Ze seminářů firem Uponor a ENBRA

Uponor - potrubní systémy a sálavé vytápění

Ing. Petr Polívka ze společnosti Uponor se věnoval v první řadě plastohliníkovému potrubí. Uponor je pionýrem ve výrobě těchto potrubí. Historicky pro vytvoření kovové mezivrstvy používal hliníkovou pásku, kterou bylo nutné přeplátovat. S tím souvisely některé negativní vlastnosti. Proto Uponor tuto technologii opustil a zavedl technologii podélného svařování, která garantuje rovnoměrnou tloušťku hliníkové vrstvy, mechanické vlastnosti a i odolnost vůči nežádoucí difuzi plynů do topné vody skrz stěnu trubky. Podmínkou garantované životnosti 50 let při PN10 je trvalý provoz do teplot 70 °C, při čemž krátkodobé zvýšení teploty je možné.

Doporučené tvarovky pro lisované spoje umožňují kontrolu zalisování tím, že se vizuálně kontroluje zasunutí trubky na doraz, při zalisování se odlomí plastové nálitky a nezalisovaná tvarovka při tlakové zkoušce viditelně teče již od tlaku pouhých 1,5 bar.

Montážní i projekční výhodou jsou tvarovky pro redukci světlosti přes víc stupňů, což se často provádí například u odboček z vodorovných řadů a stoupaček.

Chemická odolnost potrubí i tvarovek umožňuje dlouhodobý provoz i v potrubních systémech s ochranou proti legionelám, ve kterých se do vody přidávají dezinfekční chemické přípravky. V těchto případech se životnost některých potrubí z jiných materiálů výrazně zkracuje, i pod 5 let. Zkušenosti s trubkami Uponor jsou například v nemocnici v Hradci Králové.

Maximální snaha šetřit vede realizační firmy k volbě co nejmenších dimenzí trubek. Hydraulické parametry takových systémů velmi negativně ovlivní spojovací tvarovky se zmenšeným průřezem. V sortimentu Uponor jsou tvarovky plnoprůtokové se stejnou světlostí, jako má trubka.

Sálavé systémy jsou jedním z dalších segmentů působení Uponor. Velkou roli při udržování tepelné pohody má operativní teplota, která posuzuje nejen teplotu vzduchu, ale i sálavý účinek okolí. Sálavá složka předávání tepla, a rovněž tak chladu, je obecně velmi příznivě přijímána lidmi a její přiměřená velikost umožňuje při vytápění snížit teplotu vzduchu a tepelné ztráty, případně ponechat vyšší teplotu vzduchu a snížit požadavky na chlazení.

Uponor nedoporučují používat vodu pro chlazení s teplotou pod 16 °C vzhledem k nebezpečí kondenzace vlhkosti ze vzduchu na rozvodech a koncových zařízeních. (Pozn.: Hraničnímu stavu odpovídá vzduch například s teplotou 25 °C a relativní vlhkostí mírně nad 57 %.). Minimální teplota 16 °C v podmínkách Česka většinou vyhovuje.

Pro předávání chladu z chladicí vody do potrubí velkoplošných soustav, podlahových, stěnových či stropních, je žádoucí dosáhnout turbulentní proudění pro maximální přestup energie. Zajišťuje se volbou minimálního možného průměru potrubí při ještě vyhovující hydraulické ztrátě okruhu.

Zejména při rekonstrukcích požadovaná nízká stavební výška podlahového vytápění vyžaduje malé průměry potrubí, ze kterých se pokládají otopné nebo chladicí okruhy. Zmenšení průměru trubky s cílem snížit stavební výšku konstrukce podlahového vytápění zvyšuje hydraulické ztráty. Proto je vhodné takové okruhy, některé delší smyčky, rozdělit na dva. Snadné provedení až 20 přípojů, z nichž některé na sebe navazují, umožňují modulární rozdělovače.

Speciální tzv. drátkový beton umožňuje zhotovit celistvou plochu až 2000 m² bez dilatačních spár. Zásadním předpokladem je kladné vyjádření statika.

O možnostech, jak realizovat tzv. aktivaci betonového jádra stavebních konstrukcí (TAB, BKT) hovořil technický ředitel firmy pro ČR a SR, Ing. Štefan Székely. Metoda ukládání tepla nebo chladu do vnitřní, zpravidla betonové, stavební konstrukce a její opětné uvolňování pro vytváření tepelné pohody je stále častěji požadována vzhledem ke snížení nároků na zbývající technická zařízení budov.

