Komplexný sprievodca ohrevom teplej vody plynovými kotlami

Teplú úžitkovú vodu (TÚV) máme už všade tam, kde pracujeme a oddychujeme. Predstavuje neodmysliteľnú súčasť nášho života, pomáha zlepšovať hygienu a zvyšuje kvalitu nášho života. Pri výbere vhodného plynového kotla na ohrev teplej vody sa často stretávame s dilemou: zvoliť kotol s prietokovým ohrevom alebo s integrovaným zásobníkom? Každé riešenie má svoje špecifické výhody a nevýhody, ktoré je potrebné zvážiť s ohľadom na individuálne potreby domácnosti. Existujú dva základné princípy prípravy teplej úžitkovej vody (TÚV).

Princípy a systémy ohrevu teplej vody

Prietokový ohrev vody

Pri prietokovej metóde nie je k dispozícii žiadna zásoba teplej vody a je možné ju okamžite vyvolať. Voda sa ohrieva priamo v okamihu, keď preteká cez výmenník tepla kotla. Tento spôsob je okamžitý a šetrí priestor, keďže nevyžaduje veľký zásobník. Kotol pri každom otvorení batérie prepne trojcestný ventil a nasmeruje vykurovaciu vodu na prietokový výmenník. Prietokový ohrev teplej vody predstavuje spôsob prípravy teplej vody pomocou doskového výmenníka. Z jednej strany je doskový výmenník zohrievaný vykurovacou vodou s teplotou o niekoľko stupňov vyššou ako je požadovaná teplota teplej vody. Z druhej strany preteká studená pitná voda, ktorá sa prietokom cez veľkú plochu doskového výmenníka postupne zohrieva až na požadovanú teplotu. Plynové prietokové ohrievače šetria vašu peňaženku, nakoľko poskytujú teplú vodu len v okamžiku keď ju potrebujete. Prietokové ohrievače sa hodia skôr pre menšie domácnosti, na chaty a chalupy, kde sa často nekúpete a postačuje vám občasná sprcha. Ak je potrebné malé alebo obzvlášť veľké množstvo teplej vody (približne 30 - 40 l/min a viac), prietokový ohrievač vody je správnou voľbou pre plynový vykurovací systém.

Výhody prietokového ohrevu:

• Kompaktné rozmery, šetria priestor.
• Okamžitá dodávka teplej vody.
• Nižšie počiatočné náklady.

Nevýhody prietokového ohrevu:

• Môže dôjsť k spomaleniu prietoku teplej vody pri súčasnom odbere z viacerých kohútikov.
• Riziko zanášania výmenníka vodným kameňom.
• Menej vhodné pre veľké domácnosti s vysokými nárokmi na TÚV.

Ohrev vody so zásobníkom (akumulácia)

Pri riešení teplej vody zásobníkom je voda okamžite k dispozícii a môže sa čerpať aj z viacerých kohútikov súčasne. Teplota teplej vody je prakticky konštantná. Voda sa predohrieva a skladuje vo veľkom zásobníku (bojleri). Kotol ohrieva vodu v zásobníku, keď teplota klesne pod nastavenú hodnotu. Zásobníky teplej vody plnia vo vykurovacom systéme dve úlohy. Prvou je zabezpečiť dostatočné množstvo teplej úžitkovej vody. Druhou úlohou je umožniť domácnosti rozšíriť vykurovací systém o obnoviteľný zdroj energie. Plynové vykurovacie systémy so zásobníkom teplej vody sú nielen rozumnou voľbou, ale aj štandardom - pre klasické aplikácie „vykurovanie a príprava teplej vody“, ako aj pre kombináciu s obnoviteľnými zdrojmi energie.

Výhody ohrevu so zásobníkom:

• Stabilná a nepretržitá dodávka teplej vody, ktorá je okamžite k dispozícii, bez čakania aj pri vysokých požiadavkách na jej množstvo.
• Možnosť čerpať teplú vodu z viacerých kohútikov súčasne.
• Integrácia obnoviteľných zdrojov energie je možná takmer výlučne so zásobníkom, ktorý slúži na akumuláciu predohriatej vody.

