Jdi na obsah Jdi na menu
 


Otopné soustavy

26. 2. 2012

 Otopná soustava je soubor zařízení, která nám zajistívýrobu, dopravu a předání tepla do vytápěného prostoru.

 

Základní části

  • zdroj tepla

  • rozvod tepla

  • spotřebič tepla

OS se rozdělují podle řady hledisek, kritérií a typických údajů. Mezi ně především patří:

druh teplonosné látky:

  • voda – vodní soustavy

  • vodní pára – parní soustavy

  • vzduch – teplovzdušné soustavy

teplota vody:

  • teplá voda do 90 stupnu celsia – teplovodní soustavy

  • teplá voda do 60 stupnu celsia – teplovodni soustavy nizkoteplotni

  • horká voda nad 110 stupnu celsia – horkovodní soustavy

tlak teplonosné látky:

  • nízkotlaké

  • vysokotlaké

  • podtlakové

způsob oběhu teplonosné látky:

  • samotížný – oběh je způsoben rozdílnou teplotou a tudíž hustotou teplé a chladné tekutiny a výškovým rozdílem mezi kotlem a otopným tělesem

  • nucený – oběh je způsoben strojním zařízením, tj.čerpadlem, popř.ventilátorem bez závislosti na změně teplot tekutiny a výškového rozdílu mezi zdrojem a spotřebičem tepla.

Způsob předání tepla do místnosti

  • otopnými tělesy

    - teplo se předává z otopných těles prouděním vzduchu kolem jejich teplosměnných ploch a sáláním do okolí

    - méně příznivé rozložení teplot vzduchu v místnosti

  • velkoplošnými sálavými plochami

    - teplo se předává sáláním z otopné plochy, tj.z panelů a pásů zavěšených na stěně či stropu nebo ze stavebních konstrukcí, do kterých jsou zabudovány otopné hady

    - příznivější rozložení teplot vzduchu v místnosti

Druhy OS

  1. Teplovodní otopné soustavy

  2. Horkovodní otopné soustavy

  3. Parní otopné soustavy

  4. Teplovzdušné otopné soustavy

     

    1) V těchto soustavách se používá teplá voda s maximální teplotou do 110 stupnu celsia. Podle skutečné pracovní teploty se používají teplotní soustavy:

    - klasického typu – provozní teplota 70 – 90

    - nízkoteplotní - provozní teplota do 60

Výhody:

  • velká teplotní kapacita

  • snadná dostupnost

  • dobrá regulovatelnost ve zdroji i v místě spotřebi

  • nižší povrchové teploty teplosměnných ploch otopných těles

  • nedochází ke spékání prachu a nečistot na povrchu otopných těles

Nevýhody:

  • voda obsahuje kyslík a tudíž možnost koroze kovových částí soustavy

  • možnost zamrznutí

  • při požadavku pružných soustav (rychlý zátop a rychlá reakce na změnu klimatických podmínek) je podmínkou čerpadlo a tudíž závislost funkce soustavy na přívodu elektrické energie..

    2) Tyto otopné soustavy pracují s teplotami vody nad 110 stupnu celsia. Vzhledem k vysokým teplotám při provozu nelze je z hygienických důvodů použít pro vytápění obytných budov. Vysoká povrchová teplota otopných ploch způsobuje spékání prachu a dalších pevných částic na jejich povrchu. Využívají se pro vytápění průmyslových provozů, hal, a především při dálkovém přenosu tepla v soustavách dálkového vytápění nebo v soustavách centralizovaného zásobování teplem.

Podstatné rozdíly oproti teplovodním soustavám:

  • ve všech částech OS musí být dostatečný tlak, aby nedošlo k varu vody (min. 0,15 Mpa)

  • podmínkou je uzavřený systém s tlakovou expanzní nádobou

  • zabezpečovací zařízení musí obsahovat pojistné ventily

  • vyšší provozní teplota vody

  • vyšší teplotní spád vody

  • vyšší přenášený tepelný výkon s ohledem na vyšší teplotní spád

    3) Použití páry v soustavách ústředního vytápění je omezeno vysokou povrchovou teplotou teplosměnných ploch. Využití podobně jako u horkovodních otopných soustav je pro průmyslové, výrobní a dílenské provozy a především nalézá uplatnění v soustavách dálkového vytápění. V bytových objektech se prakticky nepoužívá.

