✅ Připojení plynového kotle pracujícího v uzavřeném systému k otevřenému systému přes deskový výměník tepla
Jak vypadá připojení plynového nebo kondenzačního kotle, který, jak je známo, by měl pracovat v uzavřeném systému, k otevřené instalaci - prostřednictvím deskového výměníku tepla. Probereme všechny technické a praktické aspekty tohoto propojení - včetně toho, jak vybrat výměník pro kondenzační kotel, na co si dát pozor při jeho připojení, a představíme základní informace o propojení otevřeného a uzavřeného systému v rámci jednoho topného systému.
▶️ Upozorňujeme, že v článku používáme pojmy „plynový kotel“ a „plynová kamna“, ačkoli odborně správné je používat pouze první z nich. V běžné řeči se však stejně často používá nesprávný termín plynová kamna.
Plynové kotle jsou určeny pro uzavřený systém Plynové kotle jako moderní zařízení, vybavené teplotními senzory, jsou poměrně citlivé ve srovnání se starými litinovými kotli nebo dokonce novějšími kotli na tuhá paliva. Plynové kotle jsou tedy určeny pro práci v uzavřeném systému, aby byla zajištěna jejich bezpečnost a oddělení od nečistot, které se přirozeně tvoří v otevřených systémech. Tímto způsobem se také odděluje plynový kotel od přístupu vzduchu, který se vyskytuje v otevřené instalaci (otevřená expanzní nádoba), což omezuje korozivní vlastnosti a zpomaluje proces vzniku vodního kamene, hlavního nepřítele efektivních a výkonných topných systémů.
Prakticky každý výrobce plynových kotlů v záručních podmínkách uvádí, že daný plynový kotel by měl být používán v uzavřeném systému. To znamená, že při instalaci do otevřeného systému ztrácíme záruku. Nedoporučuje se to tedy, zejména proto, že existují možnosti, jak tomu zabránit, i když máme doma otevřenou instalaci. Nemáme na mysli úpravu celé instalace na uzavřený systém (to často vyžaduje velké finanční náklady a zásadní změny v domě), ale spíše způsoby propojení obou systémů poměrně levným způsobem, pomocí deskového výměníku tepla pro plynový kotel.
Níže uvádíme více informací na toto téma.
Výměník tepla je zařízení, které bylo vytvořeno za účelem přenosu tepla z jednoho média na druhé. Existuje samozřejmě mnoho typů výměníků tepla – takovým výměníkem je například trubkový výměník v zásobníku teplé užitkové vody, existují plášťové a trubkové výměníky, výměníky JAD atd. Pro připojení plynového kotle k otevřenému systému se používá deskový výměník tepla – protože se v tomto použití nejlépe osvědčují, mají malé rozměry a jsou cenově dostupné.
Celý princip práce deskového výměníku spočívá v tom, že jím protéká horké médium uzavřeného okruhu, ve kterém bude pracovat plynový kotel, a na druhé straně studené médium otevřeného systému, ve kterém pracují odběrače tepla – jednoduše řečeno radiátory. Tato média se samozřejmě ve výměníku nemíchají, ale teplo z uzavřeného systému přechází do otevřeného systému, který se ohřívá a předává teplotu radiátorům. Tímto způsobem deskový výměník umožňuje připojení plynového kotle k otevřenému systému, ačkoliv sám kotel je umístěn v uzavřeném systému. To bude lépe vidět na schématu připojení plynového kotle k otevřenému systému s použitím výměníku, které je uvedeno dále v článku.
Deskový výměník tepla – pro připojení plynového kotle k otevřenému systému může fungovat i opačně, tj. přenášet teplo z otevřeného systému (pokud v něm máme nějaký zdroj tepla, např. kotel na tuhá paliva) do uzavřeného systému (pokud naše radiátory nebo podlahové vytápění pracují právě v uzavřeném systému). Na fotografii deskový výměník Ba-16-50 značky Nordic Tec – ve verzi s tepelnou izolací – schopný obsloužit klasické plynové kotle o výkonu do 24 kW.
