Systém inteligentní akumulace tepla v otázkách a odpovědích

V poslední době se hodně hovoří o Systému Inteligentní Akumulace Tepla - SIAT, kterým poprvé oslovila odbornou i laickou veřejnost společnost Rikotherm s.r.o. Praha. Požádali jsme ředitele společnosti Rikotherm pana Vladimíra Říhu, aby nám na toto téma zodpověděl několik otázek.

Co se skrývá pod zkratkou SIAT?

Tato, zatím ne příliš známá zkratka označuje inteligentním způsobem časově řízenou součinnost mezi výrobou a ukládáním - akumulací - tepelné energie na jedné (primární) straně a optimální dodávkou této energie na straně druhé (sekundární).

Proč je tento systém inteligentní?

Inteligentní je v tom, že:

• umožňuje spolupráci několika různých zdrojů tepla s několika různými spotřebiči
• je navržen optimálně s ohledem na podmínky vytápěného objektu
• umožňuje velmi jednoduše doplňovat zdroje a spotřebiče tepla během celé doby životnosti zařízení
• spojuje maximální hospodárnost ve využití paliva s komfortem obsluhy
• u všech zdrojů tepla, které využívají spalovací proces, minimalizuje emise škodlivin atd.

Mohl byste nám popsat výhody Vámi nabízeného SIAT?

Výhod SIAT je celá řada a my se zde pokusíme vyjmenovat heslovitě alespoň část:

• až 30%-ní úspora energie oproti starším topným systémům bez akumulace;
• až 15%-ní úspora energie oproti novým topným systémů bez akumulace;
• jednoduché primární připojení libovolného tepelného zdroje (uhlí, dřevo, brikety, peletky, olej, tepelné čerpadlo, solární systém, kogenerační jednotka, rekuperace tepla ....);
• řízené spalování + ochrana proti nízkoteplotní korozi (je-li předepsána výrobcem tepelného zdroje);
• lepší využití energie díky dlouhým provozním dobám hoření;
• snížení pohotovostních ztrát tepelných zdrojů na minimum;
• snížení počtu startů hořáků (u olejových kotlů) z 20 000 až 25 000 na 900 až 1200 za 1 rok;
• 90%-ní snížení tvorby sazí, o 60% méně uhlovodíků, o 15% méně kysličníku uhelnatého;
• řízený odběr energie sekundárními vytápěcími okruhy;
• jednoduché hydraulické připojení sekundárních okruhů;
• u SPIRO-zásobníků průtočný ohřev TUV, odstranění nebezpečí legionel a tvorby vodního kamene;
• možnost modulárního (časově nezávislého) připojení dalších, popř. náhradních, zdrojů energie, nebo dalších sekundárních topných okruhů

Co je na této metodě nového?

Po pravdě řečeno, tato metoda akumulace tepla žádnou novinkou není. Nejznámější a nejjednodušší metodou akumulace jsou zásobníkové ohřívače vody. Zásoba studené vody je v zásobníku ohřívána na určitou teplotu buď elektricky, nebo z jiného tepelného zdroje, a jednotlivými odběry je pak podle potřeby spolu s akumulovanou tepelnou energií uvolňována. U SIAT je tento způsob podobný, pouze s tím rozdílem, že typ energetického zásobníku je přesně stanoven a dimenzován podle možností primárního a potřeb a možností sekundárního okruhu.

Jaký je tedy princip SIAT?

Pro dosažení nejefektivnějšího způsobu získávání a následného rozdělování energie je bezpodmínečně nutné zabudování správně dimenzovaného zásobníku (akumulátoru) energie do otopného soustavy. Energetická centrála akumuluje tepelnou energii získanou v nejvýhodnějším okamžiku a předává vyváženě tuto energii - podle potřeby - dále do okruhů vytápění.
Pouze při správném dimenzování zásobníku energie je zaručeno efektivní ukládání energie ode všech dostupných zdrojů (např. alternativní energie - slunce, dřevo, tepelná čerpadla) a následné předávání této energie topnému systému.

• U tepelných zdrojů, např. kotlů na spalování dřeva (uhlí), má být docíleno průběžného spálení celého objemu násypky kotle za co nejpříznivějších spalovacích poměrů. Vzhledem k tomu, že takto vyrobené množství tepla nelze být okamžitě spotřebováno, je zapotřebí akumulační nádrže, ve které je vyrobená energie uložena a poté dále účelně uvolňována.
• Tepelná čerpadla dosahují podstatně delší životnosti, pracují-li v delších intervalech a jimi vyrobená energie je předávána topné soustavě přes akumulační zásobník. Kromě toho je možno pomocí akumulačního zásobníku překlenout dobu, po kterou je přívod elektrické energie do tepelného čerpadla zablokován signálem elektrorozvodného závodu. V případě potřeby je možno, pomocí zabudované elektrické topné odporové spirály, akumulační zásobník provozovat jako náhradní (rezervní) zdroj tepla.
• Je-li u běžných systémů pro vytápění a ohřev TUV používáno techniky oddělených systémů, je např. solárními kombinovanými zásobníky realizován optimální energetický koncept, který spojuje oba systémy v jednom. Pomocí zásobníku se zabudovaným boilerem je značně zvyšována účinnost každého topného systému. Je-li akumulační zásobník vybaven solárním výměníkem, je tak - díky časově posunutému předávání energie do systému - umožněno optimálního využití solární energie pro ohřev TUV i při krátkodobých periodách slunečního záření.

Centrálním bodem - nebo chcete-li "srdcem" - otopné soustavy se SIAT je perfektně tepelně izolovaný energetický zásobník, jehož vnitřní konstrukce je řešena tak, aby byl vždy maximálně a co nejúčelněji využit jeho obsah při současném zachování pokud možno ideálního teplotního vrstvení v něm obsaženého topného média - topné vody. Tedy ne "nějaká" nádrž, která se vřadí mezi kotel a radiátory, ale svým způsobem jedinečný high-tech výrobek.

Které nádrže nabízí společnost Rikotherm pro SIAT?

Společnosti Rikotherm se podařilo zajistit si výhradní zastoupení pro Českou a Slovenskou republiku od švýcarského výrobce akumulační techniky FEUERON AG. Tato firma se zabývá akumulační technikou již přes 20 let a právě díky svým zkušenostem z vývoje a praktických aplikací akumulační techniky patří v této oblasti v Evropě k nejuznávanějším.

Má SIAT nějaké podmínky?

Ano. Systém SIAT, má-li opravdu využívat svoje přednosti, potřebuje dodržet jednu z nejzákladnějších podmínek pro využití celé kapacity zásobníků a udržování teplotního vrstvení v nádržích. Tím je regulace teplot všech jednotlivých topných okruhů na sekundární straně pomocí trojcestných směšovacích armatur. Tímto způsobem je zajišťován minimální odběr ohřáté ("ostré") vody z nádrží. Pomocí koncových spínačů, zabudovaných do motorických pohonů směšovacích armatur je pak získávána možnost jednoduchého ovládání startů tepelných zdrojů na primární straně soustavy. Z toho také vyplývá požadavek, aby byl ohřev (eventuelně předehřev) TUV zajišťován buď prostřednictvím speciálního vloženého zásobníku TUV v energetickém zásobníku, nebo zcela separátně - tedy ne nabíjecím čerpadlem, které by odebíralo "akumulovanou" teplou vodu z energetického zásobníku.

Jaké má SIAT nevýhody?

Dalo by se říci, že snad jedinou - relativní - nevýhodou tohoto systému jsou vyšší investice. Je-li však celý systém SIAT správně koncepčně navržen (např. zamezení předimenzování tepelného čerpadla), není jeho konečná cena až tak vysoká, jak by se na prvý pohled mohlo zdát. Podíváme-li se na celou záležitost komplexněji, uvidíme, že tato vyšší investice má rychlou návratnost. Je to investice, která se amortizuje od první minuty provozu a amortizuje se tím rychleji, čím rychleji stoupají ceny energií. Jak jsme již dříve uvedli, pomáhá systém SIAT šetřit ročně nejen 15 až 30% energie ve formě paliva, ale např. řízením provozní doby oběhových čerpadel je dosaženo snížení často přehlížené tzv. "šedé" elektrické energie. Svou koncepcí přispívá systém SIAT k nezanedbatelnému snížení poruchovosti a celkové provozní jistotě.
Existuje možnost zažádat o finanční podporu příslušné pracoviště Státního fondu životního prostředí.

Co byste doporučoval zájemcům o SIAT, máte nějaký příklad?

SIAT je určen prakticky pro všechny systémy nízkoteplotního vytápění - od 60°C níže. Samozřejmě, že se dá tento systém využívat i u systémů s vyšší teplotou, ale u těchto systémů je nevýhodou snížená akumulační schopnost nádrží, která je daná součinem využitelného objemu nádrží a rozdílem teplot mezi maximální možnou "primární" teplotou vody v nádrži a maximální "sekundární" teplotou topného okruhu.
Díky téměř nevyčerpatelné variabilitě modulárního a etapového připojování tepelných zdrojů i topných okruhů jsou jeho možnosti takřka neomezené.

