Deskový výměník tepla nebo spirála zásobníku?

✅ Příprava teplé užitkové vody – dvě nejběžnější řešení přenosu tepla

Teplá užitková voda (TUV) je jedním z nejdůležitějších prvků každého topného systému a základem komfortu budovy. V případě tepelných čerpadel má způsob její přípravy zvláštní význam, protože tato zařízení pracují nejefektivněji při relativně nízkých teplotách – to znamená, že zařízení přenášející teplo do TUV musí být mimořádně účinné (protože ohřát TUV tepelným čerpadlem pracujícím při 50 °C je obtížnější než starším typem kotle pracujícím například při 70 °C).

V praxi se nejčastěji setkáváme se dvěma řešeními: zásobník TUV s vestavěnou spirálou a systém využívající externí deskový výměník tepla.

Obě řešení mají své výhody, liší se však principem fungování, výkonem i možnostmi použití. Volba vhodného řešení by neměla záviset pouze na ceně, ale především na parametrech tepelného čerpadla (nebo jiného zdroje tepla), počtu uživatelů a potřebě teplé vody.

Zásobník TUV se spirálou – klasické a jednoduché řešení

Zásobník s vestavěnou spirálou je jedním z nejčastěji používaných způsobů přípravy teplé užitkové vody. V tomto případě topné médium z tepelného čerpadla proudí spirálovou trubkou umístěnou uvnitř zásobníku a předává tepelnou energii vodě uložené v zásobníku. Spirála je výměníkem tepla, respektive jeho konkrétním podtypem.

Největší výhodou spirály v zásobníku je její jednoduchost. Instalace vyžaduje méně součástí, nepotřebuje další výměník ani další řídicí systém. Jedná se o pohodlné řešení, které se často používá v hotových sestavách tepelných čerpadel určených pro rodinné domy. Jednoduše připojíme topný okruh k vývodu zásobníku, ke kterému je již připojena spirála.

Omezení spirály při spolupráci s tepelným čerpadlem – nebo při nízkoteplotním provozu

Přestože je toto řešení velmi rozšířené – a v podstatě bylo a zřejmě stále je standardem – má spirála určitá omezení. Nejdůležitějšími omezeními spirál jsou plocha výměny tepla a součinitel přestupu tepla. Aby bylo možné účinně předat energii z tepelného čerpadla do užitkové vody, musí mít spirála dostatečně velkou výměnnou plochu.

Tepelná čerpadla obvykle pracují při nižších teplotách než plynové nebo olejové kotle, a proto vyžadují větší plochu pro výměnu tepla. Pokud je spirála příliš malá, může ohřev TUV trvat dlouho a celé zařízení může pracovat s nižší účinností.

Skladem

Výměník tepla Ba-16-32 20-40kW 1"

NT Ba-16-32

2 799,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Sada pro montáž na stěnu s fitinky pro výměník deskový 1" (DN25)

WSP1"

2 350,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Magnetický filtr topení 1" Nordic Tec DN25

CZ-magneticky-filtr-1-NT

1 349,00 Kč

Přidat do košíku

Plocha spirály není totéž jako plocha desek deskového výměníku tepla

Součinitel přestupu tepla deskového výměníku je výrazně vyšší než u spirály. To znamená, že spirála o ploše 2 m² bude stále přenášet teplo podstatně hůře než deskový výměník s plochou desek 2 m². Ve skutečnosti je součinitel přestupu tepla deskových výměníků natolik vyšší, že deskový výměník s plochou 1 m² bude v praxi často účinnější než spirála o ploše 3 nebo 3,5 m².

Proč tomu tak je?

Odpověď je zřejmá při porovnání fungování obou zařízení. Deskový výměník tepla je svazek ocelových desek, mezi nimiž je obvykle mezera přibližně 2 mm. Voda protékající deskovým výměníkem je rozdělena na velmi tenké dvoumilimetrové „vrstvy“, které jsou z obou stran v kontaktu s horkou ocelovou deskou. Je zřejmé, že se za těchto podmínek ohřívá mnohem rychleji než v zásobníku se spirálou, kde spirála musí ohřívat velké a souvislé objemy vody.

☑️✅ Je dobré si zapamatovat – při nahrazování spirály deskovým výměníkem se neporovnává plocha obou zařízení. Jedná se o dva odlišné typy zařízení a takové porovnání není srovnatelné. Deskový výměník s menší plochou dokáže vyrovnat nebo dokonce překonat účinnost i spirály s mnohem větší plochou.

Deskový výměník tepla – vyšší výkon a rychlejší ohřev TUV

Alternativním řešením je použití deskového výměníku tepla. V tomto systému se energie z okruhu tepelného čerpadla předává do užitkové vody prostřednictvím tenkých ocelových desek s velmi velkou plochou výměny tepla.

Díky své speciální konstrukci dosahují deskové výměníky velmi vysoké účinnosti při relativně malých rozměrech. Umožňují rychlý přenos velkého množství energie, což je zvláště výhodné v systémech s vysokou spotřebou teplé vody. Toto zařízení má tedy významné výhody a nejde pouze o jeho účinnost. Ve srovnání se spirálou má však také určité nevýhody.

Deskový výměník je velmi malé zařízení – to je výhoda v kotelně

Výhodou deskového výměníku je jeho kompaktnost. V moderních kotelnách není mnoho místa, protože jsou navrhovány tak, aby zabíraly co nejméně prostoru, který lze využít jako obytnou plochu. To je důležité, protože deskový výměník není zásobník, ale malé průtokové zařízení o hmotnosti pouhých několika kilogramů. Díky tomu jej lze snadno instalovat téměř v každé kotelně. Jen zřídka nastane situace, kdy by bylo nutné od jeho použití upustit kvůli nedostatku místa.

Proč může být deskový výměník tepla pro tepelné čerpadlo výhodnější než spirála?

Spirály vždy fungovaly velmi dobře až do doby, kdy se na začátku 21. století výrazně urychlil vývoj technologií vytápění a navrhování topných systémů. Dnes je trendem nízkoteplotní vytápění – nejen u nízkoteplotního podlahového vytápění založeného na rozdělovačích nebo deskových radiátorů, ale také při přípravě TUV. Moderní zdroje tepla – plynové kotle, kotle na pelety nebo tepelná čerpadla – spotřebovávají méně energie při provozu s tzv. nízkou teplotou topné vody. To však klade vyšší nároky na účinnost výměníků tepla (včetně spirál, protože i ty jsou výměníky tepla).

To neznamená, že by se spirály při použití s tepelným čerpadlem neosvědčily. Často však vyžadují zásobníky s mnohem větší spirálou, než bylo běžné v 90. letech, kdy standardní teplota topné vody činila 60–70 °C. V mnoha případech lidé instalující tepelné čerpadlo do staršího domu, kde již měli zásobník se spirálou, později zjistí, že stejná spirála již nedokáže připravovat teplou vodu tak efektivně, pokud je zdroj tepla nahrazen tepelným čerpadlem.

Spolupráce tepelného čerpadla s deskovým výměníkem tepla může přinést několik významných výhod. Především umožňuje rychlejší přípravu TUV, protože deskový výměník zajišťuje velmi účinný přenos tepla.

To je důležité zejména ve větších rodinných domech, bytových domech, komerčních objektech nebo všude tam, kde je vysoká spotřeba teplé vody. V takových případech může být běžná spirála nedostatečná.

Účinnější výměník tepla je výhodnější pro tepelné čerpadlo i jeho kompresor

Účinnější výměník tepla je přínosem nejen pro samotné tepelné čerpadlo a jeho hospodárnost, ale také pro jeho životnost a spolehlivost. Pokud je výměník tepla příliš slabý – například spirála nebo také nevhodně zvolený poddimenzovaný deskový výměník – tepelné čerpadlo se častěji vypíná a následně znovu zapíná. To výrazně zvyšuje spotřebu elektrické energie a zároveň postupně urychluje opotřebení kompresoru, který je srdcem systému tepelného čerpadla a jehož porucha je velmi nákladná a komplikovaná.

Skladem

Výměník tepla Ba-23-40 3/4" 20-45kW

NT Ba-23-40

2 799,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Výměník tepla Ba-16-34 22-45kW 1"

NT Ba-16-34

2 879,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Sada uzavíracích ventilů s teploměrem - DN25 1" (2 ks)

ZKT DN25

849,00 Kč

Přidat do košíku

Má deskový výměník tepla nějaké nevýhody?

Deskový výměník tepla však není řešením zcela bez nevýhod. Vyžaduje další součásti systému, jako je oběhové čerpadlo, ventily a další prvky potřebné pro vytvoření samostatného okruhu. To znamená složitější systém než v případě klasického zásobníku se spirálou. Někdo jej musí navrhnout a namontovat, což představuje další náklady. U spirály získáváme zásobník s již hotovým systémem a samotná instalace je mnohem jednodušší.

Je třeba počítat také s náklady. Pokud má být deskový výměník použit s nízkoteplotním zdrojem tepla, měl by být zvolen s odpovídající rezervou výměnné plochy. To znamená vyšší pořizovací náklady.

Je také nutné správně zvolit vhodný deskový výměník. Bohužel existuje mnoho případů, kdy instalatéři nevědí, jak tento typ zařízení správně dimenzovat, a zvolí model, který nebude fungovat správně – například proto, že je příliš malý. Velmi časté jsou také chyby při zapojení deskových výměníků tepla, kterých se dopouštějí pracovníci z oboru.

Poté tvrdí, že deskový výměník je jako zařízení neúčinný nebo že u deskového výměníku vždy dochází k velkým tepelným ztrátám mezi přívodní a odběrnou stranou. To jsou zjevné nepravdy vyplývající z nesprávného návrhu nebo chybné montáže. Přestože se nejedná o skutečnou nevýhodu samotného zařízení, stojí za zmínku, protože mnoho lidí se s tímto problémem setkalo. Z hlediska jednoduchosti instalace má spirála bezpochyby výhodu.

Hygiena TUV – akumulace vody nebo průtokový ohřev?

Důležitým aspektem při výběru řešení je také hygiena. V klasickém zásobníku je velké množství vody skladováno po delší dobu, proto je nutné udržovat správnou teplotu a pravidelně chránit systém před rozvojem bakterií, například Legionelly.

Systém s deskovým výměníkem může pracovat se zásobníkem (samozřejmě ano!), ale může fungovat také průtokově, tedy ohřívat vodu pouze v okamžiku, kdy je potřeba. Tím se omezuje doba skladování vody a může se zvýšit komfort i bezpečnost provozu. Toto řešení je zvláště ceněno proto, že umožňuje odstranit zásobník, který zabírá prostor.

Deskový výměník tepla nebo spirála – které řešení zvolit?

Nelze jednoznačně říci, že jedno řešení je vždy lepší než druhé. V případě menšího rodinného domu s běžnou spotřebou TUV může být kvalitní zásobník s dostatečně velkou spirálou zcela dostačujícím řešením.

Pokud je však prioritou vysoký výkon, rychlá příprava TUV a maximální využití možností tepelného čerpadla, bývá deskový výměník tepla často pokročilejším a účinnějším řešením.

Konečný výběr by měl záviset na parametrech konkrétní instalace, výkonu tepelného čerpadla, počtu uživatelů a požadovaném komfortu při využívání teplé vody. V mnoha moderních instalacích právě deskový výměník tepla umožňuje plně využít potenciál tepelného čerpadla.

Skladem

Výměník tepla Ba-32-40 1" 40-85kW

NT Ba-32-40

4 499,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Výměník tepla Ba-32-50 1" 50-110kW

NT Ba-32-50

5 049,00 Kč

Přidat do košíku

Skladem

Výměník tepla Ba-32-70 1" 70-150 kW

NT Ba-32-70

8 569,00 Kč

Přidat do košíku

BLOG:

• Podlahové vytápění v kuchyni – analýza řešení
• Připojení rozdělovače podlahového vytápění – krok za krokem
• Výběr výměníku Nordic Tec pro glykolový ohřívač vzduchu – jak na to?