Je to klíčová záležitost – aby vše správně fungovalo a plynový kotel pracoval ekonomicky, je nutné správně zvolit výměník tepla, což bohužel podle zkušeností mnozí odborníci neumí. Výběr výměníku pro plynový kotel by se měl zakládat na vztahu plochy desek výměníku k výkonu kotle, který je vyjádřen ve wattech (to znamená, že ❌ výběr výměníku pro plynový kotel by neměl být založen na porovnání výkonu výměníku a výkonu kotle).
Společnost Nordic Tec doporučuje, aby v případě výměníků této značky na 10 kW výkonu plynového kotle připadalo 0,30 m² plochy desek, případně o něco méně (0,25 m²) v případě topných systémů v relativně dobrém stavu (i když to je méně časté – protože otevřené topné systémy v naší zemi jsou obvykle dost opotřebované).
✅☑️ Uvedený přepočet 0,30 m² desek/10 kW kotle – platí pro výměníky značky Nordic Tec. Nemusí být kompatibilní s výměníky jiných výrobců (desky výměníku mohou mít různý stupeň zvlnění, různou tloušťku a jejich účinnost nemusí být vždy stejná).
Například pro plynový kotel s výkonem cca 15 kW je třeba zvolit výměník s minimální plochou desek 0,45 m².
✅ Tuto problematiku jsme podrobněji popsali v následujících příspěvcích:
Kromě plochy výměny tepla je určitě třeba věnovat pozornost velikosti přípojek výměníku, aby byly co nejvíce kompatibilní s plynovým kotlem a instalací. Obvykle je třeba řídit se velikostí přípojek na straně odběrové instalace, ke které je plynový kotel připojen – v rodinných domech v otevřených systémech to bývá obvykle 1 palec nebo 1 1/4 palce (přičemž „obvykle“ neznamená „vždy“). Na straně plynového kotle bude zřejmě třeba použít například redukci, což jsou však spíše jednoduché záležitosti, které nečiní zvláštní obtíže.
Kromě toho je dobré zvážit použití izolace pro výměník tepla, pokud má být určen právě pro plynový kotel. Plynové kotle jsou nízkoteplotní zdroje tepla – to, že budeme moci nastavit na kotli teplotu třeba o 1–2 stupně nižší, už způsobí výrazný rozdíl ve spotřebě plynu (tedy ve vašich účtech za vytápění). K tomu je však nutný efektivní topný systém, který nemá zbytečné tepelné ztráty, zatímco neizolovaný deskový výměník tepla nainstalovaný někde ve sklepě nebo v kotelně zbytečně odvádí teplo jako malý radiátor. Aby toto teplo vzniklo, je spalován plyn, za který platíte. Náklady na izolaci činí 25–40 € a v současných podmínkách se rychle vrátí.
Samotné schéma znázorňující umístění plynového kotle v námi popisovaném systému by mělo vyjasnit většinu nejasností. Upozorňujeme, že se jedná o zjednodušené schéma, jde pouze o ideový nákres propojení otevřeného a uzavřeného systému v rámci jednoho systému vytápění.
Ve středním bodě schématu se nachází deskový výměník tepla, který spojuje obě části systému. Lze říci, že výměník představuje hranici mezi nimi – vše, co se nachází vlevo od výměníku, je uzavřená část, ve které pracuje plynový kotel. Vše, co je napravo, je otevřený systém, kde se nacházejí radiátory.
Níže je vysvětlení jednotlivých prvků schématu:
Schéma instalace s plynovým kotlem a deskovým výměníkem je velmi zjednodušené a může podléhat různým úpravám v závislosti na specifikách našeho objektu a našeho systému vytápění. Například je možné dodat, že plynový kotel nemusí být jediným zdrojem tepla – v mnoha případech chce majitel budovy ponechat pro jistotu i kotel na tuhá paliva (tzv. „smětiak“), který by měl, jak víme, pracovat v otevřeném systému. V takové situaci by systém vypadal tak, jak je uvedeno níže.
Schéma připojení plynového a kotle na tuhá paliva s klíčovou rolí výměníku tepla by vypadalo takto. V zásadě je třeba mít na paměti, že ideové schéma by mohlo být podobné v mnoha případech. Namísto plynového kotle (1) lze použít jakýkoliv zdroj tepla (pracující v uzavřeném systému) – a schéma by vypadalo stejně. Může to být například tepelná čerpadla nebo elektrický kotel. Naopak namísto kotle na tuhá paliva (4) by mohl být například krb s vodním výměníkem v otevřeném systému.
