HELUZ NA MAX: Stavajte s nami a užívajte si výhody od našich partnerov
vyhľadávanie
Dnes je 24.9.

Voda ako vykurovacie médium. Bežná kvapalina s nevšednými vlastnosťami

Zverejnené: 10. 3. 2023

Pokiaľ sa nás niekto spýta na súčasti teplovodného ústredného vykurovania, väčšinou si spomenieme na zdroj tepla, rozvodné potrubie a vykurovacie telesá. Voda, ktorá v systéme koluje, je taká obyčajná a všadeprítomná, že zostáva v našich mysliach v pozadí. Avšak neprávom.

Voda má mnoho unikátnych vlastností. Zdroj: YJ.K, shutterstock

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:

Voda je bezfarebná látka zložená z molekúl tvorených jedným kyslíkom a dvomi atómami vodíku.
Voda je bezfarebná látka zložená z molekúl tvorených jedným kyslíkom a dvomi atómami vodíku.

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.

Voda sa v systémoch vykurovania používa okrem iného ako médium pre transport tepla medzi tepelným zdrojom a radiátormi.
Voda sa v systémoch vykurovania používa okrem iného ako médium pre transport tepla medzi tepelným zdrojom a radiátormi.

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:

Autor: Jiří Hejhálek ml.
Foto: Shutterstock
reklama

Nové

Svetlovody KLIMASUN sú prispôsobené pre slovenské strechy

Svetlovody KLIMASUN sú prispôsobené pre slovenské strechy

Zverejnené 21.9. Tubusové svetlovody sú na českom či slovenskom trhu už pomerne známym produktom. Dopyt po nich neustále rastie. Vďaka čím ďalej prísnejším požiadavkám na stavby sa však posúva aj technické spracovanie a vylepšujú sa detaily prevedenia svetlovodov… ísť na článok

Keramické stropné panely HELUZ. Systémové riešenie poskytujúce okamžitú únosnosť

Keramické stropné panely HELUZ. Systémové riešenie poskytujúce okamžitú únosnosť

Zverejnené 20.9. Systém keramických stropných panelov HELUZ je vyhľadávaným riešením pri výstavbe rodinných domov. Využitie ale nájde aj v bytovej či občianskej výstavbe či v priemyslových a poľnohospodárskych objektoch. Panely je možné použiť do svetlosti… ísť na článok

Dodatočné hliníkové opláštenie posunie drevené okná na novú úroveň

Dodatočné hliníkové opláštenie posunie drevené okná na novú úroveň

Zverejnené 19.9. Drevené okná vyrobené z viacvrstvých lepených drevených profilov, známe ako eurookná, majú vďaka výborným izolačným a mechanickým vlastnostiam podporeným dlhou životnosťou potenciál slúžiť desiatky rokov. Okrem bežnej údržby, je však potrebné raz za… ísť na článok

reklama