INFORMAČNÍ PŘÍRUČKAPRO PROJEKTANTY

2018

Kondenzační kotle, kontrola kotlů a příprava teplé vody

Příručka je určena projektantům, energetickým specialistům a auditorům v oboru vytápění, větrání a zdravotně-technických instalací. Obsahuje popis využití kondenzač-ního tepla ve spalinách při spalování zemního plynu, podmínky instalace a návrhu odkouření plynových kotlů, povinnosti vztahující se na kontrolu kotlů a rozvodů tepelné energie a také samostatnou kapitolu věnující se přípravě teplé vody. V závěru je shrnut vyrobní program kondenzačních kotlů firmy QUANTUM.Ing. Roman Vavřička, Ph.D.

800

VO

LE

JT

E Z

DAR AM

VOLEJTE ZDARMA 800 146 975

II / 379nemocnice

QUANTUM, a. s.Brněnská 122/212682 01 Vyškov, CZ

517 343 363 - 5 724 703 979 517 343 666 quantumas@quantumas.cz www.quantumas.cz

gps: 49″15′55.6 N 16″58′37.8 E

QUANTUM Heating s.r.o.Pekná cesta 15831 52 Bratislava, SK

+421 904 009 798 +421 911 273 361 +421 904 004 798 quantumas@quantumas.sk www.quantumas.sk

DODÁVÁME:

PLYNOVÉ ZÁSOBNÍKOVÉ OHŘÍVAČE VODY

KONDENZAČNÍ OHŘÍVAČE VODY

KONDENZAČNÍ KOTLE

ZÁVĚSNÉ OHŘÍVAČE VZDUCHU

ZÁSOBNÍKOVÉ OHŘÍVAČE VODY S NEPŘÍMÝM OHŘEVEM

VYSOKOÚČINNÉ SOLÁRNÍ SYSTÉMY

PLYN PRO VAŠE PLYNOVÁ ZAŘÍZENÍ

LÍDR V KONDENZAČNÍ TECHNICE

S našimi výrobky šetříte své náklady. A co více, s námi šetříte i s dodávkou plynu

pro vaše zařízení. Více na – www.qplyn.cz

Řešíte rozvoj firmy a hledáte nové prostory?

Už nehledejte, využijte nabídky naší realitní

kanceláře.

OBSAH:

1. PRINCIP A VYUŽITÍ LATENTNÍHO TEPLA VE SPALINÁCH.......................................................................................................................... 31.1. Teorie spalovacího procesu ......................................................................................................................................................................... 31.2. Základní pojmy kondenzační technologie .................................................................................................................................................... 31.3. Stupeň využití a výpočet účinnosti zdroje tepla.............................................................................................................................................41.3.1. Přímá metoda účinnosti zdroje tepla ..........................................................................................................................................................41.3.2. Nepřímá metoda účinnosti zdroje tepla ......................................................................................................................................................41.3.3. Příklad výpočtu účinnosti zdroje tepla ........................................................................................................................................................61.3.4. Stupeň využití zdroje tepla .........................................................................................................................................................................71.4. Výpočet množství kondenzátu ....................................................................................................................................................................10

2. PŘÍPRAVA TEPLÉ VODY ...............................................................................................................................................................................112.1. Způsoby přípravy teplé vody .......................................................................................................................................................................112.2. Konstrukční typy ohřívačů vody ..................................................................................................................................................................122.3. Výpočet a návrh potřeby teplé vody ............................................................................................................................................................122.3.1. Celková potřeba teplé vody ......................................................................................................................................................................132.3.2. Profil odběru teplé vody............................................................................................................................................................................172.4. Návrh zásobníku teplé vody........................................................................................................................................................................242.4.1. Návrh velikosti zásobníku TV dle křivek dodávky a odběru tepla v TV .....................................................................................................242.4.2. Návrh dle DIN 4708 ..................................................................................................................................................................................272.4.3. Návrh zohledňující přednostní přípravu TV se společným zdrojem pro vytápění .....................................................................................29

3. KONTROLA KOTLŮ A ROZVODŮ TEPELNÉ ENERGIE ..............................................................................................................................323.1. Kontrola zdrojů tepla ...................................................................................................................................................................................333.2. Kontrola rozvodů tepelné energie ...............................................................................................................................................................333.3. Okrajové podmínky použití termovízní techniky..........................................................................................................................................353.3.1. Emisivita měčeného objektu.....................................................................................................................................................................353.3.2. Vlastnosti měřícího přístroje .....................................................................................................................................................................363.3.3. Okrajové podmínky související s okolním prostředím ..............................................................................................................................36

4. ODVOD SPALIN U ODBĚRNÝCH PLYNOVÝCH ZAŘÍZENÍ..........................................................................................................................384.1. Rozdělení plynových spotřebičů .................................................................................................................................................................384.2. Možnosti provedení odvodu spalín u kotlů QUANTUM Q7K.......................................................................................................................384.3. Odvod spalín venkovní fasádou domu........................................................................................................................................................404.3.1. Plynové spotřebiče s jmenovitým výkonem od 7 kW do 24 kW ................................................................................................................404.3.2. Plynové spotřebiče s jmenovitým výkonem od 7 kW do 100 kW u průmyslových staveb.........................................................................424.4. Odvod spalín nad střechu objektu...............................................................................................................................................................434.5. Výpočet množství spalovacího vzduchu pro plynové kotle .........................................................................................................................43

5. DOPORUČENÁ HYDRAULICKÁ SCHÉMATA ZAPOJENÍ KONDENZAČNÍCH KOTLŮ..............................................................................465.1. Návrh termohydraulického rozdělovače (anuloidu).....................................................................................................................................465.2. Zapojení kondenzačního kotle a jednoho spotřebitelského okruhu ............................................................................................................465.3. Zapojení kondenzačního kotle a dvou spotřebitelských okruhů a nabíjení zásobníku TV...........................................................................475.4. Zapojení kaskády kondenzačních kotlů a přípravy TV................................................................................................................................485.5. Zapojení kondenzačního kotle, solárních panelů s podporou přípravy TV..................................................................................................495.6. Zapojení kondenzačního kotle, kotle na tuhá paliva a solárních panelů s podporou přípravy TV a VYT ....................................................50

6. TECHNICKÝ POPIS KOMPONENTŮ KONDENZAČNÍCH KOTLŮ QUANTUM............................................................................................516.1. Spalovací výměník kotlů QUANTUM Q7K ..................................................................................................................................................516.2. Pojistné a zabezpečující zařízení................................................................................................................................................................516.3. Návrh a kontrola tlakové expanzní nádoby otopné soustavy ......................................................................................................................526.4. Charakteristika oběhového čerpadla ..........................................................................................................................................................536.5. Regulace.....................................................................................................................................................................................................546.6. Technické parametry kotlů QUANTUM Q7K ...............................................................................................................................................57

Z důvodů neustáleho vývoje a v zájmu zlepšování kvality dodávaných výrobků si vyhrazujeme právo měnit technické parametry uvedené v této příručce bez předchozího ohlášení.

Informace:

QUANTUM, a.s., Brněnská 212, 682 01 Vyškovtel.: 517 343 363-5, fax: 517 343 666E-mail: quantumas@quantumas.czwww.quantumas.cz

1. PRINCIP A VYUŽITÍ LATENTNÍHO TEPLA VE SPALINÁCH

Při současném trendu snižování nákladů na provoz budov je důležité, aby návrh zdroje tepla zohledňoval nejen požadavky na hospodárnost provozu, ale jsou kladeny také vysoké nároky na ekologičnost provozu. Využití kondenzační technologie v oblasti plynových kotlů dokáže zohlednit obě tato hlediska. Kondenzační plynové kotle mají vyšší podíl využití energie přivedené k palivu. Zároveň také vykazují snížení emisí NOx a CO ve spalinách při porovnání s ostatními konvenčními zdroji tepla.

1.1. Teorie spalovacího procesu

Spalovací proces lze chápat jako přeměnu energie obsažené v palivu (např. v zemním plynu) na tepelnou energiiu. Obecnou rovnici spalovacího procesu lze vyjádřit jako

Pro případ stechiometrického spalování uhlovodíků, resp. metanu, lze tuto rovnici upravit jako

Jak je vidět z rovnice (2), krom energie ve formě tepla je výsledkem spalování vznik spalin, které obsahují určité množství emisí a vodní páry. Princip kondenzační technologie spočívá ve využití tepla, které vodní pára obsahuje. Ochlazením spalin totiž dochází ke změně skupenství vodní páry a tím i k uvolnění tzv. latentního tepla. Teoreticky by při ideálních podmínkách šlo takto získat cca o 11 % tepelné energie navíc.

1.2. Základní pojmy kondenzační technologie

Při výpočtech používaných u plynových kondenzačních kotlů je nejprve nutné si uvědomit základní definíce. Základními ukazateli vlastností plynných paliv je spalné teplo, výhřevnost a tzv. Wobbeho číslo (pro zemní plyn lze např. použít normu ČSN EN ISO 6976).

3 3Spalné teplo H [kWh/m ] je množství tepla uvolněného úplným spálením 1 m plynu při barometrickém tlaku v adiabatických podmínkách, za před-s

pokladu ochlazení spalin na teplotu výchozích látek, kdy vodní pára ve spalinách je v kapalném stavu.3 3Výhřevnost H [kWh/m ] je množství tepla uvolněné úplným spálením 1 m plynu při barometrickém tlaku v adiabatických podmínkách za před-i

pokladu ochlazení spalin na teplotu výchozích látek, kdy vodní pára ve spalinách zůstane v plynném stavu.3Wobbeho číslo W [kWh/m ] je základním kritériem, pokud je nutné navzájem nahrazovat jiná plynná paliva. Pokud se nahrazují plynná paliva s

se stejným Wobbeho číslem, není nutné pokaždé seřizovat spotřebič. Wobbeho číslo vyjadřuje podmínku zachování tepelného příkonu spotřebiče při změně spalovacích vlastností plynu.

Tab. 1 Složení vybraných zemních plynů používaných v zemích EÚ a zemního plynu těženého v ČR [L 1]

3

4 2 2 22 2CH O CO H O energie+ = + + (2.)

Složky ZPTranzitní

[%]Norský

[%]Alžírský

[%]Jihomoravský

[%]Holandský

[%]

Metan CH4 98,39 85,80 86,90 97,70 81,31

Etan C H2 6 0,44 8,49 9,00 1,20 2,85

Propan C H3 8 0,16 2,30 2,60 0,50 0,37

Butan C H4 10 0,07 0,70 1,20 - 0,14

Pentan C H5 12 0,03 0,25 - - 0,09

Dusík N2 0,84 0,96 0,30 0,60 14,35

Oxid uhličitý CO2 0,07 1,50 - - 0,89

(1.)2 2 2

4 2x y

y yC H x O xCO H O energie

ć ö ć ö+ + = + +ç ÷ ç ÷

č ř č ř

4

Tab. 2 Hodnoty spalného tepla H , s výhřevností H zemního plynu a teoretické spotřebě vzduchu při teplotě 0 °C a tlaku 101 325 Pa [L 1]s i

Zemní plynSpalné teplo Hs

3[kWh/m ]Výhřevnost H i

3[kWh/m ]Poměr H /Hs i

[%]

Teoretická spotřeba vzduchu 3[1 m vzduchu /

31 m plynu]

Tranzitní 11,054 9,964 110,94 9,555

Norský 12,173 11,015 110,51 10,523

Alžírský 12,547 11,344 110,60 10,847

Holandský 9,748 8,797 110,81 8,426

Jihomoravský 10,91 10,082 108,21 9,665

1.3. Stupeň využití a výpočet účinnosti zdroje tepla

Účinnost zdroje tepla charakterizuje kvalitatibně schopnost přeměny energie v palivu na energii tepelnou. Celková tepelná účinnost kotle se skládá z jednotlivých ztrát. V podstatě lze rozlišit stanovení účinnosti zdrojea tepla přímou nebo nepřímou metodou.

1.3.1. Přímá metoda účinnosti zdroje teplaPříma metoda spočívá ve stanovení množství tepla předaného teplonosnéj látce k množství tepla přivedeného do kotle palivem a vzduchem ve stejném časovém úseku.

kde Q – teplo přivedené do kotle za čas Δt [J/s],výstup

Q – teplo předané páře nebo vodě [J/s],vstup

M – množství vyrobené vody nebo páry za čas [kg/s],v

c – střední měrná tepelná kapacita [J/kg·K],v

t – výstupní teplota vody z kotle [K],v1

t – vstupní teplota vody do kotle [K],v2

M – množství paliva přivedené do kotle za čas [jednotka/s],paliva

H – výhřevnost paliva [J/jednotku].u,paliva

Vzorec (3) je upraven tak, že je v energii přivedené do zdroje tepla zanedbáno fyzické teplo paliva a teplo přiváděné spalovacím palivem. Tyto hodnoty jsou v porovnání s teplem, které je chemicky vázané v palivu, zanedbatelné a počítá se s nimi pouze v případě ohřevu paliva nebo vzduchu pomocí cizího zdroje (ne ve vlastním kotli). V případě, že je teplonosnou látkou je pára, se ve výpočtu pracuje s entalpiemi.

Základní nevýhodou příamé metody je fakt, že takto vypočtená hodnota účinnosti neposkytne odpověď na otázku, kde dochází k najvětším tepelným ztrátám zařízení. Ďalší nevýhodou přímé metody je např. u lokálních zdrojů tepla (krby, kachlová kamna apod.) nemožnost zahrnutí tepelných ztrát z povrchu kotle, které přispívají do tepelné bilance místnosti, t. j. do výpočtu celkové účinnosti kotle.

1.3.2. Nepřímá metoda účinnosti zdroje teplaVyhláška č. 194/2013 Zb. v příloze č. 1 odkazuje na normu ČSN 07 0305 – Hodnocení kotlových ztrát, která popisuje tzv. nepřímou metodu stanovení účinnosti zdroje tepla. Postup nepřímé metody je založen na analýze jednotlivých tepelných ztrát, což může poskytnout informaci o jejich potenciálním snížení (rezervách), a tedy o možnostech zvýšení účinnosti kotle (tuto informaci účinnost stanovená přímou metodou neposkytne). Princip výpočtu je založen na tom, že teoretická účinnost ideálního zdroje tepla je 100 % a pro reálný zdroj tepla je pak snížená o jednotlivé ztráty. Matematicky lze vzorec zapsat ve tvaru

kde Z– poměrná celková ztráta zdroje tepla [%],i

Z – poměrná ztráta způsobená únikem hořlaviny v tuhých zbytcích [%],c

Z – poměrná ztráta způsobená únikem hořlaviny ve spalinách [%],CO

Z– poměrná ztráta způsobená únikem tepla v tuhých zbytcích [%],f

100 100i c CO f k svZ Z Z Z Z Zh = - = - + + + + (4.)

(3.)( )1 2výstup v v v v

paliva u ,palivavstup

Q M c t t

M HQh

× × -= »

×

& &

& &

5

Z – poměrná ztráta způsobená únikem tepla ve spalinách (komínová ztráta) [%],k

Z – poměrná ztráta způsobená odevzdáním tepla do okolí [%].sv

Podrobný výpočet tepelných ztrát únikem hořlaviny v tuhých zbytcích, ve spalinách a únikem tepla v tuhých zbytcích lze najít např. v [L2]. Tyto tepelné ztráty se týkají zejména zdrojů na tuhá paliva. U ostatních kotlů spalujících plynná nebo kvapalná paliva jsou buď velmi malé (ve srovnání s komínovými ztrátami a ztrátou odevzdáním tepla do okolí), nebo se u nich nevyskytují.

Poměrná ztráta odevzdáním tepla do okolí souvisí se sdílením tepla z povrchu kotle. Právě u lokálních topenišť či zdrojů tepla se vlastně nejedná o tepelnou ztrátu, ale tepelný zisk. Přesný výpočet je velmi zdlouhavý a pro praxi se využívají spíše nomogramy uvedené v normě ČSN 07 0305 nebo empirický vztah [L2].

kde P – jmenovitý výkon kotle [W],m

P – skutečný výkon kotle [W].

Najvýznamnější tepelnou ztrátou při spalování je tepelná ztráta způsobená únikem tepla ve spalinách neboli komínová ztráta. Její velikost je přímo úměrná rozdílu teplot mezi přiváděným vzduchem pro spalování a teplotou spalin. Teoretický výpočet lze provést jako

kde3 V – objem spalin [m /kg],spalín N

c – střední měrná tepelná kapacita spalín [J/kg·K],s

t – teplota spalin na výstupue z kotle [°C],spalín

t – teplota vzduchu na vstupu do kotle [°C],vz 3 H – výhřevnost spalovaného paliva [J/m ].u,paliva N

Přesné stanovení objemu spalin a stejně tak jeho chemického složení je velmi složité a pro praxi téměř nepoužitelné (nomogramy, polynomické rovnice apod.) Při standardním provozu kotle je rozhodující pro výslednou účinnost kotle komínová ztráta ( je obvykle najvětší ze všech ztrát). Norma ČSN 07 0305 uvádí zjednodušený výpočet dle Siegerta, který vychází z koncentrace CO ve spalinách. Vztah lze vyjadřit jako2

kde ω – obsah CO ve spalinách [%],CO2 2

K – konstanta dle druhu paliva (viz tabulku 3) [-].1

Tab. 3 Hodnoty konstanty K1 pre vztah (7) dle ČSN 07 0305

3

4 msv

m

PZ

P P

×=

×(5.)

100spalin s spalin vz

k

u,paliva

V c t tZ

H

× × -= × (6.)

2

spalin vzduchu

k 1

CO

t tZ K

w

-= × (7.)

Palivo K1

Koks 0,8

Černé uhlí

Hnědé uhlí

Kamennouhelný dechtový olej 0,66

Topný olej 0,6

Zemní plyn 0,48

1,0 K2

1,1 K2

6

Tab. 4 Hodnoty konstanty K dle ČSN 07 03052

Obsah vody v palivu[%] Obsah CO v suchých spalinách2

6 8 10 12 14 18

0 0,652 0,658 0,666 0,68 0,68 0,69

10 0,661 0,668 0,678 0,69 0,70 0,71

20 0,671 0,681 0,693 0,71 0,72 0,73

30 0,689 0,702 0,717 0,74 0,75 0,77

40 0,724 0,742 0,762 0,78 0,81 0,83

50 0,774 0,799 0,827 0,86 0,89 0,92

60 0,847 0,885 0,925 0,97 1,00 1,05

1.3.3. Příklad výpočtu účinnosti zdroje teplaJaká bude účinnost plynového kondenzačního kotle, který má jmenovitý tepelný výkon 46,3 kW? Při měření byl zjištěn skutečný výkon 45,1 kW a naměřené hodnoty teploty spalin 185 °C, teplota spalovacího vzduchu 20 °C a obsah CO ve spalinách 9,92 %.2

Dosazením do vztahu (6) lze vypočítat poměrnou ztrátu odevzdáním tepla do okolí jako

Dosazením do vzahu (8) lze vypočítat komínovou ztrátu jako

Ostatní poměrné tepelné ztráty můžeme u tohoto plynového kotle zanedbat. Na základě výpočtů tak lze konstatovat, že byla naměřena účinnost plynového kotle 90,88 %. Pokud bychom teoreticky dokázali ten samý plynový kotel provozovat jako kondenzační, jak by se změnila hodnota účinnosti? Pokud bychom uvažovali teplotu spalin např. 65 °C, pak by komínová ztráta kotle byla

Celková účinnost plynového kotle v režimu kondenzace by pak byla 96,68 %. To potvrzuje myšlenku, že přínos kondenzačního kotle ve srovnání s klasickým nebo nízkoteplotním kotlem nevychází výlučně ze zisku kondenzačního tepla, ale z podstatné části z nízké tepelné ztráty spalinami.Z pohledu provozu zdrojů tepla je důležité, aby každý zdroj tepla pracoval s nejvyšším možným stupněm využití a co nejdelší životností. Životnost zdroja tepla je dána jeho správným provozem. Obecně platí, že u klasických zdrojů tepla je najvětším problémem tzv. nízkoteplotní koroze. Nízkoteplotní koroze je v podstatě vznik kondenzace vodní páry ve spalinách na povrchu teplosměnné plochy výměníku zdroje tepla. Tento jev vzniká samozřejmě při tzv. zátopu, chladnutí nebo i při nevhodném provozování klasického zdroje tepla. Najdůležitějším parametrem, který ovlivňuje vznik nízkoteplotní koroze, je teplota otopné vody (tzv. teplota rosného bodu spalin) ve výměníku tepla v kotli. Vzniklý kondenzát na straně spalin je poměrně agresivní látka z pohledu korozivního působení na materiál výměníku, což ovlivní životnost klasického kotle. Z pohledu klasického kotle je proto nutné omezit vznik nízkoteplotní koroze vhodným technickým opatřením na minimum. Základní princip možného opatřrní ukazuje obr. 1.

%33

4 4 46 3114

46 3 451m

sv

m

P ,Z ,

P P , ,

× ×= = =

× ×

2

spalin vzduchu

k 1

CO

t t 185 20Z K 0,48 7,98 %

9,92w

- -= × = × =

2

spalin vzduchu

k,kond 1

CO

t t 65 20Z K 0,48 2,18 %

9,92w

- -= × = × =

a) b)

Obr. 1 Princip omezení vzniku nízkoteplotní koroze u klasických kotlů

a ) nevhodné zapojení b) zapojení s trojcestným směšovacím ventilem

7

Instalací např. směšovací armatury (obr. 1b) nebo přepouštěcího ventilu či čtyřcestné klapky apod. dochádí k udržování konstantní teploty vratné větve do kotle (t ) bez závislosti na charakteru odběru tepla ve spotřebitelském okruhu (OS). To umožňuje udržovat teplotu t nad teplotou rosného 2 2

bodu.

