Plyn, médium minulého století?
Přestože topení plynem nepatří zrovna mezi nejlevnější, stále plyn zůstává na mnoha místech dominantním zdrojem tepla. Výrobci se snaží reagovat na zlepšující se nabídku alternativních energetických zdrojů a své produkty neustále inovují. V našich podmínkách tak stále zůstává poměrně efektivním klasickým palivem zemní plyn.
Zemní plyn
Zemní plyn je přírodní směs plynných uhlovodíků (převážně metanu) s menším podílem dalších substancí, a to zejména inertních plynů. Plyn na bázi metanu se dodává odběratelům obvykle v plynném stavu rozvodným potrubím. Podle kvality má výhřevnost od 20 MJ / m³ do 40 MJ / m³, i více. Plyn na bázi propanu a butanu se dodává zkapalněný v tlakových lahvích, a to buď čistý (především propan), nebo jako směs s označením propan-butan. Výhřevnost závisí na poměru složek - od přibližně 102 MJ / m³ (čistý propan) po 134 MJ / m³ (čistý butan), standardní směs obou plynů má výhřevnost asi 50 MJ / kg.
Zdrojem je plynový kotel
Hlavním zdrojem tepla v otopné soustavě vytápěné plynem je plynový kotel. Kotle se vyrábějí v několika výkonových řadách, přibližně od 5 kW, a podle konstrukce mohou být klasické (standardní), nízkoteplotní, kondenzační, s otevřeným nebo uzavřeným způsobem spalování, stacionární nebo závěsné. Podle normy se kotel s výkonem do 50 kW považuje za plynový spotřebič a do této kategorie spadá většina plynových kotlů na vytápění rodinných domů a bytů.Parametry plynových kotlů se v posledních letech podstatně zlepšily. Například jejich účinnost (vypočítaná z výhřevnosti paliva) je více než 90%, u kondenzačního kotle dokonce přes 100%, protože dokáže využít i kondenzační teplo ze zplodin. Plynové kotle se obvykle dodávají v provedení na běžný zemní plyn, zkapalněný propan nebo na propan-butan - úpravu hořáku provede servisní technik. Při vytápění kapalným plynem je třeba si pořídit i zásobníky paliva, které se dva-až třikrát ročně doplňují z pojízdných cisteren - důležitá je proto vhodná přístupová cesta. Provoz a regulaci moderního plynového kotle zajišťuje elektronická řídící jednotka, zapojená na vnitřní i vnější teplotní senzory pro měření teploty vzduchu a teploty a průtoku výstupní a vratné vody.
Konstrukce plynových kotlů
- Klasický (standardní) kotel je určen pro teplovodní otopnou soustavu, kde teplota vratné vody do kotle nesmí klesnout pod 60 ° C, aby nedocházelo k nízkoteplotní korozi tepelného výměníku.Teplota zplodin je asi 120 až 180 ° C, průměrná účinnost kolem 91 procent.
- Kondenzační kotel využívá i část kondenzačního tepla zplodin. Spalováním totiž vzniká i vodní pára, která se odvádí do komína. Pokud se podaří snížit její teplotu pod teplotu rosného bodu ještě v kotli, začne kondenzovat a výparné teplo předá do topné vody. Tím se zvýší výhřevnost plynu až o 11 procent a průměrná účinnost kotle je 96 až 104 procent. Tepelný výměník kondenzačního kotle musí odolávat nízkoteplotní korozi, a protože zplodiny vstupující do komína jsou mokré (mají teplotu od 40 do 90 ° C) a často pod tlakem, musí tomu odpovídat i konstrukce komína. K výhodám kondenzačních kotlů patří vysoká účinnost, ekologický provoz, ale především účinná regulace teploty. Pracují s teplotními spády od 50/30 ° C až do 80/60 ° C (výstupní voda / vratná voda), takže je lze použít jako zdroj tepla i v nízkoteplotní otopné soustavě s teplotou topné vody do 55 ° C. Někteří výrobci je však pro tento účel příliš nedoporučují, protože kondenzační kotle nejefektivněji pracují tehdy, když je rozdíl mezi výstupní a vratnou vodou co největší. Proto je třeba před koupí kondenzačního kotle vždy poradit s odborníkem.
