k dodatočnému vylučovaniu vlhkosti z betónovej mazaniny. Aby nedošlo k poškodeniu krytiny, doporučujeme zašpárovanie dlažby až po prvom dynamickom zákure. V prípade nutnosti použitia dilatácie a potreby súvislej vrstvy keramickej dlažby ako vrchnej krytiny odporúčame lepiť dlaždice v mieste prechodov dilatácie použitím silikónu.
• PVC podlahy: Po celoplošnom prilepení sú PVC podlahy vhodné pre podlahové kúrenie. Pri výbere PVC podlahy pre podlahové teplovodné kúrenie vyberajte vždy tú s menšou hrúbkou, vyššou hustotou spodnej časti a vysokou nášľapnou vrstvou.
• Drevené podlahy: Pod drevenú podlahu sa viac odporúča teplovodné podlahové kúrenie. Drevo použité na drevenú podlahu musí byť upravené špeciálnymi technológiami, ktoré ho stabilizujú. Inak by mohlo dôjsť k jeho vysychaniu alebo rozťahovaniu vplyvom vlhkosti, alebo rozpadnutiu podlahy. Najvhodnejšou drevenou podlahou je dvojvrstvová drevená podlaha. Platí, že čím je väčšia dĺžka/šírka dosiek, tým viac podlaha teplo prepustí. Neodporúča sa tak voliť masív. Odporúčajú sa tak viacvrstvové drevené krytiny, ako už bolo povedané dvojvrstvové, ideálne s výškou 7 mm, ktorá sľubuje výhodnejšie hodnoty tepelného odporu. Všeobecne sa odporúčajú výšky od 10 do 15 mm v prípade dvojvrstvových, u trojvrstvových potom 10 mm. Naolejované podlahy majú matný povrch, nie je zrkadlovo lesklý a nie sú na ňom vidieť škrabance a odreniny. Podlahy sú farebne stále. Naolejované drevo umožňuje podlahe dýchať. Lakované aj naolejované drevené podlahy sa vyznačujú pomerne ľahkou a rovnakou údržbou.
• Nevhodné krytiny: Neodporúčajú sa koberce s výškou vlasu nad 10 mm a gumeným podkladom, PVC s plstenou podložkou a parkety z mäkkého dreva (odpor nesmie byť väčší ako 0,15 m 2 .K/W). Drevené parkety doporučujeme s max. hrúbkou 15 mm z dobre vysušeného tvrdého dreva.

Kombinácia systémov

Kombinácia podlahového kúrenia s rebríkovým radiátorom je bezproblémová a výhodná najmä v miestnostiach, v ktorých chceme eliminovať pocit sálajúceho chladu zo stien miestností ako obývačka alebo kúpeľňa a pod. Najjednoduchším riešením je pripojiť jeden z okruhov podlahového kúrenia na rebríkový radiátor pomocou termostatického ventilu E-Z pre jedno-rúrkové sústavy a do druhého otvoru radiátora namontovať vyhrievaciu špirálu. Najvýhodnejšie je rozhodnúť sa pre jeden systém vykurovania, nakoľko pri dvoch treba počítať s ďalšími nákladmi na zmiešavacie zariadenie. Rovnako sa tým znevýhodní použitie kondenzačného kotla. Ak je však predsa len požiadavka na kombináciu dvoch systémov, nie je to problém.

Vo všeobecnosti je rozšírený názor prízemie vykurovať podlahovkou a na poschodí radiátormi. Opačné riešenie je však výhodnejšie. Všetky výhody podlahového kúrenia ako sú príjemná klíma, nízka prašnosť, priaznivé rozloženie teplôt a pod. sa uplatnia v miestnostiach, kde sa človek najčastejšie zdržiava.