Naproti tomu nízkoteplotní kotel je zařízení, které takovouto ochranu nepotřebuje. Nízkoteplotní kotel je z výroby uzpůsoben tak (např. bypass mezi výstupem a vstupem do kotle, konstrukce tahu kotle apod.), aby v žádném případě nedocházelo k poklesu povrchové teploty teplosměnné plochy kotle pod teplotu rosného bodu spalin. Nízkoteplotní kotel je tak zařízení, které dokáže automaticky pracovat s nízkou teplotou vratné vody aniž by docházelo k nízkoteplotní korozi kotle. Teoreticky se dá říci, že opatřením podle obr. 2b lze docílit u klasického zdroje tepla provozu typického pro nízkoteplotní kotel.

Kondenzační kotel je zařízení, které využívá latentního (kondenzačního) tepla spalin. Tudíž je u něj kondenzace vodních par obsažených ve spalinách žádoucí k dosažení jeho vysokého normovaného stupně využití. Důvodem, proč je u kondenzačních kotlů normovaný stupeň využití vyšší než 100 %, je jeho způsob výpočtu, který je vztažen k tzv. výhřevnosti použitého paliva, ale využití kondenzačního kotlea je samozřejmě ve využití spalného (celkového) tepla.

1.3.4. Stupeň využití zdroje teplaStupeň využití zdroje tepla popisuje chování zdroje tepla v průběhu celého otopného období. To znamená, že postihuje různé provozní stavy, než je pouze jmenovitý tepelný výkon a návrhový teplotní spád otopné soustavy. Pojmy, které se v souvislosti s tímto používají, jsou „roční stupeň využití“ a „normovaný stupeň využití“.

Roční stupeň využití kotle je hodnotící parametr celoročního provozování zdrojů tepla a lze ho využít jak pro klasické, tak i pro kondenzační zdroje tepla. Výpočet vychází z účinnosti zdroje tepla, vytížení zdroje tepla a pohotovostníj ztráty.

kdeb – doba provozní pohotovosti [h/rok],H

b – doba plného využití kotle [h/rok],VK

q – pohotovostní ztráta [-].B

Jak ale můžeme ze vzorce (8) vidět, jeho použití je vhodné spíše u zdrojů tepla s jednostupňovým hořákem nebo konstantním teplotním spádem, protože základ výpočtu je opřen o stanovení účinnosti zdroje tepla. A je jasné, že například v přechodném období, kdy je tepelná ztráta výrazně nižší, se mění i parametry otopné soustavy a tím dochází i ke změně účinnosti zdroje tepla. Oproti tomu normovaný stupeň využití zdroje tepla je hodnotící parametr celoročního provozování. U zdrojů tepla, které pracují s proměnnou teplotou otopné vody, tak zahrnuje všechny ztráty zdroje tepla v závislosti na teplotě otopné vody a vytížení zdroje tepla. Jeho výpočet vychází z určení stupňů využití při dílčí zátěži při pěti definovaných výkonech zdroje tepla se stanovenou teplotou přívodní a zpětné vody (9).

kdeη – stupeň využití při dílčím zatížení ve výkonové periodě [-]Ni

U moderních zdrojů tepla nejsou provozní parametry (tepelný výkon, teplotní spád atd.) statické, ale dynamicky se mění. V přechodném období, kdy klesá potřeba tepla na vytápění, klesá vytížení zdroja tepla. Důsledkem toho dochází ke snižování teploty kotlové vody. S klesající teplotou kotlové vody se snižuje jak ztráta sáláním zdroje tepla, tak i pohotovostní ztráta. Důležité ovšem je, že dochází také ke snižování teploty spalin, což se projeví zlepšením kondenzace spalin a nárůstem normovaného stupně využití (příklad tabulka 5).

Tab. 5 Ukázka průběhu normovaného stupně využití podle DIN 4702 část 8 pro kondenzační kotel

ka

HB

VK

b1 q 1

b

hh =

ć ö- × +ç ÷

č ř

(8.)

(9.)N 5

i 1 Ni

5

1h

h=

=

ĺ

Vytížení kotle[%]

Teplota teplonosné látkyt /t [°C]w1 w2

Stupeň využití při dílčím zatíženíη [%]

13 27,0 / 25,0 109,5

30 37,0 / 32,0 108,4

39 42,0 / 36,0 107,2

48 46,0 / 39,0 105,7

63 55,0 / 45,0 103,0

8

Dosazením do (9) můžeme poté stanovit normovaný stupeň využití jako

Problém těchto výpočtů je však skutečnost, že se jedná o stanovení normovaného stupně využití za laboratorních podmínek. V reálném provozu, kde dochází ke znečistění spalovací komory, změně parametrů spalovacího vzduchu (teplota, vlhkost, tlak), budou dosahované skutečné provozní hodnoty normovaného stupně využití nižší.

Jak bylo ukázáno v předchozím textu, u kondenzačního zdroje tepla roste normovaný stupeň využití s klesajícím vytížením kotle (obr. 2). To je dáno poklesem teploty spalin a vytvořením lepších podmínek pro vznik kondenzace. Při 100 % vytížení kondenzační kotel pracuje s nižším podílem kondenzace spalin. Pokud je ale kondenzační kotel provozován při 60 % vytížení a níže, podíl využití latentního tepla roste.

Obr. 2 Závislost normovaného stupně využití na vytížení kotle

Z toho lze učinit následující závěry. Při návrhu kondenzačního kotle je vhodné vybírat kotle s větší rezervou tepelného výkonu. Např. u domu s tepelnou ztrátou Q = 8 kW je vhodnější navrhnout kondenzační kotel s tepelným výkonem 10 až 14 kW. Kondenzační kotel tak bude po celou c

otopnou sezónu pracovat při nižším vytížení a důsledkem toho i v oblasti s vyššími hodnotami normovaného stupně využití kotle. Na druhou stranu je, ale nutné vzít v úvahu modulační schopnosti hořáku kotle (tzn. minimální startovací výkon).

Velmi častou otázkou je, zda je možné kondenzační kotel provozovat i s teplotním spádem 75/65 °C. Odpověď se skrývá v několika faktorech, a sice křivce trvání venkovních teplot, teplotě rosného bodu spalin a na použité regulaci otopného systému.

Délka otopného období pro ČR sa pohybuje v rozmezí od 230 do 270 dní a závisí na lokalitě řešeného objektu (obr. 3). Podle křivky trvání venkovních teplot je jasné, že maximálních hodnot tepelných ztrát budov je dosahováno cca 20 dní v otopném období. V ostatních dnech je aktuální tepelná ztráta objektu vždy nižší než návrhová, resp. vypočítaná pro nejnepříznivější podmínky (t. j. venkovní oblastní výpočtovou teplotu – t ). ev

N 5

i 1 Ni

5 5106,8%

1 0,0468h

h =

= = =

ĺ(10.)

Stu

peň

vyu

žití

ko

tle

Klasický kotel

Nízkoteplotní kotel

Kondenzační kotel

Vytížení kotle

9

Obr. 3 Křivka trvání venkovních teplot (CHMÚ – Praha – Karlov)

Obr. 4 Rosný bod spalin v závislosti na součiniteli přebytku spalovacího vzduchu

Většina kondenzačních kotlů pracuje při součiniteli přebytku spalovacího vzduchu λ = 1,2 až 1,5. Z obr. 4 je jasně vidět, že u těchto zařízení je k zajištění vzniku kondenzace spalin nutné zajistit teplotu zpátečky otopné vody nižší než 55 °C.

Obr. 5 Teoretická oblast kondenzace otopné soustavy se spádem 75/65 °C

Ven

kov

ní

tep

lota

Počet dnů otopného období d (dni)

Přebytek vzduchu

Tlakový hořák

Kondenzační kotel

Konvenční hořák

Teplota přívodu otopné vody

Teplota zpátečky otopné vody

Kondenzační teplota (55°C)

Venkovní teplota

10

Dalším hlediskem je, že většina kondenzačních kotlů dnes pracuje ve spojení s ekvitermní regulací. Princip ekvitermní regulace je založen na regulaci výstupní teploty vody z kotle v závislosti na aktuální venkovní teplotě (obr. 5). Z obr. 5 je vidět, že kondenzační kotel s ekvitermní regulací navržený pro teplotní spád otopné soustavy 75/65 °C bude při venkovní teplotě vyšší než cca -3 °C pracovat s teplotou zpátečky otopné soustavy nižší než je požadovaná teplota rosného bodu, t. j. 55 °C. Pokud bude venkovní teplota nižší než -3 °C (např. -7 °C), bude kondenzační kotel pracovat jako klasický plynový kotel. Podle obr. 3 se jedná o dobu cca 20 až 25 dní v roceu. Zbytekk otopného období (t. j. cca 90 % otopného období) bude kondenzační kotel pracovat již v kondenzačním režimu.

S provozním hlediskem přímo souvisí zvážení investičních nároků otopné soustavy. Pokud bude striktně navrhován kondenzační kotel a projekt bude uvažovat tzv. nízkoteplotní otopnou soustavu (napr. 55/40 °C atd.), aby kotel pracoval vždy v kondenzačním režimu, pak důsledkem toho bude potřeba větší velikosti teplosměnné plochy otopných ploch ve srovnání se soustavou navrženou na teplotní spád 75/65 °C. To s sebou přináší vyšší investiční nároky na otopnou soustavu a tím i také zvážení doby návratnosti investičních a provozních nákladů.

Je tedy patrné, že při návrhu kondenzačního kotle je nutné zohlednit několik hledisek. Najdůležitějším hlediskem není pouze správný výběr výkonové řady kondenzačníého kotle, ale také správna volba teplotního spádu otopné soustavy. Nicméně lze konstatovat, že použití kondenzační techniky je i při stejných teplotních podmínkách otopné soustavy, téměř vždy výhodnější než použití klasického plynového kotle.

1.4. Výpočet množství kondenzátu

Neméně důležité je si uvědomit, že při použití kondenzačního kotle je potřeba počítat s odvodem vzniklého kondenzátu. Kondenzát je vždy mírně kyselý. Podle stupnice kyselosti se hodnota pH kondenzátu u kondenzačních kotlů pohybuje v rozmezí od 4 do 5,5. S tím souvisí problematika

3odvodu kondenzátu. V ideálním případě vychází, že při spálení 1 m zemního plynu vznikne cca 1,36 kg kondenzátu. Výpočet množství kondenzátu je závislý na konkrétních okrajových podmínkách spalování zemního plynu (složení plynu, vlastnosti spalovacího vzduchu, teplota spalin, součinitel přebytku spalovacího vzduchu atd.). Maximální množství kondenzátu lze stanovit ze vztahu

kdem – množství kondenzátu [kg/h],k

Q – jmenovitý příkon kotle [kW],n

η – provozní normovaný stupeň využití při vytížení 50 % [-].N0,5

Například u kotle se jmenovitým tepelným výkonem 23 kW při uvažovaném normovaném stupni využití η = 1,03 je množství vzniklého N0,5

kondenzátu cca 1,28 kg/h.

Pro odvod kondenzátu lze v praktických aplikacích vycházet z DIN 1986-100:2002-03 takto:

? s výkonem do 25 kW je napojení možné přímo na kanalizaci bez dalšího opatření,

? s výkonem od 25 kW do 200 kW je napojení možné bez neutralizace, je-li kondenzát během nočního provozu zachycován v zdržovací nádrži a během dne pak pozvolna vypouštěn s ostatními splaškovými vodami tak, aby bylo dosaženo menší, než limitní kyslosti,

? s výkonem nad 200 kW je napojení možné až po neutralizaci kondenzátu.

Neutralizace (odkyselování) kondenzátu se provádí nejčastěji chemicky, kdy se snižuje obsah CO průrtokem kondenzátu přes odkyslovací hmoty. 2

Používají se mramor, dolomit atd. Neutralizační zařízení tvoří nádoba, najčastěji z plastických hmot s náplní neutralizačního granulátu, přetlaková vodní uzávěrka a zápachová uzávěrka.

k n

N0,5

0,96m 0,82 Q (1 )

h= × × - (7)

11

2. PŘÍPRAVA TEPLÉ VODY

Teplá voda (TV) je zdravotně nezávadná vody v kvalitě vody určené k lidské potřebě. Není určena k pití a vaření, ale pro mytí, koupání, praní a umývání. TV není ohřívaná provozní voda, potřebná k technologickým účelům, kde její použití člověkem nepřichází v úvahu. Pokud chceme v objektu použít i vodu, která není určena k lidské spotřebě (např. toalety, mytí podlah, oken apod.), musí být pro tuto vodu navržen samostatný vodovod a tento vodovod musí být zabezpečen tak, aby voda z něj nemohla proniknout do vodovodu k lidské spotřebě.

2.1. Způsoby přípravy teplé vody

Základní principy ohřevu teplé vody dělíme dle použitého systému na:

? Místní (lokální) přípravu - tj. ohřev vody, který se provádí v tzv. jednotkových ohřívačích. Ty jsou často řešeny jako zásobníkové nebo průtočné. Každé místo odběru je vybaveno vlastním ohřívačem vody. Tento způsob provozování umožňuje optimální přizpůsobení proměnlivé potřebě a rozdílným teplotám. Místní způsob ohřevu je vhodný k dodatečné instalaci, přičemž pro místa odběru, nacházející se od sebe ve větších vzdálenostech není nutný rozsáhlý potrubní rozvod. Lokální příprava teplé vody také umožňuje oddělenou fakturaci spotřeby energie pro každé místo odběru.

? Centrální (skupinovou) přípravu - teplou vodou je zásobováno několik míst odběru (např. v jednom bytě) z jednoho ohřívače vody. Zásadou tohoto způsobu je, že by ohřívač teplé vody měl být instalován tak, aby potrubí k výtokům bylo co nejkratší.

? Ústřední přípravu - je typický, když jsou všechna místa odběru v budově zásobována z jednoho ústředního ohřívače společným rozvodem teplé vody. Tento způsob přípravy teplé vody je v obytných budovách nejpoužívanější. Bohužel nutností je dodržení pravidla o zajištění teploty teplé vody na výtoku i z nejvzdálenější armatury, a proto je nutné krom vhodně navržené trasy potrubní sítě rozvodu teplé vody kalkulovat také u rozsáhlejších budov s možností cirkulace nebo přihřívání samoregulačním topným kabelem.

Každé technické řešení přípravy teplé vody musí obsahovat zdroj pro vlastní ohřev TV, potrubní rozvod TV včetně regulačních, pojistných a zabez-pečovacích armatur a výtokové armatury pro nastavení požadované výstupní teploty TV. Základním požadavkem všech výše uvedených technických zařízení je zajištění dostatečného množství TV o požadované teplotě v co nejkratší době po otevření příslušného výtoku.

Z pohledu návrhu přípravy teplé vody a návrhu potrubní sítě je nutné při přípravě teplé vody zohlednit základní požadavek na teplotu TV na výtoku koncového prvku (např. sprchy, vany, umyvadla, atd.), kdy do 30 sekund od úplného otevřené výtokové armatury musí být zajištěna požadovaná teplota teplé vody podle ČSN 06 0320 (požadavek ČSN EN 806-2). To v praxi znamená, že potrubí teplé vody mezi ohřívačem TV a nejvzdálenější armaturou nesmí mít větší objem než 3 litry. Objem potrubí odbočujících z trasy k nejvzdálenější výtokové armatuře se do uvedeného objemu nezapočítává (obr. 6). Pokud toto není možné dodržet, musí se navrhnout cirkulace TV nebo přihřívání potrubí TV samoregulačním elektrickým topným kabelem. Při cirkulaci nebo přihřívání platí požadavek na maximální objem vody (3 l) jen pro části potrubí bez cirkulace nebo přihřívání. Maximální objem 3 l souvisí také s prevencí před množením bakterií rodu Legionella (viz TNI CEN/TR 16355).

Obr. 6 Největší objem vody v potrubí teplé vody bez cirkulace nebo přihřívání samoregulačním elektrickým topným kabelem

Výtoková armatura

Výtoková armatura

Výtoková armatura

Obje

m s

e

neza

počí

tává

Obje

m s

e

neza

počí

tává

Ohřívač vodyStudená

voda

OBJEM max. 3 litry

12

2.2. Konstrukční typy ohřívačů vody

V základním provedení lze přípravu teplé vody provádět buď zásobníkovým (obr. 7a) nebo průtokovým (obr. 7b) způsobem. Často se dnes používá také smíšená příprava teplé vody, která je kombinací průtokového ohřívače (deskového výměníku nebo plynového průtokového ohřívače) a zásobníku teplé vody. Některé typy ohřívačů jsou pod tlakem - tj. uzavřené tlakové ohřívače, nebo existují tzv. otevřené (beztlaké) ohřívače s neuzavíratelným (otevřeným) výtokem vody. Ohřev vody v nich může být přímý nebo nepřímý. Dle uvedeného textu tak rozlišujeme:

? Zásobníkové a průtokové ohřívače vody? Otevřené a uzavřené ohřívače vody? Přímo a nepřímo ohřívané ohřívače vody

Zásobníkové ohřívače vody využívají akumulace teplé vody. Doba přípravy (ohřevu) teplé vody je závislá na objemu zásobníku, tepelném výkonu ohřívače a na požadované teplotě vody na výstupu ze zásobníku. Podle paliv a energie lze rozlišovat zásobníkové ohřívače vody na elektrický proud a na pevná, kapalná a plynná paliva. Zásadním provozním předpokladem zásobníkového ohřívače vody je vhodně navržená tepelná izolace nádrže.

V průtokových ohřívačích je voda ohřívána při aktuálním průtoku. Potřebná tepelná energie musí být tedy dodávána v průběhu odběru teplé vody. Z toho, ale vyplývá základní nevýhoda průtokového ohřevu, protože v závislosti na požadovaném průtoku teplé vody, teplotě ohřáté vody je nutné zajistit dostatečný tepelný výkon ohřívače. Rozlišují se základní typy elektrických a plynových průtokových ohřívačů určené převážně pro lokální ohřev vody anebo většinou externí výměníky ohřívané z nezávislého zdroje tepla (kotle, centrální zásobování teplem atd.)

. Obr. 7 Způsoby ohřevu vody - a) zásobníkový, b) průtokový

2.3. Výpočet a návrh potřeby teplé vody

Základním předpokladem správného výpočtu v oblasti přípravy teplé vody je sestavení tzv. odběrového profilu tepla dodaného ohřívačem za danou periodu (obvykle 1 den = 24 hodin). Odběrový profil udává základní údaje o velikosti potřeby teplé vody během vybraného časového úseku. Potřebu tepla dodaného ohřívačem teplé vody za danou periodu pro zajištění přípravy teplé vody lze vyjádřit jako:

kde je Q – teplo dodané ohřívačem TV [kWh/den],2p

Q – teplo na ohřev vody [kWh/den],2t

Q – teplo stracené při ohřevu a distribuci TV [kWh/den],2z

z – poměrná ztráta tepla při ohřevu a distribuci TV [-],3 V – celková potřeba teplé vody [m /den],2p

3 ρ – hustota vody při střední teplotě zásobníku [kg/m ], c – měrná tepelná kapacita vody [J/(kg·K)], t – teplota studené vody [°C],1

t – teplota teplé vody [°C]. 2

a) b)

( ) 2 2 1

2 2 2 2

11

3600 1000

p

p t z t

z V c t tQ Q Q z Q

r+ × × × × -= + = + × =

×(8)

13

Hodnoty poměrné ztráty tepla při ohřevu a distribuci tepla z, jsou závislé na kvalitě tepelné izolace rozvodů teplé vody, tepelné izolaci zásobníku tepla a v neposlední řadě také na době provozu cirkulace během dne a během roku. Pro bytové domy s řízenou cirkulací se hodnota tohoto součinitele pohybuje okolo 0,5. U rodinných domů bez cirkulačního potrubí lze pro výpočet uvažovat hodnoty z = 0,2 až 0,3.

2.3.1. Celková potřeba teplé vodyV ČR jsou platné dvě normy ČSN 06 0320 - Tepelné soustavy v budovách - Příprava teplé vody - Navrhování a projektování a ČSN EN 15 316-3 Tepelné soustavy v budovách - Výpočtová metoda pro stanovení potřeb energie a účinností soustavy - část 3-1: Soustavy teplé vody, charakteristiky potřeb(požadavky na odběr vody). Výpočty podle těchto norem jsou poměrně jednoduché, nicméně výsledky jsou při srovnání se skutečným provozem velmi odlišné.

V případě původní normy ČSN 06 0320 jsou důvodem nadhodnocené údaje o potřebě teplé vody podle využití. Výpočet potřeby teplé vody rozděluje norma ČSN 06 0320 na:

? mytí osob – Vo

? mytí nádobí – Vj

? úklid – Vu

Potřeba teplé vody pro mytí osob V v dané periodě se stanoví ze vztahu:o

kde je3 3 V – potřeba teplé vody pro mytí osob [m /perioda, např. m /den],o

3 V – objem dávky v dané periodě [m ],d

n – počet uživatelů [-],l

n – počet dávek [-],d3 U – objemový průtok teplé vody při teplotě t do výtoku [m /h],3 3

τ – doba dávky [h],d

p – součinitel prodloužení doby dávky [-].d

Potřeba teplé vody na mytí nádobí V v dané periodě se stanoví ze vztahu:j

kde je3 3 V – potřeba teplé vody pro mytí nádobí [m /perioda, např. m /den],j

n – počet jídel [-],j

Potřeba teplé vody pro úklid a pro mytí podlah V v dané periodě se stanoví ze vztahu:u

kde je3 3 V – potřeba teplé vody pro úklid a pro mytí podlah [m /perioda, např. m /den], ],u

n – počet (výměra) ploch [-],u

3 3Celková potřeba teplé vody V v dané periodě [m /perioda, napr. m /den] se stanoví ze vztahu:2p

Základní hodnoty potřeby teplé vody na jednotlivé činnosti dle ČSN 06 0320 ukazuje tabulka 6. V tabulce 7 jsou pak uvedeny charakteristiky výtoků vody u zařizovacích předmětů. Nicméně je důležité si uvědomit, že se jedná o požadavek na míchanou vodu skládající se jak ze studené (obvykle 10 °C) tak i teplé vody (obvykle 55 °C). Např. pro sprchování je požadavek teploty míchané vody 40 °C.