Na jednom příkladu bych rád uvedl možnosti SIAT:

Pan Novák se rozhodl do novostavby svého domu zabudovat systém podlahového vytápění. Vzhledem k tomu, že k jeho pozemku není a nebude přiveden zemní plyn, hledá pan Novák různé možnosti, jak svůj dům vytápět a jak ohřívat TUV nyní a v budoucnosti. Rád by využil možnosti připojení tepelného čerpadla a eventuálně solárního systému, ale v současné době nemá na realizaci těchto alternativních energetických zdrojů dostatek finančních prostředků.

Rozhodl se tedy pro následující postup:
V první etapě nechává instalovat energetický zásobník FEURON SPIRA-SOL 750, ve kterém je zabudován spirálový (SPIRA) zásobník TUV 52 litrů a solární (SOL) výměník 2,4 m2. Jako topný zdroj volí kotel na dřevo/uhlí/ typu Dakon DOR 32 D, ve které bude topit dřevěnými briketami (tento kotel bude později sloužit jako bivalentní zdroj k tepelnému čerpadlu); nabíjení topné vody z kotle do energetického zásobníku následuje po zatopení v kotli automaticky prostřednictvím spalinového termostatu a přesně dimenzované jednotky kotlového čerpadla s termostatickou regulací vratné kotlové vody. Jednoduchá ekvitermní regulace podlahového vytápění ovládá čerpadlo topného okruhu a motorický pohon přesně dimenzovaného trojcestného směšovače. Koncový spínač, zabudovaný v pohonu směšovače, dává signál pro další zatopení v kotli (v pozdější etapě rovněž povel k automatickému startu tepelného čerpadla).

Užitková voda se při provozu kotle automaticky ohřívá ve spirálovém zásobníku a protéká dále v sérii zapojeném elektrickém ohřívači vody TATRAMAT EO 150/220. Vzhledem k tomu, že je voda ze spirálového zásobníku dostatečně ohřátá, protéká elektrickým ohřívačem aniž by byla elektricky dohřívána. V období, kdy již není zapotřebí vytápět, ohřívá se TUV v elektrickém ohřívači automaticky. Na výstupu z elektrického ohřívače je instalována termostatická směšovací baterie TUV, zajišťující konstantní nastavenou teplotu (např. 50°C).

Ve druhé etapě bude do systému zabudováno tepelné čerpadlo (řízené koncovým spínačem motorického pohonu směšovače), které bude tepelnou potřebu domu krýt do venkovní teploty 0°C. Klesne-li venkovní teplota níže, může být paralelně k tepelnému čerpadlu využívána elektrická topná odporová spirála, jednoduše instalovaná do připraveného nátrubku v zásobníku, nebo využíváno dotápění kotlem DAKON.

Solární systém, zabudovaný v třetí etapě, bude během léta plně krýt potřebu TUV celé rodiny a přebytky tepla budou využívány k večernímu temperování domu v přechodném období, kdy ještě není třeba dům pravidelně vytápět. Díky stavebnicovému systému má pan Novák kdykoli možnost zabudování dalšího topného okruhu (např. vytápění bazénu), který je provozován na stejném principu jako okruh podlahového vytápění.

Lze využít SIAT jen pro nové stavby, nebo se hodí i pro rekonstrukce vytápěcích systémů?

SIAT lze využít jak pro novostavby, tak i pro rekonstruované topné systémy. U nových systémů jsou možnosti samozřejmě jiné, než u rekonstrukcí, kde je investor často omezen především prostorově. Tam, kde investor stavbu dodatečně izoluje a rozhoduje se o využití obnovitelných zdrojů energie, měl by se o možnostech systému SIAT podrobněji informovat. Je vždy nutno postupovat individuálně případ od případu.

Na závěr praktický dotaz. Jak by měl postupovat zájemce o využití popsaného systému?

Vzhledem k tomu, že se při využití SIATu jedná o komplexní řešení topných soustav, nabízí společnost Rikotherm nejen samotné nádrže FEURON, ale individuální nabídku základních součástí soustavy (tepelný zdroj, primární i sekundární regulace, elektrický ohřívač TUV atd.) podle volby a požadavků zákazníků. Dodávka i montáž jsou realizovány zásadně přes velkoobchodní a odborné montážní firmy. Nejjednodušší cestou je odkaz na firmu Rikotherm v TZB-adresáři firem, nebo si zájemce může zjistit a vyžádat další podrobnosti přímo na internetové stránce společnosti Rikotherm .