Témata
Reklama

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Tento článek je součástí seriálu:
Úspory naruby
Díly
Petr Měchura

Autor v letech 1990 až 1995 spoluzakládal a vedl jako tajemník parlamentní Výbor pro veřejnou správu, životní prostředí a urbanismus a poté pracoval jako výkonný ředitel Philips Lighting. Je autorem několikabrožurek a článků na úspory energií.

2. ČÁST

Vytápění krby

V první části tohoto článku jsme se dozvěděli, že vytápění kotli nebo plynem není zpravidla tak účinné, jak uvádějí výrobci. Lze tedy vůbec v rodinných domech spalovat nějaké ekologické palivo s vysokou účinností a nízkými emisemi, a dokonce pomocí levnějších zařízení, navíc při dobrovolném dodržování vysoké kvality paliva, bez nutnosti sankcí přísných zákonů, vyhlášek a norem? Odpověď zní ano, a je to možné především v krbech!

Reklama
Reklama
V krbových kamnech lze spalovat ekologické palivo v rodinných domech s vysokou účinností a s nízkými emisemi. (Foto: autor)

Oproti kotlům krby nemají z dřívějška zrovna dobrou pověst úsporných tepelných spotřebičů – u těch otevřených se účinnost spalování pohybovala pouze kolem 5 % až 7 % (využívala se pouze sálavá složka plamene). Později u uzavřených teplovzdušných dvouplášťových krbů vzrostla až na 70 %, u peletových krbů stoupla dokonce až přes 90 %, nicméně jako jediný zdroj tepla pro celý rodinný dům tato především lokální topidla nejsou vhodná, pokud nejde o malý domek postavený v pasivním standardu. Pro běžné rodinné domky lze tak smysluplně využít především teplovodní krby, ovšem ani u těch nejlepších jejich tabulková účinnost při jmenovitém příkonu zatím nedosahuje 85 %.

Krby však oproti kotlům nejenže nemají zpravidla žádné ventilátory, kde by se ztrácelo bez užitku až 1 % výkonu krbu, ale jsou vždy umístěny ve vytápěné místnosti, a ne ve sklepě či v kotelně. Nemůže tedy u nich docházet ani k žádným ztrátám prouděním či sáláním, neboť obojí se využívá k vytápění obytných místností, a ne sklepa či kotelny, jako je tomu u kotlů. Krby navíc oproti kotlům odebírají spalovací vzduch přímo z obytných místností, tzn. předehřátý na 22 °C, tedy na předpisovou teplotu zkušeben, takže není ani zde třeba nic odečítat jako u kotlů. Přitom tak pracují vlastně jako nejlevnější a nejúčinnější výměník tepla „zkaženého“ vzduchu, který bychom jinak museli podle hygienických předpisů odvést bez užitku ven okny, nebo pracně drahým rekuperačním výměníkem vypouštět ven a jím ohřátý čerstvý vzduch zase přivádět zpět do místností. A jestliže si uvědomíme, že větráním se ztrácí více tepla než prostupem zdmi, tak ty možné úspory jsou opravdu obrovské.
Navíc dřevo má, jak už víme, jednu specifickou vlastnost – totiž že o jeho výhřevnosti si do určité míry může rozhodovat jeho uživatel sám. Pokud dřevo necháme pod přístřeškem dobře vyschnout, můžeme se dostat na účinnost (přesněji normovaný stupeň využití paliva) i u krbů až přes 100 %, jak je vidět na grafu.
A proč to tak tedy nedělají i majitelé kotlů? V kotlích „shoří“ všechno včetně mokrého dřeva, takže jejich uživatelé si s vlhkostí dřeva hlavu nelámou, neboť i když má menší výhřevnost, je zase levnější, tak proč by kupovali dražší suché, nebo rok čekali, až vyschne. Krbař však na vybranou nemá – pokud se chce kochat pohledem na plápolající plamen (kvůli tomu si krb pořídil), nezbývá mu než dobrovolně, bez nějakých nařízení, topit výhradně suchým dřevem, jinak uvidí jen doutnající a čoudící kusy dřeva a sklo se mu velmi rychle zakouří, takže nakonec neuvidí stejně nic. A navíc musí topit jen kvalitním listnatým dřevem, které je bez pryskyřic (ani ne tak kvůli hluku z praskání spalovaných pryskyřic jehličnatého dřeva, jako spíše tmavému kouři), takže jeho spalováním vznikají mnohem čistší emise než u jehličnatého dřeva, kde se při spalování pryskyřic uvolňují navíc i jedovaté aromatické uhlovodíky.