- Nízkoteplotní kotel s účinností až 95 procent je jakýmsi mezičlánkem mezi klasickým a kondenzačním plynovým kotlem. Je sice navržen do provozu se suchými zplodinami s teplotou 90 až 140 ° C, ale za jistých okolností v něm může docházet ke kondenzaci, takže tepelný výměník musí být z odolného materiálu. Teplota vratné vody může být i 35 až 40 ° C, a proto jej lze použít v nízkoteplotních soustavách i bez směšovacích armatur a akumulačního zásobníku, s přímým řízením výkonu podle venkovní teploty. Otevřený plynový kotel má otevřenou spalovací komoru (plynový spotřebič typu B). Nasává vzduch pro hoření z místnosti a zplodiny jsou odváděny do komína nebo kouřovodu. Proto musí být vždy umístěn v přímo nebo alespoň nepřímo větrané místnosti.
- Uzavřený plynový kotel (spotřebič typu C) odebírá vzduch z prostoru mimo dům, takže na jeho umístění se nekladou žádné zvláštní požadavky. Může být na chodbě, v šatníku, koupelně nebo dokonce v kuchyni - nedoporučuje se umístit jej v obytné místnosti, například v ložnici.Podmínkou je dodržet technické požadavky a maximální povolenou délku odvodu zplodin na vyústění na fasádě nebo na střeše.
Stacionární nebo závěsný?
- Kotel může stát na podlaze (stacionární kotel) nebo může být zavěšen na stěně (závěsný kotel).Stacionární kotle jsou konstruovány jako klasické (standardní), nízkoteplotní a kondenzační. Závěsné kotle bývají nízkoteplotní nebo kondenzační. Náš trh nabízí stacionární plynové kotle v různém provedení až do výkonu kolem 50 kW. Vyrábějí se prakticky výhradně s litinovým tělesem a jejich předností je určitá robustnost a delší životnost, což však může být i nevýhodou vzhledem k rychlému stárnutí. Umísťují se většinou do samostatné technické místnosti, kde však mohou být společně například s pračkou, sušičkou nebo i s malou domácí dílnou či posilovnou.
- Na vytápění rodinných domů a bytů jsou vhodnější závěsné kotle. Lze je umístit prakticky kamkoliv, kde je na ně místo a odkud lze dobře odvádět zplodiny - na chodbu, do podkroví, kuchyně či do koupelny. Připojení otopné soustavy je většinou libovolné. Při instalaci a provozu je však třeba respektovat parametry jednotlivých typů a normy (TPG a ČSN).
Ohřev vody
Plynový kotel může sloužit pouze k vytápění (kotel), ale většina moderních kotlů současně ohřívá vodu pro domácnost (kombinovaný kotel). V zásadě se používají dva způsoby ohřevu - přímý (průtokový) a zásobníkový, případně jejich kombinace. Při přímém ohřevu se voda ohřívá v průtokovém tepelném výměníku a uživatel ji hned spotřebuje. Některé typy kotlů nicméně mají zabudované alespoň malé pohotovostní zásobníky, které doplňují teplou vodu při nárazově vysokém odběru. Tepelné výměníky mají rozličnou konstrukci - velmi účinný je například tzv. bitermický výměník s velkou plochou. Výhodou přímého ohřevu vody je jednodušší konstrukce kotle a rychlá regulace teploty vody. Z ekonomického a především z provozního hlediska je však výhodnější nepřímý ohřev vody topnou vodou vedenou přes tepelný výměník v akumulačním zásobníku teplé vody. Hlavní výhodou je možnost napojit cirkulační okruh topné soustavy z tělesa zásobníku a instalovat více odběrných míst, další předností je trvalá zásoba teplé vody v domácnosti. Akumulační zásobník teplé vody může být vestavěn přímo v kotli nebo samostatně postavený, nebo zavěšen vedle něj. Zásobníky v kotli mají objem 40 až 50 l, zavěšené zásobníky až 60 l, stacionární zásobníky určené do otopné soustavy rodinných domů až 200 litrů. Provozní stav, tedy přepínání mezi vytápěním a přípravou teplé vody, zajišťuje trojcestný ventil řízený elektronickou řídicí jednotkou přímo z kotle, a to podle signálů snímačů teploty a průtoku vody v kotli a v zásobníku.
