Typy regulace vytápění - Regulace podle prostorového termostatu, ekvitermní křivky a inteligentní regulace

Existují různé způsoby, jak regulovat vytápění v domácnostech, každý z nich s jinými výhodami a nevýhodami. Tento článek se zaměřuje na tři hlavní metody:

  • Regulace pomocí prostorového termostatu
  • Ekvitermní regulace
  • Inteligentní/automatizovaná regulace

V tomto článku se pokusím popsat jak která regulace funguje, jaké má která výhody a nevýhody a s čím je u každé potřeba počítat.

Regulace pomocí prostorového termostatu

Základní informace

Po mnoho let se používal termostat jako základní regulační prvek vytápění. Je to malé zařízení, které v sobě má zabudovaný teploměr, může mít i display s týdenním programem a je spojen se zdrojem vytápění (tepelné čerpadlo, kotel atd). Dříve to byl běžný způsob regulace vytápění.

Jak funguje prostorový termostat

Na prostorovém termostatu si nastavíme požadovanou teplotu, jaká je nám příjemná v domě - například 23°C. Prostorový termostat pak na základě svého teplotního čidla zapíná nebo vypíná kotel podle nastavené hystereze (hystereze - rozmezí teplot, kdy kotel zapíná a vypíná. Například -2 / +1 °C). To znamená, že v momentě, kdy prostorový termostat zaznamená teplotu 21°C (23-2), zapne kotel. Ten začne topit a topí tak dlouho než prostorový termostat zaznamená teplotu 24°C (23+1). Pak vypne a čeká, až teplota zase poklesne.

Výhody:

  • Jednoduché zapojení
  • Jednoduché nastavení
  • Levné řešení

Nevýhody:

  • Vyšší spotřeba (plynu nebo elektřiny)
  • Nestálá teplota v místnosti
  • Celý dům se orientuje pouze podle jednoho čidla
  • Při nesprávném umístění je dům nesprávně regulován například v momentě, kdy se zatopí v krbu nebo se vaří v kuchyni

Ekvitermní regulace

Základní informace

Ekvitermní regulace přizpůsobuje teplotu topné vody podle aktuální venkovní teploty.

Abychom měli v domě stálou teplotu, potřebujeme ohřát topení na jinou teplotu v tuhé zimě a na jinou třeba v podzimních měsících, kdy ještě není úplná zima, ale už je potřeba přitopit.

Jak to funguje

Ekvitermní regulace potřebuje pro svoji správnou funkčnost ekvitermní čidlo, které se umísťuje vně domu. Nejčastěji se dává na severní fasádu přibližně 1,8-2 m nad zemí, aby ho neovlivňovaly například přízemní mrazíky. Severní strana je také nejméně náchylná k ovlivnění přímým slunečním zářením.

Toto čidlo je zapojené do regulace kotle a v regulaci kotle se nastaví sklon a posun ekvitermní křivky, což je graf závislosti mezi venkovní teplotou a teplotou vody v topném systému (viz obrázek).

Kotel (nebo jiný zdroj) následně topí na takovou teplotu, jakou mu topná křivka udává.

Kotel s ekvitermní regulací topí oproti regulací podle prostorového termostatu mnohem "déle", ale to je způsobeno tím, že topní na nižší teplotu než podle termostatu, kdy topí na plný výkon. Jeho spotřeba je tak nižší. U tepelných čerpadel je rozdíl ve spotřebované energii podle termostatu a podle ekvitermní křivky zásadní. U tepelného čerpadlo je hodnota teploty výstupní vody zásadní, protože každý stupeň navíc je rozdíl v nákladech cca 7% navýšení. Proto se tepelná čerpadla provozují téměř výhradně pouze podle ekvitermní křivky.

Výhody:

  • Stabilní teplota po celou dobu provozu
  • Celý dům není ovlivněn jedním čidlem, které může zkreslovat díky dalším vlivům jako je například krb
  • Provozní náklady jsou nižší než u prostorového termostatu

Nevýhody:

  • Vyladění ekvitermní křivky zabere dlouhou dobu (2-3 zimy)
  • Neumí reagovat na vnější vlivy - například při zatopení v krbu neumí v prostoru krbu vypnout vytápění a může dojít k přetopení místnosti
  • Oproti termostatu dražší regulace (v moderních topných zdrojích už je ale většinou v základu)
  • Nutnost instalovat venkovní čidlo

Inteligentní/automatizovaná regulace

Základní informace

Je to typ regulace, která využívá propojení více systémů a senzorů, jako jsou venkovní teplota, předpověď počasí, chování uživatelů v domě, množství zdrojů v domě (tepelné čerpadlo, krb, klimatizace, fotovoltaika, VZT/rekuperace) a na základě těchto informací je schopna přesně regulovat klima v celém domě nebo v jednotlivých místnostech.

Jak to funguje

Veškerá technologie je napojena do řídícího softwaru (v našem případě používáme Loxone). Tento software sbírá všechna data ze zmíněných technologií a na jejich základě jednotlivé technologie také ovládá a říká jim, co mají dělat.

Příklad komplexního řízení

V zimním dnu je venkovní teplota 0°C, ale je slunečný den. Systém zaznamená na osvitovém čidle sluneční energii a vytáhne venkovní žaluzie, aby se skrz okna nebo prosklené stěny dostalo do domu co nejvíce tepla ze slunce. Pokud to nestačí, dotápí například tepelným čerpadlem, které může běžet na nižší teplotu. Pokud je ale skutečně slunečný den a fotovoltaika vyrábí dost energie, systém řekne tepelnému čerpadlu, že má topit do akumulačních nádrží tak, aby vyrobenou energii uchoval na později (na noc). V ten moment nenatápí nádrž dle ekvitermní křivky, ale na co nejvyšší teplotu, co je v daný moment možné.

Aby se tato "přehřátá" voda nedostala do podlahového topení a nepřehřívala tak zbytečně dům, je za akumulací instalován směšovací ventil (slouží ke směšování teplé vody z akumulační nádrže s chladnější vodou, která se vrací ze systému tak, aby výsledná teplota byla ideální), který je řízen čidlem v konkrétní místnosti (tzv. zónová regulace – regulace, která umožňuje řídit klima v každé místnosti samostatně). Jakmile večer slunce začne zacházet a tepelné zisky se sníží, systém zatáhne venkovní rolety, aby zamezil unikání tepla skrz okna a začne využívat tu přehřátou vodu z akumulační nádrže a pomocí směšovacího ventilu a čidla v místnosti ji posílá v ideální teplotě, takže je v místnosti stále stejné klima.