Zdánlivou nevýhodou teplovodních krbů však je, že jejich výkon nelze výrazně ztlumit či automaticky regulovat a tím je při vytápění rodinných domků provozovat nepřetržitě. Takže pokud po celou noc nikdo nebude chodit přikládat, tak po pár hodinách vyhasnou. Tato nevýhoda se však rázem změní ve výhodu, pokud krb topí do akumulačního zásobníku – u krbu to však není, oproti kotlům, otázka volby, ale přímo nutnosti. Tím pádem musí být zajištěno, že během několika hodin se dostatečně vyhřeje dům i akumulační zásobník, takže nejen že teplovodní krb oproti kotlům pracuje trvale na svůj tabulkový jmenovitý výkon, tedy stále s vysokou účinností kolem 80 % a s nízkými emisemi, ale může být dokonce bez problémů předimenzován ještě více než běžný kotel, přičemž geometrie většího ohniště oproti kotli navíc zajišťuje i vyšší účinnost.

Přitom akumulační zásobník je podobně jako u kotlů roznětkou pro další obrovské úspory, neboť stačí připojit ke stávajícímu zařízení levné sluneční kolektory s jednoduchou regulací a vše je hotovo a úspory energií se rázem ještě zdvojnásobí.


Samozřejmě i u krbů jako u kotlů lze v tomto případě vynechat trojcestný ventil a ještě více zvýšit jejich účinnost. Navíc krby oproti kotlům mají tzv. kouřovou komoru, do níž je možné vložit další výměník a vratnou vodu vést nejprve do něj a až z něj pak do krbu. Tím se vystupující kouřové plyny dostanou v horní části tohoto výměníku do kontaktu s vratnou vodou o teplotě dokonce pod 40 °C (místo 90 °C u kotlů), čímž dojde k jejich lepšímu vychlazení a tím k dalšímu podstatnému zvýšení účinnosti takového teplovodního krbu. Zároveň je tak možné snížit sálavou složku kouřové komory bez snížení celkové účinnosti, takže nedochází k přetápění obývacího pokoje. A při použití kaskády dvou výměníků a dochlazení vratné vody před jejím vstupem do krbových výměníků, např. v zimní zahradě či v garáži, se lze dostat dokonce až na teplotu vratné vody pod 20 °C a na celkovou účinnost tohoto krbu až neuvěřitelných celoročních reálných 100 %.

Teplovzdušné krby a krbová kamna

Jestliže však hledáte účinný zdroj tepla na biomasu pro vytápění buď jediné velké místnosti, nebo na přitápění v období největších mrazů, pak je nejlepší volbou teplovzdušný krb. I tento krb není regulován jen přívodem vzduchu, ale především množstvím paliva, takže spaluje vždy s vysokou účinností a s nízkými emisemi a estetický vjem z ohně zůstává. Nevýhodou ale je, že obvykle nemá žádnou akumulaci, takže topí pouze během pravidelného přikládání, a vzhledem k vysoké teplotě teplosměnných ploch dochází též k přepalování prachových částic, což může způsobovat problémy alergikům.

Vliv vlhkosti dřeva na účinnosti krbu (kotle)(Zdroj: autor článku)

X – jmenovitá (tabulková) účinnost
Modře – dřevo s 50% vlhkostí (syrové, po pokácení)
Červeně – dřevo s 25% vlhkostí (po půl roce)
Zeleně – dřevo s 15% vlhkostí (po 2 letech)
Oranžově – krb s dodatečnými výměníky a dřevem s 15% vlhkostí

Pokud nechcete bourat zeď kvůli umístění krbu, pak jsou dobrou volbou krbová kamna. Jedná se též o lokální topidlo, ale pokud má vestavěný teplovodní výměník, pak může vytápět i menší rodinný domek nebo ohřívat teplou užitkovou vodu v bojleru. Akumulace u krbových kamen bývá zpravidla do jejich obložení šamotem nebo ozdobnými kachlemi, ale ty s teplovodním výměníkem samozřejmě mohou mít i klasickou akumulační nádobu jako teplovodní krby. A pokud jim na spalinové cestě přidáme další teplovzdušné výměníky (často stačí jen co nejdelší holá trubka před zaústěním do komína), pak se jejich výsledná účinnost blíží teplovodním krbům.