Tabulka 8 ukazuje bilanci potrřeby teplé vody a tepla pro různe typy budov. Podrobnější rozbor předpokladu počtu a objemu dávek teplé vody pro 1 osobu a den v bytovém objektu ukazuje tabulka 9.

Je důležité si uvědomit, že všechny uvedené tabulky 6 až 9 vychází z měření denní spotřeby teplé vody v bytech na několika českých lokalitách. Spotřeba byla měřena o nedělích, kdy byla spotřeba o 50 % vyšší oproti všedním dnům. Dodávka TV se děla z centrálních ohřívačů pro 100 až 600 bytů. Spotřeba teplé vody byla měřena podle údajů bytových vodoměrů.

31 1

n n

o l di l di i di dii i

V n V n ( n U p )t= =

= × = × × × ×ĺ ĺ (9)

j j dV n V= × (10)

(11)u u dV n V= ×

(12)2 p o j uV V V V= + +

14

Jak je patrné ze vztahu (8) největším problémem je určení objemu dávky teplé vody na mytí osob V . Skutečné množství potřeby teplé vody d

na osobu závisí na individuálním chování každého uživatele a hodnoty uváděné normou ČSN 06 0320 jsou díky výše popsaným podmínkám měření nadsazené nejméně o 50 %.

Tab. 6 Potřeba teplé vody o teplotě t = 55 °C podľa ČSN 06 0320TV

Doba dávky τd Objem dávky Vd Teplo

v dávce Q2

Činnost

[s] [hod] [dm3] [m3] [kWh]

mytí rukou 50 0,014 2 0,002 0,10 Umyvadlo U3 = 0,14 m3/hod mytí těla 260 0,071 10 0,010 0,52

Sprcha U3 = 0,23 m3/hod 400 0,110 25 0,025 1,32

Standardnídélka

300 0,085 40 0,040 2,10

Mytí osob

Vana U3 = 0,47 m3/hod

délka vany 1600 mm

610 0,170 80 0,080 4,20

Pouze výdej jídel 1 0,001 0,05 Mytí nádobí

Vaření + výdej

U3 = 0,30 m3/hod o t4 = 55 až 80 °C

na jedno jídlo 2 0,002 0,10

Mytí podlahy + úklid U3 = 0,30 m3/hod o t4 = 55 °C na

100 m2 20 0,020 1,05

Tab. 7 Charakteristiky výtoků dle ČSN 06 0320

Batéria Parametr

umyvadlo dřez sprcha vana

Teplota na výtoku t MIX [°C] 40 55 40 40

dm3/s 0,06 0,08 0,095 0,20 Průtok vody s teplotou t MIX na výtoku míchané vody m3/hod 0,21 0,30 0,34 0,70

dm3/s 0,04 0,08 0,065 0,13 Přítok teplé vody 55 °C do výtoku teplé vody m3/hod 0,14 0,30 0,23 0,47

Tepelný výkon přítoku teplé vody qv [kW]

7,3 15,7 až

24,4 12,0 24,6

15

Tab. 8 Bilance potřeby teplé vody a tepla pro různé typy budov

Druh objektu Měrná

jednotka Činnost

Spotřeba V2p[m3/per.]

Teplo Q 2p

[kWh/per.]

Součinitel současnosti

s[-]

Stavby pro bydlení 1 osoba umývánívařeníúklid

0,082 4,3

do 35 osob = 1 až 1000 osob = 0,2

(viz 0) 1 osoba sprchy 0,06 2,5 1 osoba umývání 0,02 0,8 1 osoba vany 0,1 3,5

Sta

vby

pro

doča

sné

ubyt

ován

í

Inte

rnát

y S

lvob

odár

nyH

otel

y

100 m2 úklid 0,02 0,8

internát = 1,0 svobodárna = 0,6 hotely

do 50 lůžek = 1,0 nad 50 lůžek = 0,8 úklid = 1

1 žák umývání 0,02 0,8 podle vybavení = 0,2 až 1,0 Školy

100 m2 úklid 0,02 0,8 úklid = 1,0

Polikliniky 1 vyšetrený umývání vč. personálu

0,02 0,7 1,0

1 lůžko umývání ležící 0,02 0,7 umývání = 1,0

1 lůžko umývání + sprcha

chodícíi 0,05 1,8 umývání + 1 sprcha = 1,0 Nemocnice

1 lůžko umývání vč. personálu

0,25 10 komplexní činnost = 1,0

Domovy důchodců 1 lůžko umývání vč. personálu

0,2 7 komplexní činnost = 1,0

Ozdravovny 1 lůžko umývání vč. personálu

0,1 3,5 komplexní činnost= 1,0

Kojenecké ústavy 1 dítěumývání vč.personálu

0,125 5 komplexní činnost = 1,0

Jesle, dětské domovy

1 dítěumývání vč. personálu

0,07 2,5 komplexní činnost = 1,0

Zdr

avot

nict

ví

100 m2 úklid 0,02 0,8 úklid= 1,2

až 1,5

1 osoba 2 x sprcha + vana

0,16 6,5 1,0 Očistné lázně

100 m2 úklid 0,02 0,8 úklid = 1,0 s myčkou nádobí = 0,5

jen výdej 1 jídlo mytí jídelníhonádobí

0,001 (80 °C)

0,1 bez myčky nádobí= 1,0

1 jedlo 0,0015 (80 °C)

0,15 s myčkou nádobí = 0,7

Malý sortiment jídel ; restaurační provoz

1 jídlo

mytívarného a jídelního nádobí

0,002 (80 °C)

0,2 bez myčky nádobí = 0,8

Vař

ení a

myt

í nád

obí

Pří

prav

a a

výde

j

100 m2 úklid 0,02 0,8 úklid = 1,0 1 os./sm umyvadla 0,02 0,8 1,0 1 os./sm sprchy 0,04 1,4 1,0

Hygienická zařízení podniků a sportovních zařízení

100 m2 úklid 0,02 0,8 úklid = 1,0

16

Baterie Parameter

umyvadlo dřez sprcha vana

Počet dávek nd [-] 3 0,8 1 0,3

Objem dávek Vd [m3] 0,03 0,002 0,025 0,025

Potřebné teplo na dávku Qd [kWh] 1,5 0,1 1,3 1,4

Součet objemu dávek V2p [m3] 0,082

Součet tepla v dávkách Q2t [kWh] 4,3

Tab. 9 Potřeba teplé vody pro 1 osobu a den v bytovém objektu

Potřebu teplé vody dle tabulky 8 je v případě návrhu průtočného ohřevu korigovat o tzv. součinitel současnosti s (obr. 8). Graf na obr. 8 ukazuje, že s rostoucím počtem bytů, požadující průtočnou přípravu teplé vody, klesá skutečná velikost odběru teplé vody na jednu osobu. Např. pro bytový dům o 50 bytech je součinitel současnosti cca 0,4, pro 250 bytů a více lze uvažovat současnost odběru s = 0,2.

Obr. 8 Součinitel současnosti odběru teplé vody pro bytové domy při návrhu průtočného ohřevu teplé vody

Oproti tomu evropská norma ČSN EN 13 316-3 byla převzata v českém jazyce v červenci 2010 a má celkem tři části. ČSN EN 15 316-3-1 se zabývá požadavky na odběr TV. ČSN EN 15 316-3-2 řeší soustavy TV, zejména pak rozvody TV (tj. tepelné ztráty potrubí, potřebu pomocné energie pro cirkulační čerpadlo atd.). Poslední díl normy ČSN EN 15 316-3-3 je pak věnován zjednodušenému výpočtu ročního provozu systému přípravy TV z pohledu potřeby stanovení roční dodané energie pro přípravu TV. Ačkoli by se tedy mohlo zdát, že tato norma je primárně určena k energetickému hodnocení systémů přípravy teplé vody z hlediska budovy jako celku, lze hodnoty potřeby tepla, stanovené dle této normy, dále využít právě při návrhu velikosti zásobníku TV, resp. dimenzování velikosti zdroje tepla pro přípravu TV. Pro určení potřeby teplé vody v dané periodě (tj. 24 h) lze využít vztah:

kde je3 V – potřeba teplé vody, při výstupní teplotě t = 60 °C [m /den],W,day TV

3 V – specifická potřeba teplé vody (t = 60 °C) [m /měrná jednotka∙den],W,f,day TV

f – počet měrných jednotek [-].

Měrnou jednotkou se většinou rozumí počet osob (např. pro rodinné a bytové domy, kancelářské a školní budovy), počet lůžek (pro ubytovací zařízení, nemocnice apod.) nebo počet odběrů TV (např. u průmyslových provozů). U sportovních zařízení je za měrnou jednotku považován počet instalovaných odběrných zařízení, nejčastěji sprch apod. Hodnoty potřeby teplé vody pro budovy jsou uvedeny v příloze B1 normy ČSN EN 15316-3-1, výběr z normy je uveden v tabulce 10.

= ×W ,day W , f ,dayV V f (13)

Souči

nite

l souča

snost

i s [

-]

Počet bytů s [-]

17

Druh budovyV w,f,day

[m /měrná jednotka∙den]3 Měrná jednotka

Rodinný dům 0,04 až 0,05 Osoba

Bytový dům 0,04 Osoba

Ubytovací zařízení 0,028 Lůžko

Čtyřhvězdičkový hotel s prádelnou 0,132 Lůžko

Restaurace 0,01 až 0,02 Jídlo

Nemocnice s prádelnou 0,088 Lůžko

Administratívní budova 0,01 až 0,015 Osoba

Sportovní zařízení 0,1 Instalovaná sprcha

Průmyslový závod 0,03 Sprchová koupel

Tab. 10 Modifikované specifické potřeby teplé vody o teplotě t = 60 °C (výběr z normy ČSN EN 15316-3-1)W,del

Hodnoty uvedené v tabulce pro bytový dům a sportovní zařízení jsou stanoveny pro tzv. vysoký komfort. Pro bytové domy je obvyklejší počítat 3 3s hodnotu v rozmezí od 0,02 do 0,04 [m /osobu∙den] a pro střední standard u sportovních zařízení s hodnotou 0,06 [m /sprchu∙den].

2Pro stanovení specifické potřeby TV pro rodinné domy s jednou rodinou a podlahovou plochou větší než 20 m norma dále nabízí využít vztah

2 3 2Nicméně např. pro rodinný dům o podlahové ploše 160 m by specifická potřeba teplé vody dle vzorce (14) byla V = 0,00069 [m /m ∙den] W,f,day3a celková potřeba teplé vody je pak V = 0,11 [m /den]. Pokud bychom pro stejný dům uvažovali 4-členou domácnost (tj. měrnou jednotkou by byl W,f,day

3počet osob) je dle tabulky 8 je pal specifická potřeba teplé vody 0,04 [m /osobu∙den]. Celková potřeba teplé vody by pak byla pro stejný dům 3V = 0,16 [m /den]. Jak je tedy patrné, metody pro stanovení potřeby teplé vody se liší. Doporučení lze hledat spíše v tabulce 8 a vzorci (13), kde W,f,day

je zohledněno jaký typ budovy navrhujeme a ve výpočtech poté pracovat se správnou měrnou jednotku.

2.3.2. Profil odběru teplé vodyProfil odběru TV je stěžejním podkladem při návrhu jak velikosti zdroje tepla tak i velikosti zásobníku TV. Z pohledu legislativy je celá řada dokumentů, které poskytují informaci o předpokládaném profilu odběru TV. Z pohledu projektanta je, ale jasné že neexistuje jeden univerzální profil, který by byl aplikovatelný na každý objekt, a to i v případě, že by se jednalo o dva totožné domy. Důvodem je zcela individuální a nepřed-vídatelné chování uživatele stran odběru TV.

Legislativní dokumenty mají v současnosti vazbu na pojem ErP - "Energy related Products", neboli "Výrobky spojené se spotřebou energie". Tento pojem byl v rámci EU zaveden směrnicí 2009/125/EU. Cílem této směrnice je snižovat spotřebu energie, produkci emisních látek a zároveň podporovat zvýšení podílů obnovitelných zdrojů energie v rámci EU. Pro jednotlivé typy výrobků následně vznikají dalšílegislativní dokumenty (nařízení), která jsou automaticky přejímána národní legislativou. Tato nařízení vlastně stanovují minimální parametry, které musí daný výrobek splnit, aby bylo možné jej prodávat na trhu EU. Směrnice 2009/125/EU zavádí také nový pojem "ekodesign výrobků". Dle definice směrnice je ekodesign výrobků, preventivní přístup, který má optimalizovat vliv výrobků na životní prostředí při současném trendu zachování jejich funkčních vlastností. Všechny stanovené výrobky nově uváděné na trh jsou pak podrobeny procesu posouzení shody s požadavky stanovenými odpovídajícími evropskými směrnicemi. Na základě prokázané shody a na základě shromážděné technické dokumentace osvědčující tuto shodu jsou pak nové výrobky opatřeny evropským označením shody "CE".

V rámci ErP vyšly v roce 2013 Nařízení komise EU s přímou vazbou jak na ohřívače a zásobníky teplé vody, tak i na další zdroje tepla v souvislosti s využitím v rámci topenářské techniky. Následující text je proto rozdělen do dvou částí. První popisuje profily odběru, tak jak jsou definovány právě v Nařízeních komise EU č. 811, 812, 813 a 814. Druhá je věnována reálnému měření odběrů teplé vody na několika bytových domech. V každém z nařízení se vyskytuje příloha obsahující tabulku s typickými zátěžovými profily, které slouží k měření ohřívačů vody. V nařízeních č. 811/2013 a č. 812/2013 se vyskytují zátěžové profily od 3XS do XXL, nařízení č. 813/2013 a č. 814/2013 rozšiřují rozsah zátěžových profilů o další dva, a sice 3XL a 4XL.

Nařízení se týkají ohřívačů teplé vody a zdrojů tepla pro vytápění jako jsou spalovací zařízení na fosilní paliva (kromě pevných paliv), elektrokotle, ohřívače vody (elektrické, plynové, případně kombinované se solárními zařízeními). Nařízení č. 811/2013 a č. 812/2013 stanovují požadavky pro zdroje tepla do jmenovitého tepelného výkonu 70 kW na uvádění spotřeby energie na energetických štítcích a poskytování doplňujících

339 5 90 210-ć ö× -

= ×ç ÷č ř

W,f,day

, ln f ,V

f(14)

18

informací o výrobku. Nařízení č. 813/2013 a č. 814/2013 následně stanovují požadavky na ekodesign pro uvádění na trh a/nebo do provozu.

Konkrétní popis energetických štítků a jejich hlavní identifikační údaje jsou uvedeny na obr. 9 a obr. 10. Jedná se konvenční ohřívač teplé vody (např. pro průtokový ohřev teplé vody) obr. 9 a zásobník teplé vody obr. 10. Dále jsou v tabulce 11 uvedeny požadavky na zařazení zásobníků teplé vody do tříd energetických účinností v závislosti na užitném objemu zásobníku a jeho statické tepelné ztrátě.

Tab. 11 Třídy energetické účinnosti zásobníků teplé vody

Třída energetické účinnosti

Statická ztráta [W] při užitném objemu [l]S V

A+

A

B

C

D

E

F

G

Obr. 9 Energetický štítek pro konvenční ohřívače vody ve třídách energetické účinnosti ohřevu vody A až G (L - zátěžový profil odběru, 1 - Název nebo ochranná známka dodavatele, 2 - Identifikační značka modelu používaná dodavatelem, 3 - Funkce ohřevu vody včetně deklarovaného zátěžového profilu vyjádřeného písmenem,4 - Třída energetické účinnosti ohřevu vody, 5 - Hladina akustického výkonu LWA ve vnitřním prostření v dB, 6 - Roční spotřeba elektrické energie v kWh, 7 - U konvenčních ohřívačů vody schopných pracovat pouze v době mimo špičku může být doplněn piktogram)

Obr. 10 Energetický štítek zásobníků teplé vody v třídách energetické účinnosti A až G (1 - Název nebo ochranná známka dodavatele, 2 - Identifikační značka modelu používaná dodavatelem, 3 - Funkce zásobníku vody, 4 - Třída energetické účinnosti, 5 - Stálé ztráty ve Wzaokrouhlené na nejbližší celé číslo,6 - Objem zásobníku teplé vody v litrech zaokrouhlený na nejbližší celé číslo)

Základní představu, co vlastně tyto profily obsahují, ukazuje tabulka 12. Podle časového harmonogramu a druhů odběrů profily S až L charakterizují potřebu teplé vody v jednogeneračních rodinných domech. Profil S je přirovnán k typickému průměrnému dennímu odběru pro jednu osobu, profil M odpovídá průměrnému dennímu odběru pro rodinu s používáním sprchy a profil L charakterizuje průměrný denní odběr pro tříčlennou rodinu s používáním vany a sprchy.

19

Podrobné popisy v nařízeních komise chybí, nicméně v dokumentu Methodology for the Assessment of the Hot Water Comfort of Factory Made Systems and Custom Built Systems z univerzity Stuttgart jsou zobrazeny piktogramy k jednotlivým profilům popisující jejich běžné použití (Tabulka 9). Například zátěžový profil 3XS je přirovnán k odběrům odpovídajícím občasnému mytí rukou nebo menšímu úklidu. A v případě profilu XXL až 4XL už se jedná o odběry odpovídající špičkovým odběrům např. ve sportovním areálu nebo průmyslovém závodu.

Tab. 12 Typické použitie záťažových profilov odberov teplej vody

Grafické vyjádření typických profilů S, M, L a XL v závislosti na čase odběru tepla pro přípravu TV ukazuje obr. 11. Jejich převedení do kumulativní křivky odběru pak obr. 12.

Obr. 11 Odberové profily S, M, L a XL

Deklarovaný zátěžový prol Piktogram Typické použití

3XS Umyvadlo s 35 °C vodou(např. výlevka, umyvadla na toaletách)

XXS Umyvadlo so 40 °C vodou(např. umyvadla na toaletách)

XS Sprcha s elektrickým průtokovým ohřívačem

S Sprcha a umyvadlo s 35 °C vodou(např. ubytovny)

M Sprcha a dřez (umyvadlo) s 55 °C vodou(např. hotely, penziony)

L

XL

XXL

3XL Krátkodobý špičkový odběr(např. sportovní areál)

4XL Krátkodobý špičkový odběr(např. průmyslový areál)

Současné použití van a sprch (např. vícegenerační rodinné domy, apartmány)

Vana, sprcha a dřez s 55 °C vodou(např. větší byty, jednogenerační rodinné domy)

Vana, sprcha a dřez s 55 °C vodou(např. menší byty)

35 °C

35 °C

55 °C

55 °C

55 °C

55 °C

55 °C

55 °C

2x

3x

3x

8x

16x

40 °C

20

Obr. 12 Kumulativní zobrazení křivek odběru tepla pro přípravu TV - profily 3XS až 4 XL

Je zřejmé, že profily uvažují významný rozdíl ve sklonu v časovém úseku od 7:00 až 21:00, kde z nižší pozice začíná aproximační křivka pro sku-pinu profilů 3XS až S. Postupný růst je způsobený odběry v průběhu celého dne, které vzhledem k celkové referenční energii hraje významnou roli a viditelně se projevuje v grafickém znázornění spotřeby daného profilu. Výjimku tvoří profil XS, který se skládá z pouhých tří odběrů za celý den a je typický např. pro kancelářské budovy s odběrem tepla pro přípravu TV na mytí rukou na toaletách apod.

Reálné měření denních profilů odběrů teplé vody u bytových domů prokázal do jisté míry dobrou shodu s výše uvedenými profily z legislativních podkladů. Dále uváděné měření je vázáno na běžné bytové domy (lokalita Středočeský kraj, domy A, B, C a D). V 0 jsou uvedeny základní údaje domů. Dále uváděná data se vztahují k vodoměru studené vody, který je osazen těsně před systémem přípravy teplé vody (tj. před výměníkem TV) daného domu. Jedná se tedy vždy o náměry na celý dům nikoli na součet bytových vodoměrů.

Tab. 13 Parametry posuzovaných bytových domů - město Vlašim

3Na obr. 13 jsou měsíční spotřeby TV v m pro jednotlivé bytové domy. Z obrázku je patrné, že nejnižší spotřeba TV proběhla u všech bytových domů v letních měsících (červen, červenec a srpen). Důvodem je období prázdnin a tím i nižší obsazenost obyvatel domů. Podobný trend je patrný i v únoru, kde nižší spotřeba TV je způsobena jednak menším počtem dnů v měsíci a také termínem školních prázdnin, které využívají rodiny k zimní dovolené.

Bytový dům A Bytový dům B Bytový dům C Bytový dům D

Podlaží 5 4 12 12

Počet bytů 64 48 48 48

1527 872 924 890

23,86 18,17 19,25 18,54

32015 [m /rok]

3[m /byt]

Spotřeba TV za rok

Spotřeba TV na byt

21

Obr. 13 Měsíční spotřeba TV pro jednotlivé bytové domy za rok 2015

Denní průběhy odběrů tepla (zprůměrované vždy v daném měsíci) dodané ohřívačem TV Q v jednotlivých měsících pro bytový dům A a B jsou 2p

zobrazeny na obr. 14 a obr. 15.