Nevýhody ohrevu so zásobníkom:

• Väčšie priestorové nároky.
• Potenciálne vyššia spotreba energie kvôli udržiavaniu teploty vody v zásobe.

Prednostný ohrev teplej vody (TÚV) plynovým kotlom

Moderné plynové kotly s funkciou ohrevu TÚV sú navrhnuté tak, aby prioritizovali dodávku teplej vody pre maximálny komfort domácnosti. V riadiacom programe kotla sa nahrievanie zásobníka vždy uprednostňuje. V praxi to znamená, že pri poklese teploty v zásobníku cca o 5 °C pod nastavenú teplotu kotol dostane informáciu, automaticky prestaví trojcestný motoricky riadený ventil do polohy nahrievania zásobníka a plným výkonom nahrieva zásobník. Toto zabezpečuje, že teplá voda je k dispozícii takmer okamžite a v dostatočnom množstve, dokonca aj pri vyššej spotrebe.

Typy plynových kotlov a konfigurácie pre TÚV

Plynový kotol so zabudovaným zásobníkom teplej vody

Tieto kotly majú integrovaný zásobník na teplú vodu priamo v tele kotla. Ponúkajú výhodu úspory miesta v porovnaní s externými zásobníkmi a zároveň zabezpečujú dostatočné množstvo teplej vody. Príkladom je závesný kondenzačný plynový kotol Tiger Condens, s jedným alebo dvomi zabudovanými nerezovými zásobníkmi teplej vody 2 x 21 l. Patentovaná technológia ISODYN umožňuje kotlom Tiger Condens zabezpečiť také množstvo teplej vody ako kotlom so samostatným veľkým zásobníkom a zároveň umožňuje jednorazový odber až 185 litrov teplej vody vďaka prietokovému ohrevu po vyčerpaní zásobníkov. Kotol nevyžaduje žiadny ďalší priestor pre zásobník teplej vody, pretože všetky komponenty sú umiestnené vnútri kotla.

Kotly s externým zásobníkom

Pri tomto riešení je plynový kotol prepojený s externým zásobníkom na teplú vodu. Toto riešenie je vhodné pre väčšie domácnosti s vysokou spotrebou teplej vody, kde je potrebný väčší objem vody. Kotly len pre vykurovanie s možnosťou pripojenia externého zásobníka 100-160 litrov na teplú vodu sú vhodné pre veľké byty a rodinné domy pre 3-6 osôb v jednej domácnosti. Systémový zásobník je zásobník na pitnú vodu konštrukčne prispôsobený na zapojenie do systému s plynovým kondenzačným kotlom.

Druhy zásobníkov teplej vody

Výber správneho zásobníka je kľúčový pre efektívnu prípravu TÚV. Existujú rôzne typy zásobníkov, ktoré sa líšia svojou konštrukciou a účelom:

• Systémový zásobník: zásobník na pitnú vodu konštrukčne prispôsobený na zapojenie do systému s plynovým kondenzačným kotlom.
• Nerezový zásobník: Vysokokvalitný zásobník na pitnú vodu s nízkymi nárokmi na údržbu.
• Smaltovaný zásobník: Alternatívou sú smaltované zásobníky (oceľové zásobníky s povrchovou úpravou zo skla).
• Akumulačný zásobník: Klasický tepelný zásobník, ktorý uchováva energiu z rôznych zdrojov tepla. Neobsahuje pitnú vodu!
• Kombinovaný zásobník: je podobný akumulačnému zásobníku s rozdielom, že ohrev vody zabezpečuje zásobník, nie externý zdroj tepla.
• Monovalentné a bivalentné zásobníky: Bivalentné zásobníky pracujú s dvoma zdrojmi tepla, napr. plynom a slnkom (solárny zásobník), monovalentné zásobníky získavajú tepelnú energiu iba z jedného zdroja tepla.
• Vrstvený (shift-load) zásobník: Vrstvené zásobníky sú zásobníky bez zabudovaného vnútorného rúrkového výmenníka, pričom ohrev vody sa uskutočňuje pomocou doskového výmenníka mimo zásobníka. Princíp ohrevu je už zrejmý aj z názvu „vrstvený“ zásobník, t.j. zohriata teplá voda sa ukladá po vrstvách - najteplejšia v hornej časti a postupne najchladnejšia v dolnej časti.