Vysokoteplotné chladenie

Vysokoteplotné chladenie využíva kapilárne rohože na efektívne znižovanie teploty v miestnosti. Pod pojmom vysokoteplotné chladenie sa rozumejú systémy sálavého chladenia, ktoré využívajú vodu ako chladiace médium. Pomerne veľká plocha, z ktorej sa chlad odovzdáva, umožňuje len o niekoľko stupňov nižšiu teplotu chladiaceho média, ako je teplota vzduchu v chladenom priestore. Systém pracuje s teplotou chladiaceho média len o niekoľko stupňov nižšou ako je teplota vzduchu v miestnosti, čím sa dosahuje rovnomerné rozdelenie chladu a znižuje riziko vzniku vlhkosti.

Systémy môžu byť prispôsobené tak, aby efektívne pracovali v letných mesiacoch, čím sa zvyšuje komfort obyvateľov. Ten istý sálavý systém možno pritom využívať na vykurovanie, a zároveň chladenie. Chladenie pomocou kapilárnych rohoží ponúka rovnomerné rozdelenie chladu a znižuje riziko vzniku vlhkosti.

Pri stenovom a stropnom chladení sa odporúča minimálne 17 °C, čo sa pri štandardných podmienkach považuje za najnižšiu prípustnú teplotu, pri ktorej nenastane kondenzácia na vnútorných povrchoch stavebných konštrukcií.

Porovnanie vykurovacích a chladiacich kapacít

Maximálna kapacita na vykurovanie je pri podlahe približne 100 W/m2, pri stene 160 W/m2 a pri strope 40 až 50 W/m2. V režime chladenia má strop maximálny chladiaci výkon 100 W/m2, zatiaľ čo pri podlahe je to približne 40 W/m2 a pri stene 70 W/m2. Špeciálny prípad nastáva pri slnečnom žiarení priamo na chladiacu podlahu, keď jej chladiaca kapacita môže prekročiť 100 W/m2. Podľa Babiaka a kol. [3] je práve toto dôvod, prečo sa podlahové chladenie stále viac využíva v priestoroch s veľkými zasklenými plochami, ako sú letiská, átriá alebo vstupné haly.

Zdroje tepla a chladu pre nízkoteplotné systémy

Táto moderná technológia umožňuje hospodárne využívanie ekologických vykurovacích systémov, ako je tepelné čerpadlo alebo solárne vykurovacie zariadenie. Obnoviteľné energie (slnečná, geotermálna, energia prostredia a pod.) predstavujú jedno z progresívnych riešení - práve v tomto prípade sa môže optimálne využiť ich tzv. nízkopotenciálna energia ako zdrojová časť pre systémy nízkoteplotného vykurovania/vysokoteplotného chladenia.

Tepelné čerpadlá

Tepelné čerpadlo odoberá približne dve tretiny vykurovacieho tepla zo vzduchu, vody alebo zo zeme. Pretože takto získavané teploty však nie sú dostačujúce na príjemné vykúrenie, treba tieto teploty zvýšiť. Toto zvýšenie je možné prostredníctvom technologického procesu, ktorý je obzvlášť účinný predovšetkým pri nízkych výstupných teplotách. Len tepelné čerpadlá dokážu vykurovať a tiež chladiť. Pre tieto zariadenia je nízkoteplotné vykurovanie a vysokoteplotné chladenie výhodné. Účinnosť, výkonové číslo tepelných čerpadiel, totiž rastie s približujúcou sa vyparovacou a kondenzačnou teplotou.

Tepelné čerpadlá na vykurovanie objektov je možné rozdeliť podľa prostredia, z ktorého sa získava energia, na tepelné čerpadlá zem - voda, voda - voda a vzduch - voda. Každé z týchto čerpadiel má iné vlastnosti a vyžaduje iný prístup do vykurovacej sústavy.

Vonkajšie jednotky tepelných čerpadiel Mitsubishi Electric

Systém tepelného čerpadla vzduch - voda sa skladá z vonkajšej jednotky a vnútorného hydromodulu, ktorý sa napája do vykurovacieho systému. Na výber máte viac výkonových verzií vonkajšej jednotky a hydroboxov.

