Teplovzdušné vytápění, tepelná čerpadla a využití elektrické energie
Díky zvyšujícímu se zájmu o šetření energiemi se v současnosti význam teplovzdušného vytápění stále zvyšuje. Co to však je, teplovzdušné vytápění? Je to totéž jako teplovzdušné větrání? A jaké má výhody?
Teplovzdušné větrání
Když mluvíme o teplovzdušném větrání, mluvíme o systému, který do místnosti nebo celého objektu přivádí určité množství čerstvého vzduchu (minimálně podle doporučené intenzity výměny vzduchu) se stejnou teplotou jako je požadovaná vnitřní teplota. Tepelné ztráty doplňuje jiný systém, nejčastěji otopná soustava s otopnými tělesy nebo podlahové vytápění. Systém teplovzdušného vytápění také přivádí do místnosti nebo celého objektu určité množství čerstvého vzduchu (minimálně podle doporučené intenzity výměny vzduchu). Rozdíl je však v teplotě přiváděného vzduchu. V případě teplovzdušného vytápění se musí teplota přiváděného vzduchu navýšit tak, aby se zajistilo i pokrytí tepelných ztrát. Velmi zjednodušeně řečeno - teplý vzduch doplňuje teplo, které uniklo netěsnostmi v konstrukci. Jelikož z fyzikálního hlediska není vzduch velmi dobrým vodičem tepla, je třeba se při realizaci takového systému postarat, aby byly tepelné ztráty objektu co nejmenší. Zařízení pro teplovzdušné větrání a vytápění jsou dnes již kompaktní jednotky malých rozměrů, jejichž instalace nevyžaduje žádné speciální prostory nebo potrubní rozvody či speciální stavební úpravy.
Princip teplovzdušného vytápění
Teplovzdušné vytápění je systém, ve kterém se tepelná energie dostává do vytápěné místnosti pouze proudícím teplým vzduchem. Tento vzduch, ochlazován vlivem tepelných ztrát, se následně z místnosti odvádí pryč. Teplonosná látka - vzduch - je však mnohem horší nosič tepla jako například voda v teplovodních systémech. Z tohoto důvodu se rozvody teplovzdušného vytápění musí dimenzovat větší. Na druhé straně, na rozdíl od teplovodního vytápění, nepotřebujete žádné topné plochy. Navíc je teplovzdušné vytápění pružnější (dokáže rychleji reagovat na změnu výkonových požadavků), i když z důvodu absence sálavé složky potřebuje k dosažení tepelné pohody vyšší teplotu vzduchu, což vede k vyšším tepelným ztrátám pokud rozdílnému vnímání tepelné pohody jednotlivých uživatelů. Teplovzdušné vytápění se těžko kombinuje s tradičním centrálním zdrojem na pevná paliva, protože tento zdroj nedokáže reagovat dostatečně rychle na proměnlivé výkonové požadavky. U nás se zatím nejčastěji můžeme setkat s teplovzdušným vytápěním v různých rekreačních objektech, ve kterých se na lokální teplovzdušné vytápění využívají teplovzdušná kachlová kamna na pevná paliva.
Systémy s cirkulačním provozem
Systémy s cirkulačním provozem patří ke klasickým systémům teplovzdušného vytápění, používaných v USA, Kanadě a některých skandinávských zemích. Srdcem systému je teplovzdušný agregát, na který je napojen rozvod vytápěcího vzduchu do jednotlivých místností bytu nebo domu. Zpětné nasávání cirkulujícího vzduchu se většinou realizuje na chodbě přes netěsnosti kolem dveří, příp. větracími mřížkami na dveřích. Z hlediska tepelné pohody se absence sálavé složky řeší umístěním krbu v hlavní místnosti bytu nebo domu.Systém amerického typu s cirkulačním provozem neřeší větrání jednotlivých místností a je vhodný pro přízemní domy. V případě rodinných domů s obytným podkrovím se proto můžeme setkat s řešením, když se teplovzdušné vytápění z úsporných důvodů použije pouze v přízemí a podkroví se vytápí například elektricky.