Peletové krby

Novinkou jsou pak peletové krby, které používají místo dřeva malé válečky ze slisovaných pilin. Jejich výhoda tkví jednak v možnosti automatizace přikládání (a tudíž nepřetržitého vytápění) a v lepší regulaci jejich výkonu v širokých mezích, zvláště pak při nízkých zatíženích, kdy topí prakticky stále se stejnou vysokou účinností, a jednak ve vyšší čistotě jejich provozu (pelety se sypou do zásobníku z 5kg pytlíků). Určitou nevýhodou je jen mírně omezený estetický prožitek (vizuální i zvukový) z pohledu na peletový hořák, tedy na ohraničený plamen oproti nespoutanému projevu plamene v krbech.

Dimenzování spalinové cesty (komínů) pro krby

Musí být minimálně o jeden stupeň vyšší než pro kotle stejného výkonu – důvodem je otevření relativně obrovských dvířek krbu při přikládání, kdy se náhle do komína nahrne několikanásobné množství spalin se vzduchem a normálně dimenzovaný komín by je nestačil pojmout a jejich část by se dostala zpět do místnosti. Trochu odlišná situace je u krbových kamen, které mají přikládací dvířka menší, takže si vystačí i s menšími průměry komínů.


Porovnání reálných účinností vytápěcích zařízení. (Zdroj: autor článku)

Vhodná paliva

Pro krby a krbová kamna je to především tvrdé listnaté dřevo, které musí být bezpodmínečně dostatečně vyschlé, nebo pilinové brikety a pelety. Jehličnaté dřevo obsahuje pryskyřici, takže při spalování hlučně praská a nepříjemně kouří a zanáší čelní sklo, výměníky a spalinové cesty, a objemově je ho potřeba více (objemově má totiž až o třetinu menší výhřevnost než tvrdé dřevo, na hmotnost, tedy váhu je však výhřevnost všech druhů dřeva prakticky stejná). Pilinové brikety a pelety mají díky slisování vyšší objemovou hmotnost a podstatně nižší vlhkost (i pod 7 %) a tím i o dost vyšší výhřevnost. Pilinové brikety se proto hodí pro ty největší teplovodní či teplovzdušné krby (je ale třeba počítat s jejich roztažením až na dvojnásobek jejich délky) nebo tam, kde není mnoho prostoru pro umístění paliva, pilinové pelety se hodí jen pro peletová kamna a krby (jinde by propadala roštem do popelníku), kde lze využít možnosti automatického přikládání a regulace jejich výkonu.

Nebezpečí provozu krbů

U těch teplovzdušných hrozí jen při jejich dlouhodobém provozování na vyšší než jmenovitý výkon (krby lze totiž díky jejich velké spalovací komoře a většímu přístupu vzduchu výkonově i několikanásobně přetopit) zahořením obložení krbu nebo spalinové cesty. U teplovodních krbů (které musejí být instalovány vždy odbornou topenářskou firmou, protože jde většinou o tlakové zařízení) hrozí přehřátí soustavy, pokud nemají automatickou regulaci výkonu při nahřátí akumulační nádoby, a proto mívají podobně jako kotle tzv. dochlazovací smyčku.

Komínové teplovodní výměníky

Tuto dochlazovací smyčku však zpravidla nemají často po domácku dodatečně instalované různé teplovodní vložky krbů nebo tzv. komínové teplovodní výměníky na teplovzdušné krby, které sice zvyšují jejich účinnost, ale současně mohou být zdrojem jejich exploze a opaření osazenstva celého obývacího pokoje, jak se již mnohokráte stalo. Totiž pokud topí přímo do teplovodní otopné soustavy (regulované navíc termostatickými hlavicemi na radiátorech, které zvláště na jaře či na podzim při potřebě menšího množství tepla uzavřou přívody do radiátorů), nemá teplo z těchto výměníků kam odcházet – a protože se jedná z drtivé většiny o tlakovou soustavu s uzavřenou expanzní nádobou, dochází k jejímu přetlakování a následně přehřátí na 150 °C i více a pak následně k její destrukci, vyražení skla dvířek krbu a k okamžitému odpaření veškeré vody ve formě páry do místnosti, což mívá tragické následky. Proto instalaci těchto teplovodních vložek krbů či komínových výměníků je třeba vždy svěřit autorizované topenářské firmě, která buď namontuje tzv. dochlazovací smyčku, nebo automatickou regulaci krbu či výstražné znamení při nebezpečí přehřátí, případně lze použít beztlakovou soustavu.