• ECO Inverter: Cenovo zaujímavá alternatíva k rade Power Inverter. Ponúkajú veľkú variabilitu použitia a sú vhodné najmä pre bivalentné systémy vykurovania a pre väčšinu regiónov SR. Prevádzka v režime vykurovania je možná až do vonkajšej teploty -20 °C (nová verzia Hyperheating až do -25°C SUZ-SHWM..). Max. teplota vykurovacej vody je 60 °C. Vyznačujú vysokou triedou energetickej účinnosti (až A+++) a vďaka novej konštrukcii s jedným ventilátorom aj malými rozmermi a tichým chodom. Sú vhodné najmä pre nové aj existujúce budovy s dobrou tepelnou izoláciou a veľkými teplosmennými plochami, ako je napríklad podlahové vykurovanie. Umožňujú aj prevádzku v režime chladenia a sú k dispozícii s ekologickým chladivom R32 s výkonmi 4, 6, a 7,5 kW.
• Power Inverter: Ponúkajú veľkú variabilitu použitia a sú vhodné najmä pre štandardné systémy vykurovania a pre väčšinu regiónov SR. Prevádzka v režime vykurovania je možná až do vonkajšej teploty -25 °C. Pri vonkajšej teplote -15 °C je k dispozícii stále cca 75 až 90 % z nominálneho výkonu. Max. teplota vykurovacej vody je 60 °C (do vonkajšej teploty -7 °C). Vonkajšie jednotky Power Inverter sa vyznačujú vysokou triedou energetickej účinnosti (až A+++) a tiež tichým chodom. Sú vhodné najmä pre nové aj existujúce budovy s dobrou tepelnou izoláciou a veľkými teplosmennými plochami, ako je napríklad podlahové vykurovanie. Vonkajšie jednotky Power Inverter sú k dispozícii s chladivom R32 (výkony 6, 8, 10, 12 kW).
• Zubadan Inverter: Predstavuje to najlepšie, čo Mitsubishi Electric v súčasnosti ponúka. Chladiaci okruh je vybavený výmenníkom HIC a kompresorom so vstrekovaním chladiva a je schopný udržať stabilný hmotnostný tok chladiva aj pri nízkych vonkajších teplotách. Vďaka tomu majú špičkový výkon v celom prevádzkovom rozsahu a plný vykurovací výkon je k dispozícii pri teplotách vonkajšieho vzduchu až -15 °C. Sú vhodné aj na použitie v extrémnych klimatických podmienkach, pretože prevádzka je možná až do teploty vonkajšieho vzduchu -28 °C. K mimoriadnej spoľahlivosti prispieva aj optimalizované odmrazovanie. Intervaly medzi jednotlivými odmrazovacími cyklami je možné predĺžiť až na 150 minút a dobu trvania každého jednotlivého cyklu je možné v porovnaní s bežnými jednotkami skrátiť až o 50 %. Vonkajšie jednotky Zubadan Inverter sú k dispozícii s chladivom R410a (výkon 23 kW) a R32 (výkony 6, 8, 10, 12 a 14 kW).

Vnútorné moduly Ecodan

Vnútorná jednotka Ecodan je riadiacim srdcom systému vykurovania s tepelným čerpadlom vzduch-voda typu split a je možné ju kombinovať s vonkajšími jednotkami Eco Inverter, Power Inverter a Zubadan Inverter. Ponúka dve varianty vnútorných jednotiek: Vnútorná jednotka Ecodan bez zásobníka teplej vody alebo Ecodan s nerezovým zásobníkom teplej vody s objemom 200 l a 300 l. Vnútorné jednotky Ecodan sú k dispozícii vo verzii „len vykurovanie“ a „vykurovanie/chladenie“. Funkcia chladenia je k dispozícii iba vybraných typov vonkajších jednotiek. Vnútorné jednotky Ecodan obsahujú záložný zdroj (elektrickú odporovú patrónu) s výkonmi 2 kW a 9 kW.

Vlastnosti regulácie (súčasť vnútornej jednotky):

• Intuitívne ovládanie pomocou modro podsvieteného grafického displeja v slovenskom jazyku.
• Dizajnové diaľkové ovládanie, je možné využiť aj ako referenčný priestorový termostat.
• Nezávislé riadenie až dvoch vykurovacích okruhov vr. podávacích obehových čerpadiel.
• Ekvitermický, alebo auto-adaptibilný systém riadenia vykurovania nezávisle pre dva vykurovacie okruhy.
• Nastavenie ohrevu teplej vody v zásobníku (Normal/Eco) vrátane programu Legionella.
• Časový program na 7 dní v týždni na vykurovanie a ohrev teplej vody.
• Možnosť ovládania pomocného ohrievača ako bivalencie, alebo iba ako zálohy.
• Možnosť ovládania záložného zdroja.

Geotermálne vykurovanie

Geotermálne vykurovanie je technológia, ktorá využíva teplo uložené v zemskej kôre na efektívne vykurovanie budov. Tento systém využíva stabilnú teplotu zeme na poskytovanie tepla, čím sa minimalizujú náklady na energiu a znižuje sa environmentálny dopad. Geotermálne vykurovanie funguje na princípe využívania tepla zo zeme na vykurovanie budov.

1. Geotermálne kolektory (zemné slučky): Systém sa skladá z potrubí, ktoré sú uložené buď vodorovne v pôde (v hĺbke približne 1,5 - 2 metre) alebo vertikálne vo vŕtoch (často až do hĺbky niekoľkých desiatok metrov). Tieto potrubia obsahujú nemrznúcu kvapalinu, ktorá cirkuluje a absorbuje teplo zo zeme. Niekedy sa namiesto zeme používajú vodné zdroje, ako sú jazerá, rieky alebo podzemné vody. Potrubia môžu byť ponorené do týchto zdrojov, kde kvapalina absorbuje teplo priamo z vody.
2. Funkcia tepelného čerpadla: Tepelné čerpadlo funguje na podobnom princípe ako v chladničke, ale v opačnom smere. Chladivo v tepelnom čerpadle absorbuje teplo z kvapaliny a následne prechádza cez kompresor, kde sa jeho tlak a teplota zvýšia.
3. Distribúcia tepla: Získané teplo sa prenáša do vykurovacieho systému budovy, čo môže byť podlahové vykurovanie, radiátory, alebo iný typ vykurovania. Nízko-teplotné vykurovacie systémy: Geotermálne vykurovacie systémy sú najefektívnejšie, keď sa používajú s nízko-teplotnými vykurovacími systémami, ako je podlahové vykurovanie.
4. Opakovanie cyklu: Po odovzdaní tepla v budove sa ochladená kvapalina vracia späť do zeme alebo do vodného zdroja, aby znovu absorbovala teplo. Geotermálny systém funguje v uzavretom cykle, čo znamená, že kvapalina neustále cirkuluje a znovu a znovu absorbuje teplo zo zeme alebo vody.

Typy geotermálnych systémov

• Systémy s vertikálnymi sondami: Tieto systémy využívajú dlhé vertikálne vrty, ktoré sú zasunuté do zeme.
• Systémy s horizontálnymi kolektormi: Tento typ systému využíva široké, plytké kolektory položené horizontálne v zemi.
• Systémy s povrchovými vodami: Tento systém využíva vodné zdroje ako sú rybníky alebo potoky, kde sa teplo získava z povrchových vodných telies.

