Ohřev a cirkulace TUV
Vnitřní rozvody vody
Problematika cirkulace TUV je poměrně rozsáhlá a nemá jednoduché řešení. Zaslouží si tedy speciální stránku.
Proč vlastně cirkulace o co jde?
Je to jednoduché - tedy na první pohled.
Cílem je zajistit teplou vodu k okamžiku a na místě, které uživatel právě zvolí otočením kohoutku u svého umyvadla, nebo sprše. Jsou-li však rozvody dlouhé - odhaduji nad 4 metry - dochází k tomu, že z kohoutku je nutné nejprve odtočit velké množství vychladné vody z trubek, než se dostaví voda teplá ze zásobníku.
Platné předpisy vyžadují (ČSN EN 806-2) , aby po plném otevření kohoutku s teplou vodo vytékala nejpozději po uplynutí 30 s voda o teplotě 50°C až 55°C, vyjímečně 60°C (v odběrové špičce krátkodobě minimálně 45°C).
Závazné jsou také parametry pitné vody - toto je řešeno Vyhláškou č.252/2004 Sb. Protože využíváme vodu z vodovodního řádu, nebudeme pochybovat o její kvalitě, musíme všk zajistit, aby se vnitřními rozvody a skladováním vody její kvalita nesnížila.
Tento problém se snížením kvality vody se může objevit v těchto případech:
- zmnožení Legionella Pneumophila v zásobníku na teplou vodu,
- zmnožení Legionella Pneumophila v ohřáté vodě v trubkách, kde není zajištěna cirkulace vody a voda delší dobu stojí.
Z toho důvodu je nutné zajistit neustálý, nebo občasný pohyb teplé vody a dokázat jednou za týden ohřát zásobu vody na teplotu alespoň 60°C. Tento požadavek je dokonce povinný pro restaurace, ubytovací objekty a podobně.
Takže - máme dva problémy:
- zajistit rychle dopravu dostatečně teplé vody k místu odběru,
- zajistit pravidelný ohřev objemu zásobníku na alespoň 60°C.
Ano, vím, že se to běžně neřeší, mnoho majitelů staveb si vůbec tyto problémy nepřipouští a neřeší je. Ale - zdraví je jen jedno a tak, jde-li to, proč nebezpečí minimalizovat.
Problematika ohřevu na požadovanou teplotu:
Toto se poněkud vymyká problematiky cirkulace, ale úzce souvisí s TUV.
V provozu máme zásobník o objemu 300l. Jedná se o trivalentní zásobník, zdrojem tepla je primárně sluneční energie, v zimních měsících v topné sezóně a v přechodném jarním a podzimním období se využívá ohřev prostřednictvím elektrického topného tělesa.
Jaké jsou průběhy tepla:
- sluneční energie - dokáže ve slunečních dnech navýšit teplotu v zásobníku až na 85 °C. V létě je teplota běžně kolem 50-60°C. Takže, při svitu slunce v létě není problém s dosahovanou teplotou.
- dohřev z kotle na pevná paliva - jakmile se topí, dosahuje teplota zásobníku TUV také vysokých čísel - běžně 60°C, neboť tato teplota je běžně dosahována na výstupu topné vody z kotle.
Mimo tyto zdroje (slunce již nemá sílu, dlouho prší a je zataženo, nebo ještě netopíme) je nutné zapnout ohřev elektropatronou. A máme další problém - jak řídit zapnutí a vypnutí patrony a dosažení požadované teploty.
Systém, který by tyto požadavky splňoval, by měl mít tyto vlastnosti:
- udržování teploty vody v zásobníku alespoň na úrovni 40-45°C a to zejména večer, kdy se předpokládá mytí. Tato teplota se ukázala dostatečná pro sprchování, kdy se užívá voda max. 38°C teplá.
To lze jednoduše zajistit trvalým sepnutím automatického ohřevu v odpoledních hodinách (kdy již zřejmě slunce nedokáže teplotu navýšit). Drobnou komplikací je zamezení ohřevu v případě, že není uživatel přítomen - jinak se zbytečně voda ohřívá.
Tím se zajistí trvalý dostup teplé vody.
- jednou za 7 dní - nejlépe v sobotu nebo neděli, provést kompletní dohřev vody na 60-65°C. pro zajištní úspory energie však jen tehdy, pokud teplota v průběhu předchozích šesti dnů nedosáhla již požadované teploty.
Tím se zajistí hygienické podmínky.
Zatím máme toto řešeno časovacím obvodem s dálkovým ovládáním, který:
- zobrazuje teplotu v horní části zásobníku na displeji v chodbě,
- umožňuje spustit elektrický ohřev vody na cílovou teplotu 45°C,
- automaticky ukončí platnost požadavku po uplynutí maximální předpokládané doby, potřebné na ohřev - nastaveny máme 2 hodiny.
Ošetřena je tak možná zapomětlivost uživatele -> v případě, že na svůj požadavek o zvýšení teploty zapomene, systém by trvale udržoval nastaveno teplotu i v případě, že souběžně teplotu zvyšuje slunce, nebo kotel topení. To by bylo samozřejmě neekonomické a popíralo by vůbec smysl využítí solárních panelů.