Obr. 14 Denní průběh odběrů tepla dodané ohřívačem TV pro bytový dům A

Únor Březen Duben

Květen Červen Červenec

Srpen Září Říjen

Listopad

Únor Březen Duben

Květen Červen Červenec

Srpen Září Říjenr

Listopad

Bytový dům

22

Obr. 15 Denní průběh odběrů tepla dodané ohřívačem TV pro bytový dům B

Jak vypadá celoroční kumulativní odběr tepla v TV např. u bytového domu A za rok 2015 ukazuje obr. 16. Dle obr. 17 je vidět největší podobnost s aproximační křivkou BD u profilu Aprox.: 3XS-S. Důvodem, proč profily M až 4XL vychází výrazně odlišně, je předpokládané množství spotřebované energie. Jejich průběh je silně ovlivněn jednotlivými obyvateli domu a každý odběr se výrazně projeví v průběhu spotřeby. Naproti tomu bytový dům obývá velký počet obyvatel různých věkových kategorií, které se často liší ve svém denním harmonogramu.

Obr. 16 Kumulativní odběry tepla pro bytový dům A za rok 2015

Leden

Únor

Březen

Dubenl

Květen

Červen

Červenec

Srpen

Září

Říjen

Listopad

aproximační křivka

Únor Březen Duben

Květen Červen Červenec

Srpen Září Říjen

Listopad

23

Obr. 17 Porovnání aproximačních křivek: BD (průměr pro bytové domy A, B, C a D), dle odběrových profilů 3XS-S, M-4XL a M-4XL s preferencí profilu L

Z výsledků měření různých typů bytových domů vyplývá, že profil odběru teplé vody se rostoucím počtem obyvatel výrazně vyhlazuje a odběrové špičky nejsou tak výrazné. Z pohledu typického dne je zřejmé, že volné dny (víkendy, státní svátky apod.) dávají zcela rozdílný profil odběru v důsledku většího počtu obyvatel v domě během dne a nestandardních hygienických požadavků (sprcha, vana) v ranních a večerních hodinách. Naopak víkendový provoz poskytuje daleko výraznější špičky odběru teplé vody. Základní porovnání nabízí obr. 18. Časové parametry odběru podle ČSN 06 03220 a ČSN EN 15 316-3 jsou uvedeny pod obrázkem 18 v tabulce 14.

Obr. 18 Porovnání aproximační křivky BD s křivkami odběru uváděných obvykle dle norem ČSN EN 15 316-3 a ČSN 06 0320

(preference L)

24

Tab. 14 Časové parametru odběru tepla pro přípravu TV

Zatímco křivka označená ČSN 06 0320 odpovídá spíše nedělnímu provozu odběru teplé vody bytového domu, pak křivka označená ČSN EN 15 316-3 je bližší běžnému pracovnímu dnu menšího bytového domu. Křivka Aprox.: BD pak v sobě zahrnuje průměrný odběr teplé vody po celý týden. To, který profilodběru teplé vody bude použit při návrhu zásobníku teplé vody nebo tepelného výkonu ohřívače teplé vody pak rozhoduje zvolená metoda návrhu.

2.4. Návrh zásobníku teplé vody

Návrh zásobníku teplé vody by měl v prvé řadě odpovídat použitému zdroji tepla a předpokládanému profilu odběru (viz. kapitola 2.3). Dále uváděné metody návrhu zásobníku teplé vody vycházejí ze standardně používaných metod v ČR.

2.4.1. Návrh velikosti zásobníku TV dle křivek dodávky a odběru tepla v TVKřivka odběru teplé vody (Q ) je závislost odběru objemu teplé vody V na čase τ. Křivka dodávky (Q ) jje závislost dodávky tepla ze zdroje tepla 2 2 1

v časovém intervalu. Důležitým předpokladem pro sestavení výše uvedených křivek je několik nezbytných bodů:

- křivka dodávky tepla Q je vždy nad křivkou odběru tepla Q1 2

- teplo dodané ohřívačem do teplé vody se rovná teplu odebranému z ohřívače Q = Q1p 2p

Obr. 19 Příklad křivek dodávky a odběru tepla při ohřevu vody různými zdroji tepla Q * - zdroj tepla s nepřetržitým provozem a zásobníkem 1

Q ** - zdroj tepla s přerušovaným provozem a zásobníkem1

Q *** - zdroj tepla s dostatečným výkonem spojitě regulovaným podle odběru teplé vody bez zásobníku (např. průtokový ohřev)1

0:00 až 5:00 0

5:00 až 17:00 35

17:00 až 21:00 50

21:00 až 24:00 15

0:00 až 6:00 0

6:00 až 9:00 35

9:00 až 19:00 15

19:00 až 22:00 40

22:00 až 24:00 10

0:00 až 6:00 0

6:00 až 18:00 60

18:00 až 23:00 40

23:00 až 24:00 0

ČSN 06 0320

Křivka odběru dle Čas odběru teplapro přípravu TV

Podíl z celkověodebraného tepla

pro přípravu TV [%]

ČSN EN 15 316-3

Aproximace dleměřrní na BD

25

Při návrhu velikosti zásobníku je využívána metoda křivek dodávky a odběru tepla. Křivka dodávky tepla musí být vždy nad křivkou odběru tepla, jinak by nastal nedostatek tepla pro ohřev vody na požadovanou teplotu. Křivky dodávky a odběru tepla s rostoucím časem neklesají. Sklon tečny k těmto křivkám k časové ose představuje hodnotu tepelného výkonu. Při nulovém výkonu je průběh křivky vodorovný s osou x, při největší strmosti křivky je předpokládaný tepelný výkon maximální. Objem zásobníku TV se stanoví z maximálního rozdílu mezi křivkami dodávky a odběru tepla jako

kde je3 V – objem zásobníku [m ],z

ΔQ – největší možný rozdíl tepla mezi Q a Q [kWh].max 1 2

Křivku dodávky tepla Q je možné sestavit ve dvou základních variantách. První případ nastává v okamžiku, kdy předpokládáme, že dodávka tepla 1p

do zásobníku TV je během jedné časové periody trvalá (obr. 20). Druhý případ nastává, pokud bychom uvažovali, že využijeme teplo v zásobníku z předchozí časové periody ohřevu TV a dodávka tepla je časově kratší než délka periody odběru TV (obr. 21).

21

3600 1000= × ×× × -

D

rmax

Z

QV

c (t t )(15)

Obr. 20 Křivky odběru a dodávky tepla s nepřerušovanou dodávkou tepla do zásobníku TV

Obr. 21 Křivky odběru a dodávky tepla s časově omezenou dodávkou tepla do zásobníku TV

Odběr teplaDodávka teplaTepelné ztráty

Odběr teplaDodávka teplaTepelné ztráty

26

Pro ohřev se zásobníkem se požadovaný tepelný výkon zdroje tepla stanoví jako:

kde je

– jmenovitý tepelný výkon ohřevu [kWh],P1n

– maximální sklon křivky dodávky tepla v čase [-].

Poměr vyjadřuje maximální sklon tečny k časové ose. V případě trvalé dodávky tepla z ohřívače TV během celé periody (obr. 20) je

hodnota Q = Q . V prípade prerušovanej prevádzky v niekoľkých rôznych časových fázach jednej periódy ohrevu TV sa pri výpočte podľa (16) S 1

uvažuje o maximálnej hodnote. Z uvedeného postupu tak vyplývá, že pro časově kratší dodávku tepla ze zdroje do zásobníku TV je nutné navrhovat větší objem zásobníku TV, ale také zároveň požadovat vyšší tepelný výkon zdroje tepla než při trvalé dodávce tepla do zásobníku během celé periody odběru TV (obr. 20). Platí tedy, že pokud bychom měli dostatečně velký zdroj tepla se spojitou regulací tepelného výkonu, bylo by možné navrhnout ohřev TV bez zásobníku, tj. průtočným způsobem.

Příklad 1

Rodinný dům budou obývat 4 osoby (35 l/osoba-den), poměrný ztrátový součinitel z = 0,2. Způsob zajištění přípravy TV bude řešen elektrickým přímo ohřívaným zásobníkem TV. Celková potřeba tepla je pak Q = 8,79 kWh/den. 2p

Pro řešení elektrického přímo ohřívaného zásobníku TV byl zvolen tarif D25d, kde dodavatel garantuje platnost nízkého tarifu po dobu 8 hodin. Časový průběh byl stanoven dle platného spínacího času dodavatele elektřiny v rozložení sepnutí nízkého tarifu od 2:10 do 6:15 a od 18:10 do 22:10. Pro zajištění odchylek od standardních charakteristik způsobu odběru TV bylo uvažováno se zbytkovým teplem v zásobníku TV v hodnotě 25 % z celkové potřeby tepla za celou periodu (tj. 1 den). Výsledek časových křivek odběru a dodávky tepla ukazuje 0. Dle vzorce (15) pak vypočítáme velikost zásobníku V = 115 l (profil odběru dle ČSN 06 0320) nebo 119 l (profil odběru dle ČsN EN 15316-3-1). Z hlediska TV

praktického řešení, kdy jsou standardně dodávané velikosti elektricky přímo ohřívaných zásobníku cca 120 litrů je vidět, že obě metody poskytují dobrou shodu výsledku. Následně potřebná velikost zdroje tepla (v tomto případě elektrické topné patrony) je Q ≈ 1100 W.TV

Metodika křivek odběru a dodávky tepla je použitelná v případech, kdy projektant má znalost nejen o profilu odběru teplé vody, ale také o provozu zdroje tepla a v neposlední řadě o skutečném, průtoku teplé vody s ohledem na zařizovací předměty v objektu (tj. znalosti projektu vodovodu z profese ZTI).

1s

n

max

QP

t

ć ö= ç ÷

č ř(16)

s

max

Q

t

ć öç ÷č ř

s

max

Q

t

ć öç ÷č ř

Obr. 22 Křivky odběru a dodávky tepla s časově omezenou dodávkou tepla do zásobníku TV k příkladu 1

Tepelné ztráty systému

Křivka dodávky tepla

Křivka odběru tepla ČSN 06 0320

Křivka odběru tepla ČSN EN 15316-3-1

27

2.4.2. Návrh dle DIN 4708Výchozím parametrem pro návrh je definice tzv. „jednotkového bytu“, ve kterém je uvažován tzv. koeficient potřeby N = 1. Koeficient potřeby porovnává násobek N jednotkového bytu k posuzované budově, matematicky můžeme tento poměr vyjádřit jako

kde N – koeficient potřeby [-], n – počet bytů [-], p – koeficient obsazenosti nebo počet osob (tab. 15) [-], w – potřeba tepla odběrných míst [kWh].V

Jednotkový byt je definován 4 místnostmi, ve kterém bydlí průměrně 3 až 4 osoby. Koeficient obsazenosti p (tab. 15) udává, kolik osob žije skutečně v bytě a jakou mají potřebu teplé vody. Nejsou-li k dispozici skutečné údaje o obsazenosti bytu, použije se průměrná hodnota pro jednotkový byt se 4 místnosti => p = 3,5. TTabulka 15 je vztahována k obytným místnostem jednoho bytu. Vedlejší místnosti, jako např. kuchyň (ne společný kuchyňský kout), komora, chodba, koupelna a vedlejší prostory se do výpočtu nezahrnují. Výjimku tvoří místnosti typu obytné předsíně nebo např. zimní zahrady, které se do výpočtu zahrnují jako 0,5násobek obytné místnosti. V případě výpočtu bytů s převážně jednou nebo dvěma místnostmi se uvažuje koeficient obsazenosti p = 2,5.

Tab. 15 Koeficient obsazenosti bytu podle DIN 4708

Dalším parametrem je definice místa odběru TV. Norma DIN 4708 předpokládá pro návrh zásobníku TV zohledňovat pouze největší spotřebič TV, který bude v daném bytě používán. Při sanitární vybavenosti bytu se v principu rozlišují dva druhy vybavenosti:

a) normální vybavenost bytu (tab. 16) b) komfortní vybavenost bytu (tab. 17)

Normální vybavenost bytu je definována jednou sprchou (nebo vanou), jedním umyvadlem a jedním kuchyňským dřezem. V případě sprchové kabiny se uvažuje hodnota potřeby tepla odběrného místa wv shodná pro vanu. Ostatní spotřebiče (tj. umyvadlo a dřez) se do výpočtu nezahrnují.

Tab. 16 Odběrná místa teplé vody v bytech s normální výbavou

Komfortní vybaveností je definován byt, který má ve větším množství jiná zařízení ve srovnání s normální vybaveností jednoho bytu. Rozdíl oproti bytu s normální vybaveností je v započítávání jednotlivých odběrných míst. Pokud není v bytu s komfortní vybaveností k dispozici žádná vana, ale pouze sprcha bude pro výpočet použit údaj wv pro koupací vanu (1600 mm x 700 mm). Má-li byt k dispozici více rozdílných sprchových kabin použije se pro výpočet místo sprchové kabiny s největším odběrem koupací vana. Další odlišností je započítávání tzv. "malých spotřebičů" (bidet, umyvadlo, dřez). V případě osazení bidetu a s tím spojené další instalace více jak dvou malých spotřebičů (tj. umyvadla a dřezu), je nutné do výpočtu bidet započítat.

( )

× × × ×= =

×

V V

N V nom

n p w n p wN

Q p w(17)

Počet místností r [-]

Koeficient obsazenosti p [-]

Počet místností r [-]

Koeficient obsazenosti p [-]

1,0 2,0 4,5 3,9

1,5 2,0 5,0 4,3

2,0 2,0 5,5 4,6

2,5 2,3 6,0 5,0

3,0 2,7 6,5 5,4

3,5 3,1 7,0 5,6

4,0 3,5

Prostor Stávající vybavení w [kWh] pro výpočet podlea tab. 4V

Koupelna

Koupací vana (1600 mm x 700 mm) cca 140 lnebo

Sprchová kabina se směšovací bateriía normální sprchou

Jako koupací vana (1600 mm x 700 mm) cca 140 l

1 umyvadlo Nezohledňuje se

Kuchyně 1 dřez v kuchyni Nezohledňuje se

28

Prostor Stávající vybavení w [kWh] pro výpočet podle O V

Koupelna

Koupací vana (druh dle tab. 18) podle tab. 18

Sprchová kabina (druh dle tab. 18) podle tab. 18

Umyvadlo Nezohledňuje se

Bidet Nezohledňuje se

Kuchyň Kuchyňský dřez Nezohledňuje se

Pokoj pro hosty

Koupací vana (druh dle tab. 18) 50 % w podle tab. 18V

Sprchová kabina (druh dle tab. 18) 100 % w podle tab. 18V

Umyvadlo 100 % w podle tab. 18*)V

Bidet 100 % w podle tab. 18V

Tab. 17 Odběrná místa teplé vody v bytech s komfortní výbavou

*) Pokud je u pokoje pro hosty osazena vana nebo sprchový kout, umyvadlo se do výpočtu neuvažuje!

Tab. 18 Potřeba tepla u různých odběrných zařízení podle DIN 4708

Odběrné místoZkratka podle

DIN 4708Odebírané množství

V[l]Potřeba tepla odběrného

místa w [kWh]V

Koupací vana (1600 mm x 700 mm) NB1 140 5,82

Koupací vana (1600 mm x 700 mm) NB2 160 6,51

KB 120 4,89

Velkoprostorová vana (1800 x 750 mm) GB 200 8,72

Sprchová kabina se směšovací baterií a úspornou sprchou BRS 40 1,63

Sprchová kabina se směšovací baterií a normální sprchou BRN 90 3,66

Sprchová kabina se směšovací baterií a luxusní sprchou BRL 180 7,32

Umyvadlo WT 17 0,7

Bidet BD 20 0,81

Umyvadlo na ruce HT 9 0,35

Kuchyňský dřez SP 30 1,16

Vana do malého prostoru a vana se stupínky

Jednotkový byt má definovánu jednu normální koupelnovou vanu (1600 mm x 700 mm - NB1 - tab. 18). Potřeba tepla pro ohřev TV pro jednotkový byt (4 místnosti >p = 3,5 a vanu NB1) je Q = p.w = 3,5 · 5,82 = 20,37 kWh. S touto hodnotou jsou pak další výpočty N V

porovnávány a vzorec pro stanovení koeficientu potřeby N přejde do tvaru

Při následném výběru velikosti zásobníku je nutné zohlednit následující požadavky

1. Koeficient potřeby vybraného typu zásobníku TV N musí být minimálně tak velký, jak je velký vypočtený koeficient potřeby N, (t. j. N ≥ N).L L

2. Tepelný výkon kotle musí být minimálně tak velký, jako je trvalý tepelný výkon Q ((údaj výrobce zásobníku TV pro teplotní rozdíl při ohřevu D

10/45 °C), potřebný k dosažení koeficientu potřeby zásobníku N .L

20 37

× ×=

Vn p wN

,(18)

29

3. Bude-li kotel uvažován jak pro otopnou soustavu, tak i pro ohřev TV, je požadován zvýšený výkon kotle Q = Q + ΔQ (obr. 23), kde D budovy TV

Q představuje tepelný výkon pro pokrytí nároků tepla (vytápění, vzduchotechnika, apod.) pro budovu.budovy

Obr. 23 Zvýšený výkon kotle k ohřevu teplé vody podle výkonového čísla N

Příklad 2

Zadání je shodné s příkladem 1. Pro stanovení velikosti zásobníku TV je nutné znát počty a typy zařizovacích předmětů. Koeficient obsazenosti p. se stanovuje na základě počtu obytných místností. S ohledem na zadání příkladu 1 (rodinný dům 5+1) tzn. pro počet obytných místností nmístností = 5 (pozn. kuchyň a koupelny se do výpočtu nezahrnují), lze stanovit koeficient obsazenosti p = 4,3 [-]. Dále je nutné stanovit potřebu tepla odběrných míst. Posuzovaný dům má jednu kuchyň (dřez) a dvě koupelny (tj. 3x umyvadlo, 2x sprcha, 1x vana). Do výpočtu budeme uvažovat tzv. komfortní vybavenost domu (tzn. dům má větší množství jiných zařízení). Z hlediska stávajícího vybavení uvažujeme koupelnu v horním patře = hlavní koupelna (1x vana, 1x sprcha, 2x umyvadlo), jako vybavení pro hosty uvažujeme menší koupelnu v přízemí = vedlejší koupelna (1x sprcha a 1x umyvadlo). Součet potřeby tepla odběrných míst lze vyjádřit jako Iwv = (hlavní koupelna) + (vedlejší koupelna) = (vana+sprcha) + (sprcha+umyvadlo). Kuchyňský dřez a umyvadla v hlavní koupelně se do výpočtu nezahrnují. Potřeba tepla odběrných míst pak bude

Následně se vypočte koeficient potřeby N jako

Z katalogu výrobců bychom pak hledali typ zásobníku TV, který by splnil podmínku, že vypočtený koeficient potřeby N je roven nebo menší než koeficient výkonu zvoleného zásobníku N . Dle typu zásobníku a výrobce se bude objem zásobníku TV pravděpodobně pohybovat v rozmezí L

od 80 do 160 l.

2.4.3. Návrh zohledňující přednostní přípravu TV se společným zdrojem pro vytápění

V praxi se u rodinných a menších bytových domů velmi často využívá tzv. přednostní příprava TV (obr. 24). V principu jde o možnost přepnutí celého výkonu zdroje tepla pro přípravu TV, a následně jeho využití pro akumulaci v zásobníku TV.

Výhodou přednostního ohřevu TV je možnost využití maximálního tepelného výkonu zdroje tepla, který je primárně navržen pro otopnou soustavu. Pokud nastane odběr TV ze zásobníku, teplota vody v zásobníku t začne klesat. Po dosažení spínací teploty vody t v zásobníku, TV TVmin

regulace zdroje tepla vypne oběhové čerpadlo otopné soustavy a přepne trojcestný přepínací ventil ve směru nabíjení zásobníku TV. Zároveň zdroj tepla navýší teplotu kotlové vody (obvykle na maximální jmenovitou teplotu např. až 80 °C) a regulace sepne nabíjecí čerpadlo zásobníku TV. V okamžiku, kdy je teplota vody v zásobníku dostačující, regulace celý systém přepne zpět do režimu vytápění. Je tedy zřejmé, že čím bude spínací diference (Δt = X = t - t ) větší, tím bude čas pro dobití zásobníku τa delší. Spínací diference se obvykle volí 5 K nebo 10 K podle typu TV p TV TVmin

zásobníku TV. Doba potřebná k dohřátí zásobníku TV τa by ale neměla být příliš dlouhá a to proto, aby během přerušení dodávky tepla do otopné soustavy nedošlo k ovlivnění tepelné pohody ve vytápěném prostoru. Pro lehké stavby s minimální akumulací tepla by doba potřebná k dohřátí vody v zásobníku TV τa nneměla překročit 10 minut. U středně těžkých a těžkých staveb s akumulační schopností zdiva by doba dohřevu TV τ a

neměla být delší jak 20 minut.

( ) ( ) 582 163 163 07 978Vw , , , , , kWh= + + + =é ůë ű

1 4 3 12 42 06

20 37

× × × ×= = =

V

N

n p w , ,N ,

Q ,

30

Obr. 24 Příklad zapojení zdroje tepla s přednostní přípravou TVČ – oběhové čerpadlo otopného systému, Č – nabíjecí čerpadlo zásobníku TV, EN – expanzní nádoba, K – kotol, PT – dálkové ovládání s čidlem OS TV

vnitřní teploty, PV - pojistný ventil, 3PV - trojcestný přepínací ventil, V – zásobník TV, t – venkovní teplota, t – vnitřní teplota, t – teplota kotlové TV e i k

vody, t – teplota vody v zásobníku TVTV

Postup návrhu objemu zásobníku TV vychází z předpokladu, že tepelný výkon kotle Q , je větší nebo roven požadovanému výkonu pro přípravu TV k

Q . TV

Pro obytné budovy se nejčastěji používají nepřímo ohřívané zásobníky s integrovaným výměníkem. Ty pracují na principu přirozeného vztlaku, tj. obsah zásobníku je zahříván od spodní části nahoru. U těchto systémů je tedy velmi problematické zajistit dokonalý ohřev celého objemu zásobníku TV na žádanou teplotu. Abychom mohli vypočítat skutečný využitelný obsah zásobníku, je nutné zahrnout do výpočtu tzv. korekční faktor odběru y (tabulka 19).

