Na začiatok si požičiam definíciu z wikipédie, ktorá systém ústredného vykurovania definuje ako súbor tepelného zdroja (kotla, tepelného čerpadla a pod.), rozvodov a tepelných výmenníkov, čiže radiátorov. Ďalej sem patria zásobníky, ventily, meracie a regulačné zariadenia atď.
Jednoduché ústredné vykurovanie by sme našli už u starých Rimanov, ktorí ohriaty vzduch od ohniska rozvádzali pomocou kanálov v podlahách a temperovali tak jednotlivé miestnosti. Tento tzv. teplovzdušný typ ústredného vykurovania nájdeme v podobe krbových vložiek so vzduchotechnickým potrubím dodnes. Vzhľadom na malú tepelnú kapacitu vzduchu (a súvisiacu požiadavku na priestranné šachty, ktoré teplý vzduch vedú) sa postupne presadili systémy parné a teplovodné. Para zostala v diaľkovom vykurovaní a voda ako teplonosné médium vo vykurovacích sústavách budov.
Unikátne fyzikálne vlastnosti vody
Voda je zlúčenina vodíku a kyslíku, označovaná ako H₂O. Z chemického hľadiska je pre účely jej použitia ako média do tepelných rozvodov najpodstatnejší fakt, že vznikla ako produkt horenia a ďalej je nehorľavá. Pri systéme teplovodného vykurovania sa využíva mnoho, niekedy unikátnych, fyzikálnych vlastností tejto bezfarebnej kvapaliny:
Prvá z nich je merná tepelná kapacita vyjadrujúca schopnosť akumulovať teplo. Táto fyzikálna veličina sa značí písmenom C a udáva množstvo energie potrebnej k ohriatiu telesa o 1 ˚C. Jednotkou je joule na kilogram a kelvin, J/(kg·K). Merná tepelná kapacita vody je pritom obrovská – 4180 J/(kg·K). Pre porovnanie meď dosahuje 383 J/(kg·K), železo 450 J/(kg·K), betón okolo 1000 J/(kg·K), olej 2000 J/(kg·K) a drevo 2500 J/(kg·K).
Hustota, ako si pamätáme zo školských lavíc, sa značí gréckym písmenom ρ [ró] a vyjadruje hmotnosť objemovej jednotky látky (kg/m³). Táto veličina s rastúcou teplotou vody klesá - 1 m³ dvadsaťstupňovej vody váži 998,2 kg, tridsaťstupňovej 995,7 kg, päťdesiaťstupňovej 988,0 kg a sedemdesiaťstupňovej 977,8 kg.
Tretia do party je tepelná vodivosť. Označuje sa písmenom λ [lambda] a vyjadruje schopnosť látky viesť teplo. Veličina má v sústave SI rozmer W/(m·K), je závislá na teplote a v prípade vody vychádza na 0,597 W/(m·K) pre 20 ˚C alebo 0,645 W/(m·K) pre 50 ˚C.
Funkcia vody v teplovodnom vykurovaní
Vďaka vysokej mernej tepelnej kapacite sa voda perfektne hodí ako médium pre transport tepla medzi kotlom a vykurovacími telesami (radiátormi, podlahovým vykurovaním apod.). Pre predstavu bežnou 18mm medenou rúrkou s vnútorným priemerom 16 mm sa pri teplotnom spáde 45/35 ˚C a rýchlosti prúdenia 0,5 m/s (teplovodné vykurovanie pracuje najčastejšie od 0,2 do 1,0 m/s) prenáša viac ako 4000 W.
Tepelná kapacita vody sa využíva samozrejme aj pri zásobníkoch teplej vody (TÚV) a pri akumulačných zásobníkoch. Jedna tona vody (cca 1 m³) pojme pri ohriatí o 1 ˚C cca 1,16 kWh energie, čo pre nádobu(y) s objemom 2000 l a pracovnú teplotu pohybujúcu sa v rozsahu 25 až 55 °C znamená 70 kWh. Relatívne nízka tepelná vodivosť zároveň umožňuje teplotné vrstvenie (stratifikáciu) vo vnútri zásobníka. Zaujímavá je aj finančná stránka veci. Zatiaľ čo investícia do vyššie uvedeného zásobníka bude rádovo v tisícoch eur, batérie s rovnakou kapacitou by vyšli pri dnešných cenách pokojne na dvadsaťtisíc eur.
Hustota vody závislá na teplote otvára cestu k návrhu vykurovacej sústavy s prirodzeným (samotiažnym) obehom vody, kedy vďaka rozdielnej hustote kvapaliny v prívodnej a vratnej vetve vzniká v systéme tzv. samotiažny alebo tiež účinný vztlak, ktorý pokrýva tlakové straty pri prúdení vody.
Tepelné čerpadlo vzduch-voda Vitocal 150-A (250-A) s výstupnou teplotou až 70 °C predstavujú novú generáciu tepelných čerpadiel špeciálne vyvinutú pre modernizáciu vykurovacej sústavy starších domov. Existujúce radiátory možno využívať aj naďalej. Podlahové kúrenie nie je nevyhnutne potrebné. Tepelné čerpadlá sa vyznačujú vysokou energetickou účinnosťou, tichou prevádzkou, komfortným ovládaním cez aplikáciu, trvalo udržateľnou prevádzkou a príjemným dizajnom. Tieto moderné tepelné čerpadlá pracujú s patentovanou hydraulikou Hydro AutoControl, ktorá sa stará o maximálnu účinnosť po celú dobu životnosti. Jedinečná konštrukcia neslúži iba na to, aby mohol odborný kúrenár tepelné čerpadlo s OptiPerform namontovať oveľa rýchlejšie a tým pádom lacnejšie. Vyžaduje aj oveľa menej miesta, pretože je o 60 % menšia ako obdobné systémy.
Široké uplatnenie
Teplovodné vykurovanie so sebou prináša aj obrovskú flexibilitu. Výmenou plynového kotla za tepelné čerpadlo prejdeme z vykurovania plynom na vykurovanie elektrinou. Zdroje môžu zostať dokonca oba a spúšťať sa v závislosti na aktuálnej cene elektriny, plynu a okamžitom vykurovacom faktore tepelného čerpadla. V dobe lacnej energie si teplo môžeme uložiť do akumulačného zásobníka atď.
Tepelné čerpadlo, fotovoltická elektráreň a ústredné vykurovanie, v ktorom behá voda, je zároveň takmer ideálnou kombináciou na maximalizáciu energetických úspor. Vítaným bonusom môže byť aj „bezplatné“ chladenie v lete využívajúce vlastnú vyrobenú elektrickú energiu.
Čítajte tiež:
