Náklady na vykurovanie tvoria hlavnú zložku pri výdavkoch za energie. Rozmýšľať o tom, ako ich zmenšiť alebo dokonca úplne minimalizovať, je dnes úlohou všetkých stavebníkov či investorov. Výber vhodného spôsobu vykurovania a predovšetkým zdroja tepla je teda rozhodujúci.

Mali by sme sa zamerať nielen na úspornosť prevádzky, spoľahlivosť zariadenia a šetrnosť voči životnému prostrediu, ale zaujímať sa aj o užívateľský komfort, t. j. minimálne nároky na obsluhu. Nie menej dôležitá je výška počiatočnej investície.

Pri rozhodovaní a výbere spôsobu vykurovania zvažujeme všetky možné alternatívy pre získavanie tepla: od kotlov na fosílne palivá a elektrickú energiu, cez solárnu energiu až po teplo získané z okolitého prostredia.

Zdroje energie
Zemný plyn je plynné palivo, ktoré sa zvyčajne vyskytuje v prírode spolu s ropou alebo aj bez nej. Vykurovanie plynom vychádza z možnosti pripojenia sa na plynofikovanú sieť, ale ak ho chceme využiť, aj keď vzdialenosť rozvodu nie je ekonomická, môžeme použiť systém LPG. Ide o kvapalný plyn, ktorý sa dá skladovať v zásobníkoch.
Ľahký vykurovací olej je palivo, ktoré má negatívny dopad na životné prostredie, ak sa dostáva von v nespálenom stave. U nás sa vyrába extra ľahký vykurovací olej (s obsahom síry do 0,1%), ktorý je už zaradený medzi ekologické palivá, pretože spĺňa požiadavky zákona o kvalite ovzdušia. Zaťaženie exhalátmi pri jeho spaľovaní je zrovnateľné so zaťažením pri zemnom plyne.

Uhlie je jedným z najdôležitejších fosílnych palív. Jeho zdroje sú obmedzené, hoci sa v prírode vytvára aj v súčasnosti, pretože jeho ťažba pokračuje niekoľkonásobne rýchlejšie. Na kúrenie používame hnedé alebo čierne uhlie – vo forme koksu (vyrába sa odplynením čierneho mastného uhlia v uzavretých peciach) alebo brikiet (vyrábajú sa z drobného odpadu pri ťažbe uhlia s prísadou spáliteľnej látky ako napr. dechtu alebo asfaltu). Pri spaľovaní uhlia dochádza k značnému znečisťovaniu ovzdušia.

Elektrická energia patrí medzi ušľachtilejšie zdroje, pretože pri jej použití na vykurovanie nevznikajú žiadne spaliny. Problémom sú však tepelné elektrárne, ktoré produkujú škodlivé emisie zaťažujúce životné prostredie.

Vedľa fosílnych palív sa dnes pri zodpovednom zaobchádzaní so životným prostredím stále viac dostávajú do popredia obnoviteľné zdroje energií ako je biomasa, drevo, energia zo slnka a odpadové teplo. Kusové drevo je najmä na vidieku najdostupnejšie palivo. Kotly na kusové drevo sa však nedajú automatizovať, pretože treba do nich prikladať ručne. Drevená štiepka predstavuje palivo, z ktorého možno získať prakticky najlacnejšie teplo.

Kotly sa dajú plne automatizovať, potrebujeme však priestor s dobrým prúdením vzduchu na jej skladovanie a dosušovanie. Medzi kvalitné palivo, ktoré je aj dostatočne suché, zaraďujeme drevené brikety a pelety. Obnoviteľnú energiu zo slnka získavame cez slnečný kolektor, ktorý dokáže premeniť na teplo až 75 % zachyteného žiarenia. Medzi základné prednosti solárneho ohrevu môžeme zaradiť získanie ekologicky čistej energie zdarma. Investícia sa nám vráti v podobe úspor v nákladoch za energie.

Tepelné čerpadlá využívajú teplo zo slnka, ktoré je naakumulované v pôde, ďalej teplo zo spodnej vody – studne alebo teplo vonkajšieho vzduchu, ktorý sa nasáva cez vzduchový kanál. Čerpadlá pracujú pomocou malého množstva pohonnej energie, najčastejšie elektrickej.

Biomasa – obnoviteľná energia

Biomasa, pelety a kotly na ich spaľovanie sú čoraz častejšie diskutovanou témou medzi odborníkmi aj konečnými spotrebiteľmi. Najrozšírenejším palivom z kategórie biomasy je drevo, ktoré môže mať rôznu podobu. Používa sa ako kusové či spracované z drevného odpadu (napr. vo forme štiepok alebo peliet). Do tejto kategórie patria aj špeciálne pestované energetické rastliny napr. vŕba.