Tab. 19 Korekční faktor odběru tepla ze zásobníku TV

Rovnicí pro výpočet potřebné doby dohřevu TV τ , je bilance dodaného tepla určitému objemu kapaliny za časovou jednotku při známém rozdílu a

teplot jako

k TVQ Qł (19)

× × × ×= Ţ =

× × × ×

rt

t r

TV p kk a

a TV p

V y c X QQ

V y c X(20)

Regulace

Zásobník TV y [-]

τ < 20 minutaτ < 10 minuta

Vertikální zásobník TV 0,94 0,89

Horizontální zásobník TV (do 400 l) 0,96 0,91

Horizontální zásobník TV (nad 400 l) 0,90 0,85

31

kde Q – tepelný výkon nutný k dohřevu TV [W],TV

3 V – objem zásobníku TV [m ],TV

τ – doba ohřevu TV při teplotním rozdílu pro dohřev TV [s],a3 ρ – hustota vody při střední teplotě zásobníku [kg/m ],

c – měrná tepelná kapacita vody při střední teplotě zásobníku [J/(kg.K)], X – spínací diference pro dohřev TV (5 nebo 10 K) [K],p

y – korekční faktor odběru tepla ze zásobníku TV ( ) [-].

Pokud je vypočtená hodnota doby dohřevu TV τ menší než 10 minut pro lehké stavby (resp. 20 minut pro středně těžké a těžké stavby) je výkon a

kotle Q ppro navržený objem zásobníku TV dostatečný. Většina nepřímo ohřívaných zásobníků má integrovaný spirální výměník tepla z hladkých k

trubek. U výměníků tepla je z hlediska dosahovaného tepelného výkonu rozhodující jeho teplosměnná plocha a střední rozdíl teplot. S ohledem na použitý jmenovitý tepelný výkon zdroje tepla Q jje nutné ověřit, zda výměník tepla v navrženém zásobníku TV je schopen tento tepelný výkon k

předat do zásobníku TV. Výrobci zásobníků TV většinou udávají tzv. jmenovitý tepelný výkon integrovaného výměníku tepla Q pro teplotu výměnníkuTV

kotlové vody t a průtok nabíjecím čerpadlem.k

Príklad 3

Z pohledu porovnání s předchozími příklady je zadání opět shodné tj. rodinný dům, obývaný 4 osobami a dispozice 5+1 (tzn. kuchyň - dřez a dvě koupelny - 3x umyvadlo, 2x sprcha, 1x vana). Pro návrh lze zanedbat odběry teplé vody u umyvadel tak i u dřezu. Z hlediska návrhových hodnot vodovodu lze u vany uvažovat maximální průtok teplé vody 0,4 l/s = 24 l/min a u sprchy je to 0,2 l/s = 12 l/min. Z pohledu směšování teplé a studené vody ve výtokové baterii, kdy pro sprchování a koupání je nejčastější teplota míchané vody mezi 38 až 40 °C je reálný průtok teplé vody v těchto bateriích cca 6 l/min. Tzn., že v řešeném rodinném domě při současném koupání (napouštění vany) a sprchování je možné uvažovat maximální průtok teplé vody 12 l/min = 720 l/h.

Hodnota „maximálního" průtoku vody při současném použití sprchy a vany je důležitá ve vazbě na schopnost přenosu tepla ve výměníku vybraného zásobníku teplé vody. Např. zásobník H65W o objemu 65 litrů má při tepelném výkonu 18 kW na primární straně výměníku (na straně zdroje tepla), trvalý průtok teplé vody 438 l/h o teplotě trv = 45 °C. Jinak řečeno při tepelném výkonu zdroje tepla 18 kW a průtoku vody 438 l/h skrze zásobník teplé vody, dokáže trvale zásobník produkovat teplou vodu o teplotě 45 °C. U zásobníku S 120/5 o objemu 120 litrů je to např. 34 kW => 834 l/h (t = 45 °C), čcož je s ohledem na výpočtový průtok teplé vody příkladu 4 dostačující zásobník TV.TV

Nutno ovšem podoktnout, že s rostoucím počtem obyvatel (odběrných míst) je nutné výpočtový průtok korigovat, neboť se musí započítat tzv. nesoučasnost odběru TV.

32

3. Kontrola kotlů a rozvodů tepelné energie

Základním legislativním dokumentem je zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií (poslední novelizace - č. 131/2015 Sb.). Z pohledu § 6a je pro provozované kotle se jmenovitým výkonem nad 20 kW a jejich příslušné rozvody tepelné energie předepsána povinnost jejich kontroly. Povinnost spočívá v zajištění pravidelné kontroly těchto kotlů a příslušných rozvodů tepelné energie, jejímž výsledkem je písemná zpráva o kontrole provozovaných kotlů a příslušných rozvodů tepelné energie (podrobnosti dále stanovuje vyhláška č. 194/2013 Sb.). Další povinností je na vyžádání předložení zprávy o kontrole provozovaných kotlů a příslušných rozvodů tepelné energie ministerstvu nebo Státní energetické inspekci a oznámení ministerstvu provedení kontroly oprávněnou osobou. Kontrolu provozovaných kotlů a příslušných rozvodů tepelné energie, které nejsou předmětem licence na výrobu tepelné energie a licence na rozvod tepelné energie podle zvláštního právního předpisu, může provádět pouze příslušný energetický specialista, viz zákon č. 318/2012 Sb. dle § 10 odst. 1 písm. c) nebo d).Dále zákon v §6 odstavci 4 uvádí, že povinnost provádět kontrolu u kotlů se jmenovitým výkonem nad 20 kW a příslušných tepelných rozvodů se nevztahuje na kotle a vnitřní rozvody tepelné energie umístěné v rodinných domech, bytech a stavbách pro rodinnou rekreaci s výjimkou případů, kdy jsou provozovány výhradně pro podnikatelskou činnost. Na kotle a vnitřní rozvody tepelné energie umístěné v rodinných domech, bytech a stavbách pro rodinnou rekreaci se poskytuje poradenství.Prováděcí vyhláškou je k tomuto vyhláška č. 194/2013 Sb., která stanovuje, jednak jakým způsobem má být kontrola kotlů prováděna (termíny kontrol, vzor zprávy o provedení kontroly atd.), ale také odkazuje na dva další legislativní dokumenty. Jedním je vyhláška č. 193/2007 Sb., která se týká rozvodů tepelné energie a chladu a druhým pak norma ČSN 07 0305, která se týká nepřímě metody stanovení kotlových ztrát.

Nejdůležitější otázkou je, jak často se musejí provádět kontroly.

a) V případě, že je kotel a rozvody tepelné energie provozovány na základě licence pro výrobu a dodávku tepelné energie, je nutné kontroly provádět pravidelně jednou ročně.

b) V ostatních případech je nutné postupovat dle tabulky 20.

Tab. 20 Četnost provádění kontroly kotlů a rozvodů tepelné energie

* Za trvalý monitoring je považováno elektronické monitorování kotle a tepelného rozvodu a jeho jednotlivých zařízení s přímou vazbou na možné úpravy provozu kotle.

Při pohledu na tabulku 20 se zdá, že např. pro litinový kotel na tuhá paliva o jmenovitém tepelném výkonu 80 kW, by časové kontroly předepsané vyhláškou č. 194/2013 Sb. byly velmi sporadické, protože to znamená, že první kontrola kotle má být dle vyhlášky 10 let po uvedení do provozu a další bez rozdílu monitoringu opět až po 10 letech. V případě životnosti takového kolte v průměru cca 20 let, je za dobu jeho provozu kontrola vyhláškou předepsána pouze dvakrát! Nicméně právě u kotlů na tuhá paliva je nutné pamatovat na součinnost se zákonem č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší. Dle §17 je povinností provozovatele stacionárního zdroje (dle odstavce 1 g) provozovat spalovací stacionární zdroj na pevná paliva o jmenovitém tepelném příkonu od 10 do 300 kW včetně, který slouží jako zdroj pro teplovodní soustavu ústředního vytápění, v souladu s minimálními požadavky uvedeným v příloze č. 11, která stanovuje minimální emisní požadavky (tabulka 21). Dále je v odstavci 1 h uvedena povinnost provádět jednou za dva kalendářní roky kontrolu technického stavu a provozu takového stacionárního zdroje, a to proškolenou osobou výrobcem kotle s uděleným oprávněním - tj. „odborně způsobilou osobou“.

Výkon kotle Druh palivaPrvní kontrola

po uvedení do prevozu

Další kontrola

Systém je trvale monitorován [roky]*

Systém není trvale monitorován [roky]

Od 20 kWdo 100 kW

Všechna paliva 10 10 10

10

10Nad 100 kW

Pevná a kapalná 22

Plynná 4 4

33

Mezní hodnoty emisí

Ruční

≤ 65

> 65 až 187

> 187 až 300

≤ 65

> 65 až 187

> 187 až 300

Samočinná

≤ 65

> 65 až 187

≤ 65

> 65 až 187

> 187 až 300

Dodávka paliva Druh palivaJmenovitý tepelný

příkon [kW] 3CO [mg/m ] 3TOC* [mg/m ] 3TZL [mg/m ]

Fosílní

Fosílní

Biologické

Biologické

> 187 až 300

5000 150 150

2500 100 150

1200 100 150

5000 150 125

2500 100 125

1200 100 125

3000 100 150

2500 80 150

1200 80 150

3000 100 125

2500 80 125

1200 80 125

* Nevztahuje se na sálavé stacionární zdroje, určené pro připojení na teplovodní soustavu ústředního vytápění a k instalaci do obytné místnosti

3.1. Kontrola zdrojů tepla

Kromě účinnosti je nutné kontrolu kotle provést i s ohledem na správné dimenzování (příloha č. 1 vyhlášky č. 194/2013 Sb. K hodnocení správnosti dimenzování kotle k požadavkům na odběr tepla vyhláška zavádí bezrozměrný parametr vyjadřující poměr průměrného výkonu kotle k jmenovitému výkonu. Tento poměr lze vyjádřit jako

kde L – porovnávací parametr [-],av

Q – energie paliva spotřebovaného za časový interval t [kWh],f m

P – instalovaný výkon kotle [kW],n

t – časový interval [h].m

Pokud je kotel správně dimenzován, je hodnota L jvyšší, než uvádí tabulka 22. Výsledek je dále nutné ověřit porovnáním instalovaného av

tepelného výkonu otopných ploch v otopné soustavě budovy.

Tab. 22 Referenční hodnoty pro L dle vyhlášky č. 194/2013 Zb.av

3.2. Kontrola rozvodů tepelné energie

Ke kontrolám rozvodů tepelné energie je nutné přistoupit z pohledu vyhlášky č. 193/2007 Sb. Tato vyhláška stanovuje požadavky na účinnost užití energie v nově zřizovaných zařízeních pro rozvod tepelné energie a pro vnitřní rozvod tepelné energie a chladu. Dále se týká vybavení těchto zařízení tepelnou izolací, regulací a řízením u parních, horkovodních a teplovodních sítí a sítí pro rozvod teplé vody a chladu včetně přípojek,

=×

f

av

n m

QL

P t(21)

Typ budovyReferenční rozsah L [-]av

Sezónní venkovní teplota Projektová venkovní teplota

Jednotlivá budova 0,15 – 0,3 0,5 – 0,7

Řadová (bloková) budova 0,2 – 0,3 0,6 – 0,8

Tab. 21 Minimální emisní požadavky na spalovací stacionární zdroje na pevná paliva o jmenovitém tepelném příkonu od 10 do 300 kW včetně, který slouží jako zdroj tepla pro teplovodní soustavu ústředního vytápění - hodnoty jsou vztaženy k suchým spalinám a referenčnímu obsahu kyslíku 10 % (resp. 13 % pro tzv. sálavé spalovací zdroje určené pro připojení na teplovodní soustavu ústředního vytápění a k instalaci do obytné místnosti), TOC - celkový organický uhlík, souhrnná koncentrace všech organických látek s výjimkou CH4, TZL - tuhé znečisťující látky

34

s výjimkou chladicí vody z energetických a technologických procesů, která odvádí tepelnou energii do okolního prostředí. Zde je nutné upozornit, že vyhláška č. 193/2007 Sb. je poslední „starší“ vyhláškou, která neprošla v roce 2013 revizí. Dle informací z MPO se její nové znění chystá během roku 2017.

Metody zjišťování tepelných ztrát jsou vyhláškou definovány § 10 resp. přílohou č. 1 až 4. Pro zjišťování tepelných ztrát a zisků v zařízeních pro rozvod tepelné energie, chladu a teplé vody v provozních podmínkách se používá tzv. provozních metod. Provozní metody jsou Schmidtova, termovizní a kalorimetrická. Provozní metody ověřují tepelně izolační vlastnosti především tepelnou vodivostí a tepelnými ztrátami.

Z pohledu stanovení účinnosti rozvodů tepelné energie dle přílohy č. 1 se stanovují dvě hlediska. První je účinnost dopravy tepelné energie a druhé vychází z pohledu tepelných ztrát rozvodů. Účinnost dopravy tepelné energie je určena vztahem

kde P – jmenovitý výkon čerpadla [kW],N

P – příkon čerpadla při nižších než jmenovitých otáčkách [kW],SN

k – počet pevně nastavitelných stupňů otáček provozu čerpadla [-], v – poměrná část provozní doby čerpadla za otopné období, kdy čerpadlo nepracuje [-], m – poměrná část provozní doby čerpadla za otopné období, kdy čerpadlo pracuje se jmenovitými otáčkami [-], n – poměrná část provozní doby čerpadla za otopné období, kdy čerpadlo pracuje se sníženými otáčkami, u čerpadel s proměn-

nými otáčkami je n = 0,5 [-].

Příklad výpočtu např. pro otopnou soustavu bytového domu s vlastní výměníkovou stanicí uvádí následující příklad. Doba provozu otopné soustavy je 228 dní. Jmenovitý výkon čerpadla je 45 W. Příkon čerpadla při nižších otáčkách je 24 W a čerpadlo pracuje s proměnnými otáčkami (tj. n = 0,5). Poměrnou část provozní doby čerpadla, kdy čerpadlo nepracuje, lze zanedbat, protože čerpadlo po dobu otopného období pracuje nepřetržitě, tj. v = 0. Z toho vyplývá, že poměrná část provozní doby čerpadla za otopné období, kdy čerpadlo pracuje se jmenovitými otáčkami, je m = 0,5. Účinnost užití energie z pohledu dopravy tepelné energie pak vyjádříme jako

Potíž je, že ve vyhlášce č. 193/2007 Sb. není uvedeno, jakých hodnot by tato účinnost měla dosahovat, nebo chybí uvedena alespoň základní referenční hodnota.Stanovení účinnosti z hlediska tepelných ztrát je aplikace základní definice energetické účinnosti, a sice podíl energie systémem dodané vůči energii do systému vložené. Matematicky je to pak

kde Q – teplo odebrané i-tým odběrným místem [GJ], OD,i

Q – teplo dodané zdrojem [GJ].ZD

Stejně jako u předchozího případu i zde chybí další doplnění stran nějakých referenčních hodnot.Z provozních metod zjišťování tepelných ztrát (nebo naopak tepelných zisků) vyhláška definuje tři způsoby:

1) Schmidtova metoda – jedná se o měření na speciálním gumovém pasu, kde na základě rozdílného tepelného toku, který je vyvolán změnou odporu termočlánků na vnitřním a vnějším povrchu pasu, udává hodnotu měrného tepelného toku (tzv. termotranzitometr). Měření vyžaduje ustálený stav, dodatečnou úpravu měřicího povrchu a zkušenost obsluhy.

2) Termovízní metoda – tato metoda představuje způsob měření, při kterém se termovizní kamerou snímá povrch izolovaného zařízení. Termovizní zobrazení povrchových ploch umožňuje zaznamenat rozložení povrchových teplot zařízení a prokázat případné vady izolace, které se projevují jako tepelné mosty. Tato metoda ale neumožňuje ověření součinitele tepelné vodivosti tepelných izolací. Termovizní metoda je vhodná pro komplexní zhodnocení skutečného stavu tepelně izolovaných rozvodů a energetických zařízeni.

3) Kalorimetrická metoda – metoda vychází z kalorimetrické rovnice a umožňuje stanovit tepelné ztráty či zisky na úseku rozvodu. Měřením se stanoví rozdíl teplot teplonosné látky a průtok. Při využití fakturačních měřidel tepla dodavatele a součtových hodnot fakturačních měřidel na vstupu u odběratelů lze přibližně stanovit tepelné ztráty celé sítě. Naměřený rozdíl však zahrnuje krom tepelné ztráty sítě i veškeré nepřesnosti měřidel, a proto je velmi často tato metoda nepřesná.

,1

k

N i SN ii

c

N

m P n P

Ph =

× + ×

=ĺ

a zároveň platí 1v m n+ + = (22)

,1 0,5 45 0,5 24

0,77 77%45

=

× + ×× + ×

= = = Ţĺ

k

N i SN ii

c

N

m P n P

Ph

,1

k

ODii

Z

ZD

Q

Qh ==

ĺ(23)

35

Problémem je, že zjišťování tepelných ztrát Schmidtovými pasy a termovizním měřením je možné pouze u volných rozvodů. To je většinou případ vnitřních potrubních sítí v budovách. U podzemního vedení rozvodů (převážně vnější tepelné rozvody) je využitelná pouze kalorimetrická metoda. V praxi je dnes nejběžněji používaná termovizní metoda, nicméně zde je třeba klást důraz na to, aby měření prováděla dostatečně kvalifikovaná osoba se znalostí okrajových podmínek měření. Např. při kombinaci kalorimetrické a termovizní metody je nutné, aby potrubí bylo ze stejného materiálu a bylo opatřeno stejnou povrchovou úpravou (tj. má stejné vlastnosti z pohledu vedení tepla a emisivity povrchu). Pak je možné tepelné ztráty daného úseku stanovit měřením povrchových teplot potrubí, neboť teplotní rozdíl teplonosné látky lze považovat za shodný s teplotním rozdílem povrchových teplot trubky (zejména u kovových materiálů s vyšším součinitelem tepelné vodivosti). Na druhou stranu je nutné si uvědomit, žetoto zjednodušení platí v případě, že posuzovaný úsek potrubí vede v prostředí se stejnou okolní teplotou vzduchu samozřejmě nutností je také dostatečný přístup k posuzované části potrubí.

3.3. Okrajové podmínky použití termovizní techniky

3.3.1 Emisivita měřeného objektuEmisivitu (resp. poměrnou pohltivost) můžeme definovat jako poměr intenzity vyzařování skutečného měřeného tělesa, k intenzitě vyzařování absolutně černého (ideálního) tělesa se stejnou teplotou. Emisivita je tedy bezrozměrná veličina nabývajících hodnot od 0 do 1. Problémem ale je, že emisivita není v žádném případě konstanta, ale je závislá na dalších faktorech. Z Planckova zákona vyplývá závislost intenzity vyzařování dokonale černého tělesa na teplotě a vlnové délce. Tzn., že emisivita jako vlastnost reálného tělesa je také závislá na teplotě a vlnové délce, tj. mluvíme pak o spektrální emisivitě. Spektrální závislost emisivity na vlnové délce vyzařování ukazuje obr. 25. Jak můžeme vidět pro tmavé nekovové materiály (např. cihly, beton, omítka, dřevo, atd.) v oblasti vlnové délky vyzařování od 3 do 13 μm můžeme spektrální emisivitu považovat za konstantu. Intenzita vyzařování tělesa závisí nejen na vlnové délce, ale také na teplotě a dále také na struktuře a barvě povrchu. Sdílení tepla sáláním je elektromagnetické záření. Struktura povrchu ovlivní šíření elektromagnetického záření na povrchu objektu, tj. ovlivňuje reflexi (odražení signálu) a absorpci (pohltivost signálu). Tím také ovlivňuje celkovou emisivitu měřeného objektu (Kirchhoffovy zákony).

Obr. 25 Spektrální emisivita pro kovové a nekovové materiály

Metod, jak stanovit emisivitu měřeného materiálu, je několik. V praxi se nejvíce využívá komparativní metoda porovnáním měřeného tělesa s povrchem o známé emisivitě. V podstatě jde povrch (např. samolepka s matnou černou barvou), který vykazuje vysokou emisivitu (cca ε = 0,96). Kalibraci termografického přístroje (resp. nastavení emisivity měřeného objektu) pak provedeme podle povrchové teploty naměřené na povrchu přidané samolepky. Z hlediska přesnosti měření, lze jednoznačně konstatovat, že chybně stanovená hodnota emisivity má na výsledek měření nejvýznamnější vliv. Nejistota měření se v takovém případě může pohybovat řádově i ve stovkách procent. Příklad nevhodně zadané emisivity ukazuje obr. 26.

Obr. 26 Termogram kouřovodu plynového kotle a) s emisivitou odpovídající emisivitě povrchu kouřovodu - ε = 0,14 (t = 74,2 °C, t ≈ 190 °C)povrchu kouřovodu samolepky

b) s emisivitou odpovídající emisivitě měřené samolepky - ε = 0,95 (t = 30,7 °C, t = 74,3 °C)povrchu kouřovodu samolepky

Vlnová délka

ˇ

36

Obr. 26 zobrazuje měřicí situaci nerezového kouřovodu s emisivitou povrchu ε = 0,14. Levá strana obrázku (obr. 26a) je termogram s nastavenou skutečnou emisivitou měřeného kouřovodu. Jak můžeme vidět, teplota na povrchu černé matné samolepky by pak byla cca 190 °C, oproti skutečným 74,2 °C.

Obr. 26b ukazuje měřicí situaci při nastavení emisivity dle samolepky tj. ε = 0,95. Zde můžeme vidět, že na povrchu samolepky je teplota 74,3 °C, ale teplota povrchu nerezového kouřovodu je dle tohoto nastavení 30,7 °C, což je cca 2,5 méně než jeho skutečná teplota.