Jak odvádět zplodiny
Zplodiny zemního plynu obsahují především oxid uhličitý, vodní páru, dusík ze spalovacího vzduchu, v menší míře oxid uhelnatý, oxidy dusíku a síry a další produkty spalovacího procesu.Zplodiny se odvádějí ze spalovací komory plynových těles kouřovodem do samostatného komína a nad střechu domu. Zplodiny z lokálních těles (plynové pece, krby) lze odvést i kouřovodem přes zeď domu na fasádu - při plynofikaci měst a obcí byl tento způsob velkým hitem pro svou jednoduchost. U kotle umístěného v posledním podlaží nebo v podkroví lze použít odvod svislým kouřovodem nad střechu. Odvod na fasádu se v tomto případě používá jen výjimečně tehdy, pokud jde jen o záložní zdroj. V případě nutnosti se dají odvádět zplodiny i do náhradního dvouplášťového plechového komína umístěného na boku obytné budovy. Na komíny s přirozeným tahem se připojují lokální zdroje (například plynové krby nebo kamna s výkonem do 10 kW a otevřené kotle s atmosférickým hořákem (bez přetlaku). Plynové zdroje s přetlakem (mají obvykle uzavřený okruh spalování) se připojují na kouřovody s funkcí komína. odvod zplodin se zlepší instalací speciálních turbo kouřovodů s nuceným odtahem. Komín pro otopnou soustavu, kde je zdrojem tepla kondenzační nebo nízkoteplotní plynový kotel, musí odolávat nejen teplotě zplodin, ale i vlhkosti a agresivitě kondenzátů. Na tyto úkoly již běžný komín z cihel nestačí. Proto se dnes téměř výhradně používají univerzální třívrstvé komínové systémy se zadním odvětráváním, složené z keramické nebo ocelové vložky, izolační rohože a lehkých tvarovek. Další variantou je speciální komínová vložka z plastické hmoty.
Plynové tělesa v soustavě
Zdrojem tepla v otopné soustavě vytápěné plynem jsou plynové kotle nebo lokálně plynové tělesa. Moderní klasické, nízkoteplotní nebo kondenzační plynové kotle mají takovou možnost regulace provozu teploty topného média, že se na ně může připojit v podstatě jakákoli otopná soustava včetně nízkoteplotního podlahového topení. Lokální plynové tělesa (například plynové krby) mohou být zdrojem tepla i pro teplovzdušné a teplovodní vytápění menších objektů nebo jako doplňkový zdroj tepla při vytápění rodinného domu jiným hlavním zdrojem. Teplo vyrobené ve zdroji se pomocí teplonosné látky a prostřednictvím rozvodů předává do topných těles nebo přímo do vytápěného prostoru. Ústřední vytápění vytápí z centrálního zdroje všechny byty v domě, v etážovém vytápění jeden zdroj vytápí celý byt, lokální tělesa obvykle vytápějí jen jednu místnost.Teplovodní otopná soustava pracuje s teplotním spádem otopné a vratné vody od 80/60 ° C, nízkoteplotní soustava se spádem nejvíce okolo 65/35 ° C. Otopná soustava s přirozeným oběhem funguje na principu rozdílné hustoty topné a vratné vody - chladnější voda ve vratném potrubí má vyšší hustotu, což způsobuje v okruhu přetlak a cirkulaci mezi zdrojem a topnými tělesy. V současnosti se více používají tlakové otopné soustavy s nuceným oběhem, kde oběh teplonosné látky zabezpečuje oběhové čerpadlo, umístěné nejčastěji v rozvodném potrubí ihned za zdrojem tepla. Na vytápění rodinného domu nebo bytu se používají teplovodní nebo nízkoteplotní otopné soustavy s přirozeným nebo nuceným oběhem, zda soustavy teplovzdušného vytápění, kde teplonosnou látkou je ohřátý vzduch.
Rady při instalaci kotle
Podmínkou je rozvod plynu v domě v souladu s platným povolením a vyhovující komín. Dalším krokem je získání všeobecného přehledu o jednotlivých značkách kotlů. Informace získáte návštěvou některého ze specializovaných veletrhů nebo na internetu (dobrým tipem jsou specializované portály, nebo stránky výrobců). Příkon etážového vytápění běžného bytu zpravidla nepřesahuje 20 kW. Následuje výběr firmy, která kotel nejen dodá, ale uvede ho i do provozu a zajistí pravidelný servis. Oprávněná kominická firma pak zkontroluje kvalitu odvodu zplodin, elektrikář oživí ovládací prvky. Teprve po této prověrce může revizní technik dát servisní firmě pokyn k převzetí revizí a uvedení kotle do provozu. Kotel je však pouze jedním prvkem ze systému vytápění - dalšími jsou otopná soustava a regulace, v úvahu je třeba brát dispozici bytu a domu, stavebně podmínky a potřebný výkon soustavy v poměru k ceně pořízení a nákladům na provoz. Jen dobrou provázaností všech komponentů lze zajistit hospodárný provoz a tepelnou pohodu. Při větší rekonstrukci je potřeba zadat zpracování projektu a případně požádat o stavební povolení.
Autor: Lenka Kostková