Existujú však aj iné zdroje, ktoré hrajú významnú úlohu v energetickej bilancii mnohých krajín. Sem patria napr. organické zvyšky z poľnohospodárskej výroby, ako je napr. slama. Do kategórie biomasy zaraďujeme aj bioplyn získavaný zo skládok komunálneho odpadu, čističiek odpadových vôd alebo zo živočíšnej výroby.

Z hľadiska svojej perspektívy je biomasa považovaná za kľúčový obnoviteľný zdroj energie a to tak na úrovni malých ako i veľkých technologických celkov. Už dnes sa podieľa asi 14 % na celosvetovej spotrebe primárnych energetických zdrojov. Takmer pre tri štvrtiny obyvateľstva Zeme, žijúceho prevažne v rozvojových krajinách, je najdôležitejším palivovým zdrojom. Jej podiel na spotrebe energie v týchto krajinách v priemere predstavuje asi 38 % (v niektorých až 90 %). Je možné predpokladať, že pri raste populácie a znižovaní rezerv fosílnych palív bude jej význam aj v ostatných krajinách sveta ďalej narastať.

Druhy kotlov

Pod pojmom kotol chápeme všetky zariadenia, v ktorých sa uskutočňuje premena energie na teplo. Podľa veľkosti rozmerov a aj výkonu rozoznávame malé, stredné a veľké kotly, podľa teploty pracovnej látky sú teplovodné a nízkoteplotné. Rozhodujúcim kritériom je však druh paliva, teda tuhé, kvapalné či plynné. Vyrábajú sa z liatiny alebo ocele a podľa konštrukcie môžu byť vodorúrkové (s prirodzeným alebo núteným obehom, prietlačné či špeciálne), plamenicové, žiarorúrkové alebo kombinované.

Závesný kotol zaberá menej priestoru, ale potrebuje zariadenie s núteným ťahom spalín, ktoré nie je závislé od objemu vzduchu v miestnosti, alebo sa používa stacionárny kotol. Kotly môžu slúžiť aj na prípravu teplej úžitkovej vody (TÚV), a to s prietokovým alebo zásobníkovým ohrevom. Podľa spôsobu zabezpečenia spaľovacieho vzduchu sa vyrábajú kotly otvorené a uzavreté. Regulácia môže byť ručná, poloautomatická alebo plnoautomatická.

Klasické kotly

Teplota spalín a využitie energie rozdeľuje klasické kotly na jednokomorové (jedno ťahové) alebo dvojkomorové, kde teplota spalín presahuje 180 °C. Tieto kotly majú nižšiu účinnosť. Vysoká teplota spalín vplýva na tepelnú stratu v komíne, ktorá dosahuje viac ako 10 %, pretože latentné teplo vodnej pary nie je využité a odvádza sa spalinami do ovzdušia.

Kotly pracujú s konštantnou teplotou vratnej vykurovacej vody, ktorá sa udržuje nad 60 ºC. Nie sú veľmi vhodné pre podlahové vykurovanie. Vysoký obsah tuhých a plynných škodlivých látok v spalinách zaťažuje životné prostredie. Účinnosť týchto kotlov dosahuje 88 – 90 %.