Systémy s ventilačním nebo kombinovaným provozem
Teplovzdušné vytápění integrované s řízeným větráním objektu představuje moderní způsob vytápění, který lze využít především v dobře zateplených objektech s nízkou potřebou energie na vytápění. Topný zdroj musí být řešen tak, aby byl schopen ohřívat čerstvý venkovní vzduch na požadovanou vnitřní teplotu a musí být dostatečně pružný, aby byl schopen okamžitě reagovat na změny vnějších podmínek. Při použití plynu nebo oleje jako primárního paliva je použití plynového teplovzdušného agregátu nejúčinnějším a nejjednodušším řešením. V současnosti se však v Evropě, díky zakořeněným tradicím, většinou používá systém s tradičním plynovým teplovodním kotlem a výměníkem v teplovzdušné jednotce. To nabízí možnost využít teplovodní kotel například i na přípravu ohřáté vody. Díky nízkým pracovním teplotám ve všech částech systému lze použít i kondenzační kotel.
Využití elektrické energie
Elektrická energie se dá při horkovzdušném vytápění využít dvěma způsoby. Nejjednodušší řešení je využít odporový ohřev vzduchu nebo akumulovat teplo do vody a následně řešit hydraulický přenos tepla. Druhý způsob poskytuje další možnosti řešení energetického systému budovy s využitím solární energie prostřednictvím teplovodních kolektorů s akumulací tepla do vody. V případě systémů v nízkoenergetických domech se dají použít i tepelná čerpadla, která předehřívají teplo do systému teplovzdušného vytápění buď přímo (sekundární strana čerpadla ohřívá přímo vzduch) nebo prostřednictvím hydraulického okruhu (sekundární strana čerpadla ohřívá vodu, která pomocí teplovodního výměníku ohřívá vzduch). Tepelná čerpadla vzduch - vzduch mají v tomto případě výhodu v snazším přepojení na letní provoz, když se dají využít i pro chlazení.
Teplovzdušné vytápění s ventilačním provozem
Teplovzdušné vytápění s ventilačním provozem je systém, při kterém se doporučuje využít zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu. Z odváděného vzduchu lze teplo získat prakticky pomocí všech známých principů zpětného získávání tepla. Nejčastěji se používají deskové rekuperační výměníky, které dosahují účinnosti asi 80%.
Rozvody a distribuční síť
U cirkulačních systémů jsou rozvody teplého vzduchu vedené buď v kovových kanálech v konstrukci podlahy a v suterénu pod stropem, nebo v podkrovním prostoru v tzv. spiro potrubí. Přívody jsou umístěny v podlaze v každé místnosti. Potrubí musí být vzduchotěsné a v nevytápěných prostorách dobře tepelně izolované. Důležitá je také ochrana před hlukem potrubí. Cirkulační teplovzdušné vytápění snižuje během provozu prašnost prostředí, protože distribuovaný vzduch se každým průchodem přes systém znovu filtruje. Problematické bývá zapnutí systému po delší přestávce, kdy dochází ke zvíření usazeného prachu v potrubí. Tento problém řeší v zahraničí specializované firmy, které mají technické prostředky na vyčištění vzduchotechnických kanálů před spuštěním teplovzdušného vytápění. Ve srovnání s cirkulačním systémem je distribuční síť teplovzdušného vytápění s ventilací složitější v tom, že systém musí zajišťovat nejen vytápění objektu, ale i větrání. Z tohoto důvodu musí být důkladně vyřešeno rozmístění přívodních a nasávacích otvorů. Přívody vzduchu se umísťují do místností s malou produkcí škodlivin (obytné místnosti, šatny a chodby), zatímco nasávací otvory se umísťují do míst se zvýšenou produkcí škodlivin (WC, koupelny a kuchyně). Z důvodu nárazové potřeby větrání se navíc celý systém doplňuje lokálními větracími prvky, jako je kuchyňský odsavač par nebo podtlakové větrání WC.
Výhody kombinovaného teplovzdušného větrání a vytápění:
- Úplná kontrola kvality vzduchu v místnosti a splnění hygienických požadavků,
- využití zbytkového tepla, které odchází s odváděným vzduchem do exteriéru, na ohřev přiváděného vzduchu pomocí rekuperace. V takových případech odpadá ohřev příchozího vzduchu,
- úplná náhrada teplovodní otopné soustavy,
- při použití solární horkovzdušné soustavy (teplovzdušné kolektory, příp. Solární prostor s cirkulací do vytápěných místností) jako doplňkového zdroje tepla, pracují kolektory s vyšší účinností,
- k dalším úsporám dochází, pokud je přívod vzduchu uložen v zemi, kde se v zimním období předehřívá (zemní kolektor).