Níže je popis jednotlivých bodů schématu:
Tato otázka se občas objevuje v diskusích na internetu, kde „odborníci“ tvrdí, že použití výměníku tepla znamená například 5 nebo dokonce 10 °C ztráty tepla. To znamená, že pokud kotel pracuje na 50 °C, do odběrového systému jde například 40 °C... To je samozřejmě nesmysl a nemá to technické opodstatnění – pokud ovšem nebyl zvolen příliš malý výměník, který si nedokáže poradit s přenosem tepla. Ale v tomto případě mluvíme o špatném výběru zařízení, tedy o technicky patologické situaci. Stejně tak příliš malý plynový kotel nezvládne vytápět velký dům, což nesvědčí o kotli samotném, ale o špatném výběru zařízení.
Při správném výběru výměníku tepla a správném připojení zařízení je ztráta zanedbatelná a v provozním systému klesá pod 1 °C. Pokud tento mýtus rozebereme do detailu, rychle si uvědomíme, že pokud by výměník z nějakého důvodu způsoboval ztrátu 1/5 teploty, takové řešení by se na trhu neudrželo – nikdo by jej nepoužíval. Mezitím je takové řešení běžně využíváno po desetiletí a za posledních 20 let získalo obrovskou popularitu.
Mýtická ztráta na deskovém výměníku se může objevit pouze dočasně při spuštění vychladlého systému, například když vytápění nepracovalo několik dní uprostřed zimy (v takovém případě se voda vracející se z topného systému je poměrně studená a spotřebuje trochu více tepla). Po několika hodinách se systém vyváží a ztráta zmizí – to jsou fyzikální zákony a není na tom nic překvapivého.
Pozornější čtenáři by si také měli všimnout dalšího nesmyslu obsaženého v tomto mýtu z pohledu fyzikálních zákonů. Konkrétně, co se děje s touto, řekněme, velkou částí tepelné energie, když by výměník zázračným způsobem „usekl“ 10 °C. Kam se poděla, když se tvrdí, že v přírodě se nic neztrácí? Jak by výměník vážící například 2–3 kg mohl absorbovat tolik tepelné energie jako polovina našeho domu? Myslím, že není třeba vysvětlovat, že jde o nepřesné tvrzení – které lze přirovnat například k jiné „senzační“ informaci, že v domech, které mají pouze podlahové vytápění bez radiátorů, je zima...
Montáž výměníku je spíše jednoduchá činnost, ale je nutné věnovat pozornost několika věcem, které je třeba dodržet.
Důležité je také, aby byl výměník tepla nainstalován stabilně, způsobem, který jej chrání před vibracemi. Doporučuje se zvážit použití montážních sad pro výměníky nabízených společností Nordic Tec:
To závisí na mnoha faktorech – ale v mnoha konfiguracích ano. Když říkáme, že plynový kotel může pracovat lépe díky výměníku tepla, máme na mysli, že při rozdělení na dva systémy vzniká poměrně krátký okruh pro plynový kotel. Tím se eliminuje problém s tlakem v okruhu kotle, který se objevuje v případech, kdy je tento okruh příliš rozsáhlý. Problém s tlakem způsobuje časté vypínání plynového kotle, stejně jako chladnější zpátečku (nemluvě o nedostatečném vytápění některých místností v domě). Proto delší okruhy plynových kotlů někdy vyžadují použití anuloidu pro systém vytápění.
V případě použití výměníku tepla přebírá výměník funkci rozdělovače / anuloidu – tj. plynový kotel automaticky získá krátký čerpadlový okruh, který je stabilizovaný z hlediska tlaku a bez chladné zpátečky. To v praxi znamená, že kotel může pracovat v nejúspornějším režimu, při kterém ohřívá médium pouze o několik stupňů Celsia, ale pracuje stabilněji a plynuleji. To v praxi často znamená znatelně nižší spotřebu plynu, tedy nižší účty. Jedná se proto o řešení, které stojí za zvážení, pokud v současné době nejsme schopni provést rozsáhlou rekonstrukci systému a jeho přestavbu na uzavřený.
Zanechat komentář