Nízkoteplotné a kondenzačné kotly
Pracujú s premenlivou teplotou vratnej vykurovacej vody, a preto vykazujú nižšie teploty spalín. Odovzdaním latentného tepla zvyšujú účinnosť a spaliny sa ochladia až pod 130 °C. V zásade ide o využitie tepelného obsahu paliva prispôsobením konštrukcie kotla – pridaním výhrevných alebo kondenzačných plôch, kde spaliny zostávajú dlhší čas, a tak sa ochladzujú.
Nízkoteplotný kotol predstavuje určitý medzistupeň medzi klasickým a kondenzačným. Spaľovací priestor je rozdelený na viac komôr (tok spalín sa usmerňuje) a spaliny v prídavných komorách zotrvávajú dlhší čas. Prevádzka býva s plynulo klesajúcou teplotou kotlovej (vratnej) vody, pričom sa udržuje nad teplotou rosného bodu paliva. Povrchové straty sú len 2 až 3 %. Pri tomto systéme je veľmi dôležitá kvalitná regulačná technika, a to preto, aby nedochádzalo ku kondenzácii vodnej pary v spalinách a aby kotol ani komín neboli vystavené pôsobeniu vlhkosti.
Minimálna teplota spalín musí byť vyššia ako rosný bod, napr. pri spaľovaní zemného plynu dochádza ku kondenzácií vodnej pary pri 57 °C. Komínové straty sú pod 6 %, čím tento kotol dosahuje vyššiu účinnosť (cca 94 %). Výpočtom sa dokázalo, že sa tak ušetria náklady na vykurovanie, aj keď objekt nie je zateplený. Ak však necháme starý kotol a dom zateplíme, úspory sú menšie.
Kondenzačné kotly majú teplotu spalín pod rosným bodom (60 °C), a preto narastá aj energetický zisk. Pri spaľovaní zemného plynu vzniká voda, ktorá pri klasických konvenčných kotloch uniká cez komín ako vodná para, čím sa zbytočne odovzdá energia do prostredia. Pri kondenzačných kotloch má komínová vložka aj samotný kotol špeciálne konštrukčné a materiálové riešenie, aby im skondenzovaná para neškodila. Tak sa dá využiť spalné teplo dokonalejšie. Kondenzát zo spalín sa odvádza priamo do kotla alebo do výmenníka (výhodnejšie je odvádzanie priamo do kotla).Teplota spalín je približne len 40 °C. Tieto zariadenia sú veľmi výhodné z hľadiska ekológie i úspor energie.
Kondenzačné kotly sú vhodné pre ústredné vykurovanie radiátormi, ale aj pre podlahové vykurovanie a dá sa v nich spaľovať aj drevo či olej. Kondenzačný kotol je približne o 100 % drahší ako klasický, no dosahuje veľmi vysokú účinnosť.

Splyňovacie zariadenia
Podstatou splyňovania je tepelný rozklad organických a anorganických látok v uzavretej nádobe kotla za mierneho pretlaku primárneho vzduchu, ktorý vytvára dúchací ventilátor. Splyňovacie kotly sa používajú na efektívne a komfortné vykurovanie drevom (od pilín až po polená). Od teploty 230 °C začína tepelný rozklad dreva a vznikajúci plyn, ak má k dispozícii atmosférický kyslík, sa potom samovoľne zapaľuje pri teplote 400 °C. Pri teplote 650 °C sa končí tepelný rozklad a zvyšný hmotnostný podiel zhorí.
Konštrukcia kotla umožňuje dosiahnuť pri spaľovaní dreva maximálnu teplotu1000 až 1200 °C, ktorá zabezpečí úplnú oxidáciu. Zariadenie má veľkú nakladaciu komoru (predlžuje sa dĺžka chodu kotla na jedno naloženie) a možnosť plynulej regulácie. Účinnosť sa pohybuje od 80 – 90 %.

Plynové a olejové kotly
Kotol na plynné palivo spaľuje zemný alebo skvapalnený plyn. Jeho súčasťou je zvyčajne aj zásobník teplej vody – môže byť stacionárny alebo závesný. Výrobcovia prichádzajú s inovatívnou technikou aj do tejto oblasti. S kondenzačným plynovým kotlom, vzhľadom na jeho efektivitu a bezkonkurenčne vysokú účinnosť 98 % pri premene zemného plynu na teplo, môžeme prispievať k ochrane ovzdušia a životného prostredia. Vďaka špeciálnej regulácii sa tieto zariadenia automaticky nastavujú na všetky druhy plynu – vrátane prímesi bioplynu. Tým sa spĺňa dopyt po vykurovacích technológiách, ktoré šetria zdroje.
Olejový kotol používa ľahké a super ľahké vykurovacie oleje. Kotly sú vybavené horizontálnou spaľovacou komorou, ktorá je dostatočne dlhá pre voľné a čisté horenie paliva. Majú dvojvrstvovú vykurovaciu plochu, najčastejšie z oceľového valca, do ktorého sú zasunuté liatinové segmenty s radiálnymi rebrami. Uzatvorená vnútorná strana liatinových segmentov tvorí vlastne spaľovaciu komoru. Vnútorná strana z liatiny sa ohrieva na vyššiu teplotu ako oceľový valec, ktorý je obklopený kotlovou vodou (zabraňuje sa tak kondenzácii vodných pár obsiahnutých v spalinách). Medzi jeho výhody patrí vysoký stupeň využitia – 93 %, dlhá životnosť, jednoduchá montáž a čistenie, široký výkonový rad a spaľovanie s nízkym obsahom emisií.

