Jak zařídit vytápění rodinného domu vlastníma rukama: schémata organizace autonomního vytápění

Majitelé rodinných domů přesně vědí, že autonomní systém vytápění je mnohem úspornější a efektivnější než centralizovaný. Řešení otázky ohledně vytápění bydlení mnozí majitelé domů svěřují odborníkům, kteří provádějí výpočty, projektují a řídí zařízení zásobování teplem.

Existují však i takoví mistři, kteří se rozhodnou zařídit vytápění rodinného domu svépomocí, aby nepřepláceli za služby odborníků. A to přece není malá úspora z rodinného rozpočtu, souhlasíte?

Než přistoupíte k výpočtům a projektování, je nutné se rozhodnout pro optimální variantu systému a jeho součásti. Pomůžeme vám při řešení těchto otázek.

V článku je uveden podrobný přehled možných inženýrských řešení pro rodinný dům, jsou označeny klady a zápory každého schématu, principy jejich fungování a nuance montáže.

Systém vytápění: jaké existují

Existuje mnoho inženýrských řešení pro vytápění obydlí. Vyzdvihneme tři základní typy topných systémů.

Topný systém s kapalným nosičem tepla

Nejrozšířenější způsob vytápění obydlí v naší zemi. Předpokládá existenci uzavřeného okruhu, ve kterém cirkuluje kapalný nosič tepla.

Jako poslední se nejčastěji používá voda, ale mohou to být i různé nemrznoucí směsi, které se výhodně liší nízkou teplotou tuhnutí. K ohřevu nosiče tepla je v systému instalován kotel libovolného vhodného typu.

Ohřátý nosič tepla je potrubím přiváděn do místností, kde vstupuje do radiátorů. Tato zařízení jsou určena k předávání tepla vzduchu. V bateriích nosič tepla chladne, poté potrubím odchází ke kotli, kde se znovu ohřívá.

Takový cyklus se mnohokrát opakuje. K regulaci systému lze použít termostaty, které umožňují automaticky udržovat nastavenou teplotu, nebo ventily. V tomto případě se provádí ruční regulace.

Vytápění s použitím teplonosného média patří k poměrně jednoduchým systémům na návrh a provedení. V případě potřeby jej lze sestavit svépomocí. Přitom je však samozřejmě vhodné projekt ukázat odborníkům, aby se předešlo chybám, které mohou výrazně snížit účinnost systému.

Topné systémy s kapalným teplonosným médiem jsou vždy provedeny jako uzavřený okruh, uvnitř kterého se pohybuje ohřátá kapalina

Mezi výhody patří dlouhá životnost konstrukce za předpokladu, že byla provedena odborná montáž a nedochází k porušení provozu.

Systém pracuje tiše, je velmi jednoduchý na opravu a údržbu. Důležité je, že při správně provedeném projektu je možné ve všech vytápěných místnostech udržovat požadovanou teplotu.

Systém je účinný a umožňuje šetřit energetické zdroje. Energetická náročnost teplonosného média je přibližně 4000krát vyšší než u vzduchu. To umožňuje poměrně rychle ohřát vzduch v místnostech na příjemnou teplotu.

Topný systém tohoto typu se skládá z několika prvků, za hlavní se považují potrubí, kotel a radiátory (+)

Z nedostatků je třeba poznamenat, že takové vytápění lze instalovat pouze v době výstavby nebo generální opravy domu. Pokud se jako teplonosné médium používá voda, je třeba vzít v úvahu, že její teplota tuhnutí je poměrně vysoká. Což může hrozit poškozením trubek při zamrznutí systému.

Kromě toho přítomnost vzduchu v trubkách s vodou vyvolává rychlou korozi konstrukčních prvků.

Vytápění vzduchového typu

Teplonosným médiem je v tomto případě ohřátý vzduch. Ohřívá ho vodní nebo parní kalorifer instalovaný v budově, případně elektrický nebo plamenový ohřívač vzduchu. Po provedení teplotní úpravy vstupuje připravené plynné médium do místnosti.

Podle principu činnosti se schémata vzduchového vytápění dělí na dva typy:

• kombinované s větráním;
• recirkulační.

První varianta předpokládá částečné přimíchání čerstvé dávky vzduchu nasávaného z ulice a stejně objemové vypouštění odpadní plynné hmoty.

Ve druhé variantě je veškerý cirkulující vzduch v místnosti zachycen a směrován k ohřívači vzduchu ke zpracování. Poté se v plném rozsahu vrací zpět. Je zřejmé, že z hlediska hygienických norem je první schéma preferováno.

Dům lze vytápět bez běžného kapalného nosiče tepla. Vzduchové vytápění spočívá v ohřevu vzduchových mas a jejich přímém přivádění do vytápěných místností (+)

Ohřátý vzduch o teplotě 55-60 °C vstupuje do vzduchovodů, kterými je odváděn do místností. Zde je rozváděn co nejrovnoměrněji. Po ochlazení vzduchové masy klesají, procházejí otvory zakrytými mřížkou do zpětného vzduchovodu, kterým se vracejí k ohřívači. Cyklus se mnohokrát opakuje.

Takový systém vytápění je regulován pouze pomocí automatizace, což činí teplotu v místnostech maximálně pohodlnou.

Vzduchové vytápění je maximálně bezpečné, protože automatizace sleduje všechny parametry systému a při výskytu problémů blokuje jeho prvky. Kromě toho v konstrukci chybí trubky naplněné horkou kapalinou, které by za nepříznivých okolností mohly prasknout nebo protékat.

Ve schématech vzduchového vytápění nejsou běžná tělesa (radiátory), což spolu s absencí trubek výrazně ovlivňuje náklady na vybudování systému. Chybí také uzavírací armatury, které jsou obvyklé u parních a vodních typů vytápění.

Při uspořádání okruhu kombinovaného s větráním se rozumně řeší i otázka obnovy složení vzduchové hmoty.

Životnost při správné montáži vzduchového vytápění činí přibližně 20 let. K výhodám lze přiřadit i vnější atraktivitu vzduchového vytápění. Spletení trubek, nezbytné pro konstrukce s kapalným nosičem tepla, v tomto případě chybí.

Ohřívač vzduchu může pracovat na plyn nebo jiný druh paliva. Typ hořáku zařízení může být atmosférický nebo ventilátorový (+).

Z nedostatků stojí za zmínku možné problémy se složením vzduchu. Systém nasává z ulice znečištěné vzduchové hmoty, což vyžaduje instalaci filtrů. Ty je třeba poměrně často měnit.

Kromě toho je vhodné používat zvlhčovače vzduchu, protože ohřáté masy bývají často přesušené. Pokud se do systému dostane nějaká toxická látka, například oxid uhelnatý, velmi rychle se rozšíří po celém domě.

Elektrické topné systémy

Pro zařízení autonomního vytápění rodinného domu se poměrně často používají systémy pracující na elektřinu. Existuje několik jejich typů, podívejme se na dva nejžádanější.

Elektrické konvektory představují kompaktní topná zařízení, která mohou být instalována uvnitř vytápěné místnosti. V závislosti na výkonu zařízení může být jedno nebo několik.

Princip činnosti různých druhů elektrických konvektorů je podobný. Studený vzduch vstupuje přes mřížku dovnitř zařízení, kde se ohřívá pomocí elektrického topného tělesa.

Díky přirozené konvekci nebo činnosti ventilátoru stoupají ohřáté vzduchové masy, mísí se se vzduchem v místnosti a ohřívají jej. Teplota v místnosti se zvyšuje. Ochladlý vzduch klesá, znovu vstupuje do zařízení a cyklus se opakuje.

Použití elektrických konvektorů – nejjednodušší způsob vytápění obytných místností. Při zohlednění ceny elektřiny je to však poměrně nákladné.

Elektrické vytápění může být realizováno pomocí infračerveného záření. Tenká flexibilní IR fólie se montuje na strop nebo podlahu a slouží jako jakési topné zařízení, které ohřívá vzduch v místnosti na komfortní teplotu.

Systém funguje následovně. Po přivedení elektrického proudu na fólii se uhlíkové prvky zahřejí a začnou vyzařovat infračervené vlny v pro člověka bezpečném rozsahu.