Výhody geotermálneho vykurovania

• Zníženie účtov za energie: Geotermálne systémy využívajú stabilnú teplotu zeme na vykurovanie aj chladenie, čo znamená, že spotrebujú oveľa menej elektrickej energie než tradičné vykurovacie systémy. Efektívne využitie energie: Vďaka tomu, že geotermálne systémy neprodukujú teplo priamo, ale ho získavajú z prírodných zdrojov, sú schopné poskytnúť viac tepelnej energie v porovnaní s množstvom elektriny, ktorú spotrebujú.
• Využívanie konštantnej teploty: Zem má pod povrchom stabilnú teplotu počas celého roka, čo umožňuje geotermálnym systémom účinne vykurovať budovy v zime a ochladzovať ich v lete.
• Zníženie emisií: Geotermálne systémy neprodukujú pri prevádzke žiadne priame emisie skleníkových plynov, čím sa znižuje uhlíková stopa budov. Udržateľné využívanie energie: Geotermálna energia je obnoviteľná a stabilná, čo znamená, že jej využívanie nezávisí na vyčerpateľných zdrojoch energie, ako sú fosílne palivá.
• Spoľahlivosť systému: Geotermálne vykurovacie systémy majú menej pohyblivých častí než tradičné systémy, čo znamená nižšiu pravdepodobnosť mechanických problémov a porúch. Dlhá životnosť: Komponenty geotermálneho systému, ako sú podzemné slučky, môžu vydržať 50 rokov a viac, zatiaľ čo tepelné čerpadlá zvyčajne vydržia 20 až 25 rokov.

Solárne vykurovacie systémy

Solárny vykurovací systém zachytáva slnečné žiarenie prostredníctvom kolektorov a získava tak teplo na vykurovanie budovy. A to dokonca bez toho, aby spotrebúval palivá. Čo sa týka efektívnosti kolektorov, tá rastie s klesajúcimi prevádzkovými teplotami. Dôvodom sú menšie straty pri odovzdávaní tepla do prostredia.

Kondenzačné a nízkoteplotné kotly

Základným predpokladom pre energeticky úsporné zariadenia sú takzvané nízkoteplotné kotly (NT kotly). Pozostávajú zo špeciálnych materiálov a sú odolné voči eventuálne sa vytvárajúcemu kondenzátu. K tvorbe kondenzátu by mohlo dochádzať, keď spätná voda z vykurovacieho zariadenia prúdi do kotla s veľmi nízkymi teplotami.

Kondenzačný kotol sa považuje za nasledovníka nízkoteplotnej technológie. Bez problémov pracuje s nízkymi výstupnými teplotami, účelne však využíva vytvárajúci sa kondenzát. Pretože kým sa voda kondenzuje z horúcich spalín, odovzdáva veľa tepla, ktoré by inak uniklo cez komín. Táto energia zohrieva vykurovaciu vodu a kotol samotný má potom menej práce.

Aplikačné možnosti a prípadové štúdie

Nízkoteplotné vykurovanie a vysokoteplotné chladenie je určené pre budovy, ktoré sú postavené tak, aby mali nízku, respektíve veľmi nízku potrebu energie na vykurovanie a chladenie. Trendy navrhovania a využívania alternatívnych a úsporných riešení v oblasti TZB zvyšujú záujem aj o aplikácie nízkoteplotného vykurovania a vysokoteplotného chladenia a ich spojenie s obnoviteľnými zdrojmi energie. Cieľom je dosiahnuť nielen nízku potrebu, ale tiež spotrebu energie.

Je celkom logické, že vidíme snahu o určitú inováciu týchto systémov - počnúc zdrojovou časťou a končiac prvkami na odovzdávanie tepla či chladu. Práve systémy nízko-exergetické, teda tie, medzi ktoré patrí aj nízkoteplotné vykurovanie, resp. vysokoteplotné chladenie, sú riešením a pri určitých podmienkach sú vhodne aplikovateľné pri návrhu aj prevádzke moderných administratívnych budov.

Systémy s kapilárnymi rohožami sa úspešne používajú v rôznych typoch budov, od rodinných domov až po administratívne a polyfunkčné objekty.

Polyfunkčná budova v Bratislave

Táto aplikácia predstavuje príklad celoplošnej inštalácie, pri ktorej sa kapilárne rohože inštalovali do podlahy, stropov aj obvodových stien. Objekt predstavuje štvorpodlažnú, z väčšej časti administratívnu budovu po celkovej rekonštrukcii. Obvodové steny sú z tehlového muriva Porotherm, izolované izoláciou z minerálnej vlny s hrúbkou 150 mm, vykurovaná/chladená podlahová plocha je 2 224 m2. Ako zdroj tepla slúžia solárne kolektory a tepelné čerpadlá voda - voda a vzduch - voda. Chladenie je pasívne, pričom chlad sa získava zo studne. Ako doplnkový zdroj chladu pri veľkej tepelnej záťaži slúži tepelné čerpadlo vzduch - voda. Hlavnou motiváciou investora pri inštalácii systému s kapilárnymi rohožami boli úspora energie na prevádzkových nákladoch (a súčasne aj vyššie zisky z prenájmu) a vnútorné prostredie s vysokou mierou komfortu, ktoré umožňuje zamestnancom podávať vysoký výkon.

Novostavba rodinného domu v Limbachu

Novostavba trojpodlažného rodinného domu postaveného na pôvodnej základovej doske má obvodové murivo z tvárnic Ytong Lambda. Vykurovaná/chladená podlahová plocha má rozlohu 287 m². Ako zdroj tepla slúžia tepelné čerpadlo zem - voda a solárny systém. Chladenie je pasívne, pričom chlad sa získava zo zemného kolektora. V prípade potreby možno na chladenie využiť tepelné čerpadlo zem - voda. Výhodou takého systému je, že v zime sa zo zeminy odoberá teplo, čím sa zemina ochladzuje a tak sa pripravuje na letnú prevádzku. Naopak, v lete sa prebytočné teplo do zeminy ukladá a zemina sa regeneruje, vďaka čomu obsahuje dostatok tepla na zimnú prevádzku. Hoci stropy a podlahy sú v tomto prípade zapojené osobitne (z dôvodu možnosti vykurovať podlahou a chladiť stropom), pri prevádzke sa z hľadiska komfortu a ekonomiky ukázalo ako najvýhodnejšie ponechať všetky okruhy otvorené. Tak sa dosiahli minimálne zmeny teploty vykurovacieho/chladiaceho média počas roka. Motiváciou investora na inštalovanie kapilárnych rohoží boli maximálne úspory energie a komfort, zásadnou bola požiadavka na nenáročnú údržbu systému a jednoduchú reguláciu s minimálnymi nárokmi na obsluhu.

Novostavba rodinného domu v Breze na Orave

Novostavba trojpodlažného rodinného domu s obytným podkrovím v Breze na Orave má vykurovanú/chladenú podlahovú plochu 210 m2. Obvodové steny sú z tvárnic Ytong, zateplené 10-centimetrovou izoláciou z polystyrénu. Ako zdroj tepla na vykurovanie slúžia kotol na pevné palivo a solárny systém. Chladenie domu je pasívne, so studňou ako zdrojom chladu. Aj počas letnej prevádzky dokáže podlahový systém zabezpečiť komfortné vnútorné prostredie, čiastočne aj vďaka vysokému chladiacemu výkonu pri priamom slnečnom žiarení na podlahu. V kúpeľni sú kapilárne rohože uložené okrem podlahy aj v strope, aby sa v zime dosiahol požadovaný vysoký tepelný výkon pri nízkej teplote vykurovacej vody. Motiváciou investora pri investícii do kapilárnych rohoží bola najmä vysoká kvalita vnútorného prostredia pri dobrom pomere ceny a výkonu.

tags: #nizko #teplotne #vykurovanie