Kotly na pelety

Peletový kotol dokáže generované teplo aktuálne prispôsobiť, a preto nepotrebuje veľkú akumulačnú nádobu. Sací ventilátor udržiava prevádzku, ktorá sa vie prispôsobiť tepelným potrebám. Pri zariadeniach na kúrenie peletami netreba zakurovať ručne. Len jednoduché stlačenie gombíka stačí na zapálenie.
Vykurovacie zariadenie je riadené integrovaným mikroprocesorom. Automaticky aktivuje energiu, potrebnú na dosiahnutie požadovanej teploty v miestnostiach. Pomocou závitovkového dopravníka sa drevné pelety plne automaticky dopravia z priestoru uskladnenia do spaľovacieho priestoru, kde sa elektricky zapália. Mikroprocesorové riadenie vypočíta potrebné množstvo drevných peliet a postará sa o optimálny pomer vzduchu potrebného na spaľovanie k množstvu paliva a výške prevádzkovej teploty. To je zárukou vysoko účinného priebehu spaľovania s nepatrnými emisiami a minimálnym množstvom popola.
Pri porovnávaní spotreby peliet s iným druhom paliva môžeme s dostatočnou presnosťou kalkulovať s kodnotou 62 kg paliet na výrobu 1 GJ tepla. Porovnanie ceny na výrobu 1GJ je potom určené cenou 33,4 m3 zemného plynu ku cene 62 kg drevných peliet. Celkový rozdiel v nákladoch vypočítame z ročnej spotreby zemného plynu, ktorý prepočítame na spotrebu peletiek. Približne 1,87 násobok spotreby plynu je rovný spotrebe peliet a rozdiel v cene dosahuje cca 19 %, v závislosti od veľkosti rodinného domu a nárokov na teplo.

Vykurovacie zariadenia na drevné pelety sú spoľahlivé, jednoducho a komfortne sa obsluhujú. Tieto zariadenia sú zárukou optimálneho efektívneho spaľovania s minimálnymi emisiami.

Elektrické kotly

Elektrický priamo výhrevný kotol je plne automatizovaný s regulovateľným výkonom (najčastejšie 8, 12, 16 kW). Zaisťuje bezpečnú, spoľahlivú a hospodárnu prevádzku vykurovacieho systému. Pozostáva z kotlového telesa, elektrickej skrine, obslužného panelu, obehového čerpadla, spínača tlaku vody, poistného ventilu a expanznej nádoby (podľa typu kotla).

Kotlové teleso je zvarené z oceľového plechu a tepelne izolované. Do kotlového telesa sú montované elektrické vykurovacie telesá (ich počet je podľa výkonu kotla). Na obslužnom paneli sú umiestnené ovládacie a signalizačné prvky. Dokonalé preplachovanie kotlového telesa a celého vykurovacieho systému zaisťuje čerpadlo.

Kotlový termostat reguluje teplotu vody v kotlovom telese, blokovací termostat chráni kotlové teleso proti prekúreniu. Teplotu výstupnej vody a tlak v systéme sleduje združený merací prístroj – termomanometer. Tlakový spínač kotla kontroluje minimálny tlak vody vo vykurovacom systéme. Pri nižšom tlaku kotol nebude pracovať.

Prevádzka elektrického kotla môže byť riadená automaticky – diaľkovým ovládaním, kotlovým termostatom alebo priestorovým termostatom (ak je nainštalovaný) v závislosti od vnútornej teploty vykurovaného priestoru. Pri zopnutí priestorového termostatu sa uvedie do činnosti čerpadlo a vykurovacie telesá v kotle. Po dosiahnutí požadovanej teploty vypne priestorový termostat čerpadlo i vykurovacie telesá. Pri vypnutí kotlového termostatu sa vypne aj ohrev vykurovacej vody, ale čerpadlo pracuje, až kým nevypne aj priestorový termostat.

Zvyšovanie efektivity pri vykurovaní
Úsporným a zodpovedným zaobchádzaním s fosílnymi zdrojmi energie a použitím inovatívnej vykurovacej techniky môže každý majiteľ domu aktívne prispieť k ochrane životného prostredia. Investícia do modernej vykurovacej techniky navyše od začiatku šetrí náklady, pretože sa môže v porovnaní so starými zariadeniami veľmi výrazne znížiť spotreba.
Najväčší potenciál v úspore energie leží vo výraznom zvýšení efektivity využitia palív a vo väčšom využití obnoviteľných nosičov energie. Výmena zastaralých vykurovacích zariadení za zariadenia, ktoré sú vybavené inovatívnou a efektívnou technikou znamená, že sa zníži závislosť od dodávateľov energie a okrem toho sa chráni ovzdušie.

(mez)
Zdroj: internet
Snímky: archív redakcie