Výhody

  • Nejefektivnější nakládání s energiemi -> nejnižší provozní náklady
  • Systém dokáže reagovat na jakékoliv vnější vlivy v každé místnosti samostatně
  • V kombinaci se vzduchotechnickou a klimatizací dokáže systém udržovat ideální teplotu jak v zimě, tak v létě plně automaticky
  • Inteligentní/automatizované systémy se dokáží samy naučit, jak dlouho trvá podlahovému topení vytopit konkrétní místnost, kdy ji má vytápět a kdy ne

Nevýhody

  • Pořizovací cena
  • Požadavky na jednotlivé technologie - jednotlivé technologie musí mít možnost nějakého externího ovládání (Modbus, spínané kontakty atd.)

Závěr

Je tedy velice dobré si uvědomit, co uživatel od systému očekává, jaké na něj bude mít nároky a jaké jsou finanční možnosti. Není dobré se vždy koukat pouze na pořizovací náklady, je nutné do investice započítat také provozní náklady nejlépe například v horizontu 10 let. V ten moment může i ta nejdražší technologie na pořízení vycházet zásadně lépe než ostatní technologie.

Regulace podle prostorového termostatu je vhodná například na chatu nebo objekt, kde netopíme často.

Ekvitermní regulace je vhodná pro instalaci do běžných rodinných domů.

Inteligentní/automatizovaná regulace je vhodná zejména do novostaveb, kde se dá už od projektu vše navrhnout tak, aby se náklady na pořízení minimalizovali. Je možné ji samozřejmě použít i při rekonstrukcích.

by Jakub Dobeš

Tepelná čerpadla a fotovoltaická elektrárna: Ideální kombinace pro energeticky efektivní domov

S rostoucím zájmem o udržitelné a energeticky úsporné vytápění domů je kombinace tepelných čerpadel a fotovoltaických elektráren stále oblíbenější. Tato inovativní kombinace technologií nabízí nejen ekonomické výhody, ale také přispívá k ochraně životního prostředí.

Tepelná čerpadla využívají tepelnou energii z okolí, kterou přeměňují na teplo vhodné k vytápění domu. Existují různé typy tepelných čerpadel, které využívají například zemní tepelnou energii, energii vzduchu nebo vody. Tímto způsobem umožňují efektivní a ekonomicky přijatelné vytápění domů.

Fotovoltaická elektrárna je systém slunečních panelů, který přeměňuje sluneční energii na elektřinu. Panely, které se obvykle umisťují na střechy nebo pozemky, zachytávají sluneční záření a přeměňují ho na elektřinu. Tato elektřina může být využívána pro vlastní spotřebu domu nebo dodávána do elektrické sítě.

Kombinace tepelných čerpadel a fotovoltaických elektráren přináší mnoho výhod:

  • Fotovoltaická elektrárna může zásobovat tepelná čerpadla elektřinou potřebnou pro jejich provoz. To znamená, že tepelné čerpadlo nebude závislé na tradičním dodavateli elektřiny a domácnost bude mít nižší energetické náklady.
  • Navíc přebytečnou elektřinu vyrobenou fotovoltaikou lze prodat zpět do sítě, čímž se domácnost stává producentem energie.

Tímto způsobem lze snížit spotřebu energie z fosilních paliv a přispět ke snižování emisí skleníkových plynů.

Kromě těchto ekonomických a ekologických výhod přináší kombinace tepelných čerpadel a fotovoltaických elektráren také zvýšenou soběstačnost. Domácnost s tímto systémem může být méně závislá na konvenčních zdrojích energie a mít větší kontrolu nad vlastní spotřebou a náklady.

Kombinace obou systémů přináší také dlouhodobou udržitelnost. Oba tyto systémy využívají obnovitelné zdroje energie - slunce a teplo z okolí. Tím přispívají k ochraně životního prostředí a snižování negativních dopadů na klimatickou změnu.

Je ale třeba zvážit i některé faktory. Například je třeba zohlednit vhodnost umístnění fotovoltaických panelů vzhledem ke světovým stranám a slunečnímu záření. Kvalita instalace a správná údržba systémů jsou také klíčové pro optimální výkon a efektivitu. Proto je vhodné konzultovat s odborníky a provést důkladnou analýzu před realizací této kombinace technologií.

V současné době je vývoj technologií v oblasti tepelných čerpadel a fotovoltaických elektráren velmi dynamický. Nové inovace a možnosti se neustále objevují, což přináší další potenciál pro energeticky účinné domovy.

Celkově lze konstatovat, že kombinace tepelných čerpadel a fotovoltaických elektráren je skvělým způsobem, jak dosáhnout energetické účinnosti a udržitelnosti ve vytápění domů. Tato kombinace nabízí ekonomické výhody, snižuje závislost na fosilních palivech, přispívá ke snižování emisí skleníkových plynů a posiluje soběstačnost domácnosti. Je to investice do budoucnosti, která může přinést dlouhodobé pozitivní dopady na životní prostředí i rodinný rozpočet.

by Jakub Dobeš

Úpravna vody a tvrdost: Jak ochránit spotřebiče a zlepšit kvalitu vody

Co je tvrdost vody a proč je voda tvrdá?

Tvrdost vody se týká obsahu minerálních solí, zejména vápníku a hořčíku, rozpuštěných ve vodě. Tyto minerály se do vody dostávají z půdy a hornin a ovlivňují její vlastnosti. Tvrdost vody se obvykle měří ve stupních nebo v mg/l (miligramech na litr) vápníku a hořčíku.

Vodohospodáři tvrdost vody ve vodovodních řádech běžně neřeší, protože nemá zásadní vliv na lidské zdraví. Minerální soli, které způsobují tvrdost vody, jsou v ní přítomny v relativně nízkých koncentracích a neškodí zdraví. Existují sice normy a směrnice pro koncentrace některých látek ve vodě, ale ty se většinou vztahují na látky s potenciálním zdravotním rizikem.

