Vytápění RD a jeho regulace

   Dobrý den, navštívil jsem Vaše webové stránky (jvalter.cz) a myslím, že Vás práce v oboru měření a regulace baví a proto (mimo jiné) jí také dobře rozumíte. Dovoluji si Vás proto poprosit o pomoc s mým problémem, který se týká vytápění rodinného domu. Když teď zpětně koukám na můj text tohoto emailu, je docela dlouhý, ale přesto jsem nenapsal úplně vše, co se mi honí hlavou a na co bych se Vás rád zeptal. Pokud budete ochoten mi odpovědět, takto po emailu Vám to určitě zabere nějaký čas a možná také nebudete moci sdělit vše, co byste mohl při osobní konzultaci - navíc rychleji a snadněji. Proto pokud by to bylo možné, rád bych Vám zaplatil za nějakou osobní konzultaci, protože pokud jste z Jindřichova Hradce, nemám to tak daleko. Ovšem jestli byste neměl o toto zájem, budu rád za odpověď emailem.


   Tento konkrétní problém jsem letos částečně zpracovával ve své maturitní práci, avšak můj studijní obor je obecnější, nestudoval jsem přímo TZB nebo příbuzný obor a proto moje znalosti jsou v tomto směru menší. Konzultoval jsem také s několika topenáři, avšak tito lidé nemají takové znalosti právě v oblasti MaR.
   Nejprve základní informace - jde o vytápění RD, jehož aktuální TZ jsem stanovil obálkovou metodou na 21,2 kW při -18 °C. Uvažujeme o zateplení stropu - poté by se výsledná TZ pohybovala kolem 18,5 kW. V současnosti topíme kusovým dřevem z vlastního lesa - otázka je, na jak dlouho toto dřevo vystačí, je těžké to stanovit, pokud ale bereme v úvahu i méně kvalitní dřevo z prořízek apod., případně nějaké rychlerostoucí dřeviny, myslím, že tento typ paliva sám o sobě nám může vydržet 10 let i více. Jisté ale je, že i v případě vyčerpání vlastního dřeva budeme vytápět tuhým palivem (bydlíme na vesnici - jiný typ paliva není reálný). Současný kotel je z roku 2000, kdy ještě nebyly zatepleny obvodové stěny domu, a nebyla vyměněna část oken. Jde o litinový prohořívací Viadrus U22 D o jm. výkonu 30 kW. Výkon kotle je tedy vzhledem k současné TZ objektu předimenzovaný a tlumení jeho výkonu snižuje jeho účinnost. Proto před 2 roky majitel domu pověřil jednu topenářskou firmu, aby doplnila systém (do té doby klasický samotížný) o akumulační nádrž. Firma nainstalovala 2 aku. nádrže o objemu 500 l (celkem tedy 1000 l). Otopná soustava však nefunguje správně (z mnoha různých důvodů, které zde nechci zbytečně detailně rozepisovat).
   Proto hledáme nové řešení. Existují různé možnosti, které připadají v úvahu. V první řadě bych se zabýval "primárním okruhem" - kotlem a akumulačními nádržemi (AN). Zásadním problémem je současná nedostačující velikost AN - dle vlastní zkušenosti i výpočtů usuzuji, že kotel 30 kW, objekt 21,2 kW (při běžných teplotách samozřejmě méně) a AN 1000 l nemůže nikdy fungovat správně. Dle mého se nabízejí 2 základní varianty řešení - výměna kotle nebo navýšení objemu AN.
   První varianta (výměna kotle) by asi byla výhodná v tom, že bychom instalovali kotel o nižším jm. výkonu (cca 22 kW), což by korespondovalo s TZ. Akumulační nádrže by zůstali, i když by možná bylo nutné přidat jednu stejnou nádrž (500 l), zvláště protože i někteří výrobci udávají požadavek na minimální objem nádrží - a tato hodnota bývá kolem 1500 l. Zapojení třech aku. nádrží by asi bylo trochu komplikované, ale přesto řešitelné. Hlavní moje otázka k této variantě se týká samotného nového kotle. Nejprve jsem přemýšlel nad nějakým velmi kvalitním a chytrým kotlem - např. Guntamatic Biosmart, u něhož výrobce uvádí životnost kolem 40let, ale nakonec jsem usoudil, že vzhledem k nejistotě kolem zásob vlastního palivového dřeva a k ceně kotle by to nejspíš nebyla zcela vhodná investice. Pokud hledám kotel v nižší cenové relaci (30 - 50 tisíc Kč, zn. Atmos apod.), nejsem si jist, jestli je dostatečně kvalitní a o tolik lepší než současný U22, aby se vyplatilo ho pořizovat. V kategorii zplyňovacích kotlů se bojím, že kotel může brzo "odejít" (bohužel jsem slyšel poměrně dost negativních ohlasů v tomto směru) a navíc tyto kotle vyžadují kvalitní dřevo. Předpokládám, že výhodou těchto kotlů je lepší "řiditelnost" (lepší regulovatelnost výkonu - např. v závislosti na venkovní teplotě a dalších veličinách), nevím však do jaké míry. V kategorii odhořívacích nebo prohořívacích kotlů naopak předpokládám, že možnosti řiditelnosti a regulace budou přibližně na stejně slabé úrovni jako náš současný U22. Prosím tedy o Váš názor ohledně nových kotlů na dřevo - zvláště z pohledu možností regulace, kvality vestavěných řídicích systému atd.
   Druhou variantou je použití současného kotle a instalování nádrží o vyšším objemu (dle mých výpočtů by byl vhodný objem cca 3000 l) a dalšího "příslušenství". Výhodné by to bylo proto, že by postačovalo rozdělat v kotli pouze jednou za den (případně i 1 za 2 dny apod. podle venkovní teploty) a provozovat ho při jmenovitém výkonu a tím i vyšší účinnosti. Zde ovšem narážíme na to, že ve sklepě, kde je kotel instalován, jsou velmi stísněné prostorové podmínky - nízké stropy (cca 1965 mm) a úzké dveře (700 mm) - nikudy nelze pronést nádrž o větším průměru. Napadla mě možnost svařit nádrže až v konkrétní místnosti, ale nenašel jsem nějakou firmu, která by toto nabízela. Dále je otázka, kolik by to stálo a jak moc by to bylo komplikované, ale kdybyste se s tímto již setkal nebo věděl o někom, kdo to dělá, byl bych rád za informace. Napadla mě tedy možnost umístit nádrže do jiné části budovy - jde o nevytápěný prostor. Délka trasy, po které by musely vést trubky od kotle, by byla cca 22 m. V zimním období se zde teplota pohybuje kolem +3 °C. Vím, že je méně efektivní, pokud se tepelné ztráty z AN uvolňují v nevytápěném prostoru a navíc budou tedy tyto ztráty větší, ale myslím si, že vzhledem ke zvýšení účinnosti spalování a zefektivnění celého vytápění by mohlo jít o ztráty poměrně zanedbatelné. Dále je zde ona větší vzdálenost kotle od nádrží - dle mých předběžných výpočtů by však tlaková ztráta v potrubí (DN 32 nebo 40) neměla být nijak zvlášť vysoká, takže běžné oběhové čerpadlo by mělo v klidu stačit (pokud si myslíte/máte spočítáno něco jiného, opravte mě prosím). Tak snad by toto umístění nádrží nebyla úplná blbost. A teď už "jen" to celé správně zapojit a vyregulovat. Napadá mě toto: termostatický trojcestný plnící ventil pro ochranu zpátečky a za ním čerpadlo, které by bylo ovládáno řídicím systémem takto (nevím, zda se to používá a zda s tím máte nějaké zkušenosti, ale napadlo mě to): otáčky čerpadla by byly řízeny signálem 0-10 V v závislosti na teplotě vody vystupující z kotle. Např. v první fázi nabíjení nádrží by výstupní teplota byla udržována kolem hodnoty 70 °C, v druhé fázi kolem 85 °C. Myslím, že by to bylo výhodné vzhledem ke správnému vrstvení vody v AN. K řízení celého systému vytápění (nabíjení AN, bojler, 2 topné okruhy) bych rád použil nejlépe nějaký volně programovatelný regulátor (např. fy AMiT). Ovšem volně programovatelný regulátor má tu výhodu a zároveň nevýhodu - musí se naprogramovat. Proto bych se Vás jako programátora těchto systémů chtěl zeptat, zda byste byl případně ochoten nám konkrétní program vytvořit a v jaké cenové relaci se může vytvoření programu pohybovat. Na stránkách fy AMiT jsou sice nějaká typová řešení, ale ty by bylo nutné případně "přizpůsobit" konkrétní aplikaci. Nebo zda by nebylo vhodnější použít nějaký typový regulátor. V případě použití řídicího systému AMiT by dle mého bylo možné do jisté míry zajistit i regulaci kotle - např. regulaci přívodu vzduchu v závislosti na teplotě spalin apod. a tím zvýšit účinnost spalování - je to podle Vás realizovatelné?
   Prosím o názor, jakým způsobem by bylo podle Vás nejvhodnější tento případ řešit a o zodpovězení otázek položených v textu.

   Dobrý den, koukám, že jste se do problému ponořil a poté je radost radit. Jsem na tom časově špatně, ale v sobotu bych si na vás mohl udělat čas a nalézt nejlepší řešení. Ozvěte se mi telefonem a domluvíme detaily.
   Byl jsem doma postaven před stejný problém a vyřešil jsem ho pomocí následujícího kotle. Toto řešení mě následně napadlo po přečtení vašeho mailu jako první. Případně vám ho můžu ukázat.
http://www.eurokotle.cz/kmv-lux-litina
http://www.kvalitnikotle.cz/kotel-s-tlakovym-zasobnikem-spaw-met-kmv-lux-26-kw-p1517
   Třeba když to pořádně probereme, přijdeme i na lepší řešení. Takže zatím jen abyste měl nad čím přemýšlet ;-).

   Dobrý den,děkuji za odpověď a za ochotu. Pokud by bylo možné se sejít, myslím, že v sobotu bych mohl přijet kdykoliv podle toho, kdy by to vyhovovalo Vám. Na kotle zatím kouknu a popřemýšlím.

   Po konzultaci dopadlo vše úplně jinak… :-)

Odesílatel: pavel@seznam.cz

Komentáře

Pár postřehů

Vše bylo vyřešeno, ale zkusím nějaké poznámky.
- nejsem si jist, že je potřeba řídit spojitě čerpadlo v kotlovém okruhu, když je použit plnící ventil (např. ESBE VTC). Z mých aplikací jsem zatím s těmito ventily spokojen, protože mimo jiné neotevírají "skokově". Mezi ventil a kotel se vloží čerpadlo, které se dá v nejjednoduším případě ovládat termostatem na výstupním potrubí a pak jde jen o to, nastavit spouštěcí teplotu pro čerpadlo optimálně proti plnícímu ventilu. Nejlépe zkusmo při provozu. Teplota zpětné vody je při provozu konstantní a výstupní pozvolna roste. Řídit otáčky čerpadla jsem sice u některých kotlů viděl (např. Hargassner), ty ale nemají plnící členy a teplotu zpětné vody udržují právě řízením otáček.
- malé upozornění na plnící členy ESBE. Opravdu slušně těsní a pokud vložíte zpětnou klapku na výstup za odbočkou k plnícímu ventilu, kotlový okruh nikdy nenapustíte vodou! Topenáři se snaží při práci šetřit přechodové kusy, což je dobře, ale pak s oblibou dávají zpětnou klapku tam, co nemůže být.
- 1m3 AN je minimum tak na 20 až 25 kW. Vámi uváděná velikost 3m3 už vidím jako dostačující.
- při návrhu je potřeba řešit i stav, kdy jsou nádrže vychladlé a potřebujete zatopit. To se dá jednoduše vyřešit dalším termostatem, který se vloží do horní části akumulační nádrže. Ten spíná čerpadlo pro topný okruh. V okamžiku, kdy se dostane z kotle teplá voda k termostatu, čerpadlo začne vytápět objekt, nebo distribuovat topnou vodu k rozdělovači, či směšovacím soupravám, podle toho, jak máte vytápění dál řešeno. Tím, jak reguluje objekt (TRV, směšovací souprava apod.), začne se natápět i akumulační nádrž.
- použití řídicího systému je k nezaplacení. Sice to vypadá, že se to dá celé zapojit bez, ale výsledný komfort a úspory v tom nejsou tak výrazné. Zkušenost mi říká, že sice na začátku vytvořím vytápění jednoduše, jak výše uvedeno, ale časem se dostaneme stejně k řídicímu systému a dalším vychytávkám, jako je dohled telefonem, apod.
- nejsem si jist vzdáleností AN, ale myslím, že při kvalitním zaizolování to nebude takový problém. Ovšem pozor např. na plnící člen, ten musí být co nejblíže zdroji tepla. Viděl jsem jednu instalaci krbové vložky s plnícím členem umístěným až u AN (cca 15m potrubí v podlaze). Nevím, jakou použili izolaci pro potrubí, ale po zátopu trvá min. 1hod, než se ohřeje vedení v podlaze a otevře plnící člen pro vytápění!

Tak to je tak vše co mě v rychlosti napadlo.