Jiným případem však je, pokud jsou tyto komínové teplovodní výměníky používány jako další výměník pro teplovodní krby pro zvýšení jejich účinnosti. Jsou totiž neustále protékány vychlazenou vodou z akumulace a předehřívají vodu do krbu, čímž zvyšují teplotu ohniště a zlepšují emise, takže žádné nebezpečí jejich přehřátí a následné exploze u nich nehrozí.


První část tohoto článku si můžete přečíst na tomto odkaze.

JUDr. Ing. et Ing. Mgr. Petr Měchura

mechura.p@gmail.com

Reklama
Související články
Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Jaderná energetika: Reaktor do každé kapsy

Postavit velkou jadernou elektrárnu je projekt na celé desetiletí, ve kterém se investice počítají na miliardy dolarů a délka použitých trubek a kabelů na tisíce kilometrů. Náklady i rozměrné technologie lze přitom už dnes srazit do téměř "kapesních" formátů, aniž by konstruktéři museli ustoupit od výroby energie postavené na jaderném štěpení.

Související články
Jaderné ledoborce pro Severní cestu

Severní mořská cesta, dříve také Severovýchodní průjezd je označení námořní cesty podél celého severního a východního pobřeží Ruska. Plavba obvykle začíná podél severního pobřeží Norska přes město Murmansk a dále podél celého severního pobřeží Ruska k Beringovu průlivu a poté do Vladivostoku. V dobách studené války byl v letní sezóně na této námořní cestě hustý provoz, vozily se především suroviny ze sibiřských nalezišť. Hlavní myšlenkou bylo vzájemné propojení ústí velkých sibiřských řek se zbytkem země. Dnes je zhruba polovinu roku její severní část kvůli arktickému ledu neprůjezdná, v létě vyžaduje údržbu průjezdnosti pomocí ledoborců.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Jaderná energetika: Indové chtějí zlevnit jádro

K nejvíce ekologickému způsobu výroby elektrické energie bezesporu patří jaderná energetika. Podle statistik světové nukleární asociace WNA bylo v loňském roce ve třiceti zemích světa v provozu přes 430 jaderných reaktorů s celkovou instalovanou kapacitou cca 372 tisíc MW, což představuje produkci 13 % celosvětové elektřiny. Nyní se staví 68 reaktorů v plánu je výstavba dalších 162.

Atraktivní projekty: Chytře na energetiku

Stále častěji se hovoří o chytrých sítích v energetice (smart grids), ale cesta k nim je ještě daleká. Zatím je nutné se držet spíš při zemi a myslet na inteligentní energetické řešení budov. Těch nových, ale i těch stávajících.

Atraktivní projekty: Vídeň jedničkou mezi Smart Cities

První celosvětové porovnání měst z hlediska inovace, technologií a kvality života, tzv. Smart Cities, označuje Vídeň jako číslo 1. Tento seznam zahrnující světová velkoměsta sestavil americký klimatolog Boyd Cohen a publikoval jej v on-line magazínu Co.Exist.

Atraktivní projekty: Jak vykořisťovat poušť

Strach o dostatek energie je silným hnacím motorem, který žene techniky i investory do hledání dalších možností jak vykořisťovat pouště. Zvláště ty na západě Spojených států.

Úspory naruby - Obraťme toky řek

Při útlumu uhelných a jaderných elektráren a s nárůstem podílu obnovitelných zdrojů energie, především slunce a větru, nastal problém s přenosem a akumulací jejich elektrického výkonu mimo špičku zatížení elektrizační sítě. Tento problém však mohou i v Česku do značné míry a levně vyřešit stávající vodní díla (přehrady, jezy a hráze včetně turbín a kanálů a regulací) s využitím stávající přenosové soustavy.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Dodávky pro nejmodernější jaderné elektrárny světa

Koncem února uvedla ruská korporace pro atomovou energii Rosatom do komerčního provozu první blok Novovoroněžské JE-II, která se řadí k nejmodernějším a nejbezpečnějším jaderným elektrárnám na světě. Tento blok je vybaven hermetickými kabelovými průchodkami z produkce společnosti Kabelovna Kabex, která v minulém roce dodala kabely také pro Leningradskou JE-II se stejným typem reaktorů.

Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit