vytápěcí systém
Každý systém ústředního vytápění se skládá ze zdroje tepla, charakteristického systému rozvodů tepla a topného tělesa. Speciální topné systémy se skládají ze zdroje tepla a topného tělesa, které jsou integrovány v jednom zařízení a umístěny přímo ve vytápěném interiéru.
Topné těleso předává do okolí potřebné množství tepla, čímž zajišťuje optimální vnitřní teplotu v místnosti, která je určena normou EN 12831 nebo potřebou uživatele. Optimální topný systém vytváří ekonomické podmínky pro vytápění, tj. pro hospodárný provoz, investiční náklady, dostupnost materiálu, pohodlnou instalaci a údržbu během provozu, jakož i možnosti prefabrikace. Rozhodujícími kritérii pro správnou volbu topného systému jsou provozní vlastnosti, charakter a typ budovy, její tepelné a akumulační vlastnosti a možnost regulace systému.
Komplexní požadavky na snižování energetické náročnosti budov úzce souvisí nejen s technickým řešením, ale také se zatížením životního prostředí a ekonomickou efektivitou. Každou budovu je třeba posoudit z několika hledisek a samostatně. Energetickou náročnost budovy určuje velké množství okrajových podmínek vnějšího a vnitřního prostředí a také charakter provozu jednotlivých zařízení, která zajišťují potřebnou kvalitu mikroklimatu v budově. Tyto okrajové podmínky lze rozdělit do pěti skupin:
klimatické podmínky,
architektonické řešení budovy,
tepelně-technické vlastnosti konstrukcí,
vliv environmentálního technického vybavení,
vliv provozu a údržby.
Centrální (ústřední) vytápění
Centrální (ústřední) vytápění budov je charakterizováno výrobou - přípravou teplonosné látky v centrálním zdroji tepla, ve kterém dochází k přeměně energie z paliva na teplo a k jejímu předání teplonosné látce. Ta je pomocí vodorovného a svislého potrubí přiváděna k topným tělesům, která dodávají teplo do vytápěného prostoru.
Konvenční zdroj tepla může být umístěn v suterénu (stacionární plynové kotle, kotle na tuhá paliva nebo biomasu) nebo přímo v místnosti budovy (nástěnné kombinované plynové kotle) (obrázek 1). Kotel ohřívá teplonosnou kapalinu, která je potrubím přiváděna k topným tělesům. Ty ohřívají vnitřní vzduch a zajišťují tepelnou rovnováhu mezi tepelnými ztrátami a tepelnými zisky. Cirkulace teplonosného média je přirozená, tzv. gravitační nebo nucená, kdy cirkulaci zajišťuje oběhové čerpadlo. Zdroj tepla může také využívat obnovitelné zdroje energie, zejména sluneční energii, a teplo z okolních povrchů.
V závislosti na typu teplonosného média použitého pro vybraný topný systém jsou to zpravidla:
parní nebo horkovodní vytápění - používá se především k vytápění velkoprostorových budov, jako jsou průmyslové, sportovní a výstavní haly, hangáry, sklady atd.
teplovodní vytápění - tepelnou pohodu zajišťuje teplovodní otopná soustava s teplotním spádem 90/70 °C nebo jiným, např. 80/60 °C, a běžnými topnými tělesy (obr. 5). Rozvody od zdroje tepla k otopným tělesům jsou v nejnižším podlaží (pod stropem sklepa nebo přízemí) nebo jsou zabudovány do teplovodního kanálu či přímo do vrstvy podlahy. Cirkulace teplonosného média může být přirozená nebo nucená pomocí oběhového čerpadla umístěného za kotlem nebo přímo v kotli. Střední teplota topných těles je 80 °C a 70 °C;
nízkoteplotní vytápění (obrázek 6) - tepelnou pohodu zajišťuje topný systém s nízkoteplotními sálavými povrchy podlah s teplotním spádem 45/30 °C nebo povrchy stěn (stropů) s teplotním spádem 60/40 °C. Zdroj tepla pracuje s teplotním spádem 90/70 °C nebo 80/60 °C. Úprava teplonosné látky se provádí ve směšovacím ventilu a cirkulaci pracovní látky zajišťuje oběhové čerpadlo. Úprava teplonosného média může probíhat také ve speciálním výměníku tepla. Otopnou plochu tvoří podlaha nebo stěna, kde jsou instalovány trubky z oceli, mědi nebo plastu. Povrchová teplota podlahy je max. 28 až 29 °C u podlahového vytápění a 40 až 50 °C u stěnového vytápění.
Kombinované vytápění (obr. 8) - používá se kombinace výše popsaných systémů vytápění, např. teplovodní vytápění s teplotním spádem 90/70 °C a nízkoteplotní podlahové sálavé vytápění s teplotním spádem 45/30 °C. Každý okruh má zpravidla samostatné čerpadlo a teplota pracovního média se reguluje směšovacími ventily v závislosti na venkovní teplotě, jedná se o tzv. ekvitermní regulaci.
Lokální topné systémy
V lokálních topných systémech (obr. 9, obr. 10) jsou zdroje tepla umístěny přímo ve vytápěných místnostech a zároveň plní funkci topných těles. Tento způsob vytápění je vhodný pro budovy se dvěma nebo třemi místnostmi, ve kterých se používají lokální zdroje tepla, nebo pro velké budovy. Jedná se o nejjednodušší způsob zajištění tepelné pohody ve vytápěné místnosti.
Zdroj tepla (také topné těleso) předává teplo do prostoru:
konvekce - ohřívá okolní vzduch a způsobuje jeho pohyb,
sáláním - ohřevem okolních povrchů.
Lze kombinovat i lokální topné systémy, např. plynové infračervené zářiče a plynové vzduchotechnické soupravy (HVAC).
Podlahové vytápění se nejvíce blíží ideálnímu vertikálnímu rozložení teploty. V závislosti na druhu použitého paliva nebo energie se rozlišují speciální topné systémy se zdrojem tepla:
tuhá paliva (měkké a tvrdé dřevo, hnědé uhlí, brikety, koks).
kapalná paliva (lehký a těžký topný olej),
plynné palivo (zemní plyn, bioplyn, propan, butan),
elektřina (přímotopná, akumulační, smíšená).