Z praxe - nakonec se ukázal tento systém jako praktický - uživatel ví, že nesvítí a svítit slunce zřejmě ani nebude (je zamračeno, večer...), stačí vydat pokyn pro dohřev a o víc se nestarat. Výkon tělesa je 2kW a to stačí ke zvýšení teploty v poměrně krátké době.
Zatím není vyřešen požadavek na jednorázový ohřev TUV na bezpečnou úroveň 60°C - tento úkol budeme řešit v souvislosti s připravovaným systémem topení.
Problematika cirkulace TUV
V podstatě je používáno jen několik systémů:
- trvalý oběh TUV
- časově závislý oběh v době předpokládané potřeby teplé vody
- jiný, sofistikovaný systém řízení
Trvalý oběh - oběhové čerpadlo je trvale v provozu bez ohledu na potřeby užibavatele. Tento systém je nejjednodušší, dopravuje teplou vodu k odběrnému místu vždy, ale jeho velkou nevýhodou je jeho neekonomičnost. V případě velkých rozvodů se jedná vysloveně o mrhání teplem, neboť teplá voda, neustále kroužící v potrubí je neustále ochlazována vyzařováním do okolí a tak postupně chladne. Rozvodné potrubí musí být silně izolováno. pro rodinné baráky se nehodí.
Altenativně je možné nastavit vřazené spínací hodiny (cyklovač) na jednoduché cyklování a ušetřit tak energii po dobu klidu čerpadla. Odhaduji běžné nastavení 2 min. běhu/ 10 min. klidu.
Časově řízený oběh - většinou je do napájecího obvodu vřazen spínač, řízený hodinami. Nastavuje se tak, aby na krátkou dobu, v předpokládaném čase potřeby teplé vody, se spustilo čerpadlo. V praxi, je vhodné zvolit období zrána, kdy se jde do práce, školy, pak kolem oběda (příprava stravy, mytí nádobí...) a večer (mytí). Jenže - máme pracovní dny, a volné dny s jiným režimem práce, máme svátky... tyto dny mají zcela jiné požadavky a tak je nutné mít různě nastavené režimy času a to si vyžaduje týdenní hodiny s více časovými okny.
Zajištění teplé vody u odběrného místa mimo vyhrazené časové úseky nefunguje a tak lze tento systém doporučit pouze u stabilního systému spotřeby teplé vody.
Sofistikovaný systém - dá se hovořit o těchto možnostech:
- dálkovém sepnutí oběhového čerpadla z místa odběru se zajištěním automatického vypnutí po definované době (po dopravení teplé vody). Toto řešení vyžaduje kabelové, či bezdrátové spínání čerpadla a časovač na prodloužení doběhu čerpadla. Jednoduché řešení, které vyžaduje kabelové propojení spínače od všech odběrných míst + časové relé.
Náklady odhaduji na cca 1.000Kč. Nevýhodou je nutnost tlačítkového spínače u odběrového místa (kuchyň, koupelna). Nutno též zvážit požadavky bezpečnostní - instalace spínače 230V u vodovodního kohoutku v podstatě není možná v koupelně, v kuchyni je potřebné zachovat dostatečný odstup. Alternativou je, při zvýšení nákladů, bezpečné napětí (cena za zdroj). - automatické sepnutí čerpadla při odběru vody - lze řešit například měřením tlaku v rozvodech, nebo měřením proudění vody, při poklesu díky odběru se rozběhne čerpadlo na krátkou dobu. Toto řešení je ideální, není potřeba ovládacích prvků a systém respektuje aktuální potřeby uživatelů. Z pohledu uživatele - je nutné krátce odpustit malé množství vody (i studené) a chvilku počkat, než čerpadlo doručí teplou vodu do místa odběru.
Náklady s využitím půmyslově dodávaného systému (např AMIT ACC110 s měřičem průtoku) vyjdou na cca 5 tis.Kč. - teoreticky lze uvažovat i o meření teploty vody u místa odběru - a porovnávací metodou, při poklesu teploty pod teplotu vody v zásobníku (s nastavenou diferencí) rozhodovat o startu čerpadla. Zde nastane problém při více odběrových místech. Takže by bylo zřejmě nutné řešit asi jen to nejzvdálenější místo a ostatní ponechat bez analýzy, nebo měřit teplotu na odchozím potrubí teplé vody. Pro toto řešení jsem našel vyráběnou aplikaci např Logitron EUROSTER 1100
- automatické přizpůsobení běhu čerpadla učícím se systémem - principiálně - systém sleduje zvyky uživatelů a dle dne a času odběru si nastavuje aoptimalizuje spouštění čerpadla. Tento systém je ideální, neboť nepotřebuje žádné činnosti od uživatele, jen jsem nenašel praktické řešení. Na internetu lze najít zařízení CIRCON, chybí však detailnější infromace o automatice, lépe vypadá GRUNDFOS Comfort autoadapt, který by měl tento princip beze zbytku splňovat. Cenově se pohybujeme kolem 8 tis.Kč
Aktuálně používáme časové řízení oběhového čerpadla. V rámci realizace kompletní výměny topení počítáme s instalací systému s řízením sledováním odběru vody, nebo autoadaptabilním systémem GRUDFOS.
-vl