V zahraničí se metody velkoplošného vytápění, chlazení, často i jejich kombinace, začínají prosazovat i v objektech pro bydlení včetně rodinných domů. Možnost takto zásobovat byty teplem nebo chladem vyplývá ze stále se snižujících tepelných ztrát. Stávajícím problémem, který brání většímu rozšíření, je historicky daná nedůvěra založená na soustavách, jejichž výkon vzhledem k vysokým tepelným ztrátám musel být vysoký, k tomu bylo nutné použít vysoké teploty a velkou intenzitu toku tepla, nebo chladu. Tento stav byl přirozeně nepříjemný velké části lidí. Další problém je na straně projekce. Protože velkoplošné systémy mají vyšší akumulaci, jejich návrh musí být proveden s ohledem na pomalejší reakci na změny a je nutné připočíst vliv naakumulované energie. Uponor využívá pro podporu optimalizace návrhů svých zákazníků software umožňující dynamické simulace v nejrůznějších podmínkách, které statické výpočty podle norem nezahrnují.

Při návrhu aktivovaného jádra se užívají dva základní principy, a to ukládání trubek do středu tloušťky konstrukce nebo blízko jejího povrchu. Uložením blízko povrchu, například v blízkosti velkých oken, se výrazně zkrátí reakční doba, a proto je vhodné oba principy optimálně kombinovat. Nejen z hlediska statického řešení konstrukce stavby, ale i možnosti ovládat určitou část systému, je nutné dopředu řešit prostupy stropem. Nelze předpokládat, že by uživatel o podlaží níže nebo výše umožnil přístup k ovládacím prvkům, které nepřísluší k jeho prostorům.

Vhodným doplňkem pomaleji reagujících velkoplošných soustav, například pro řešení individuálních požadavků, jsou doplňkové sálavé panely, jejichž i pozdější napojení může umožnit tzv. energetická zásuvka. Zásuvka skrývá bajonetové přípoje na rozvody, takže napojení proběhne snadno a rychle. Výkony panelů závisí na jejich konstrukci, špičkově až okolo 160 W/m². Existují i panely s ventilátorem pro posílení intenzity přestupu tepla nebo chladu, které lze propojit s funkcí větrání.

Kritickým bodem realizace aktivace jádra stavební konstrukce však není jen projekt. Velmi důsledně je nutné sledovat nepoškození potrubních rozvodů během betonáže vzhledem k používání nejrůznějších nástrojů pro hutnění betonu a někdy i nevhodným postupům betonářů. Nepřetržitý dohled specialisty lze jen doporučit.

Více o společnosti Uponor

---

ENBRA - tepelná čerpadla

Za firmu ENBRA přednášel produktový manažer Ing. Ivo Zabloudil. Věnoval se především problematice tepelných čerpadel. V dlouhodobém srovnání roste segment TČ typu vzduch – voda, a to v monoblokovém provedení, které ke zprovoznění nevyžaduje specialistu pro práci s chladivy, jako provedení splitová. Je to důsledek zlepšování poměrů cena – výkon – účinnost. Na spodním okraji zájmu zákazníků jsou TČ voda – voda. Což je přirozené vzhledem k tomu, že tento typ TČ vyžaduje trvalý zdroj podzemní vody, řádově okolo 5 litr/minuta na 1 kW výkonu. Souvisící podmínkou je kvalita vody, jak čistota, tak její vyhovující chemické vlastnosti.

Pro tepelná čerpadla dodávaná firmou ENBRA je zásadní certifikace Eurovent.

Monobloková tepelná čerpadla mohou být provozně ohrožena zamrznutím při výpadku elektrické energie v zimě vzhledem k tomu, že jsou s vnitřkem domu propojena potrubím s otopnou vodou. Zásadně lze toto nebezpečí vyloučit použitím nemrznoucí směsi. Z praxe jsou zkušenosti, že k zamrznutí a případnému poškození TČ, když není použita nemrznoucí směs, může dojít až po několika hodinách. Proto se nabízí i jiné způsoby řešení, např. zálohovacím zdrojem elektřiny pro zajištění nezbytně nutného provozu tepelného čerpadla lze použít tzv. ventil exogel, který se při nebezpečí zamrznutí otevře a vypustí otopnou vodu z TČ a vnějšího okruhu. Malé množství vody nepředstavuje výrazný finanční náklad, ale je nutné zajistit její automatické doplnění.

Při rozhodování o instalaci TČ je nutné posoudit i velikost rozběhového elektrického proudu vzhledem k velikosti jističe, která vychází z maximálního příkonu TČ. Tepelná čerpadla s elektronicky řízeným rozběhem požadavek na velikost jističe snižují.

Ne vždy je výhodné zvolit monovalentní provoz TČ, tedy provoz, kdy veškeré potřebné teplo vyrobí TČ. V řadě případů je vhodnější zvolit výkonově menší typ TČ a pro pokrytí potřeb tepla v době největších zim, řádově jde jen o několik dnů v roce, využít bivalentní zdroj, jehož nejjednodušší variantou je elektrická topná patrona. Pro stanovení bodu bivalence, tedy okamžiku, kdy se k TČ připíná druhý zdroj tepla, se používá pravidlo 60 % výkonu. Jde o zásadní rozhodnutí, ve kterém se stále dělají chyby. Těchto 60 % se nepočítá z tabulkově udávaného tepelného výkonu TČ. Musí jít o výkon, který je schopné TČ dodat při výpočtových podmínkách. Podle oblasti tedy při −12 °C, −15 °C případně podle konkrétního umístění.

Z pohledu konstrukční vhodnosti jsou pro TČ malých výkonů s regulací výkonu jsou vhodnější kompresory typu twin rotary, neboť lépe snáší provoz v nižších otáčkách a udržují si při nich vyšší účinnost. Kompresory Scroll jsou vhodnější pro větší zařízení.

Údajem, který je často nejkritičtějším pro povolení instalace TČ, je jeho hluk. Údaj na energetickém štítku však obecně neznamená, že TČ s nižším číslem v dB bude i tišší. Toto vyplývá ze záludností akustiky a měnící se citlivosti našich uší na různé kmitočty, respektive jak udávají akustici, na oktávová pásma. Analogií údaje na energetickém štítku je prostý průměr, který opticky vypadá přijatelně. I v příznivém výpočtu průměru však může být schováno jedno velmi hlučné pásmo, které obyvatele sousední nemovitosti může dovést ke značné „zuřivosti“. Laické srovnání je možné jedině ověřením ve skutečném provozu.

V některých  realizacích se stále objevuje chybná volba zásobníku pro přípravu teplé vody. Jedná se o volbu zásobníku s malou teplosměnnou plochou, která v obvyklých provozních podmínkách tepelného čerpadla s malým rozdílem teplot mezi výstupem a zpátečkou není schopná do zásobníku teplo předat. TČ se proto zbytečně často vypíná a může vzniknout i stav nedostatku teplé vody přes bohatě dimenzovaný objem zásobníku. Pro TČ do rodinného domu by zásobník měl mít tepelný výměník s plochou přibližně 3 m² až 6 m² s upřesněním výpočtem podle výkonu TČ.

ENBRA doporučuje průtokovou přípravu teplé vody, která odstraňuje se riziko nákazy legionelami, zvyšuje topný faktor tepelného čerpadla a omezuje ukládání vodního kamene z přiváděné studené pitné vody.

Doporučena je v mnoha případech i integrace přiměřené akumulační nádoby. Často lze akumulaci nahradit i topnou tyčí, ale je to spojeno se snížením efektivity provozu TČ. Do soustavy patří odlučovač kalu, nejlépe kombinace cyklónového a magnetického. V poslední době roste zájem o velká TČ vzduch–voda, zejména z bytové sféry. Návrh kaskády usnadňuje pomocný software, který dimenzuje i akumulační nádobu.

ENBRA nabízí také tepelná čerpadla vzduch–voda větších výkonů vhodná například pro bytové domy. V těchto realizacích se vyřešení hluku vzhledem k okolní zástavbě stává zásadním pro povolení instalace. Z praxe jsou známy i kuriózní případy stížností na hluk, přestože TČ ještě nebylo uvedeno do provozu, pouze je nainstalováno a vidět. K nízké úrovni hluku pomáhá velký ventilátor s řízením otáček a výstupní difusor vzduchu, který snižuje šíření hluku i spotřebu motoru ventilátoru. Použité dva kompresory s možností samostatného provozu zaručují rezervu při výpadku jednoho z nich. Všechna TČ mají integrovánu i funkci chlazení. To je výhodné i pro bytové domy, pokud se při rekonstrukci otopné soustavy nahradí otopná tělesa fan-coily atp., jak lze vidět v řadě zahraničních realizací bytových rezortů.

Více o společnosti ENBRA