Někteří lidé mohou tvrdou vodu preferovat pro její chuť a obsah minerálů. V některých případech změkčení vody může ovlivnit chuť, což nemusí být žádoucí. Tvrdá voda však může mít i nevýhody, například může vysušovat pokožku.

Tvrdost vody v domácím řádu a její vliv na spotřebiče

Tvrdá voda může mít několik nežádoucích účinků, včetně usazování minerálních solí ve vodovodním systému, tvorby vodního kamene a snížení účinnosti mýdel a čisticích prostředků. Čím vyšší je teplota vody, tím více se minerály usazují na kovových částech. Tvrdá voda tak může poškozovat topná zařízení, vodovodní baterie a domácí spotřebiče, které s vodou přicházejí do styku.

Tvrdost vody lze zjistit různými testy a její vliv lze zmírnit pomocí vodních změkčovačů.

Jak zjistit tvrdost vody

Tvrdost vody je možné zjistit na webových stránkách obce nebo dodavatele vody, pokud využíváte veřejný vodovod.

Další možností je zakoupení testu tvrdosti vody, který lze pořídit například v akvaristice za cca 150–200 Kč.

Pokud máte vlastní studnu, můžete si nechat provést kompletní rozbor vody. Pokud využíváte vodu z veřejného vodovodu, tento rozbor obvykle nepotřebujete.

  • 3–7° dH – měkká voda
  • 8–14° dH – středně tvrdá voda
  • 15° a více dH – tvrdá voda

Jak funguje úpravna vody

Úpravna vody využívá iontovou výměnu pomocí pryskyřice obsahující náhradní kationty (často sodík nebo draslík). Tvrdé minerály, jako je vápník a hořčík, mají kladné ionty, které jsou přitahovány k pryskyřici a dochází k jejich výměně za sodíkové nebo draselné ionty.

Po určité době se kapacita pryskyřice vyčerpá a je třeba ji regenerovat. Tento proces probíhá proplachováním pryskyřice koncentrovaným solným roztokem (NaCl), který ji znovu naplní sodíkem nebo draslíkem a připraví na další cyklus změkčování vody. K tomuto procesu je potřeba granulovaná sůl a voda.

Při spuštění úpravny se nastavuje její ideální tvrdost, která je 5–7° dH. Doporučuje se také upravit nastavení soli u ostatních spotřebičů, jako jsou kávovar, myčka a pračka.

Jak lze tvrdou vodu změkčit

Pro změkčení vody jsou nejvhodnější úpravny vody. Doporučujeme produkty firmy Viessmann z řady Aquahome, kde lze vybírat z několika modelů dle spotřeby vody. Menší jednotky budou častěji regenerovat, ale na funkčnost to nemá zásadní vliv. Pozor pouze u domácností s větší spotřebou než cca 170 m³/rok.

Hlavní výhodou těchto zařízení je okamžitá funkčnost po připojení do systému. Účinek změkčení vody pocítíte ihned, což vám umožní testovat, kolik pracího prášku, mycích prostředků či šamponu potřebujete.

Cena a roční náklady

Nejběžnější sestava pro rodinný dům je Aquahome 20 SMART. Sestava zahrnuje úpravnu vody Aquahome 20 SMART, 3 balíky regenerační soli (celkem 75 kg), tester tvrdosti vody Aqatest TH a mechanický filtr Epuroit I25-50. Cena sestavy včetně montáže je přibližně 35 000 Kč bez DPH. Cena se však může lišit podle náročnosti instalace.

Při roční spotřebě cca 120 m³ vody jsou provozní náklady na regenerační sůl a vodu pro regeneraci přibližně 1 500–2 000 Kč. Tyto náklady se rychle vrátí v podobě nižší spotřeby pracích prášků, mycích prostředků a dalších čisticích prostředků.

by Jakub Dobeš

Vitosol

Solární termické kolektory - efektivní prvek na ohřev vody, který ještě nevyšel z módy

Proč využívat solární kolektory k ohřevu? 

Solární kolektory se využívají jako efektivní prvek v úspoře energií a financí na ohřev teplé užitkové vody. V našich zeměpisných podmínkách jsou zajímavou alternativou k hlavnímu zdroji vytápění / ohřevu Teplé užitkové vody. (Dále jen TUV) . Ve střední Evropě každý rok slunce vyzáří v průměru 1000kWh na 1m2 . Jedná se o ekvivalent 100m3 zemního plynu.

Vitosol

Jak kolektory fungují?

Solární kolektory využívají sluneční energii k předání energie pomocí absorbéru kolektoru k ohřevu teplonosného média na bázi glykolu (nemrznoucí kapalina – velmi podobná Fridexu v Automobilovém průmyslu). Absorbér je prvek kolektoru pohlcující sluneční energii a efektivně za pomoci výměníku (Trubkový registr, nebo tzv. Heat Pipe - suchý spoj mezi sběračem a jednolivými vakuovými trubicemi) ji předává do teplonosné kapaliny. Tato kapalina je vedena za pomoci potrubí do výměníku, který energii v kapalině předává do vody.

Co vše lze kolektory ohřívat? 

Energie ve formě tepla se dá využívat ne jen na ohřev TUV. Nabízí velice široké využití.

1. Ohřev TUV - předání tepla probíhá nejčastěji v nepřímotopném zásobníku tj. zásobník TUV, který má v sobě zabudovaný trubkový výměník na přenos mezi nemrznoucí směsí a čistou pitnou vodou. Pro potřeby běžné rodiny (4-5 os.) stačí 2-3 solární kolektory o velikosti 2-2,5m2.

 

2. Ohřev TUV s podporou vytápění - Dále lze využívat energii pro podporu vytápění. Systém je navržen tak, aby v přechodné období (jaro a podzim) byl solární zisk využíván kromě ohřevu TUV i na podporu vytápění a tím snižoval náklady spojené s vytápěním díky energii ze slunce.

