topná soustava
Každá topná soustava ústředního (centrálního) vytápění se skládá ze zdroje tepla, charakteristické trubkové soustavy pro rozvod tepla a topného tělesa. Speciální topné soustavy se skládají ze zdroje tepla a topného tělesa, které jsou zabudovány v jednom zařízení a nacházejí se přímo v topném interiéru.
Topné těleso předá danému prostředí potřebné množství tepla, čímž se zajistí optimální vnitřní teplota místnosti, která je dána ČSN EN 12831 nebo potřebou uživatele. Optimální topná soustava vytváří ekonomické podmínky pro vytápění, tzn. j. pro hospodárný provoz, investiční náklady, materiálovou dostupnost, výhodnou montáž a údržbu při provozu, jakož i možnost prefabrikace. Rozhodujícím kritériem pro správnou volbu otopné soustavy jsou vlastnosti provozu, charakter a druh budovy, její tepelnětechnické a akumulační vlastnosti a možnost regulování soustavy.
Komplexní požadavky na snižování energetické náročnosti budov úzce souvisí nejen s technickým řešením, ale také environmentální zatížeností prostředí a ekonomickou efektivností. Každý objekt musí být posouzen z více aspektů a samostatně. Energetická náročnost budovy je určena velkým množstvím okrajových podmínek z vnějšího i vnitřního prostředí, jakož i charakterem provozování jednotlivých zařízení zabezpečujících potřebnou kvalitu mikroklimatu v budově. Tyto okrajové podmínky bychom mohli rozdělit do pěti skupin:
klimatické podmínky,
architektonické řešení budovy,
tepelnětechnické vlastnosti konstrukcí,
vliv zařízení techniky prostředí,
vliv provozu a údržby.
Otopné soustavy ústředního (centrálního) vytápění
Ústřední (centrální) vytápění budov charakterizuje výroba – příprava teplonosné látky v ústředním zdroji tepla, ve kterém se uskutečňuje přeměna energie z paliva na teplo a předává se teplonosné látce. Tato se za pomoci ležatých a svislých potrubních rozvodů dopravuje do topných těles, které dodávají teplo do vytápěného prostoru.
Klasický zdroj tepla se může umístit v suterénu (stacionární plynové kotle, kotle na tuhá paliva nebo biomasu) nebo přímo v některé místnosti budovy (nástěnné kombinované plynové kotle) (obr. 1). V kotli se ohřívá teplonosná látka, která se prostřednictvím potrubního rozvodu dostává k topným tělesům. Tyto ohřívají vzduch v interiéru a zajišťují tepelnou rovnováhu mezi tepelnými ztrátami a tepelnými zisky. Oběh teplonosné látky je přirozený. gravitační nebo nucený, kde oběh zajišťuje oběhové čerpadlo. Zdroj tepla může využívat také obnovitelné zdroje energie, a to zejména sluneční energii, a teplo z okolních ploch
Podle druhu použité teplonosné pracovní látky pro zvolenou otopnou soustavu jde zpravidla o:
parní nebo horkovodní vytápění – používá se zejména k vytápění velkoprostorových objektů, jako jsou průmyslové, sportovní a výstavní haly, hangáry, sklady a pod.
teplovodní vytápění – tepelnou pohodu zajišťuje teplovodní otopná soustava s teplotním spádem 90/70 °C, případně jiným, například. 80/60 °C, a klasická topná tělesa (obr. 5). Rozvodná potrubí od zdroje tepla po topná tělesa jsou v nejnižším podlaží (pod stropem suterénu nebo přízemí), nebo se zabudují do teplovodního kanálu, případně přímo do vrstvy podlahy. Oběh teplonosné látky může být s přirozeným oběhem nebo s nuceným oběhem za pomoci oběhového čerpadla umístěného za kotlem, resp. přímo v kotli. Střední teplota topných těles je 80, resp. 70 °C;
nízkoteplotní vytápění (obr. 6) – tepelnou pohodu zajišťuje otopná soustava s nízkoteplotními sálavými podlahovými plochami s teplotním spádem 45/30 °C nebo stěnovými (stropními) plochami 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 směšovací armatuře a oběh pracovní látky zajišťuje oběhové čerpadlo. Úprava teplonosné látky se může uskutečnit i ve speciálním výměníku tepla. Topnou plochu tvoří podlaha, resp. stěna, kde jsou zabudovány trubky z oceli, mědi nebo z plastů. Povrchová teplota podlahy u podlahového vytápění je max. 10%. 28 až 29 °C, při stěnovém vytápění do 40 až 50 °C
kombinované vytápění (obr. 8) – použije se při něm kombinace popsaných topných soustav, například. teplovodní vytápění s teplotním spádem 90/70 °C a nízkoteplotní podlahové sálavé vytápění s teplotním spádem 45/30 °C. Zpravidla každý okruh má samostatné čerpadlo a teplota pracovní látky se upravuje směšovacími armaturami v závislosti na venkovní teplotě. ekvitermní regulaci.
Lokální topné soustavy
U lokálních topných soustavách (obr. 9, obr. 10) se zdroje tepla umisťují přímo do vytápěných místností a mají zároveň úlohu topných těles. Tento způsob vytápění je vhodný pro objekty, které disponují dvěma až třemi místnostmi, ve kterých se použijí místní zdroje tepla nebo pro velkoprostorové objekty. Je to nejjednodušší způsob zabezpečení tepelné pohody ve vytápěné místnosti.
Zdroj tepla (zároveň topné těleso) předává teplo do prostoru:
konvekcí – ohřívá okolní vzduch a způsobuje jeho pohyb,
sáláním – ohřívají se okolní plochy.
I lokální topné soustavy lze kombinovat. plynové infrazářiče a plynové vzduchotechnické (VZT) soupravy.
K ideálnímu rozložení teplot ve svislém směru se nejvíce přibližuje podlahové vytápění. Podle druhu použitého paliva, resp. energie rozlišujeme speciální topné soustavy se zdrojem tepla na:
tuhé palivo (měkké a tvrdé dřevo, hnědé uhlí, brikety, koks)
kapalné palivo (lehký a těžký topný olej),
plynné palivo (zemní plyn, bioplyn, propan, butan),
elektrickou energii (přímotopné, akumulační, smíšené).