Tyto vlny se pohybují, dokud nenarazí na první velký objekt. Může to být podlaha, nábytek nebo něco podobného. Předměty akumulují IR vlny, zahřejí se a předávají teplo vzduchu. Ohřev probíhá velmi rychle.

Přičemž rozložení tepla je pro člověka maximálně příznivé: v dolní části místnosti je nejteplejší vzduch, v horní o něco chladnější.

Lékaři potvrzují, že infračervené vytápění je analogické slunečním paprskům a je považováno za maximálně příznivé pro člověka. Navzdory značnému rozdílu v principu fungování oba typy systémů mají podobné výhody. Především jsou to minimální náklady na výstavbu.

Nepříliš atraktivní tarify energetických společností neodradí zájemce o pořízení elektrického vytápění. Pro řízení zařízení se používá automatika, která umožňuje nastavit provoz systému do maximálně energeticky efektivního režimu.

Infračervená topná fólie může být umístěna na podlaze nebo na stropě. V každém případě bude účinně a bezpečně vytápět místnost (+).

Elektřina je velmi pohodlná na použití. Není nutné používat žádné palivo, což odstraňuje problém jeho skladování a nákupu.

Kromě toho jsou kotle na tuhá paliva například považovány za velmi „špinavé“, protože při jejich provozu vznikají saze a popel. Elektrické zařízení takové problémy nemá. Je zcela bezpečné, nehlučné a nevytváří toxické emise.

Systémy pracující s elektřinou jsou obvykle velmi kompaktní. Používaná zařízení mohou mít nejrůznější design. Takové systémy jsou trvanlivé a vyžadují pouze pravidelnou údržbu.

Jejich hlavní nevýhodou je nákladný provoz kvůli vysoké ceně elektřiny. Navzdory úspornosti systémů jsou účty za elektřinu obvykle značné.

Různé druhy systému s kapalným nosičem tepla

Jak ukazuje praxe, nejčastěji se pro zařízení autonomního vytápění volí systém s kapalným nosičem tepla, proto si povíme o jeho variantách. Tento systém se realizuje v podobě jednoho ze dvou možných schémat.

Nejjednodušší schéma – jednotrubkové

Představuje prstencový uzavřený okruh, uvnitř kterého jsou postupně instalovány radiátory vytápění. Nosič tepla vstupuje do prvního z nich, poté do dalšího a tak dále, dokud se nevrátí ke kotli. Toto je velmi jednoduché schéma, avšak zdaleka ne nejefektivnější.

Hlavní nevýhoda jednotrubkového systému vytápění spočívá v ochlazování nosiče tepla na “přístupech” ke vzdálenějším bateriím od kotle.

Jednotrubkové schéma rozvodu předpokládá postupné umístění baterií. Systém je velmi jednoduchý, ale má omezení v použití (+)

Kapalina vystupuje z výměníku tepla kotle o teplotě kolem 75 °C. Stejně vstupuje do prvního radiátoru, ve druhém je o něco chladnější a tak dále. Pokud je délka potrubí malá a radiátorů málo, není to problém.

Ale pokud je baterií mnoho, v posledních bude nosič tepla ohřátý na 45–50 °C. Což není zcela dostačující pro normální vytápění místnosti.

Mohou být dva způsoby, jak situaci napravit. První – zvýšit teplotu nosiče tepla nebo přidat sekce posledním radiátorům v řetězci, aby se zvýšil jejich tepelný výkon. Obě možnosti si vyžádají další finanční investice, ale nezaručují výsledek.

Dalším způsobem, jak se s problémem vypořádat, je instalace oběhového čerpadla. To skutečně zvýší účinnost jednotrubkového systému, ale také ho učiní závislým na elektřině a dražším na provoz.

Vylepšené schéma – dvoutrubkové

Hlavní rozdíl oproti prvnímu schématu spočívá v tom, že nosič tepla je ke každému radiátoru dodáván prakticky současně. Pro jeho dodávku k zařízením se používá přívodní potrubí, pro sběr a odvod se používá potrubí nazývané zpátečka.

Teplonosné médium k radiátorům může být přiváděno buď podle kolektorového nebo trojkového schématu. V prvním případě má každý spotřebič vlastní přívod a zpátečku. Trubky jsou vedeny od kolektoru ve tvaru “paprsků”, odtud druhý název “paprskové”.

U trojkové varianty jsou spotřebiče zapojeny sériově k přívodu a zpátečce pomocí spojek se třemi hrdly – T-kusů.

Dvoutrubkové schéma uspořádání topného systému předpokládá, že ke každému radiátoru bude vedeno přívodní potrubí pro teplonosné médium a odváděcí potrubí, zpátečka (+)

Kolektor předpokládá montáž uzavíracích armatur na každý odvod k radiátoru, což umožňuje v případě potřeby jej odpojit. Práce paprskového schématu vytápění je založena na nuceném oběhu kapaliny, protože pro přirozený pohyb teplonosného média je příliš mnoho hydraulických překážek v mnoha okruzích.

Trojkové varianty mohou fungovat jak díky přirozené gravitaci, tak díky zapojení oběhového čerpadla do systému. To pohání teplonosné médium, proto při vytváření topných okruhů není nutné dodržovat spád a trubku přívodu umisťovat pod topná zařízení.

Hlavní výhodou dvoutrubkového schématu je zajištění rovnoměrného ohřevu všech radiátorů v budově, bez ohledu na jejich počet. Ale přitom pro jeho montáž bude potřeba mnohem více trubek a dalších prvků, a tudíž bude dražší. To je hlavní nevýhoda dvoutrubkového systému.

Systém s cirkulací gravitačního typu

Teplonosné médium uvnitř topného okruhu se musí pohybovat. To může probíhat přirozeným oběhem. Ten vzniká díky rozdílu hustot, který existuje mezi studeným a ohřátým teplonosným médiem.

Ohřátá kapalina má nižší hustotu, proto začne samovolně stoupat od kotle po stoupacím potrubí, odkud směřuje do odváděcích potrubí a dále do radiátorů. U ochlazujícího se teplonosného média se hustota zvyšuje, což ho činí těžším.

Účinnost systému s přirozenou cirkulací teplonosné kapaliny závisí na rozdílu teplot, výšce zdvihu teplonosného média a správně zvoleném úhlu pokládky potrubí (+)

Z tohoto důvodu klesá níže, shromažďuje se v potrubí zpětného rozvodu, kterým proudí ke kotli. Tím pádem, dokud zařízení pracuje, bude realizována cirkulace teplonosného média gravitačního typu. Jeho rychlost je však relativně nízká a může se měnit.

Nejvíce závisí na dvou faktorech:

1. Umístění prvků systému. Radiátory by měly být umístěny výrazně nad kotlem nebo zvednuty ke stropu, ještě lépe do podkroví, hlavní stoupačka, ze které povedou odbočky k bateriím.
2. Rozdíl teplot ochlazeného a ohřátého teplonosného média. Čím je větší, tím vyšší je rychlost pohybu kapaliny. Z tohoto důvodu může být hlavní stoupačka, aby se zabránilo tepelným ztrátám, izolována speciálním materiálem, zatímco zpátečka naopak ničím zakryta není.

Mezi výhody schématu systému vytápění rodinného domu s přirozenou cirkulací patří jeho nízká cena a jednoduchost při návrhu, instalaci a údržbě. Při provozu je zcela tiché, bez jakéhokoli vibrování.

Nevýhod schématu s přirozenou cirkulací je poměrně mnoho. Pomalu se uvádí do provozu, což je způsobeno nízkou rychlostí pohybu teplonosného média při malém teplotním rozdílu.

Správně navržený systém s přirozenou cirkulací kapalného teplonosného média může být poměrně složitý a pokrývat nejen jedno, ale i více pater (+)

Kromě toho je pro normální cirkulaci kapaliny v okruhu zapotřebí potrubí sestavené z trubek poměrně velkého průměru. Tyto systémy jsou velikostně omezeny kvůli nízkému přirozenému tlaku v hlavním vedení. Délka takové konstrukce nesmí překročit 30 m horizontálně.

Schéma s nucenou cirkulací

Do systému je zahrnuto oběhové čerpadlo, které pohání teplonosné médium určitou rychlostí. Čerpadlo se instaluje na libovolné místo topného okruhu.

