Vykurovacie sústavy

Vykurovacia sústava je časť tepelnej sústavy, ktorá prostredníctvom vykurovacích telies zabezpečuje v jednotlivých miestnostiach predpísaný teplotný stav vnútorného prostredia. Tvoria ju zdroje tepla, potrubná sieť a vykurovacie telesá.

Teplonosná látka je pracovná látka s premenlivou teplotou, ktorá v zdroji tepla príma tepelnú energiu a vo vykurovacích prvkoch ju odovzdáva do vykurovaného priestoru. Vzhľadom k dostupnosti, fyzikálnym a chemickým vlastnostiam sa ako teplonosná látka najčastejšie používa:

  • para (parné sústavy),
  • voda (vodné sústavy),
  • vzduch (teplovzdušné vykurovanie).

Parná vykurovacia sústava

Parná vykurovacia sústava využíva na prenos tepla prehriatu paru, ktorá skondenzuje na chladnejších stenách vykurovacieho telesa, odovzdá teplo a vracia sa naspäť ako kondenzát do zdroja tepla. Pohyb pary je spôsobený rozpínaním. Kondenzát sa vracia späť samospádom, alebo sa odvádza do zbernej nádrže, odkiaľ sa prečerpáva do zdroja.

Hlavnými prvkami parnej vykurovacej sústavy sú:

  • potrubná sieť,
  • uzatváracie a regulačné armatúry,
  • odvodnenie,
  • odvzdušnenie,
  • zabezpečovacie zariadenie.

Potrubnú sieť parnej vykurovacej sústavy rozoznávame podľa geometrického usporiadania parného prívodného a vratného potrubia s horným alebo dolným rozvodom, ktoré odvádza kondenzát, ako aj z hľadiska vzájomného výškového rozmiestnenia zdroja a spotrebičov tepla, rozlišujeme podľa prívodu pary sústavy s mokrým a so suchým kondenzátovým potrubím.

Z hľadiska pracovného tlaku v sieti sa delia na:

  • podtlakové (tlak pary je nižší ako atmosférický),
  • nízkotlakové ( pretlak pary je do 70 kPa),
  • strednotlakové (pretlak pary je od 70 kPa do 1,6 MPa).

Na potrubnú sieť sa najčastejšie používajú oceľové bezšvové trubky závitové , závitové zosilnené a hladké. Spoje sú nerozoberateľné, zvárané. V miestach napojenia na vykurovacie telesá a montážnych spojov sa používajú rozoberateľné skrutkované spoje. Centrálna regulácia zmenou prietoku pary je takmer nemožná, preto sa výkon reguluje prerušovaním dodávky pary do rozvodov. Jedinou účinnejšou reguláciou je nastavenie prietoku pary pri vykurovacích telesách.

Parné sústavy sa hlavne využívajú v priemysle a v niektorých občianskych budovách.

Výhody parnej vykurovacej sústavy sú malá tepelná zotrvačnosť sústavy, rýchly záhrev, možnosť prerušovať prevádzku bez toho, aby hrozilo zamrznutie sústavy.

Nevýhody sú náročnejšia regulácia výkonu, vysoká povrchová teplota vykurovacích telies – možné problémy s hygienou prostredia, nižšia životnosť rozvodov.

Schéma parnej vykurovacej sústavy

Schéma parnej vykurovacej sústavy

Vodná vykurovacia sústava

Vodná vykurovacia sústava je založená na vzájomnom prepojení zdroja tepla a vykurovacích telies uzavretým vodným okruhom. V zdroji sa vykurovacia voda ohrieva a cez prívodné potrubie sa dopravuje k jednotlivým vykurovacím telesám. Vo vykurovacom telese sa vykurovacia voda ochladí vplyvom rozdielu teplôt v miestnosti a povrchovej teploty telesa, následne sa vratným potrubím vracia späť do zdroja tepla, kde sa znova ohrieva. Ide o uzavretý okruh, v ktorom sa pohybuje nemenné množstvo vykurovacej vody.