3.3.2. Vlastnosti měřicího přístrojeNejdůležitější vlastnosti termografického měřicího přístroje jsou optická rozlišovací schopnost a přesnost měření. Rozlišovací schopnost přístroje je v podstatě kvalita pořízeného digitálního obrazu. Každý digitální obrázek se skládá z jednotlivých bodů (1 bod = 1 pixel). Lidské oko má celkem asi 120 miliónů pixelů, přičemž pro pocit "ostrého" obrazu lidské oko potřebuje digitální obraz s rozlišením alespoň 5 miliónů pixelů (např. kinofilm). Nejčastější rozlišení termogramů podle typu přístroje je ovšem 320 x 240 (76 800 pixelů) nebo 640 x 480 pixelů (307 200 pixelů). Vyšší rozlišení (např. 1920 x 1080 pixelů = cca 2,1 mil. pixelů) je v současné době velmi obtížně dosažitelné, protože pro zpracování takového množství termografických dat je nutné mít odpovídající hardwarovou platformu. Ačkoli se tedy citlivost přístroje může pohybovat v řádech setin stupně Kelvina, velikost 1 pixelu vůči skutečným rozměrům snímaného objektu určuje přesnost měření. Typickým příkladem může být snímaná obálka budovy. Např. pro termovizní kameru FLIR ThermaCAM S65 se standardním objektivem s ohniskovou vzdáleností 18 mm, by při vzdálenosti 10 m od zdi budovy byla velikost jednoho prvku detektoru 25,69 mm. Tzn., že 1 pixel by měl velikost čtverce o rozměru cca 2,6 x 2,6 cm. V případě rostoucí vzdálenosti nebo klesající ohniskové vzdálenosti čočky objektivu se velikost pixelu pochopitelně zvětšuje. Může se tedy stát, že přístroj vyhodnotí v rámci jednoho pixelu více ploch o různých teplotách, což nutně vede k chybnému zobrazení teploty na termogramu.

Z hlediska přesnosti měření výrobci standardně udávají přesnost ± 2 °C nebo ± 2 % z naměřené hodnoty. To je samozřejmě v rámci měření poměrně výrazná nejistota měření. Na druhou stranu je nutné si uvědomit, že ve většině případů defektoskopie budov se jedná o hledání problematických míst s ohledemna tepelně-technický stav obálky budovy (tj. rozdíl teplot). A pro tato měření je přesnost dostačující. Daleko závažnější je otázka, jestli je možné grafické znázornění termogramu povrchu, který není ideálně kolmo k měřicímu přístroji, považovat za správné. Tato otázka souvisí s tzv. Lambertovým zákonem, který říká, že maximum intenzity vyzařování leží vždy ve směru normály k měřenému objektu. V případě obálky budovy, která je rozměrově mnohem větší než plocha objektivu přístroje a zároveň se na ploše fasády domu můžou objevovat různé atiky nebo zakřivení plochy je tedy jasné, že kamera při statickém snímání není vždy ideálně kolmo k fasádě domu i z pohledu celé plochy získaného termogramu. Hodnoty rizikového úhlu snímání s ohledem na celkovou nejistotu měření pro teplotu 100 a 200 °C ukazuje obr. 27.

Obr. 27 Závislost horizontálního úhlu odklonu od normály plochy objektu na relativní chybě měření pro termovizní kameru ThermaCAM S65

Závislosti podle obr. 27 byly získány experimentálně pro termovizní kameru ThermaCAM S65. Je vidět, že pro teplotu 200 °C je cca do 62° horizontálního odklonu od normály snímaného povrchu indikovaná teplota a s ní spojená nejistota měření nižší než nejistota měření daná vlastnostmi přístroje. Pro nižší teplotu (100 °C) je tato hranice posunuta již k 53°. Podobné závěry lze shledat i u vertikálního odklonu. Další podobné experimenty realizované pro různé typy kamer potvrzují, že do 50° odklonu čočky kamery od normálu snímaného povrchu je relativní chyba měření menší než celková relativní chyba přístroje. Údaj o kritickém úhlu snímání tak jednoznačně vymezuje použitelnost přístroje v praxi.

3.3.3. Okrajové podmínky souvisejí s okolním prostředímDalším hlediskem jsou okrajové podmínky související s okolním prostředím, kde se měření realizuje. Jiné nároky na měření jsou kladeny při měření v exteriéru a jiné při měření v interiéru budov. Měření ve venkovním prostředí bývá nejčastěji ovlivněno působením atmosféry. Nejdůležitějšími parametry, které ovlivňují měření jsou voda (déšť) a vodní pára (vlhkost), koncentrace CO , a prach, oslunění a rychlost větru. 2

Z hlediska měřicího přístroje jsme schopni definovat některé okrajové podmínky přímo na místě měření. Obsah vodní páry se definuje relativní vlhkostí. Z hlediska transmise prostředí (koncentrace škodlivých látek v ovzduší) definujeme koeficient propustnosti atmosféry, který se pohybuje od 0,5 do 0,9. Daleko jiná situace nastává při působení povětrnostních podmínek, tzn. oslunění, déšť a rychlost větru. Jak přímé oslunění, tak

Rel

ativ

ní n

ejis

tota

Horizontální úhel odklonu plochy

37

výrazné proudění podél měřeného objektu výrazně zkreslí celou měřicí situaci. Posledním faktorem z hlediska měření exteriéru je tzv. "zdánlivě odrážející se teplota". Při měření v exteriéru se jedná o teplotu oblohy. Zcela jiná teplota pozadí (tj. oblohy) bude při měření jasné nebo zatažené oblohy. Pro výpočet teploty oblohy lze využít normu ČSN EN ISO 13791 přílohu F. Teplotu oblohy pak vypočítáme

kde T – teplota oblohy [K],ob

T – vonkajšia teplota [K].e

Pro měření v interiéru budovy platí podobná pravidla s tím rozdílem, že za tzv. "zdánlivě odrážející se teplota" můžeme dosadit střední radiační teplotu. Pokud se, ale v interiéru nachází výrazné zdroje tepla (např. osvětlení, otopná tělesa, rozvody otopné soustavy, rozvody chladu, atd.) je nutné dále tuto teplotu korigovat. Obecně lze říci, že čím má měřený povrch nižší emisivitu, a tím i vysokou odrazivost, podíl odráženého tepelného toku se zvyšuje a tím i roste podíl "zdánlivě odrážející se teploty" na výsledku měření. Základní metodou jak stanovit tuto teplotu v interiéru je při nastavení emisivity v přístroji na hodnotu ε = 1. Objektiv přístroje pak nastavíme pro pohled ve směru normály od měřeného předmětu (tj. měříme to, co se do námi měřené plochy zdánlivě odráží). Z termogramu pak vyhodnotíme průměrnou teplotu získaného obrazu a tuto hodnotu můžeme použít pro zadání zdánlivě odrážející se teploty.

( )0 25669 36 10

,

ob eT , T-é ů= × ×ë ű

(24)

38

4. Odvod spalin u odběrných plynových zařízení

4.1. Rozdělení plynových spotřebičů

Plynový spotřebič je zařízení spalující plynné palivo za účelem přeměny chemické energie v energii tepelnou (TPG 800 00). Plynové spotřebiče rozdělujeme do tří kategorií, a sice typ spotřebiče A, B a C. Další rozdělení plynových spotřebičů je pak závislé na tom, zda je spotřebič s přirozeným tahem (tj. odvodem spalin) nebo nuceným, zda je spalinový nebo vzduchový ventilátor umístěn před resp. za spalinovým výměníkem, zda je spotřebič opatřen přerušovačem tahu či nikoli, nebo zda je určen pro připojení na společný komín nebo samostatný kouřovod. Dále uvedené rozdělení plynových spotřebičů je v souladu s TPG 800 00.

1) Provedení A – otevřený spotřebič, který odebírá spalovací vzduch z prostoru, v němž je umístěn a spaliny jsou odváděny do téhož prostoru (např. plynový sporák apod.).

2) Provedení B – otevřený spotřebič, který odebírá spalovací vzduch z prostoru, v němž je umístěn, ale spaliny odvádí do venkovního prostoru komínem (např. kotle, karmy, atd.).

3) Provedení C – uzavřený spotřebič, který odebírá spalovací vzduch z venkovního prostoru nebo společného komínu a od kterého jsou spaliny odváděny do venkovního prostoru.

Technické pravidlo, které upravuje možnosti umisťování a provozování plynových spotřebičů v budovách je TPG 704 01 - Domovní plynovody - Odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách. TPG 704 01 platí pro připojování odběrných plynových spotřebičů s jednotlivými výkony nižší než 50 kW a provozním tlaku do 0,5 MPa. U spotřebičů s vyššími výkony je možné postupovat analogicky, jako je uvedeno v TPG 704 01, ale při dodržení dalších příslušných předpisů. U plynových spotřebičů je nutné rozlišit podmínky pro jejich umísťování v bytových a nebytových prostorách. V bytových prostorách se většinou jedná o umístění menších plynových zařízení (plynový sporák, plynová topidla, ohřívače teplé vody a menší plynové kotle). Za bytový prostor se přitom považují prostory sloužící k bydlení tj. byty a pokoje pro ubytování a to včetně sociálního zařízení (TPG 704 01). Umístění plynových spotřebičů musí být takové, aby byl spotřebič snadno přístupný pro obsluhu a údržbu. Plynové spotřebiče není vhodné umísťovat ve schodišťových prostorech, veřejnosti přístupných chodbách nebo únikových cestách.

4.2. Možnosti provedení odvodu spalin u kotlů QUANTUM Q7K

U plynových kotlů a to ať klasických nebo kondenzačních se podle způsobů připojení na kouřovod může jednat o spotřebič v provedení B nebo v provedení C. Kotle firmy QUANTUM Q7K jsou konstrukčně řešeny výhradně k připojení jako spotřebiče v provedení C.

Spotřebiče v provedení C dle TPG 704 01 nemají na žádné zvláštní požadavky na umisťování v místnostech na objem prostoru, ani na větrání místnosti ve které jsou umístěny a ani na přívod vzduchu.

U kotlů QUANTUM Q7K je možné použít dva různé způsoby odvodu spalin a přívodu spalovacího vzduchu (obr. 28).

Obr. 28 Možnosti provedení odtahů spalin u kotlů QUANTUM Q7K a) klasický způsob odtahu spalin (D = 80 mm) b) koncentrický způsob odtahu spalin (D = 80 x 125 nebo 60 x 100 mm)

První je využití dvou samostatných potrubí (obr. 28a). Jedno potrubí je ve funkci přívodu spalovacího vzduchu a druhé ve funkci kouřovodu slouží k odvodu spalin. Druhou možností je použití tzv. koncentrického způsobu odvodu spalin (obr. 28b). Koncentrický systém odvodu spalin je vlastně systém trubka v trubce, kdy vnitřní trubkou jsou odváděny spaliny, a mezikružím je nasáván spalovací vzduch. Výhodou tohoto systému je další ochlazení spalin oproti klasickému způsobu odvodu spalin. Koncentrický komín pracuje v podstatě jako protiproudý výměník tepla, kdy spaliny

a) b)

39

předávají teplo přímo v kouřovodu přiváděnému spalovacímu vzduchu, a to pomáhá k mírnému zlepšení normovaného stupně využití. Správná funkce koncentrického systému přívodu spalovacího vzduchu a odvodu spalin je velmi závislá na dopravním tlaku ventilátoru nebo na vyvozeném přirozeném vztlaku systému odvodu spalin. Celková tlaková ztráta je tak dána jednak tlakovou ztrátou v přívodním potrubí spalovacího vzduchu tak i tlakovou ztrátou v kouřovodu při odvodu spalin. Problémy při provozu těchto spotřebičů jsou tedy většinou spojeny s nedodržením maximální délky potrubí.

U kotlů QUANTUM Q7K je maximální možná délka potrubí přívodu spalovacího vzduchu a odtahu spalin (dohromady!!!) 75 m!

Tab. 23 Používané materiály přívodu spalovacího vzduchu a odvodu spalin u kotlů QUANTUM Q7K

Tab. 24 Ekvivalentní délky tvarovek kouřovodů

Příklad provedení napojení kotle QUANTUM Q7K

Je možné provést vertikální odtah kotle QUANTUM Q7K přes střechu dle parametrů na obr. 29?

Obr. 29a Návrh odtahu vertikálního odtahu spalin

Obr. 29b Vertikální kombinovaný odtah přes střechu

Rešení

Návrh vertikálního odtahu kotle QUANTUM Q7K V Y H O V U J E.

Trubka Průměr Materiál

Přívod vzduchu ø 80 mmDle místní požární úpravy a legislativní úpravy.Hliník, galvanizovaná ocel, nerez nebo plast. Pokud možno izolovat 10 mm neprodyšné izolace nebo plast.

Odtah spalín ø 80 mm Podle ČSN 73 4201 (1.11.2010)

Izolace -10 mm neprodyšné izolace v případě, že se na vnější straně vytváří kondenzát, protože teplota zdi je nízká a relativní vlhkost vzduchu i teplota v místnosti je vysoká.

koleno 90° R/D=1 – pozvolný uhel 2 m

koleno 45° R/D=1 – pozvolný uhel 1 m

koleno 90° R/D=0,5 – ostrý uhel 4 m

koleno 45° R/D=0,5 – ostrý uhel 2 m

Odtah a přívodDélka odtahu nebo

přívoduCelková délka

potrubí

Odtah spalin L1 + L2 + L3 + 2x2 m 13 m

Přívod vzduchu L4 + L5 + L6 + 1x1 m + 2x2 m 13 m

Duální trubka odtahu a přívodu 2x1 m 2 m

28 m < 75 mCelkem

40

Pro vyústění odtahů spalin od plynových spotřebičů musí být splněna ČSN 73 4201. Tato norma prošla revizí a její poslední znění je platné od 1.12.2016. Norma ČSN 73 4201 je zezávazněna vyhláškou č. 268/2009 Sb. a nařízením vlády č. 91/2010 Sb. Problematické se z pohledu odborné veřejnosti jeví zejména provádění odtahů od plynových spotřebičů stěnou fasády domu do volného ovzduší.

4.3. Odvod spalin venkovní fasádou domu

Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší lze navrhnout a provést jen v technicky odůvodněných případech při stavebních úpravách budov nebo u průmyslových staveb, při dodržení emisních limitů. Tento způsob odvodu spalin se týká pouze spotřebičů na plynná paliva v provedení C a B33 (tj. plynový spotřebič bez přerušovače tahu určený pro připojení na společný komín se vzduchovým ventilátorem instalovaným před spalovací komorou), u kterých je zabezpečeno, že spaliny nemohou při provozu spotřebiče proniknout do místa jeho instalace, do jmenovitého výkonu 24 kW.

Za technicky odůvodněný případ se považuje rekonstrukce budov, ve kterých nejsou žádné komínové průduchy, pokud nelze postavit komín k fasádě budovy nebo do světlíku, namontovat svislý kouřovod ve funkci komína nebo provést společný komín. Vývod spalin stěnou fasády nemůže být navrhován a realizován u nových staveb!

Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší může být navržen a proveden v případech, kdy jsou splněny následující základní podmínky:

a) vyústění spalin od spotřebičů do jmenovitého výkonu 7 k W.

b) vyústění spalin od spotřebičů se jmenovitým výkonem nad 7 kW do výkonu 24 kW.

c) vyústění spalin spotřebičů u průmyslových staveb se jmenovitým výkonem od 7 kW do 100 kW.

Kotle QUANTUM Q7K spadají svými tepelnými výkony do druhé (více jak 7 kW a méně než 24 kW) a třetí kategorie (průmyslové objekty od 7 kW do 100 kW).

4.3.1. Plynové spotřebiče o jmenovitém výkonu od 7 kW do 24 kWNejdůležitějším pravidlem je definování tzv. samostatně stojící budovy, nebo budovy v hromadné zástavbě, resp. předepsaných minimálních vzdáleností přilehlých nebo protilehlých budov. Nejmenší předepsané vzdálenosti sousedních nebo protilehlých budov se neposuzují v případě, kdy je vyústění odtahu spalin na fasádě domu výše, než jsou horní hrany otvorů oken, dveří, střešních oken a vikýřů, protilehlé nebo sousední budovy (obr. 30). V případě, kdy je vyústění odtahu spalin ve stejné úrovni nebo dokonce níže než jsou horní hrany otvorů oken, dveří atd. u protilehlé budovy, je nutné dodržet požadavky na nejmenší vzdálenosti protilehlých budov dle obr. 31.

Obr. 30 Příklad vyústění odtahu spalin venkovní stěnou budovy 1 nad úrovní budovy 2 - vzdálenost mezi budovami se neposuzuje.

41

Obr. 31 Nejmenší předepsané vzdálenosti protilehlých budov od vývodu odtahu spalin na venkovní zdi podle výšky budov a) budovy pouze s 1NP b) budovy s 1 NP nad vyústěním c) budovy s 2 NP nad vyústením d) budovy s 3 NP a více nad vyústěním

Vyústění odtahů spalin venkovní stěnou musí z hlediska výšky vyvedení spodní hrany kouřovodu nad okolním terénem splnit požadavky dle obr. 32. Tzn. že vyvedení odvodu spalin musí být vždy za venkovní stěnou. Na druhou stranu je také nutné pamatovat na minimální předepsanou vzdálenost vyústění odtahu spalin např. pod přesahující střechou, nebo jinou stavební konstrukcí (obr. 32c).

Obr. 32 Předepsané vzdálenosti vyústění spodní hrany kouřovodu na obvodové zdi nad okolním terénem a) vyústění spalin pro samostatně stojící budovu (dle obr. 30) b) vyústění odvodu spalin pro budovu v hromadné zástavbě (dle obr. 31) c) vyústění odvodu spalin pod přesahující střechou nebo jinou stavební konstrukcí

V souvislosti s obr. 32c, je nutné dále přihlédnout k předepsaným minimálních odstupných vzdáleností vyústění odvodu spalin od hořlavých materiálů (obr. 33). Např. u přesahujících střech s dřevěným podbitím by musela být skutečná minimální předepsaná vzdálenost ve svislém směru nad vyústěním spalin ≥ 1,5 m, jako ukazuje obr. 33.

Samostatněstojící budova

V hromadnézástavbě

Podpřesahující

střechou

42

Obr. 33 Předepsané minimální odstupné vzdálenosti pro umisťování hořlavých materiálů od horizontálního vyústění spalin na venkovní zdi

Nejvíce problematické z hlediska návrhu vyústění odtahu spalin na venkovní zdi je řešení tzv. ochranného pásma pro okenní a jiné otevíratelné otvory na ploché fasádě domu. Vytvoření minimálního ochranného pásma je předepsáno normou a účelem je zamezit obtěžování spalinami ve vyšších patrech budovy nad vyústěním spalin (obr. 34).

Obr. 34 Pásmo průběhu spalin u samostatného vyústění na ploché fasádě bytového domu

Při vývodu většího počtu spotřebičů na fasádě nesmí docházet k průniku pásem!!!

4.3.2. Plynové spotřebiče o jmenovitém výkonu od 7 kW do 100 kW u průmyslových stavebZa průmyslovou stavbu se považuje výrobní budova situovaná v průmyslovém areálu. Vyústění vývodu spalin na fasádu musí být nejméně 3 m nad okolním terénem s podmínkou, že nad vyústěním nesmí být situovány žádné otvory do objektu (okna, dveře, větrací otvory apod.). Z hlediska posuzování vzdáleností sousedních nebo protilehlých budov, které mají okna nebo jiné otevíratelné konstrukce výše než vyústění odtahu spalin, je nutné dodržet minimální předepsané vzdálenosti dle obr. 35. Podmínkou, kterou norma uvádí v článku 10.4.4 je současné dodržení emisních limitů podle platných předpisů.

Obr. 35 Graf předepsaných minimálních vzdáleností budov u průmyslových objektů podle instalovaného výkonu plynového spotřebiče (tj. od 7 kW do 100 kW)

1 - sousední nebo protilehlá budova je stejně vysoká nebo nižší 2 - sousední nebo protilehlá budova je vyšší

Vzdálenost

43

4.4. Odvod spalin nad střechu objektu

Při odvodu spalin s vyústěním nad střechu je nutné nejprve rozlišit, zda se jedná o šikmou nebo vodorovnou střechu. Norma ČSN 73 4201 definuje šikmou střechu, která má sklon od vodorovné roviny větší než 20°. U šikmé střechy musí mít komín s přirozeným tahem ústí nejméně 650 mm nad hřebenem, popř. větrným úhlem 10°.

Kotle QUANTUM Q7K jsou navrhováni převážně pro tzv. přetlakové a podtlakové komíny, tj. komíny s nuceným přívodem spalovacího vzduchu a odtahem spalin. U komínů s přetlakovým odvodem spalin může být výška vyústění nad rovinou střechy snížena až na 500 mm (obr. 36), pokud je přetlak v ústí komína větší než 25 Pa. Stejná výšková podmínka platí i pro podtlakový komín, kde je podtlak v komíně vytvořen ventilátorem namontovaným na ústí komína.

V oblastech s výskytem sněhu v zimním období musí být výška vyústění upravena podle místních podmínek.

Za plochou střechu je považována střecha, jejíž sklon od vodorovné roviny je menší než 20°. Nad plochou střechou budovy nebo nad atikou ploché střechy musí být ústí komína ve výšce nejméně 1 000 mm. U přetlakových a vysokopřetlakových komínů může být tato výška snížena na 500 mm, při dodržení stejných podmínek jako u šikmých střech (obr. 36).

Obr. 36 Výška přetlakového komína od roviny střechy (ČSN 73 4201)

4.5. Výpočet množství spalovacího vzduchu pro plynové kotle

Pro výpočet potřeby spalovacího vzduchu, lze využít též pravidla uváděná v TPG 704 01. Technické pravidlo TPG 704 01 stanovuje výpočet potřebného množství spalovacího vzduchu pro plynové spotřebiče v provedení B. Spotřebiče v provedení B, se od spotřebičů typu C liší ve způ-sobu přívodu spalovacího vzduchu. Spalovací vzduch u spotřebičů v provedení B je přímo nasáván z místnosti, ve které je spotřebič umístěn. Postup výpočtu potřebného množství spalovacího vzduchu, který je uveden v TPG 704 01 pro spotřebiče B, můžeme aplikovat i pro spotřebiče C např. při návrhu jednotného přívodu spalovacího vzduchu pro kaskádu několika plynových kotlů. Nezávisle na legislativě lze teoretické množství vzduchu potřebného pro spalování vypočítat ze vzorce:

kde3 V – množství spalovacího vzduchu [m /h],s

λ – potřebný přebytek vzduchu pro spalování [-], Q – jmenovitý tepelný výkon spotřebiče [kW],n

η – účinnost spotřebiče [-].

Pro výpočet potřebného přebytku vzduchu pro spalování, lze použít vztah vycházející z poměru maximálního a skutečného obsahu CO 2

ve spalinách ve tvaru:

kde CO – maximální obsah CO ve spalinách (pro zemní plyn 11,7 %) [%],2max 2

CO – skutečný obsah CO ve spalinách [%].2skut 2

11= ×l ×h

nS

QV , (25)

2

2

l= max

skut

CO

CO(26)

Hodnoty skutečného obsahu CO v spalinách jsou závislé zejména na aktuálním tepelném výkonu daného spotřebiče. Pro výpočet se uvažuje 2

s hodnotou stanovenou pro jmenovitý tepelný výkon dle dokumentace výrobce nebo hodnotou stanovenou na zkušebně. Pro plynové kotle se hodnoty CO mohou pohybovat v rozsahu od 4,5 % do 11 %. Pokud není hodnota λ daného spotřebiče známa, volí se λ = 2,5.2skut

Dle TPG lze použít zjednodušený vztah ve tvaru:

kde c – konstanta dlea tabulky 25 [-], P – příkon spotřebiče [kW],n

V – množství paliva ke spotřebiči [jednotka/h],p

H – výhřevnost paliva [kWh/jednotka].u

Tab. 25 Hodnoty přepočtových konstant dle použitého typu paliva

Je zřejmé, že u spotřebičů v provedení B je také nutné dbát na zajištění provozních podmínek pro přívod spalovacího vzduchu. Jedná se zejména o dodržení tlakových podmínek v daném prostoru. Co nesmí, u takovýchto spotřebičů v žádném případě nastat ukazuje obr. 37.

Obr. 37 Provoz plynového spotřebiče v provedení B nebo jiného provozem podobného spotřebiče typu B (např. krbová kamna apod.)

Norma TPG 704 01 říká, že u plynových odběrných zařízení v provedení B je nejmenší požadovaný objem místnosti, ve které je spotřebič umístěn vázán dle tabulky 27

Tab. 27 Požadovaný objem místnosti pro spotřebiče typu B

44

= ×S nV c P (27)

= ×n p uP V H

Druh prostoru a způsob umístění spotřebičů v provedení B

Nejmenší požadovaný objem prostoru pro spotřebiče v provedení B

Skříň (obr. 38), výklenek nebo přístavek se samostatnýmtrvalým přívodem vzduchu z venkovního prostoru určený pouzepro umístění spotřebiče v provedení B. Skříň, výklenek nebo přístavek musí být opatřen dveřmi (dvířky), které musí být při provozu spotřebiče uzavřeny.

1

2

3

Není stanoven

Prostor, ve kterém jsou spotřebiče v provedení B o součtu příkonů do 30 kW38 m

Prostor, ve kterém jsou spotřebiče v provedení B o součtu příkonů nad 30 kW3 38 m na 30 kW příkonu spotřebičů + 0,8 m

na každý další 1 kW příkonu spotřebičů

Typ paliva Konstanta c [-]

Zemní plyn 2,2

Lehký topný olej 2,0

Dřevo, uhlí (ne krby) 3,5

Krby na dřevo nebo uhlí 4,0

45

Obr. 38 Provedení samostatného trvalého přívodu venkovního vzduchu pro spotřebiče v provedení B

Návrh větracích otvorů nebo potrubí je pak dán vztahem

kde 3 V – průtok vzduchu [m /h],o

3 V – skutečný průtok přiváděného vzduchu [m /h],o,sk

Δp – skutečný tlakový rozdíl uvedený výrobcem spotřebiče (minimálně 4 Pa) [Pa].v

Příklad zajištění přívodu průtoku vzduchu pro horizontální plastové potrubí ukazuje obr. 39

Obr. 39 Závislost minimálního průměru plastového potrubí na požadovaném průtoku vzduchu

Pozn.: Uvedený graf na obr. 39 platí pouze pro případ horizontálního plastového potrubí o délce, max. 0,5 m a při požadovaném tlakovém rozdílu 4 Pa. V případě jiné délky potrubí, nebo nějaké, odbočky (kolena, oblouky) či vertikálního vedení je nutné sestavit samostatný graf pro dané, okrajové podmínky!

2 ×=

D

o,skO

v

VV

p(28)

Průtok vzduchu plastovým potrubím o délceu maximálně 0,5 m, při tlakové ztrátě 4 Pa, bez nebo s osazenou protidešťovou žaluzií (ζ = 2,8)

Průměr potrubí

Prů

tok

vzd

uch

u

46

5. Doporučená hydraulická schémata zapojení kondenzačních kotlů

U hydraulických schémat pro zapojení kondenzačních kotlů by mělo platit jedno základní pravidlo. A sice, že zapojení kondenzačního kotle a otopné soustavy by nemělo v žádném případě zvyšovat teplotu zpátečky, aby nedocházelo ke zhoršování normovaného stupně využití kotle. Dále je nutné rozlišit, zda se jedná o zapojení kondenzačního kotle jako jediného zdroje tepla pro otopnou soustavu, nebo zda se jedná o zapojení několika kondenzačních kotlů tzv. v kaskádě. V případě, že je navržena otopná soustava s kaskádou kondenzačních kotlů, neměl by se při návrhu hydraulického schématu otopné soustavy zapomenout instalovat termohydraulický rozdělovač (THR). THR umožňuje vyloučit vzájemné ovlivňování průtoků mezi kotlovým okruhem na primární straně THR a otopnými okruhy na sekundární straně THR. Při návrhu THR pro kaskádu kotlů musí platit, že průtok kotlovým okruhem je větší cca o 10 až 15 % než průtok spotřebitelskými okruhy.

5.1. Návrh termohydraulického rozdělovašea (anuloidu)

Termohydraulický rozdělovač (THR) je v podstatě značně předimenzovaný hydraulický zkrat (obr. 40). Na rozdíl od zkratu v kotlovém okruhu je v THR zanedbatelný rozdíl tlaků mezi přívodem a zpátečkou. Dosáhne se tak plného hydraulického propojení a vyloučení protichůdného ovlivňování průtoků a tlaků primárního (kotlového) a sekundárního (spotřebitelského) okruhu. Umístění teplotního čidla (KT) v horní části THR vyhovuje všem provozním stavům vzhledem k řízení dodávky tepla do sekundárních okruhů. THR je dimenzován na rychlosti proudění 0,1 až 0,2 m/s při maximálním průtoku. Tlaková ztráta THR se tak zcela minimalizuje. Pro návrh vnitřního průměru THR lze použít vztahu (pro rychlost proudění 0,1 m/s):

kde D – vnitřní průměr THR ,[!!! mm !!!]3 V – objemový průtok kotlovým okruhem [m /hod]

Obr. 40 Konstrukční uspořádání THR (AOV- automatický odvzdušňovací ventil, http://www. tzb-info.cz/345-termohydraulicky-rozdelovac-iil VV - vypouštěcí ventil, tTHR - teplota výstupu z THR)

5.2. Zapojenie kondenzačného kotla a jedného spotrebiteľského okruhu

VD &×= 3537 (29)

Legenda:ČKO Kotlové oběhové čerpadlo WILLO RS 15/7EN Expanzní nádoba (6 l)K Kondenzační kotel QUANTUM Q7K-SOLOOT Otopná tělesaPJV Pojistný ventil p = 300 kPapv

PV Přívodní potrubí nabíjení otopných okruhůRŠ Radiátorové šroubeníRV Regulační a uzavírací ventilRVF Regulační a uzavírací ventil s filtremTE Čidlo venkovní teplotyTRV Termostatický radiátorový ventilZK Zpětná klapkaZV Zpátečka otopných okruhů

Obr. 41 Schéma zapojení kondenzačního kotle a jednoho spotřebitelského okruhu

5.3. Zapojení kondenzačního kotle a dvou spotřebitelských okruhů a nabíjení zásobníku TV

Obr. 42 Schéma zapojení kondenzačního kotle, dvou spotřebitelských okruhů a nabíjení zásobníku teplé vody

U větších průtoků kotlovým okruhem (cca > 1000 l/h) je možné u schématu zapojení dle obr. 41, použít i zapojení s THR (viz obr. 42). U větších průtoků lze v přechodném období očekávat výrazné kolísání průtoků spotřebitelskými okruhy a díky THR lze oba okruhy jak kotlový tak spotřebitelský hydraulicky oddělit.

47

Legenda:ČKO Kotlové oběhové čerpadlo WILLO RS 15/7ČOT Oběhové čerpadlo otopné soustavyČPO Oběhové čerpadlo podlahového okruhuEN Expanzní nádoba (6 l)K Kondenzační kotel QUANTUM Q7K-COMBIOT Otopná tělesaPJV Pojistný ventil p = 300 kPapv

PTV Přívodní potrubí nabíjení zásobníku TVPV Přívodní potrubí nabíjení otopných okruhůRŠ Radiátorové šroubeníRTR Trojcestný regulační ventilRV Regulační a uzavírací ventilRVF Regulační a uzavírací ventil s filtremTE Čidlo vonkovní teplotyTPO Čidlo teploty přívodní vody podlahového okruhuTRV Termostatický radiátorový ventilTTV Čidlo teploty zásobníku TVTV Zásobník TV např. QUANTUM Q7-150-ZJVZK Zpětná klapkaZTV Zpátečka teplé vodyZV Zpátečka otopných okruhů

48

5.4. Zapojení kaskády kondenzačních kotlův a přípravy TV

Legenda :ČC Cirkulační čerpadlo TVČKO Kotlové oběhové čerpadlo WILLO RS 15/7ČOT Oběhové čerpadlo otopné soustavyČTV Nabíjecí čerpadlo zásobníkau teplé vodyČPO Oběhové čerpadlo podlahového okruhuEN Expanzní nádoba (6 l)K Kondenzační kotel QUANTUM Q7K-SOLOOT Otopná tělesaPJV Pojistný ventil p = 300 kPapv

PTV Přívodní potrubí nabíjení zásobníku TVPV Přívodní potrubí nabíjení otopných okruhůRŠ Radiátorové šroubeníRTR Trojcestný regulační ventilRV Regulační a uzavírací ventilRVF Regulační a uzavírací ventil s filtremTE Čidlo venkovní teplotyTHR Termohydraulický rozdělovačTPO Snímač teploty přívodní vody podlahového okruhuTRV Termostatický radiátorový ventilTTV Čidlo teploty zásobníku TVTV Zásobník TV např. Q7-800-ZJVZK Zpětná klapka ZTV Zpátečka teplé vodyZV Zpátečka otopných okruhů

Obr. 43 Schéma zapojení kaskády kondenzačních kotlů a přípravy teplé vody

49

5.5. Zapojení kondenzačního kotle a solárních panelů s podporou přípravy TV

Obr. 44 Schéma zapojení kondenzačního kotle, solárních panelů s podporou přípravy teplé vody

Pro vyšší hodnoty průtoků kotlovým okruhem lze postupovat stejně, jako je uvedeno v textu u obr. 42 (tj. vřadit mezi kotel a spotřebitelské okruhy THR).

Legenda :ČKO Kotlové oběhové čerpadlo WILLO RS 15/7ČOT Oběhové čerpadlo otopné soustavyČPO Oběhové čerpadlo podlahového okruhuEN Expanzní nádoba (6 l)K Kondenzační kotel QUANTUM Q7K-COMBIOT Otopná tělesaPJV Pojistný ventil p = 300 kPapv

PTV Přívodní potrubí nabíjení zásobníku TVPV Přívodní potrubí nabíjení otopných okruhůRSP Regulační skupina solárních panelůRŠ Radiátorové šroubeníRTR Trojcestný regulačný ventilRV Regulační a uzavírací ventilRVF Regulační a uzavírací ventil s filtremSP Solární panelyTE Čidlo venkovní teplotyTPO Čidlo teploty přívodní vody podlahového okruhuTRV Termostatický radiátorový ventilTSP Snímač teploty solárného zásobníkaTTV Čidlo teploty zásobníku TVTV Kombinovaný zásobník TV např. Q7-500-ZDVZK Zpětná klapka ZTV Zpátečka teplé vodyZV Zpátečka otopných okruhů

50

5.6. Zapojení kondenzačního kotle, kotle na tuhá paliva a solárních panelů s podporou přípravy TV a VYT

Legenda :AZ Akumulační zásobník např. Q7-500-ZBVČKO Kotlové oběhové čerpadlo WILLO STAR RS 15/7ČKR Oběhové čerpadlo kotle na tuhá palivaČPO Oběhové čerpadlo podlahového okruhuEN Expanzní nádobaK Kondenzační kotel QUANTUM Q7K SOLOOT Otopná tělesaPJV Pojistný ventilPTV Přívodní potrubí nabíjení zásobníku TVPV Přívodní potrubí nabíjení otopných okruhůRSP Regulační skupina solárních panelůRŠ Radiátorové šroubeníRTR Trojcestný regulačný ventilRV Regulační a uzavírací ventilRVF Regulační a uzavírací ventil s filtremSP Solární panely

TAZ Čidlo teploty akumulačního zásobníkuTE Čidlo venkovní teplotyTOS Havarijní čidlo výstupní teploty z akumulačního zásobníkuTPO Čidlo teploty přívodní vody podlahového okruhuTR-magn Trojcestný magnetický přepínací ventilTRV Termostatický radiátorový ventilTSP Čidlo teploty solárního zásobníkuTTV Čidlo teploty zásobníku TVTV Kombinovaný zásobník TV např. Q7-500-ZDVTVV Čidloč vychlazovacího ventiluVV Vychlazovací ventilZK Zpětná klapka ZTV Zpátečka teplé vodyZV Zpátečka otopných okruhůZVV Zpětný ventil

Obr. 45 Schéma zapojení kondenzačního kotle, zdroje tepla na tuhá paliva a solárních panelů s podporou přípravy teplé vody a vytápění

Podmienky prevádzky - zdroj na tuhé palivá:TKR > 60°C - prepni TR-magn.1 a nahrievaj zásobník AZa ak je TAZ > 80°C - prepni do zásobníka TV

Podmienky prevádzky - plynový kondenzačný kotol:TTV < 40°C - prepni TR-magn.2 a nahrievaj zásobník TV

Podmienka pre hlavný regulátor:TOS+havarijný > 55°C - odstav vykurovacie okruhy

ý

51

6. Technický popis komponentů kondenzačních kotlů QUANTUM

Závěsné plynové kondenzační kotle QUANTUM Q7K jsou zařízení s uzavřenou spalovací komorou. Kotel Q7K COMBI a Q7K COMBI HRE je možné používat k přípravě teplé vody a vytápění. Kotel Q7K SOLO a Q7K SOLO HRE je možné používat jen pro vytápění. Kotle QUANTUM Q7K jsou standardně nastaveny pro spalování zemního plynu (G 20 nebo G25). Na vyžádání je možné v kotlích QUANTUM Q7K spalovat i propan (G31).

6.1. Spalovací výměník kotlů QUANTUM Q7K

Zajímavým prvkem kotlů QUANTUM je unikátní řešení spalovacího výměníku. Spalovací výměník obsahuje jednak výměník pro ohřev teplé vody a jednak také výměník pro ohřev otopné soustavy (obr. 46). Součástí kotle tak nemusí být žádný trojcestný přepínací ventil. Toto řešení umožňuje nezávislý ohřev teplé vody a ohřev vody pro zásobování otopné soustavy.

Obr. 46 Složení přestupních ploch výměníků kotlů QUANTUM Q7K a) Řez výměníkem spalovací komory - výměník teplé vody b) Řez výměníkem spalovací komory - výměník otopné soustavy c) VVýměník spalovacího prostoru kotle - celkový pohled

Materiál integrovaných trubkových výměníků pro ohřev teplé vody a otopné soustavy je měď. Spalovací komora výměníku je vyrobena ze slitiny hliníku. Nabíjení obou okruhů tj. vytápění a přípravy teplé vody nemůže probíhat současně, nicméně ohřev teplé vody je při činnosti kotle prioritní. Pokud průtokové čidlo zjistí objemový průtok vyšší než 2 l/min pro požadavky teplé vody, jakýkoliv požadavek na teplo je ignorován. Během ohřevu teplé vody je ventilátor v maximálních otáčkách a tím udržuje kotel v plném výkonu. Teplota teplé vody může být nastavena v rozsahu od 40 °C do 65 °C. Teplota ohřevu vody pro otopnou soustavu může být nastavena v rozmezí od 30 °C do 90 °C.

6.2. Pojistné a zabezpečující zařízení

Pojistné a zabezpečovací zařízení je nedílnou součástí návrhu zdroje tepla. Pojistné zařízení jistí zdroj tepla a otopnou soustavu proti překročení maximálního dovoleného tlaku v soustavě. Zabezpečovací zařízení umožňuje vyrovnání změn roztažnosti vody otopné soustavy bez její zbytečné ztráty a udržuje přetlak v otopné soustavě v předepsaných mezích.

Funkci pojistného zařízení vykonává pojistný ventil. U kotlů QUANTUM Q7K je pojistný ventil součástí připojovací sady, kterou je možné dokoupit zvlášť. Pojišťovací ventil osazený v připojovací sadě je nastaven na otvírací přetlak ppv = 300 kPa.

Zabezpečovací zařízení je u teplovodních kotlů expanzní nádoba. Kotle QUANTUM Q7K SOLO a Q7K COMBI mají osazenou tlakovou expanzní nádobu o objemu 6 litrů. Minimální potřebný objem tlakové expanzní nádoby je nutné pro každou otopnou soustavu zkontrolovat a v případě nedostatečného objemu je nutné na otopnou soustavu navrhnout další expanzní nádobu.

a) b) c)

52

6.3. Návrh a kontrola tlakové expanzní nádoby otopné soustavy

Výpočet objemu tlakové expanzní nádoby vychází z následujícího vztahu:

kde3 V – objem vody v celé otopné soustavě [m ],0

n – součinitel zvětšení objemu vody (viz. tabulka 23) [-], η – stupeň využití expanzní nádoby [-].

Tab. 26 Součinitel zvětšení objemu vody při Δt = (t – 10) max max

Stupeň využití expanzní nádoby se vypočítá z hodnot absolutního horního dovoleného provozního tlaku a absolutního dolního dovoleného provozního tlaku. Horní dovolený tlak je roven otvíracímu tlaku pojistného ventilu. U kotlů QUANTUM Q7K s připojovací sadou je p = p = 300 h,dov,A pv

kPa + p = 300 kPa + 100 kPa = 400 kPa. Matematicky možno výpočet stupňa využitia expanznej nádoby zapísať ako: B

kde p – absolutní horní dovolení provozní tlak [kPa],h,dov,A

p – absolutní dolní dovolení provozní tlak [kPa],d,dov,A

3 3 ρ – hustota vody (1000 kg/m ) [kg/m ],2 2 g – tíhové zrychlení (9,81 m/s ) [m/s ],

h – výška vodního sloupce [m].

Příklad výpočtu (kontroly) expanzní nádoby

Pro otopnou soustavu s teplotním spádem 55/40 °C byl navržen jako zdroj tepla plynový kondenzační kotle QUANTUM Q7K 28-24-Combi. Objem vody v celé otopné soustavě (otopná tělesa, armatury, potrubní rozvody, atd.) je V = 385 litrů. Rozdíl výšek vodního sloupce mezi hladinou vody 0

v expanzní nádobě a nejvýše položeným místem otopné soustavy je h = 3,5 m. BBude tlaková expanzní nádoba osazená v kotli QUANTUM Q7K 28-24-combi o objemu V = 6 litrů vyhovovat této otopné soustavě?EN

Řešení

1) Výpočet absolutního dolního dovoleného tlaku otopné soustavy pd,dov,A

-3 -3 p = 1,1 ∙ ρ ∙ g ∙ h ∙ 10 + p = 1,1 ∙ 1000 ∙ 9,81 ∙ 3,5 ∙ 10 + 100 = 137,8 kPad,dov,A B

Voľba == >>p = 150 kPad,dov,A

2) Stanovení absolutního horního dovoleného přetlaku otopné soustavy ph,dov,A

p = p + p = 300 + 100 = 400 kPa d,dov,A pv B

3) Stanovení součinitele zvětšení objemu vody n

n = f(Δt ) = f(t -10) = f(55-10) = f(45) => tabulka 5 => n = 0,01413max max

113

h= × × ×EN OV , V n (30)

Δt [K]max 20 30 40 45 50 55 60 65 70

n [-] 0,00401 0,00749 0,01169 0,01413 0,01672 0,01949 0,02243 0,02551 0,02863

Δt [K]max 75 80 85 90 95 100 105 110 115

n [-] 0,03198 0,03553 0,03916 0,04313 0,04704 0,05112 0,05529 0,05991 0,06435

η-

= h,dov,A d,dov,A

h,dov,A

p p

p(31)

3 311 10 11 10 100r r- -= × × × × + = × × × × +d,dov,A Bp , g h p , g h

53

4) Výpočet stupně využití expanzní nádoby η

5) Výpočet potřebného objemu expanzní nádoby pro řešenou otopnou soustavu VEN

1 V = 1,3 ∙ 385 ∙ 0,01413 ∙ ───── = 11,3 litrů > 6 litrů =>> N E V Y H O V U J EEN

0,625

Pro otopnou soustavu definovanou dle zadání příkladu bude nutné otopnou soustavu doplnit o další tlakovou expanzní nádobou o objemu např. V = 6 litrů (nebo 8 litrů, dle výrobní řady výrobce tlakových expanzních nádob). Pak v součtu objemů expanzních nádob, tj. v kotli V = 6 litrů EN2, min EN1

a dodatečné tlakové expanzní nádoby V = 6 litrů, bude celkový instalovaný objem:EN2, min

V = 12 litrov >V = 11,3 litrov ==>> V Y H O V U J E.EN,inst. EN

6.4. Charakteristika oběhového čerpadla

Oběhové čerpadlo má za úkol dopravovat požadované množství teplonosné látky do otopných těles tak, aby byl zajištěn jejich požadovaný výkon. Pokud je znám celkový instalovaný tepelný výkon otopných ploch (tj. otopných těles, podlahové otopné plochy atd.) můžeme hmotnostní průtok kotlem vypočítat jako

kde m – hmotnostní průtok teplonosné látky [kg/s], Q – celkový instalovaný tepelný výkon otopných ploch [W],OT

c – měrná tepelná kapacita teplonosné látky (vody c = 4187 J/kg·K) [J/kg·K], t – teplota na výstupu z kotle (resp. vstupu do otopných ploch) [°C],w1

t – teplota na vstupu do kotle (resp. zpátečky) [°C].w2

Aby mohlo oběhové čerpadlo dopravovat požadované množství teplonosné látky do otopných ploch, musí být zároveň známa tlaková ztráta hydraulicky nejvzdálenějšího okruhu otopné plochy. Návrh oběhového čerpadla pak spočívá ve výběru vhodné charakteristiky na základě požadovaného průtoku teplonosné látky a tlakové ztrátě potrubní sítě.