Řešení č.1:

Řešení, kde využíváme systému 2 zásobníků. První zásobník je využíván na ohřev TUV, kde se předává energie z kolektorů a také od zdroje tepla - stejné řešení jako u pouze ohřevu TUV s tím, že do systému je přidán druhý zásobník tzv. akumulační, ve kterém se ohřívá topná voda cirkulující v otopné soustavě. K tomuto účelu se využívá již více kolektorů z důvodu potřeby akumulace energie do většího objemu vody. Pro potřeby standardní rodiny (4-5 os.) 4-6 kolektorů o velikosti 2-2,5m2.

Řešení č.2:  
V tomto řešení je využívána pouze jedna akumulační nádrž topné vody s více výměníky. 1. výměník slouží k přenosu energie z kolektorů do topné vody. 2. výměník již slouží k hygienickému přenosu energie mezi topnou teplou vodou a studenou pitnou vodou tak, aby byla zajištěna dostatečná energie při maximálním odběru vody na mytí. I zde se využívá již více kolektorů z důvodu potřeby akumulace energie do většího objemu vody. Pro potřeby standardní rodiny (4-5 os.) 3-6 kolektorů o velikosti 2-2,5m.

 

3. Ohřev TUV s podporou vytápění a ohřevu vody v bazénu - tento systém je velice podobný jako u předchozího případu, kdy jsme využívali teplo pro TUV a podporu vytápění s tím, že rozšíříme celý systém napojením na deskový výměník, který slouží k přenosu energie mezi nemrznoucí kapalinou v kolektorech a bazénovou vodou. Pro standardní rodinný dům lze systém navrhnou až v závislosti na velikosti domu, počtu osob a velikosti bazénu.
Příklad: Standardní RD o 4-5 osobách potřebuje okolo 3-6 kolektorů na ohřev TUV a podporu vytápění a pro bazén o velikosti 35m3 jsou potřeba další 4 kolektory o velikosti 2-2,5m2. tj. Sestava 6-10 kolektorů.

Výhody a Nevýhody

+ Výhody: 

  • + Při rozumném návrhu kryje solární systém cca 60% potřeby energie pro TUV za rok a až 35% potřeby energie pro přípravu TUV a podporu vytápění
  • + Energetická nezávislost
  • + Autonomní systém závislý pouze na oslunění a zisku energie ze slunce
  • + Variabilní řešení (lze využívat pro více prvků viz. výše)
  • + Velká ziskovost vůči malé ploše v průměru 5kWh/1m2 denně
  • + Stále zisky i v zimě
  • + Atraktivní cena u jednoduchých instalací
  • + Díky podpoře NZU má i velice rychlou návratnost investice
  • + Dlouhá životnost a v zásadě bezúdržbový provoz
  • + Zvýšení hodnoty nemovitosti
  • + U renomovaných výrobců existuje teplotní ochrana proti překročení limitních stavů (ThermProtect – ochrana celého systému)

-Nevýhody:

  • - Složitost zapojení (potrubí do více "speciálních" nádrží s více výměníky)
  • - Energie, která se nedá využít, už nemůže být uschována do jiných zařízeních než-li do systému, na který byl navržen
  • - Komplexnější instalace bývají velmi drahé
  • - Estetická nedokonalost (konstrukce, kolektor, připojení potrubí)
  • - Potřeba údržby (i přes minimální potřebu údržby je stále potřeba pravidelně monitorovat stav)
  • - Potenciální poruchy (jako každá technologie může mít i tento poruchové stavy)
  • - Závislost na slunečním svitu

by Jakub Dobeš

Akumulační nádrž topné vody v systémech s tepelným čerpadlem - ANO nebo NE?

Topné systémy s tepelnými čerpadly jsou v dnešní době čím dál více moderní. Součástí těchto systémů bývá také akumulační nádrž topné/chladící vody. Převážně v diskusích na internetu se dočtete nepřeberné množství názorů na to, zdali je, a nebo není nutná.

Hned na začátku musím napsat, že já jsem zastáncem těchto nádrží a níže zkusím popsat důvody proč ji do systémů s tepelnými čerpadly vždy instalovat.

Vše budu vztahovat hlavně k tepelným čerpadlům vzduch/voda, protože jsou nejčastějšími typy, které se v dnešní době instalují.

  1. Lepší pracovní podmínky pro TČ 
    Srdcem tepelného čerpadla je kompresor. Je to nejvytíženější součástka tepelného čerpadla a také to bývá ta nejdražší. Proto je vhodné kompresoru vytvořit ideální podmínky pro jeho chod. Tyto podmínky vytvoříme tak, že zvolíme správnou velikost/výkon tepelného čerpadla a dále tím, že mu zajistíme velký objem vody v topné soustavě. Velký objem vody slouží k tomu, že v momentě, kdy tepelné čerpadlo spustí kompresor, bude moci jet dlouhou dobu, protože bude mít velký objem vody, který bude natápět. Pro kompresor je totiž nevhodné, když často spíná a vypíná (takzvaně, když cykluje). Proto je vhodné instalovat hned za tepelné čerpadlo akumulační zásobník vody, díky kterému tento objem vody zvětšíme a tepelné čerpadlo tak má vždy k dispozici velký objem, který může na jedno sepnutí kompresoru natopit.
    Výhodou většiny dnešních tepelných čerpadel je možnost modulace výkonu, kdy tepelné čerpadlo dokáže sjet se svým výkonem níže. Není tedy nutné pořizovat obrovské akumulační nádrže, jako to bývalo dříve, kdy byla tepelná čerpadla pouze on/off. I tak je ale pro kompresor dobré akumulaci použít a zlepšit mu tak podmínky pro práci.
  2. Akumulace tepla na později 
    Dalším důvodem, proč použít akumulační nádrž je zlepšení chodu topného systému jako takového. Díky akumulační nádrži má systém vždy dostatek vody k topení a nemusí čekat, až sepne čerpadlo a vodu v systému postupně dohřeje. Například během natápění teplé užitkové vody musí systém čekat, až se tato voda nahřeje a až pak se může nahřívat systém. Díky akumulační nádobě je topná vody k dispozici v podstatě pořád.
  3. Odtávání 
    Převážně během přechodných období (teploty nízko kolem 0°C, vysoká vlhkost) dochází k zamrzání venkovní jednotky (výparníku). Je o běžný jev a není na něm nic špatného. Každé tepelné čerpadlo má ale ochranu, jak se s tímto jevem vypořádat. V momentě, kdy venkovní jednotka zamrzne, tepelné čerpadlo zjednodušeně řečeno, otočí svůj chod a pustí do venkovní jednotky teplo (buďto vodu u monoblokových tepelných čerpadel nebo chladivo u splitových tepelných čerpadel). Toto teplo ale někde musí vzít. V ten moment je vhodné mít akumulační nádrž, která bude nahřátá a v případě odmrzání venkovní jednotky si tepelné čerpadlo může kdykoliv okamžitě vzít toto teplo. Bez akumulační nádrže musí tuto teplou vodu stahovat z celého systému, což není ideální - ochlazuje se tím topný systém, nemusí v něm být dostatek tepla pro odtání atd.
    (Poznámka - tepelné čerpadlo si pro odtávání nikdy nebere teplo ze zásobníku teplé užitkové vody)
  4. Spolupráce s FVE 
    V případě, že je u tepelného čerpadla nainstalováni i fotovoltaická elektrárna, je vhodné využít kombinaci těchto technologií na maximum a pomocí tepelného čerpadla využívat přetoky z FVE pro ukládání energie. V praxi to funguje tak, že v případě přebytků elektřiny z FVE se spustí tepelné čerpadlo a postupně přehřívá zásobník teplé užitkové vody a následně akumulační zásobník o předem nastavenou hodnotu (například o 10°C oproti běžně nastavené hodnotě). To znamená, že když dojde k přetoku elektřiny, tepelné čerpadlo jej využije a nahřívá zásobníky a tím ukládá energii ze slunce do vody. Čím větší zásobníky jsou instalovány, tím více energie je možné do těchto zásobníků uložit.
    Vzhledem k tomu, že nejvíce přetoků je přes léto, je možné ukládat tuto energii pomocí tepelného čerpadla jak do zásobníku teplé užitkové vody, tak do akumulační nádrže ve formě chladné vody, která se následně využije například pro chlazení podlahovým topením.