Návrhové parametre charakterizujúce vodné vykurovacie sústavy sú zobrazené v diagrame:

vodné vykurovacie sústavy

vodné vykurovacie sústavy

 

Teplovzdušné vykurovanie

Teplovzdušné vykurovanie je systém, v ktorom sa tepelná energia dostáva do vykurovanej miestnosti iba prúdiacim teplým vzduchom. Tento vzduch, ochladzovaný vplyvom tepelných strát, sa následne z miestnosti odvádza preč.

Teplonosná látka, ktorou je vzduch, je však oveľa horší nosič tepla ako napríklad voda v teplovodných systémoch. Z tohto dôvodu sa rozvody teplovzdušného vykurovania musia dimenzovať väčšie, ale na rozdiel od teplovodného vykurovania, nepotrebuje žiadne vykurovacie plochy.

Teplovzdušné vykurovanie je pružnejšie (dokáže rýchlejšie reagovať na zmenu výkonových požiadaviek), aj keď z dôvodu absencie sálavej zložky potrebuje na dosiahnutie tepelnej pohody vyššiu teplotu vzduchu, čo vedie k vyšším tepelným stratám.

Systémy s cirkulačnou prevádzkou

Systém s cirkulačnou prevádzkou patrí ku klasickému teplovzdušnému vykurovaniu. Srdcom je teplovzdušný agregát, na ktorý je napojený rozvod vykurovacieho vzduchu do miestnosti domu alebo bytu. Spätné nasávanie cirkulujúceho vzduchu sa väčšinou realizuje na chodbe cez netesnosti okolo dverí, príp. vetracími mriežkami na dverách. Absencia sálavej zložky sa rieši umiestnením kozuba do hlavnej miestnosti domu alebo bytu. Podkrovie sa väčšinou vykuruje elektricky.

Systémy s ventilačnou alebo kombinovanou prevádzkou

Teplovzdušné vykurovanie integrované s riadeným vetraním objektu predstavuje moderný spôsob vykurovania, ktorý možno využiť predovšetkým v dobre zateplených objektoch a nízkou potrebou energie na vykurovanie. Vykurovací zdroj musí byť riešený tak, aby bol schopný ohrievať čerstvý vonkajší vzduch na požadovanú vnútornú teplotu a musí byť dostatočne pružný, aby bol schopný okamžite reagovať na zmeny vonkajších podmienok. V systéme s ventilačnou prevádzkou sa odporúča využiť spätné získavanie tepla z odvádzaného vzduchu. Z odvádzaného vzduchu možno teplo získať prakticky pomocou všetkých známych princípov spätného získavania tepla. Najčastejšie sa používajú doskové rekuperačné výmenníky.

Schéma teplovzdušného vykurovania a vetrania s rekuperáciou tepla

Schéma teplovzdušného vykurovania a vetrania s rekuperáciou tepla

 

Rozvody a distribučná sieť

Pri cirkulačných systémoch sú rozvody vedené v kovových kanáloch v konštrukcii podlahy a v suteréne pod stropom, alebo v podkrovnom priestore v tzv. spiro potrubí. Prívody sú umiestnené v každej miestnosti v podlahe. Potrubie musí byť vzduchotesné a v nevykurovaných priestoroch dobre tepelne izolované. Dôležitá je aj ochrana pred hlukom potrubia. Cirkulačné teplovzdušné vykurovanie znižuje počas prevádzky prašnosť prostredia, pretože distribuovaný vzduch sa každým prechodom cez systém znovu filtruje. V porovnaní s cirkulačným systémom je distribučná sieť teplovzdušného vykurovania s ventiláciou zložitejšia v tom, že systém musí zaisťovať nielen vykurovanie objektu, ale aj vetranie. Preto pri tomto type vykurovania musí byť dôkladne vyriešené rozmiestnenie prívodných a nasávacích otvorov. Prívody sa umiestňujú do miestností s malou produkciou škodlivín (obytné miestnosti, šatne a chodby) a nasávacie otvory do miestností so zvýšenou produkciou škodlivín (WC, kúpeľne a kuchyne).