Kondenzační kotle QUANTUM Q7K mají integrováno třístupňové mokroběžné oběhové čerpadlo Wilo RS15/7 s těmito charakteristikami (obr. 47).

Příklad stanovení pracovního bodu oběhového čerpadla

Pro otopnou soustavu s teplotním spádem 55/45 °C byl navržen jako zdroj tepla plynový kondenzační kotle QUANTUM Q7K 28-24-Combi. Instalovaný tepelný výkon otopných těles Q = 15,4 kW. Tlaková ztráta hydraulicky nejvzdálenějšího okruhu Δp = 14,5 kPa. Bude oběhové OT

čerpadlo Wilo RS15/7, které je osazeno v kotli QUANTUM Q7K 28-24-combi vyhovovat této otopné soustavě?

Řešení

1) Výpočet hmotnostní resp. objemového průtoku teplonosné látky m (V )k k

2) Stanovení pracovního bodu čerpadla

3 V = 1,32 m /h (alebo 1320 l/h)k

Δp = 14,5 kPa (alebo H = 1,48 m )H2O

Oběhové čerpadlo osazené v kotli QUANTUM Q7K 28-24-Combi (WILO RS 15/7) - V Y H O V U J E.

400 1500 625

400η

- -= = =h,dov,A d,dov,A

h,dov,A

p p,

p

( )1 2

=× -

OT,i

k

w w

Qm

c t t(32)

( ) ( )1 2

154000 368

4187 55 45= = =

× - × -

OT,i

k

w w

Qm , kg / s

c t t

0 368 3 30 000368 m /s = 0,368 l/s = 1,32 m /h1000r

= = =kk

m ,V ,

54

Obr. 47 Charakteristika oběhového čerpadla Wilo RS 15/7 *Pozn.: Dopravní výška 1m = 9,81 kPa Dopravní tlak

X Průtok [l/h]Y Dopravní výška čerpadla [m]

6.5. Regulace

Z hlediska základních principů regulace tepelného příkonu v objektech lze možnosti regulace u kotlů QUANTUM rozdělit do následujících okruhů: 1. Regulace výkonu zdroje tepla - modulační provoz 2. Regulaci ve vazbě na vnitřní teplotu vzduchu 3. Regulaci ve vazbě na venkovní teplotu vzduchu - ekvitermní

Regulace výkonu zdroje tzv. modulační provoz Teploumožňují optimální řízení množství přiváděného paliva a spalovacího vzduchu. Hořák s modulovaným provozem potřebuje základní výkonový stupeň, ze kterého se vychází. Nejnižší stupeň výkonu je nastavitelný a závislý na typu hořáku, druhu paliva a na konstrukci kotle. Teplota kotlové vody je snímána čidlem a měněna přes otopnou křivku např. v závislosti na venkovní teplotě. Modulovaným provozem lze dosáhnout extrémně nízkých teplot spalin, a tak získat obzvláště vysoký stupeň využití kotle.

Regulace ve vazbě na vnitřní teplotu znamená snímání teploty vzduchu ve vytápěném prostoru, což je řídicí veličina pro regulátor. Teplotní čidlo je montováno do referenční místnosti, podle které jsou ovládányostatní místnosti. Čidlo s ovladačem musí být umístěno na místě, kde nebude ovlivněno místními zdroji tepla. Vzniklá regulační odchylkav referenční místnosti zapříčiní změnu teploty přívodní vody, čímž se začne „vyrovnávat" teplota i v ostatních místnostech. Toto chování působí negativně u relativně velkých a rozlehlých bytů nebo domů. Vzhledem k tomu není vhodné používat tento způsob regulace u vícegeneračních domů.

Regulace ve vazbě na venkovní teplotu umožňuje regulovat potřebu tepla nepřímo úměrně k venkovní teplotě. Na tomto základě je možné regulovat teplotu přívodní vody přímo v závislosti na venkovní teplotě (více kapitola 1.3). Závislost obou veličin je dána otopnou křivkou. Křivka a její prohnutí odpovídá použitým otopným tělesům, resp. použité otopné ploše, a tak odpovídá mocninné funkci s exponentem např. η = 1,3. Křivku lze přesně určit či nastavit pro danou soustavu s využitím naklánění (změna směrnice) či paralelního posunu. Ekvitermní regulace přívodní teploty vody je rychlá s malým dopravním zpožděním. Tato regulace se dnes používá u většiny otopných soustav. Teplota přívodní vody se reguluje dvoupolohově (řízení hořáku), nebo třípolohově (spolu s řízením třícestné či čtyřcestné armatury).

Minimální průtok [l/h] Nastavený výkon [kW]

200 7,0

750 26,2

55

Pozice Funkce Tovární

nastaveníPopis

0 Servisní kód - Přís tup servisnímu technikovi do nastavení

1 Nastavení typu systému 0

0 = Kombinovaný kotel 1 = Aktivní je vytápění + nepřímý ohřev zásobníku na teplou vodu

2 = Aktivní je pouze ohřev teplé vody3 = Aktivní je pouze vytápění

2 Nastavení čerpadla systému vytápění

0 0 = doběh čerpadla 1 min. 1 = v případě zapojení do kaskády 2 = v případě s kombinací tepelného čerpadla

3 Nastavení procentuálního

výkonu vytápění 70 Nastavení maximálního výkonu vytápění je 95%

4 Nastavení procentuálního výkonu ohřevu teplé vody

99 Jsou nastaveny maximální otáčky ventilátoru v %

5 Nastavení teplotní křivky 25 Posun křivky je možný od 10°C do 25°C

6 Nastavení porotizámrazové

teploty -7 Nastavení protizámrazu je od -9°C do 10°C

7 Nastavení čidlavenkovní teploty

25 Nastavení je možné od 15°C do 30°C

8 Nastavení doběhu čerpadla

po skončení vytápění1 Nastavení je možné od 0 - 15 minut

9

Nastavení doběhu čerpadla po skončení ohřevu

externího výměníku na teplou vodu

1 Nastavení je možné od 0 - 15 minut

A Nastavení dvoucestného nebo třícestného ventilu

(dvoužilový) 0

0 = 0 pouze do topení 1 = pouze ohřev vody 2 = kotel je v činnosti

b Nastavení předehřevu 0 0 = Vypnuto 1 = Zapnuto

C Nastavení postupného

náběhu po zapálení (modulace)

1 0 = Modulace je vypnuta při funkci vytápění1 = Modulace je zapnuta při funkci vytápění

c Nastavení min. výkonu

do topení40 Nastavení od 25 do 40 %

d Nastavení min. výkonu

ohřevu vody 30 Nastavení od 25 do 40 %

E

Nastavení min. teploty na výstupu z kotle

při nastavené hodnotě termostatu

10 Nastavení od 10°C do 60°C. Pokud termostat hlásí požadavek na ohřev a aktuální teplota je pod nastavenou hodnotou, reakce záleží na nastavení dle bodu E.

E. Nastavení zapojení

termostatu (openTherm) 1

0 = OpenTherm 1 = OpenTherm 2 = termostat vypnuto/zapnuto

F Nastavení vytápění

v závislosti na termostatu 70 Nastavení je možné od 50 do 99 %

F. Nastavení ohřevu

teplé vody 70 Nastavení je možné od 50 do 99 %

h Nastavení max. rychlost

ventilátoru 43-47 Nastavení je možné od 40 až 50 %

n Nastavení teploty NTC

čidla při zapojení externího zásobníku

85 Nastavení je možné mezi 60 °C až 90 °C

o Nastavení ochrany proti

přepnutí do topení 0 Nastavení je možné od 0–15 minut

P Nastavení anticyklační doby vytápění - zapnutí

kotle 0 Nastavení je možné od 0 do 10 minut

Tab. 27 Přehled možnosti nastavení kotlů QUANTUM Q7K podle servisního kódu

56

S rostoucí kvalitou tepelně-technických vlastností konstrukcí, klesá i požadavek na tepelnou ztrátu domů. Dnes je již téměř standardem stavět nízkoenergetické nebo dokonce pasivní domy. U takovýchto domů je, ale z hlediska otopné soustavy výrazná závislost aktuální hodnoty tepelné ztráty domu na skutečném využití nebo provozu domu, tj. na tepelných ziscích. Tepelné zisky rozlišujeme vlivem vnějších klimatických podmínek (venkovní teplota, sluneční záření), nebo od vnitřních provozních podmínek (zisky od spotřebičů, osob, osvětlení, vaření, atd.). Vzhledem k výraznému podílu tepelných zisků na celkové energetické bilanci nízkoenergetické budovy je tedy vhodné, aby otopná soustava pružně reagovala na změnu požadovaného tepelného výkonu. Tzn. že navržená regulace otopné soustavy by měla být kvalitativní (např. ekvitermní regulace) a zároveň, by měla pracovat s vazbou na vnitřní teplotu místnosti - tzn. adaptivní regulace.

V jednoduchosti lze říci, že adaptivní regulace přizpůsobuje topnou křivku skutečné potřebě tepla objektu a zároveň jsou její zásahy kontrolovány snímáním skutečné dosažené teploty ve vytápěném prostoru.

Z hlediska vazby na vnitřní teplotu objektu v referenční místnosti lze využít pro kotle QUANTUM regulátory prostorové teploty řady Siemens RDS110 (obr. 48), nebo Elektrobock PT52 (obr. 49). Oba regulátory využívají tzv. protokol OpenTherm. Ten se využívá ke vzájemné komunikaci mezi prostorovým regulátorem a řídicí elektronikou kotle. Kotle vybavené tímto komunikačním protokolem se vyznačují především velkým rozsahem plynulé modulace výkonu a tím výrazně úspornějším provozem ve srovnání s běžnými kotli.

Obr. 48 Prostorový termostat Siemens RDS110 Obr. 49 Programovatelný termostat Elektrobock PT52

• jednoduchá a rychlá instalace• jendoduché a intuitivní ovládání doma i na cestách• je vždy v kontaktu se svým okolím• pro zajištění maximálního komfortu má zabudovaný

adaptivní regulační algoritmus• disponuje osvědčenou zelenou technologii• podsvícený, automatický stmívaný 3,5” barevný LCD

dotykový displej• indikace kvality vzduchu pomocí vestavěného snímače • indikace vlhkosti vzduchu pomocí vestavěného snímače • automatický provoz podle časového programu• disponuje pohybovým čidlem• multifunkční vstupy např. pro okenní kontakt, teplotní čidlo

podlahy, čidlo venkovní teploty a další• termostat lze ovládat chytrými telefony jak s operačním

systém Android 5.0 nebo vyšší , tak i iOS 10 nebo vyšší

• velký podsvícený LCD• intuitivní navigace ve zvoleném jazyce - CZ / PL / EN / DE /

RU / SK• režimy: AUTO, MANU, OFF• volby typu regulace: - ekvitermní regulace podle venkovní teploty - ekvitermní regulace podle venkovní teploty s korekcí podle

místnosti - podle referenční místnosti• dvouvodičové propojení s kotlem bez polarity• záloha chodu při výpadku napájení 8 hodin• protimrazová ochrana• 9 týdenních programů pro vytápění • 6 nastavitelných teplotních úrovní každý den• 6 časových změn v každém dni• týdenní program pro TUV (3 časové úseky v každém dni)• programování po 10 minutách a 0,5 °C• možnost programování po dni nebo v blocích (Po-Pá, So-Ne,

Po-Ne)• optimalizace startu kotle (předčasné zapnutí)• možnost okamžité změny teploty• rychlá změna požadované teploty UT a TUV• nastavitelná maximální teploty výstupní vody (vhodné zvlášť

pro podlahové topení

Termostat RDS110 Termostat PT52

57

6.6. Technické parametre kotlov QUANTUM Q7K

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

Kategorie spotřebiče B13; B33; C13; C33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Technická data Kombinovaný kondenzační kotel pro výtápění a ohřev

teplé vody Q7K-28-24-COMBI Q7K-36-30-COMBI

Teplá voda

Nominální příkon max. kW 7,9 - 31,7 8,0 - 36,3

Nominální příkon min. kW 7,1 - 31,5 7,2 - 32,7

Nominální výkon kW 7,8 - 30,2 8,0 - 31,5

Ohřev vody na max. teplotu l/min 2 2

Ohřev vody na 60°C l/min 7,5 9

Ohřev vody na 40°C (směs) l/min 12,5 15

Max. teplota vody °C 65 65

Vytápění

Nominální příkon max * kW 7,9 - 26,3 8,0 - 30,3

Nominální příkon min.* kW 7,1 - 23,7 7,2 - 27,3

Nominální výkon 80/60°C* kW 6,9 - 22,6 7,0 - 26,2

Nominální výkon 50/30°C* kW 7,5 - 23,0 7,7 - 26,8

Max. tlak vody na vytápění bar 3 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,75 - 2,95 0,75 - 3,40

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 105 105

Příkon: při částečném výkonu W 40 40

Příkon: režim standby W 2,4 2,4

Rozměry a hmotnost

Výška mm 750 810

Šířka mm 450 450

Délka mm 270 270

Hmotnost kg 36 39

58

Kategorie spotřebiče B13; B33; C13; C33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Kondenzační kotel pro vytápění Technická data

Q7K-22-SOLO Q7K-28-SOLO

Vytápění

Nominální příkon max * kW 7,2 - 24,6 9,7 - 32,3

Nominální příkon min.* kW 6,5 - 22,1 8,7 - 29,1

Nominální výkon 80/60°C* kW 6,3 - 21,4 8,5 - 28,1

Nominální výkon 50/30°C* kW 6,9 - 21,7 9,3 - 28,7

Max. tlak vody na vytápění bar 3 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,86 - 2,55 1,04 - 3,02

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 105 105

Příkon: při částečném výkonu W 40 40

Příkon: režim standby W 2.4 2.4

Rozměry a hmotnost

Výška mm 750 810

Šířka mm 450 450

Délka mm 270 270

Hmotnost kg 36 39

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

59

Kategorie plynu B13; B33; C13; C 33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Kondenzační kotel pro vytápění Technická data

Q7K-12-SOLO

Vytápění

Nominální příkon max * kW 3,9 – 13,1 Nominální příkon min.* kW 3,5 – 11,8 Nominální výkon 80/60°C* kW 3,4 – 11,5

Nominální výkon 50/30°C* kW 3,8 – 12,0 Max. tlak vody na vytápění bar 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,36 – 1,22

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 105

Příkon: při částečném výkonu W 40

Příkon: režim standby W 2.4

Rozměry a hmotnost

Výška mm 750

Šířka mm 450

Délka mm 270

Hmotnost kg 36

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

60

Kategorie spotřebiče B13; B33; C13; C33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Technická data Kombinovaný kondenzační kotel pro vytápění a ohřev

teplé vody Q7K-24-18-COMBI HRE Q7K-28-24-COMBI HRE

Teplá voda

Nominální příkon max. kW 6,1 - 21,0 7,8 - 27,0

Nominální příkon min. kW 5,6 - 22,1 7,1 - 28,0

Ohřev vody na max. teplotu l/min 2,0 2,0

Ohřev vody na 60°C l/min 6,0 7,5

Ohřev vody na 40°C (směs) l/min 10,0 12,5

Max. teplota vody °C 60 60

Vytápění

Nominální příkon min.* kW 5,6 - 18,7 7,1 - 23,7

Nominální výkon 80/60°C* kW 5,4 - 17,8 6,9 - 22,8

Nominální výkon 50/30°C* kW 5,9 - 18,1 7,6 - 23,4

Max. tlak vody na vytápění bar 3,0 3,0

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,59 - 2,30 0,75 - 2,90

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 105 105

Příkon: při částečném výkonu W 40 40

Příkon: režim standby W 2,4 2,4

Rozměry a hmotnost

Výška mm 590 650

Šířka mm 450 450

Délka mm 240 240

Hmotnost kg 30 33

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

61

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

Kategorie spotřebiče B13; B33; C13; C33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Technická data Kombinovaný kondenzační kotel pro vytápění a ohřev

teplé vody Q7K-36-30-COMBI HRE Q7K-36-46-COMBI HRE

Teplá voda

Nominální příkon max. kW 8,0 - 31,5 8,0 - 31,5

Nominální příkon min. kW 7,2 - 32,7 7,2 - 32,7

Ohřev vody na max. teplotu l/min 2,0 2,0

Ohřev vody na 60°C l/min 9,0 9,0

Ohřev vody na 40°C (směs) l/min 15,0 15,0

Max. teplota vody °C 60 60

Vytápění

Nominální příkon min.* kW 7,2 - 27,3 7,8 - 42,5

Nominální výkon 80/60°C* kW 7,1 - 26,3 7,7 - 40,9

Nominální výkon 50/30°C* kW 7,8 - 27,1 8,5 - 42,2

Max. tlak vody na vytápění bar 3,0 3,0

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,75 - 3,4 0,80 - 4,41

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 105 105

Příkon: při částečném výkonu W 40 40

Příkon: režim standby W 2,4 2,4

Rozměry a hmotnost

Výška mm 710 710

Šířka mm 450 450

Délka mm 240 240

Hmotnost kg 36 36

Kategorie spotřebiče B13; B33; C13; C33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Kondenzační kotel pro vytápění Technická data

Q7K-12-SOLO HRE Q7K-18-SOLO HRE

Vytápění

Nominální příkon min.* kW 3,5 - 11,8 5,6 - 18,7

Nominální výkon 80/60°C* kW 3,4 - 11,5 5,4 - 17,8

Nominální výkon 50/30°C* kW 3,8 - 12,0 5,9 - 18,5

Max. tlak vody na vytápění bar 3 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,50 - 1,68 0,59 - 2,30

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 80 80

Příkon: režim standby W 2 2

Rozměry a hmotnost

Výška mm 590 590

Šířka mm 450 450

Délka mm 240 240

Hmotnost kg 30 30

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

62

* Tepelný výkon vytápění je standardně nastaven na 70 % nejvyšší hodnoty.

63

Kategorie spotřebiče B12; B33; C13; C33; C43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Kondenzační kotel pro vytápění Technická data

Q7K-24-SOLO HRE Q7K-30-SOLO HRE

Vytápění

Nominální příkon min.* kW 7,1 - 23,7 7,2 - 27,3

Nominální výkon 80/60°C* kW 6,9 - 22,8 7,1 - 26,3

Nominální výkon 50/30°C* kW 7,6 - 23,4 7,8 - 27,1

Max. tlak vody na vytápění bar 3 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,75 - 2,90 0,75 - 3,40

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20) 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 80 80

Příkon: režim standby W 2 2

Rozměry a hmotnost

Výška mm 650 710

Šířka mm 450 450

Délka mm 240 240

Hmotnost kg 33 36

Použitá literatura:

[L1] Fík, J: Zemní plyn. Praha: Vydavatelství ČSTZ, s.r.o., 2006. 355 s. ISBN 80-86028-22-4.

[L2] Brož, K.: Zásobování teplem. Vydavatelství ČVUT, 2002. 217 s. ISBN 80-01-02521-3.

[L3] Bašta, J.: Hydraulika a řízení otopných soustav. Praha: Ediční středisko ČVUT, 2003. – 252 s., 209 obr., ISBN 80-01-02808-9.

[L4] Firemní podklady – QUANTUM a.s., Vyškov

64

Kategorie plynu B13; B33; C13; C 33; C 43; C53; C63; C83

Tlak přívodu plynu 20 mbar

Typ plynu II2 H3P

Kondenzační kotel pro vytápění Technická data

Q7K-48-SOLO HRE

Vytápění

Nominální příkon min.* kW 7,8 - 42,5

Nominální výkon 80/60°C* kW 7,7 - 40,9

Nominální výkon 50/30°C* kW 8,5 - 42,2

Max. tlak vody na vytápění bar 3

Max. teplota vody na vytápění °C 90

Další údaje

Spotřeba plynu G20 m3/h 0,80 - 4,41

Data o zdroji elektřiny

Napětí V 230

Bezpečnostní třída IP 44 (IP20)

Příkon: při plném výkonu W 135

Příkon: režim standby W 2

Rozměry a hmotnost

Výška mm 710

Šířka mm 450

Délka mm 240

Hmotnost kg 36