Všeobecně se tedy dá říci, že akumulační nádrž je v soustavách s tepelným čerpadlem vhodným prvkem, který nejen zlepší chod samotného tepelného čerpadla, ale může i snížit náklady na provoz.

by Jakub Dobeš

Tepelná čerpadla – rozdělení

Na trhu je nepřeberné množství tepelných čerpadel a pro někoho může být velice těžké se v nich vyznat. Setkáváme se s velkým množstvím výrazů, zkratek a označení, která mohou být matoucí, nejasná a bez vysvětlení nesmyslná.

Nebudu se zaobírat vysvětlováním, jak tepelné čerpadlo funguje.  Pokusím se ale vysvětlit, jaké jsou mezi nimi rozdíly a rozřadím je do několika kategorií tak, aby vše začalo dávat smysl a pokud o tepelném čerpadle uvažujete, abyste věděli co chcete a proč.

Největším rozdílem mezi tepelnými čerpadly je to, odkud získávají tepelnou energii a kam ji předávají. Proto se setkáváme s označeními vzduch/voda, země/voda, voda/voda nebo vzduch/vzduch. Označuje to odkud se získává/kam se předává teplo.

Tepelné čerpadlo vzduch/voda

Aktuálně nejčastějším tepelným čerpadlem, se kterým se můžete setkat je tepelné čerpadlo vzduch/voda. To znamená, že tepelné čerpadlo získává energii ze vzduchu a předává ji do vody. Poznáte je tak, že venku je téměř vždy nějaká jednotka s “větrákem”. Ta získává energii ze vzduchu tím, že prohání venkovní vzduch přes výměník, který je zabudován v blízkosti již zmíněného “větráku”. Tuto energii pak předává do vody v zásobníku TUV (bojleru) a akumulačního zásobník topné vody, které jsou umístěny uvnitř domu.

U těchto tepelných čerpadel se ještě setkáváme s dvěmi označeními – splitová tepelná čerpadla a monobloky. Rozdíl je pouze v tom, kde jsou umístěny jednotlivé komponenty tepelného čerpadla. Typ “split” má venkovní jednotku, kde je kompresor a vnitřní jednotku, kde je tepelný výměník. Mezi těmito jednotkami proudí v potrubí chladivo, které přenáší tepelnou energii. U typu “monoblok” je pak vše uzavřeno v jednom boxu, který je umístěn venku a do domu pak vedou už pouze trubky s vodou.

Splitové čerpadlo vzduch/voda

Splitové čerpadlo vzduch/voda je vždy rozděleno na 2 části:

  • venkovní jednotka – zde je umístěn kompresor a výparník
  • vnitřní jednotka – zde je umístěna regulace, výměník na teplou vodu a případně pomocná elektropatrona

Venkovní a vnitřní jednotka jsou propojeny trubkami, ve kterých proudí chladivo

Monoblokové tepelné čerpadlo vzduch/voda

Monoblokové tepelné čerpadlo vzduch/voda je na první pohled velice podobné jako splitové tepelné čerpadlo. Také má 2 jednotky:

  • venkovní jednotka – zde je kompresor, výpadník a výměník na vodu
  • vnitřní jednotka – zde je regulace a pomocná elektropatrona

Oproti splitovému tepelenému čerpadlu jsou tyto jednotky propojeny potrubím, ve kterém proudí již ohřátá voda.

Tepelné čerpadlo země/voda

U tepelného čerpadla země/voda je energie získávána ze země. Jsou v podstatě 2 možnosti, jak tuto energii získávat.

Nejčastější způsob jsou zemní vrty. Je to podobné jako u vrtané studny. Na pozemku se udělá několik zemních vrtů do předem spočítané hloubky, a díky tomu, že ve velkých hloubkách je teplota země celoročně stejná, může tepelné čerpadlo získávat tepelnou energii celoročně s velkou účinností.

Druhým způsobem získávání energie ze země je zemní kolektor. Velice zjednodušeně by se dalo říci, že je to trubka natažená v nezámrzné hloubce ve velké ploše. Tento způsob je možné použít v případě, že má investor k dispozici velký prostor, který se může rozkopat. Častější jsou tedy spíše zemní vrty.

U těchto tepelných čerpadel tak není žádná venkovní jednotka. Ze zemních vrtů nebo kolektoru jde energie stejně jako u předchozího tepelného čerpadla do vody, která je v zásobníku TUV a akumulačního zásobníku umístěných uvnitř domu.