Výhody:

  • pára se dopravuje svým vlastním tlakem

  • funkce topné soustavy je bez závislosti na elektrické enrgii

  • vyšší tepelný výkon při přenosu tepla, protože se využije při kondenzaci páry uvolněné kondenzační teplo

  • nemůže dojít k zamrznutí soustavy po přerušení provozu

Nevýhody:

  • značné problémy s regulací OS

  • vysoká teplota teplosměnných ploch

  • dochází ke spékání prachu a nečistot na povrchu topných těles i trubního rozvodu

  • nutnost vyřešit dopravu kondenzátu i při plošně rozlehlých topných soustavách

    4) V těchto otopných soustavách se přivádí teplonosná látka, tj. Vzduch ohřátý na požadovanou teplotu, přímo od vytápěných místností. Často se současně využívají používaná zařízení pro větrání. Znamená to, že se v určitém podílu přidává teplotní vzduch.

Výhody:

  • nízké provozní teploty vzduchu

  • možnost směrování proudu teplého vzduchu do vytápěného prostoru

  • možnost jedním zařízením vytápět, větrat, popř.i chladit daný prostor

  • nemuže dojít k zamrznutí soustavy po přerušení provozu

  • rychlé uvedení do provozu

  • využití rekuperace tepla, tj.ohřev přiváděného vzduchu teplem, které je obsaženo v odváděném vzduchu

Nevýhody:

  • malá tepelná kapacita vzduchu

  • víření prachu, možnost přenosu mikrobů a dalších nežádoucích látek

  • funkce soustavy je závislá na elektrické energie

  • vyšší hladina hluku při přenosu tepla

  • méně příznivé svislé rozložení teplot, kdy je teplota vzduchu u stropu

  • při sdílení tepla není zastoupena sálává složka tepla

  • méně příznivépodmínky pro vytvoření tepelné pohody

 

Místní vytápění

Místní vytápění v klasické podobě přežívá predevším ve starší zástavbě popř.u rekreačních zařízení. Stále hojnější využití nacházejí krby. Jsou vyhledávány pro nastolení intimní pohody a jako vhodný doplněk ústředního vytápění v moderně zařízených domáctnostech.

V současné době jsou hojně využívána topidla na plyn a elektrickou energii. Souvisí to především s možností jednoduché instalace při rekonstrukci budov, se snadnou regulací a optimalizací provozu z hlediska energetického

Typické znaky:

  • zdroj tepla je přímo umístěn ve vytápěné místnosti

  • teplo se předává z topidla přímo do vytápěné místnosti

  • pro přetup tepla se využívá konvekční i sálavý způsob předání tepla z topidla do místnosti

Výhody:

  • vytápění pouze požadovaných prostor v požadovaném čase

  • technicky jednoduchá a nenáročná řešení

  • možnost jednoduché nenáročné regulace a tím hospodárný provoz

  • čistý a hygienický provoz

  • nízké pořizovací náklady

Nevýhody:

  • vyšší nároky na bezopečnost při provozu

  • pokud převládá výrazně konvekční způsob předání tepla, dochází k intenzivnímu proudění vzduchu v místnosti

  • nerovnoměrné rozložení teplot ve vertikálním i horizontálním směru

Dálkové vytápění

Dálkové vytápění znamená, že zdroj tepla je umístěn mimo vytápěnou budovu. V této souvislosti máme na mysli větší zdroje tepla, z kterých se vyrobené teplo prostřednictvím teplonosné látky a dalších zařízení využívá pro více budov a plošně rozsáhlá území.

     

Centralizované zásobování teplem

Tento pojem má obecnější charakter než pojem dálkové vytápění. Centralizované zásobování teplem je tepelná soustava, v které se teplo vyrobené v centrálním zdroji tepla využije nejen pro vytápění objektů, ale také pro přípravu TUV pro provoz vzduchotechnických zařízení, pro provoz technologických zařízení apod.

Velký význam má CZT především u velkých zdrojů tepla, které původně nebyly stavěny pro potřeby přenosu tepla, ale jako zdroje elektrické energie, tj.teplné, popř.jaderné elektrárny. Postupně se přestavují na teplárenský provoz a tím se jejich tepelná účinnost výrazně zvyšuje. Vyrobená tepelná energiese použije pro výrobu elektrické energie a zbytkové teplo obsažené v teplonosné látce se využije jako zdroj tepla v tepelné soustavě CZT.

U bytových objektů se využívá CZT pro vytápění a přípravu TUV. Zařízení pro přípravu TUV se navrhují a umisťují většinou do místa odběru tepla.