Pro instalaci na přívodní potrubí je třeba čerpadlo kupovat pouze od prověřených výrobců, protože bude pracovat v nepříznivých podmínkách, přestože všechny v současnosti vyráběné oběhové modely jsou na takový provoz dimenzovány.

Výkon čerpadla se volí podle délky potrubí a může být různý. Díky nucenému oběhu může mít okruh různou délku, až velmi dlouhou. Rychlost proudění teplonosné kapaliny nezávisí na teplotním rozdílu, což umožňuje realizovat nejrůznější technická schémata.

Navíc se objevuje možnost použít trubky malého průměru, což příznivě ovlivňuje vzhled takového topného systému.

Začlenění oběhového čerpadla do schématu umožňuje realizovat složitější technická řešení a činí systém efektivnějším (+)

Z nedostatků vytápění s čerpadlovým oběhem je třeba uvést závislost na elektřině. To znamená, že při výpadku dodávky elektrické energie nebude topení fungovat. Pro místa, kde jsou výpadky proudu časté, je to velmi závažný nedostatek.

Kromě toho instalace čerpadla vyžádá dodatečné náklady na jeho pořízení, montáž a následný provoz.

Základní prvky systému vytápění

Soubor prvků zahrnutých v topném systému s kapalným tepelným nosičem může být velmi různý. Vše závisí na typu zvoleného schématu. Přesto je vždy přítomno několik základních prvků. Především je to kotel. Zařízení produkuje teplo, které se předává teplonosné kapalině.

Podle druhu používaného paliva se všechny kotle dělí na:

1. Na tuhá paliva. K provozu se používají všechny druhy tuhých paliv: dřevo, uhlí, rašelina atd. Na trhu lze najít varianty těchto zařízení, peletové a pyrolýzní přístroje.
2. Plynové. Pracují na zemní plyn nebo na zkapalněný plyn.
3. Elektrické. Vyrábějí teplo přeměnou elektrické energie.
4. Na kapalná paliva. Jako palivo používají naftu, benzín a podobné materiály.
5. Kombinované. Zařízení jsou vybavena několika různými hořáky a mohou pracovat s několika druhy paliva.

Za nejpraktičtější jsou považovány kombinované kotle. Pomáhají nezůstat bez topení v podmínkách s přerušením dodávek hlavního paliva. Nicméně cena těchto modelů je mnohem vyšší než u standardních.

Panelový radiátor – jeden z nejspolehlivějších a nejjednodušších topných zařízení

Další povinný prvek otopné soustavy – zařízení akumulující teplo. I ta mohou být různá.

Rozlišují se následující druhy radiátorů:

• Panelové, představující ocelový celistvý panel různých rozměrů.
• Deskové, sestávající z několika desek, jejichž tloušťka se může výrazně lišit.
• Trubkové. Jsou provedeny jako spodní a horní kolektor spojené úseky trubek.
• Sekční. Jsou sestaveny z topných sekcí, jejichž počet může být libovolný.

A poslední povinný prvek otopné soustavy tohoto typu – potrubí.

Pro jeho sestavení se používají kovové nebo plastové trubky. První jsou velmi pevné, ale náchylné ke korozi a náročné na montáž. Druhé se velmi snadno montují, nerezavějí, ale pevnost různých značek plastů se může výrazně lišit. Proto je velmi důležité neudělat chybu při výběru materiálu pro plastové potrubí.

Závěry a užitečné video k tématu

Který způsob vytápění rodinného domu je výhodnější:

Vše o jednopotrubní otopné soustavě:

Princip činnosti vzduchového vytápění:

Autonomní vytápění lze zařídit mnoha různými způsoby. Výběr řešení nepochybně ovlivní klimatické vlastnosti oblasti, kde se dům nachází.

Stěží je účelné zařizovat nákladný systém s kapalným teplonosným médiem tam, kde zima trvá jeden až dva měsíce a teplota často neklesá pod nulu. Je také důležité zohlednit vlastnosti budovy a finanční možnosti. Pokud je přijato správné rozhodnutí, bude v domě vždy teplo.

Máte co doplnit, nebo máte dotazy k tématu organizace autonomního vytápění rodinného domu? Zanechte prosím komentáře k publikaci. Kontaktní formulář se nachází ve spodním bloku.