Efektivní instalace teplé vody je jedním ze základních prvků každé domácnosti. Při výběru topných zařízení musíme vzít v úvahu dostupné zdroje energie, předpokládanou spotřebu teplé vody a umístění jejích odběrných míst.
Výběr zdroje tepla
Instalace teplé užitkové vody funguje celoročně, což vyžaduje stálý přísun energie nutné k ohřevu vody. To omezuje možnost použití některých topných zařízení, která v zimním období slouží k vytápění místností a zároveň umožňují přípravu teplé vody. Tato omezení se týkají především krbů nebo kotlů na tuhá paliva, a to z důvodu jejich problematické aktivace pouze pro potřeby teplé vody.
Tento problém je vyřešen vybavením domova druhým topným zařízením, v podobě např. elektrického ohřívače, tepelného čerpadla pro teplou užitkovou vodu nebo stále častěji používaná fotovoltaika pro ohřev vody.
Na druhou stranu, doplňkový zdroj tepla nebude potřeba, když v systému ústředního vytápění použijeme plynové nebo olejové kotle nebo tepelná čerpadla, která budou v teplovodním systému pracovat pohodlně a efektivně v průběhu roku.
Pohodlné celoroční využití zajišťuje i elektřina sloužící k ohřevu vody, ale není to levné řešení na provoz (vysoká cena energie) a omezením v jejím rozsahu může být i přílišné proudové zatížení elektrické přípojky.
Výrazně nižší provozní náklady lze zajistit využitím elektrické energie pro pohon vzduchového tepelného čerpadla, což snižuje spotřebu elektrické energie v létě více než o 80 %.
Při rozhodování o takovém řešení (vzhledem k vysokým investičním nákladům) však stojí za zvážení instalace tepelného čerpadla s parametry umožňujícími i vytápění domu, které zajistí pořízení a využití levné energie po celý rok.
Solární zařízení pracující v systému pro přípravu teplé užitkové vody je dosti nejistý zdroj energie, závislý na povětrnostních podmínkách, který nezaručuje kontinuitu odběru tepla a vyžaduje spolupráci s tradičními zařízeními na ohřev vody či zajištění akumulace vytvořené energie.
S plným uspokojením potřeby teplé vody získané ze solárních kolektorů můžeme prakticky počítat pouze v letní sezóně, zatímco v zimě bude podíl solární energie pro tento účel v průměru 15-20 %.
Centrální instalace nebo samostatná topidla?
V rodinných domech se nejčastěji buduje systém centrálního ohřevu teplé vody se samostatným přívodním potrubím k odběrným místům. Díky takovému systému lze zdroj tepla (kotel, topidlo) umístit na vhodném místě a zajistit tak např. odvod spalin do komína.
Při značném rozsahu takové instalace je však ve vzdálených místech odběru vody někdy nutné čekat poměrně dlouho, než dosáhne požadované teploty. Tento problém je vyřešen přidáním cirkulačního okruhu, ale zvyšují se tak takzvané ztráty zařízení z prostojů.
V takových případech bude dobrým řešením instalace lokálních ohřívačů, které mohou hrát podpůrnou roli při vytápění do té doby, než teče teplá voda z centrálního zdroje, nebo mohou fungovat jako nezávislé topení s kapacitou zaručující nepřetržitý odběr teplé vody.
Tip: Víte, jaký je rozdíl ve spotřebě energie u zatepleného a nezatepleného domu?
Průtokový nebo kapacitní ohřev vody?
V závislosti na typu zdroje tepla a požadované kapacitě lze přípravu teplé užitkové vody provádět průtokovým nebo kapacitním způsobem. V průtokovém režimu se voda ohřívá průběžně, v době spotřeby, což vyžaduje dostatečný výkon topného zařízení.
U kapacitního ohřevu je proces podobný např. vaření vody v konvici a po jejím zahřátí se odebírá horká voda. Obě řešení mají odlišné vlastnosti – v průtokovém systému můžeme čerpat teplou vodu libovolně dlouho, ale s omezeným průtokem a teplotou, tzn. parametry závislými na topném výkonu.
U kapacitního ohřevu však máme omezenou kapacitu zásobníku, teplou vodu je potřeba ohřívat ještě nějakou dobu po jejím vyčerpání. Průtoková zařízení jsou plynové kombinované kotle a plynové nebo elektrické ohřívače, u kterých se po otevření kohoutku automaticky zapne plynový hořák nebo elektrický ohřívač.
Mohou zásobovat pouze jedno odběrné místo teplé vody nebo pracovat jako víceodtokové zařízení. Pokud hodláme k ohřívači připojit více zařízení, je nutné nainstalovat zařízení o výkonu 24-28 kW, které zajistí pohodlný, současný odběr teplé vody např. ze dvou baterií a rychlé napouštění vany.
Nevýhodou průtokových ohřívačů je variabilita proudu vody při použití více odběrných míst současně a také delší čekání na odtok teplé vody při umístění ohřívače ve větší vzdálenosti od baterie.
Kompletní kapacitní ohřívače jsou především elektrická zařízení, zatímco akumulační nádrže spolupracující s jinými zdroji tepla jsou někdy vybaveny přídavným elektrickým ohřívačem. Jejich kapacita se v závislosti na účelu velmi liší, počínaje malými jednoodtokovými ohřívači o objemu 5-15 litrů a konče 300 litrovými se zařízeními centrálně zásobujícími celou teplovodní instalaci v rodinném domě.
Zásobníky a ohřívače pracují cyklicky v režimech nabíjení, akumulace a odběru teplé vody a doba nabíjení závisí na topném výkonu. Nádrže mohou být také uzpůsobeny pro napájení z několika zdrojů tepla prostřednictvím vhodně uspořádaného systému, např. připojením k solárnímu zařízení, kotli na uhlí nebo krbu.
Skladování teplé vody (zejména na dlouhou dobu) obnáší tepelné ztráty v závislosti na tepelné izolaci zásobníku, příslušenství a okolní teplotě. Přibližně lze předpokládat, že se ze zásobníku uvolní cca 1 kWh energie na 100 litrů jeho kapacity za den.
Jak vybrat výkon ohřívače?
Výkon potřebný k získání požadované teploty teplé vody závisí na způsobu ohřevu, jeho množství a tepelné izolaci. V každém případě bude nutné určit množství potřebné tepelné energie s předpokládanými parametry využití teplovodní instalace.
Stanovení potřebného výkonu se stává zvláště důležitým v případě průtokového ohřevu, protože určuje komfort používání teplé vody. Pro výpočty se uvádí teplota studené vody zásobující instalaci na úrovni 10°C a její zvýšení o 30°C (až 40°C) a minimální průtoky pro jednotlivé odběrné baterie, např.: umyvadlo – 2 litry/min, dřez – 4 litry/min, sprcha – 6 litrů/min.
Po výpočtu získáme ukazatel potřebného výkonu, který je 2,1 kW/litr. Při průtokovém ohřevu by tedy pro napájení např. sprchy mělo mít ohřívač účinný výkon minimálně 12 kW, což zajistí její relativně pohodlné užívání.
Na druhou stranu u kapacitních zařízení může být topný výkon mnohem nižší a ovlivňuje především dobu ohřevu mezi následnými odběry, např. po napuštění vany.
Za předpokladu topného výkonu 2 kW bude počáteční ohřev (z 10 na 40 °C) např. elektrokotle o objemu 100 litrů trvat asi 2 hodiny a dostupné množství vody (na jeden nepřetržitý odběr) s přijatelnou teplota bude asi 30 litrů. V praxi se však nádrže zatěžují na vyšší teplotu cca 60°C, což po smíchání se studenou vodou umožňuje mnohem větší objem vody k užívání.
Shrnutí
Neexistuje univerzální doporučení a rada, který způsob ohřevu vody je nejlepší. Vždy je nutné zhodnotit dostupné možnosti úměrně k potřebám domácnosti. Znát polohu odběrných míst, kde bude téct teplá voda, spotřebu vody a dostupné zdroje energie je základ výběru toho správného systému ohřívání.
Tomáš Konieczny, obsahový a SEO specialista