Výhodou tepelného čerpadla země/voda oproti tepelnému čerpadlu vzduch/voda je vyšší účinnost v zimních měsících. Na druhou stranu je to vykoupeno vyššími pořizovacími náklady.

Tepelán čerpadla voda/voda

Tepelná čerpadla voda/voda jsou velice podobná jako země/voda, energii získávají buďto ze zemních vrtů nebo kolektorů, rozdíl je pouze v tom, že u čerpadla voda/voda je zemní vrt zatopený vodou nebo je plošný kolektor umístěný ne v zemi, ale třeba na dně nějaké vodní nádrže (třeba rybníku). U průmyslových instalací pak může být zdrojem energie nějaká odpadní voda z technologického procesu, ale tomu se v tomto článku věnovat nebudu.

Instalací tepelných čerpadel voda/voda u rodinných domů není mnoho.

Tepelná čerpadla vzduch/vzduch

Posledním typem tepelného čerpadla je typ vzduch/vzduch. Toto tepelné čerpadlo je nejvíce podobné klimatizacím. Má venkovní jednotku (“ventilátor”) a vnitřní jednotku, která vypadá stejně jako klimatizační jednotky. Ve své podstatě mezi tepelným čerpadlem vzduch/vzduch a klimatizační jednou není až tak moc velký rozdíl. Ze všech typů tepelných čerpadel je tato varianta nejlevnější, ale na druhou stranu má i nejmenší výkon a hodí se spíše do menších instalací (chaty, přitápění v bytě…). Nevýhodou tohoto tepelného čerpadla je nemožnost ohřívat teplou vodu.

by Jakub Dobeš

Tepelná čerpadla a radiátory

Tepelná čerpadla a radiátory

Při výběru systému vytápění domu se v posledních letech stále častěji rozhodujeme pro tepelná čerpadla. Ta jsou ekologická a energeticky úsporná, a proto jsou velmi populární. Radiátory jsou však stále velmi běžným prvkem systému vytápění a mnoho lidí se ptá, zda jsou radiátory vhodné pro tepelná čerpadla. V tomto článku si tuto otázku podrobněji rozebereme.

Ano, radiátory jsou vhodné pro tepelná čerpadla. Radiátory jsou jednou z nejčastějších možností pro distribuci tepla do jednotlivých místností a tepelná čerpadla jsou stále častěji používána jako zdroj tepla pro vytápění domů. Radiátory fungují na principu přenosu tepla z vodního okruhu, který je napojen na tepelné čerpadlo, do místnosti.

Nicméně, výkon tepelného čerpadla a tedy i jeho účinnost může být ovlivněn volbou radiátorů. Tepelná čerpadla mají určitou maximální teplotu, při které mohou pracovat a získávat energii z okolního prostředí. Pokud jsou radiátory navrženy pro vyšší teplotu vody, mohou být pro tepelné čerpadlo neefektivní a výkon tepelného čerpadla může být snížen.

Proto je důležité vybírat radiátory, které jsou vhodné pro tepelná čerpadla. Existují radiátory s vyšší tepelnou výměnou, které umožňují přenos tepla při nižší teplotě vody. Tyto radiátory jsou ideální pro použití s tepelnými čerpadly. Pokud máte starší radiátory, může být nutné je nahradit novými, aby byla dosažena optimální účinnost systému vytápění.

Je také důležité správně dimenzovat tepelné čerpadlo a vodní okruh tak, aby odpovídaly potřebám domu. Pokud bude tepelné čerpadlo poddimenzované, nebude schopné zabezpečit dostatečné vytápění a může se stát, že budete muset radiátory zvětšit nebo dokonce instalovat další zdroj tepla.

Starý otopný systém s vysokou teplotou vody

Pokud máte v domě starý topný systém, například kotel na uhlí nebo dřevo nebo starý nekondenzační plynový kotel, pravděpodobně bude nutné radiátory vyměnit. Starší topné systémy často pracovaly s vodou o teplotách dosahujících i 80°C. Jelikož standardní tepelné čerpadlo těchto teplot nedosahuje, je nutné vhodnost radiátorů přepočítat na nižší teplotu a případně je vyměnit za větší/vhodnější.

Novější otopný systém s nižší teplotou vody

Pokud v domě používáte například kondenzační kotel, pravděpodobně budou radiátory vhodné i po instalaci tepelného čerpadla. Pokud byl systém dimenzován na provoz s kondenzačním kotlem, byl dimenzován na provoz s nižšími teplotami, například 50°C. V tomto případě je velice pravcěpodobné, že i s tepleným čerpadlem budou mít stávající radiátory dost výkonu.

I v tomto případě ale vhodnost radiátorů přepočítáváme, abchom měli jistotu, že vše bude fungovat k Vaší spokojenosti.

V každém případě je nejlepší konzultovat výběr a instalaci tepelného čerpadla a radiátorů s odborníkem na vytápění. Ten vám poradí nejvhodnější kombinaci pro váš konkrétní domov a zabezpečí, aby váš systém vytápění byl co nejúčinnější a energeticky úsporný.

Závěr

Radiátory jsou zcela vhodným prvkem systému vytápění pro tepelná čerpadla. Důležité je však dbát na to, aby byly radiátory správně dimenzovány a vhodné pro použití s tepelným čerpadlem. Pokud tento máte systém s radiátory a o tepelném čerpadle uvažujete, vždy jejich výkon přepočítáváme na použití s tepelným čerpadlem, abychom měli jistotu, že bude systém fungovat a bude co nejefektivnější a energeticky úsporný. Tepelná čerpadla ve spojení s vhodnými radiátory jsou skvělou volbou pro moderní a ekologické vytápění vašeho domu.

by Jakub Dobeš

WiFi vs LAN – bezdrát vs kabel

Je kabel lepší než WiFi?

Na začátek musím napsat, že nejsem odpůrcem WiFi a svou WiFi pořád vylepšuji. Co ale jde, tak mám připojeno kabelem. Pokusím se na těch pár nadcházejících řádcích stručně shrnout, proč je dobré připojit vše co jde do sítě klasickým síťovým kabelem, aby WiFi vždy fungovala tak jak má k naší spokojenosti a shrnu stručně jak výhody, tak nevýhody obou připojení.

Určitě neočekávám, že bychom připojovali své mobilní telefony nebo tablety kabelem, ale zařízení jako počítač, chytrá televize, herní konzole, síťový disk nebo set-top box je vhodné do sítě připojit spíše kabelem než přes WiFi, i když drtivá většina těchto zařízení tu možnost má.

Dle mého názoru jsou 3 hlavní důvody, proč použít síťový kabel místo WiFi – rychlost, odezva, spolehlivost připojení.

Je kabel skutečně rychlejší než WiFi?

Jednoduše řečeno ano. Kable je rychlejší než WiFi. Tedy alespoň papírově.

Kabelů máme několik a teoretická nejvyšší rychlost kabelu Cat 6a je 10 Gb/s (10000 Mb/s). U WiFi je pak podle posledního standardu 802.11ac teoretická maximální rychlost 1300 Mb/s v pásmu 5G a 450 Mb/s v pásmu 2G. Jak jsem ale zmínil, je to pouze papírové porovnání. Je nutné dodat, že drtivá většina kabelových instalací (v rodinných domech) se provádí pomocí kabelů a zařízení dosahujících rychlosti 1 Gb/s (1000 Mb/s), čím už se rozdíl v rychlosti na oko značně snižuje. Hlavní rozdíl v rychlosti je ale způsob přenosu dat.

Zařízení, která jsou do routeru nebo switche zapojena kabelem mají rychlost 1 Gb/s jen pro sebe. Na jednom kabelu je zkrátka zapojeno jen jedno zařízení. Na druhé straně na přístupovém bodě WiFi (Access point) je celková rychlost sdílena mezi všemi zařízeními, která jsou na tento přístupový bod připojena. Pokud tedy připojíme třeba 10 zařízení, která budou všechna stahovat maximální rychlostí, bude každé zařízení stahovat rychlostí cca 130 Mb/s. A tady je ten rozdíl už hodně velký.

Je také ale nutné podoknout, že tyto rychlosti se úplně netýkají internetu. Jsou to rychlosti, kterých je možné dosáhnout uvnitř sítě. Například při zálohování dat z počítače na síťový disk nebo kopírování souborů z jednoho počítače na druhý. Rychlosti internetu se v ČR pohybuje průměrně okolo 50 Mb/s, což je daleko pod maximálními rychlostmi dnešních sítí. Každopádně rychlost se každým rokem zvyšuje, takže je určitě vhodné být připraven.

Typy připojení a jejich rychlosti

Připojení kabelem (nejpoužívanější):

  • Cat 5E – rychlost 1 Gb/s do 100 m
  • Cat 6 – rychlost 10 Gb/s do 50 m, 1 Gb/s do 100 m
  • Cat 6a – rychlost 10 Gb/s do 100 m

WiFi připojení:

  • 802.11b – 11 Mb/s
  • 802.11a – 54 Mb/s
  • 802.11g – 54 Mb/s
  • 802.11.n – 300 Mb/s
  • 802.11.ac – kombinace 2,4 GHz a 5 GHz pásma, maximální rychlost 1300 Mb/s v 5 GHz + 450 Mb/s ve 2,4 GHz pásmu
Jednotky rychlostí

Odezva – co to je a proč je to vlastně důležité

Odezva, označována také jeko “Ping”, je čas, který je potřeba pro přenos dat z jednoho zařízení na druhé. Čím je odezva kratší, tím lépe. Každá milisekunda se počítá. Je ale nutné vše brát s rezervou.

Pro běžné prohlížení webových stránek nebo chatování není odezva zas tak moc důležitá. Největší rozdíl poznají třeba hráči online her, kde je skutečně nutné mít odezvu co nejkratší, aby člověk nehrál “pozadu”. Krátká odezva je také důležitá při hovorech přes internet. S dlouhou odezvou se vám může snadno stát, že si budete stále skákat do řeči, protože se Vám bude zdát, že druhá strana dlouho neodpovídá.

Zjednodušeně řečeno, kabel má vždy mnohem kratší odezvu než WiFi, kde signál letí od přístupového bodu a zpět zkrátka pomaleji než v síťovém kabelu po drátkách.

Kvalita připojení

Zde začnu hned závěrem – kabel má mnohem kvalitnější připojení než WiFi. Je to dáno v podstatě tím, že signál, který putuje kabelem je rušen okolím jen velice minimálně a pokud víme, že k nějakému takovému rušení může docházet, tak při instalaci rovnou použijeme stíněný kabel.

Na druhé straně WiFi je rušeno prakticky vším. WiFi je rušeno překážkami jako jsou zdi, skříně, okna, dále je ruší elektrická zařízení nebo třeba sousedova WiFi.

Všechna tato rušení mohou způsobit mnoho problémů. Například:

  • ztráta signálu – někdy se prostě signál může přerušit. Během krátké chvíle, ale naběhne zpátky. Při běžném prohlížení internetu nebo pouštění videa třeba z youtube to není problém – stránky už máte načtené a video je částečně také staženo do zařízení, takže výpadek ani nepozníte. Problém ale nastane třeba při hraní on-line her, nebo při telefonování přes internet, kde i krátký výpadek může značně zhoršit kvalitu přenosu zvuku nebo videohovru nebo jej může i přerušit
  • dlouhá odezva – narůstající rušení může vždy znamenat delší odezvu (o odezvě viz výše)
  • menší rychlost – samozřejmě s narůstajícím rušením signálu klesá jeho kvalita a tím i přenosová rychlost

Rušení ale všeobecně nelze předem spočítat nebo naměřit. Je to něco, co tady už vždycky bude a budeme se s tím muset vypořádat. Navíc rušení signálu je v každém místě jiné. Pokud budete třeba s tabletem chodit po domě a během toho videotelefonovat, může se díky rušení občas obraz rozkostičkovat nebo přerušit klidně i když nebudete daleko od přístupového WiFi bodu.

Pro zvýšení kvality WiFi je samozřejmě možné provést mnoho opatření, ale o těch se rozepíšu v jiném článku.

Kdy je tedy vhodné použít kabelové připojení

Jak už jsem psal na začátku, nejsem odpůrcem WiFi a nechci WiFi shazovat. Ale pro co nejlepší kvalitu sítě je dobré připojit kabelem vše, co jde. Vždy to bude rychlejší, stabilnější, kvalitnější a jednodušeji servisovatelné. Takže pokud máte počítač, chytrou televizi, set-top box, herní konzoli, síťový disk nebo cokoliv dalšího, co nabízí jak připojení k síti pomocí kabelu, tak WiFi, zvolte kabel. WiFi nechejte pro zařízení, kterým WiFi stačí a jsou pro to určena – mobilní telefony, tablety, chytrá zařízení (IoT) nebo zařízení, která prostě jinou možnost než WiFi nemají.

Dalo by se také říci, že zařízení, která “sedí” stále na místě připojte kabelem a zařízení, která se stále “hýbou” připojte přes WiFi.

IoT

Internet of Things neboli česky Interent věcí.

Je to termín používaný pro zařízení, která se připojují do počítačové sítě a mají nějakou užitnou funkci, např. chytré žárovky, pohybová čidla, automatické zamykání/odemykání dveří, zásuvky, lednice, pračka, reproduktory atd.

Tato zařízení se v drtivé většině případů připojují bezdrátově přes WiFi, Bluetooth, ZigBee, Matter atd. V mnoha případech se používají tzv. huby nebo bridge – krabičky, které jsou k routeru připojené kabelem a k těmto „krabičkám“ se připojují chytré věci právě pomocí různých bezdrátových technologií.

Závěr

Připojení kabelem tedy nabízí ryhlejší, stabilnější a kvalitnější přenos dat, ale někdy prostě není možné jej natáhnout tam, kam bychom chtěli.

WiFi signál je jednoduché dostat téměř kamkoliv a pro mnoho zařízení je to dostačující připojení. A se správným nastavením bude WiFi vždy fungovat dobře.

Je tedy nutné najít nějaký dobrý kompromis a předem vše naplánovat tak, aby ve výsledku vše šlapalo tak jak má.

by Jakub Dobeš

Domácí počítačová síť

Proč řešit domácí počítačovou síť už během stavby

Hodláte stavět dům nebo rekonstruovat? Nezapomeňte na kvalitní počítačovou síť

 

Proč řešit domácí počítačovou síť už během stavby

Možná právě řešíte stavbu svého nového domu, uvažujete kam dát okna, kde budou dveře, kam s postelí, jakou koupelnu, zda-li bude fasádá světlá nebo tmavá, ale většina z Vás se nezaobírá tím, jak po domě vytvoří počítačovou síť.

Wi-Fi

Mnoho rodin řeší tento problém levným Wi-Fi routerem až se zabydlí a následně zjišťují, že to nefunguje tak jak si představovali.

Signál wifi je perfektní v zádveří, kde je router/modem, ale v obývacím pokoji, ve druhém patře nebo na terase už není tak silný nebo vypadává. Tiskárna má připojení pouze kabelem, ale ten není do žádného pokoje dotažen. Následně se pak řeší drahé nápravy pomocí extenderů, kabelů tažených okolo zdí a podobně.

Síťové/datové/LAN zásuvky

Setkáváme se ale i se zákazníky, kteří tento problém mají částečně vyřešený. Jejich projektant jim do nového domu navrhl několik síťových zásuvek (nejčastěji pak v obývacím pokoji, pracovně a dalších pokojích jako jsou dětské pokoje, ložnice atd). To už je mnohem lepší, ale už jim projektant nedoprojektuje jak vše zapojit. Zákazník pak má sice v domě třeba 5 zásuvek (v každém pokoji jednu), ale některé z nich nikam nevedou, protože standardní router má 3 (dražší 4) porty. Takže sice máme 5 zásuvek, ale aktivní všechny nejsou.

I s tím se někteří dokáží částečně poprat, ale třeba v obývacím pokoji si musí vybrat, jestli zapojí k internetu chytrou televizi nebo raději herní konzoli (protože po wifi to nejde, ta je tady už slabá). V pracovně se připojí síťová tiskárna, ale když je potřeba něco vytisknout, tak se s notebookem běží do zádveří, kde je signál a podobně.

SSID – název Wi-Fi

Najdou se i tací, kteří dokáží Wi-Fi signál dostat do každého koutu domu. Ne každý to ale zvládne nastavit správně a tak se objevují v jednom domě Wi-Fi sítě „Novákovi-přízemí“ společně se sítěmi „Novákovi-patro“ a „Novákovi-zahrada“. Sice už člověk nemusí s notebookem běhat do zádveří na signál, ale stále musí kontrolovat, jestli je připojen ke správnému přípojnému bodu, který má dostatečnou sílu.

Snadné řešení

A přitom je řešení tak snadné. Obzvlášť v době projektování domu nebo během výstavby se dá toto všechno vyřešit velice jednoduše. Ano, vyjde to dráž než řešení pomocí jednoho levného Wi-Fi routeru, ale při investici několika milionů do Vašeho domu, ve kterém budete bydlet příštích několik dekád se to určitě vyplatí.

Správně vyladěná domácí síť pak umožňuje připojení všech zařízení, která si zákazník vymyslí – chytrá televize, herní konzole, projektor, počítače, zabezpečení domu, kamerový systém, notebook, telefony, tablety, zařízení IoT jako jsou žárovky, reproduktory a cokoliv dalšího, co Vás napadne. Po celém domě je pak pouze jedna Wi-Fi s několika přístupovými body řešena elegantními prvky mezi kterými se ostatní zařízení dokáží jednoduše automaticky přepojovat tak, aby to uživatel vůbec nepoznal. Je možné zřídit i Wi-Fi síť pro hosty, která může mít různá omezení – omezení rychlosti, aby Vám kamarádi Vašich ratolestí nesebrali veškerý datový tok; omezení přístupu, aby se nikdo kromě Vaší rodiny nedostal k osobním dokumentům ve Vaší síti; nebo třeba časová omezení, aby například školou povinné děti nebrouzdali po internetu ještě o půlnoci...

Proto nepodceňte návrh počítačové sítě, když je v dnešní technické době vše připojeno online. Právě při plánování Vašeho domu se můžete připravit na bezproblémový chod na příštích několik let nebo desetiletí

by Jakub Dobeš