Výber a dimenzovanie zásobníka TÚV

Ak kupujeme nový zásobník teplej vody, je potrebné si najprv objasniť, či je potrebné mať teplú vodu v zásobe alebo sa bude pripravovať prietokovým ohrevom. Typ zásobníka závisí aj od potreby teplej vody v domácnosti. Pre štvorčlennú rodinu môže postačiť zásobník s objemom do 45 litrov, zatiaľ čo pre väčšie domácnosti s viacerými kúpeľňami je vhodnejší väčší objem. Veľkosť zásobníka teplej vody sa určuje podľa čísla NL (ukazovateľ výkonu). Číslo NL sa vzťahuje na počet vodovodných kohútikov v domácnosti (umývadlá, sprchy a vane) a kapacitu zásobníka. Počet osôb v domácnosti tu hrá podradnú úlohu.

Objem bojlera, ktorý budete potrebovať, radíme vypočítať na základe niekoľkých faktorov, ktoré rozhodujú o jeho veľkosti. Najprv zistite, aká je vaša priemerná denná spotreba vody v litroch. Štandardne sa zvykne pohybovať okolo 80-100 litrov vody na osobu za jeden deň. Pre presnejší odhad môžete použiť nasledujúcu tabuľku:

Tabuľka 1: Priemerná denná spotreba vody na osobu podľa činnosti

Ak v domácnosti žijú tri osoby, vaša priemerná denná spotreba vody bude cca 300 litrov. Berte na vedomie, že je to orientačné číslo, keďže deti majú menšiu dennú spotrebu vody ako dospelý človek. Ohrievač vody by ju mal udržať teplú počas celého dňa, avšak vašu spotrebu môže ovplyvniť niekoľko faktorov. Úlohu zohráva, kedy sa zvyknete sprchovať, či máte malé deti, ktoré každý večer kúpete a iné okolnosti. Štatistiky uvádzajú, že najväčšia spotreba vody je v priemernej domácnosti počas týždňa vo večerných hodinách a najmenšia okolo obeda.

Umiestnenie zásobníka

Na celkovú efektívnosť prípravy TÚV má vplyv aj umiestnenie bojlera. Mal by byť inštalovaný čo najbližšie k miestu spotreby úžitkovej vody. Ak je v domácnosti viacero miest s odberom teplej vody, je dobre uvažovať o možnosti inštalovania pomocného ohrievača vody na mieste menšieho odberu. Takto sa vyhnete potrebe dlhého rozvodného potrubia, ktoré spôsobuje veľké tepelné straty. Odborníci zistili, že pri vzdialenosti ohrievača od miesta spotreby väčšej ako 2 m veľmi výrazne narastajú straty energie.

Optimalizácia prevádzky a úspory nákladov

Nastavenie teploty teplej vody

Pri ohrievaní teplej vody je dôležité mať v bojleri nastavenú správnu teplotu vody. Optimálna teplota vody v bojleri by sa mala pohybovať okolo 60 stupňov v závislosti od ročného obdobia. V lete bude postačujúca teplota od 50 do 55 °C, pričom nikdy by nemala byť teplota v bojleri vyššia ako 65 °C. Vtedy sa z vody uvoľňujú minerály a zanášajú ohrievacie plochy, v dôsledku čoho vzniká vodný kameň a často dochádza aj k obareniu horúcou vodou. Podľa štúdií až viac než 35 % používateľov ohrievačov vody na Slovensku má nastavený termostat ohrievača na teplotu vyššiu ako 60 °C. Odborníci to považujú za neekonomické, pretože sa zbytočne zvyšuje spotreba energie na prípravu teplej úžitkovej vody a podstatne viac sa ohrievacie teleso zanáša ohrievača minerálmi, ktoré voda obsahuje (tzv. kotlový kameň).

Zníženie tepelných strát a izolácia

Straty pri udržiavaní tepla sú rozhodujúcou kvalitatívnou vlastnosťou zásobníkov teplej vody. Únik tepla cez povrch akumulačnej nádrže obmedzuje tepelná izolácia. Tepelne izolovať potrubné systémy, najmä dlhšie ako 2 m, je dnes takmer nutnosť. Okrem úspor energie spotrebovanej na ohrev vody týmto dosiahnete aj skvalitnenie dodávky vody od bojlera k miestu spotreby. Kvalita tepelnej izolácie priamo vplýva na úspornosť prevádzky akumulačného bojlera a posudzuje sa hodnotou koeficientu merných tepelných strát. Vyjadruje sa vo Wh/24 h/l - spotreba v priebehu 24 hodín na jeden liter objemu nádrže. Čím je toto číslo menšie, tým menšie sú tepelné straty ohrievača, a teda aj jeho prevádzka je úspornejšia. Pri prepočte na desať rokov ušetria kvalitné zásobníky niekoľko stoviek eur na pohotovostnej energii.

Údržba a servis plynových kotlov

Pre zabezpečenie dlhej životnosti, spoľahlivosti a efektivity plynových kotlov je nevyhnutná pravidelná údržba a servis. Odporúča sa vykonávať ju minimálne raz ročne kvalifikovaným technikom. O ohrievač vody sa treba, tak ako o každé iné technické zariadenie, starať. Ale až na približne 65 % všetkých ohrievačoch sa nevykonáva pravidelná prehliadka a údržba. Zvlášť v oblastiach s tvrdou vodou je potrebné zabezpečiť odstraňovanie nánosu kotlového kameňa na stenách nádoby, na vykurovacom telese a na telese termostatu. V prípade zanedbania dochádza k zvyšovaniu spotreby energie na ohrev vody a nepresnosti merania jej teploty.

• Kontrolu a čistenie kľúčových komponentov (spaľovací priestor, horáky, výmenník, ventily).
• Kontrolu funkčnosti bezpečnostných ventilov a systémov.
• Nastavenie optimálnych parametrov prevádzky.

Integrácia s obnoviteľnými zdrojmi energie

Moderné systémy ohrevu vody často zahŕňajú integráciu s obnoviteľnými zdrojmi energie. Predohrev vody pomocou fotovoltaiky (FV) alebo solárneho systému môže výrazne znížiť prevádzkové náklady a ekologickú stopu.

Solárny ohrev teplej vody

Pri kombinácii plynového vykurovacieho systému so solárnou energiou je vždy potrebný zásobník. U nás je počas roka dostatok slnečného žiarenia na ohrev približne 70 % teplej vody v domácnosti. Podľa údajov v odbornej literatúre je v našej zemepisnej šírke možné slnečným kolektorom pokryť až 2/3 spotreby teplej úžitkovej vody. Z 1 až 2 m2 plochy kolektorov možno v lete získať až 40 - 50 litrov teplej vody denne (pri teplote vody 40 až 45 °C). HelioSet je solárny systém so zásobníkom a dvomi slnečnými kolektormi, ktoré umožňujú prípravu teplej vody pomocou slnečnej energie využitím unikátnej drainback technológie. Tento solárny systém je navrhnutý pre spoluprácu s kotlami Protherm. Solárny systém umožňuje využitie solárnej energie na prípravu alebo predohrev teplej úžitkovej vody. Umožňuje pokryť v priemere až 60% potreby teplej vody za rok (v lete až 100%) - a teplá voda sa pomocou slnka pripravuje zadarmo.

Kompaktné riešenie všetko v jednom zabezpečuje plynový kondenzačný kotol Lev Heliotwin so zabudovaným 150 litrovým solárnym vrstveným zásobníkom na teplú vodu. Voda v zásobníku je zohrievaná pomocou slnečnej energie a počas zamračených dní alebo v noci sa pre ohrev využíva plyn. Lev Heliotwin zabezpečuje dodávku teplej vody v nadštandardnom množstve s konštantnou teplotou.

Na zabezpečenie dodávky TÚV počas celého roka sa ako najvýhodnejšie javia tzv. bivalentné alebo trivalentné systémy. Tieto systémy sú kombináciou slnečných kolektorov na získavanie energie zo slnečného žiarenia a doplnkového zdroja tepla, napríklad vykurovacej vody z kotla prípadne elektrického vykurovacieho telesa.

Predohrev vody fotovoltaikou (FV)

V kontexte predohrevu vody fotovoltaikou sa diskutuje o kotloch, ktoré dokážu udržať nastavenú teplotu TÚV aj pri prívode už teplej vody. Tieto kotly sa automaticky prispôsobia teplote vstupnej vody - ak je dostatočne teplá, nedohrievajú ju, a ak je chladnejšia, doplnia teplo na požadovanú výstupnú teplotu. Predohrev a ohrev vody sa ohrievače vody typu LX ACDC zapájajú medzi plynový kotol so zásobníkovým ohrevom vody a zdroj studenej vody. Teplá voda zohriata pomocou fotovoltaických panelov prúdi priamo do zásobníka vody v plynovom kotli a ak je dostatočne teplá, nedôjde k zopnutiu plynového kotla čím dochádza k značnej úspore plynu. V prípade, že voda nie je dostatočne zohriata energiou z fotovoltaických panelov, dôjde k doohrevu vody v plynovom kotli. Na samotný doohrev vody sa však spotrebuje výrazne menšie množstvo plynu ako pri ohreve studenej vody. Pri kombinácii s externým akumulačným zásobníkom je dôležité správne nastaviť kotol tak, aby nenahrieval vodu v zásobníku, keď ju už ohrieva FV. Niektoré kotly Protherm umožňujú cez regulátor Termolink časovo nastaviť ohrev TÚV.

Regulácia a riadenie vykurovacieho systému

Majitelia plynových kotlov si často lámu hlavu nad tým, ako nastaviť systém tak, aby nespotreboval príliš veľa energie. Ako funguje základná regulácia teploty a teplej vody na plynovom kondenzačnom kotle? Nastavenie kotla ovplyvňuje viacero faktorov. Okrem konkrétnej teploty, ktorú chcete získať, rozhodujú aj výkon použitého kotla, rozmery domu, počet vnútorných stien, správne zvolený systémový regulátor a izolácia budovy.

Typy regulácie

Priestorový termostat

Typickým zariadením kvantitatívnej regulácie je priestorový termostat, ktorý možno označiť za základ celého regulačného systému. Ide o pomerne jednoduchú a spoľahlivú reguláciu teploty v miestnosti. Priestorový termostat meria teplotu v miestnosti, kde je nainštalovaný, a reguluje výkon kotla tak, aby sa v danej miestnosti dosiahla (alebo udržala) nastavená teplota. Najbežnejším príkladom režimu časového harmonogramu je nastavenie nižšej teploty v čase, keď nie ste doma, a naopak vyššej teploty v čase, keď sa vrátite z práce alebo deti zo školy.

Ekvitermická regulácia

Ako typický príklad kvalitatívnej regulácie sa dá uviesť ekvitermická regulácia, ktorá patrí medzi základné spôsoby centrálneho riadenia tepelného výkonu vykurovacích zariadení. Ide o reguláciu teploty vykurovacej vody v závislosti od vonkajšej teploty, pričom vzájomnú závislosť medzi týmito veličinami udáva vykurovacia krivka. V súčasnosti sú obidva typy regulácie považované za štandardnú súčasť kotla a preto ich možno zakúpiť aj vo výhodných setoch spolu s vykurovacím kotlom.

Inteligentná regulácia a ovládanie na diaľku

Inteligentné regulátory dokážu efektívne riadiť systém podľa vašich zvyklostí a potrieb. Dokonca aj na diaľku, prostredníctvom smartfónu alebo tabletu. Zmeniť požadovanú teplotu v miestnosti, prípadne iné nastavenia kotla na diaľku, nie je žiadnym problémom. Už pri inštalácii si zvolíte základné parametre a nastavíte požadované teploty riadenia vykurovania (napríklad komfortný, nočný a ekonomický režim) a taktiež definujete intervaly vykurovania, teda časový harmonogram. Logamatic TC100 je vybavený inovatívnou funkciou detekcie prítomnosti a dokáže rozpoznať GPS polohu vášho smartfónu, takže môžete požadovanú teplotu nastaviť ešte pred návratom domov.

tags: #prednostne #ohrevu #teplej #vody #kotol