Kotle na míru novým stavbám
Současné novostavby rodinných domků jsou již většinou postavené z nových tepelně izolačních materiálů, které vykazují minimální tepelné ztráty. U těchto novostaveb jsou běžné ztráty celého objektu do 10 kW i v měsících, kdy venkovní teplota padá hluboko pod bod mrazu, na svá zimní minima. Dní s nejnižšími venkovními teplotami je v průběhu zimy málo a dají se spočítat na prstech. V ostatní dobu jsou klimatické podmínky daleko příznivější a tepelné ztráty objektů jsou též mnohem nižší, než uvedených 10 kW. A právě zde začínají potíže s běžnými plynovými kotli, které mají příliš vysoko svůj minimální výkon vzhledem k okamžité ztrátě objektu a začínají tzv. cyklovat.
Kotle nevhodných výkonových rozsahů se zapálí, rychle ohřejí otopnou vodu na požadovanou teplotu, a protože nemají požadavek na tak velké teplo, zase se vypnou. Za velmi krátkou dobu se otopná voda ochladí a kotel znova zapne a znova vypne. Tento nepříznivý jev se opakuje u standardních kotlů v průběhu topné sezóny 30 - 40 000 krát. Řešení vzniklého problému nabízí jako jeden z mála výrobců nebo dovozců tepelné techniky společnost PROCOM BOHEMIA, která zastupuje v ČR renomovaného výrobce kondenzačních kotlů – francouzskou společnost GEMINOX. Výrobce díky svým více než dvacetiletým zkušenostem s kondenzační technikou nabízí na trhu i takové kotle, které jsou výše uvedený problém schopny vyřešit. I na náš trh přináší plynové kotle menších výkonů, které jsou schopny pracovat již od 0,9 kW výkonu při nepřetržitém provozu a ušetřit tak 20 až 40 % nákladů na vytápění.
Prapůvodní impuls k řešení tohoto problému přišel ze země s nejnáročnějším trhem v Evropě – ze Švýcarska. Zde je firma GEMINOX prostřednictvím svého partnera po mnoho let vedoucím výrobcem na trhu. Dlouhodobá měření byla prováděna v objektu, který se velmi podobá našim moderním novostavbám z posledních let. Je to dům s pěti obytnými místnostmi - s obytnou kuchyní v přízemí, třemi pokoji v prvním patře a s obytným podkrovím. Celková plocha domku, který je postaven z tepelně izolačních materiálů s hodnotou obvodových zdí Uzeď = 0,3 a oken Uokno = 1,6 je 180 m2. Tepelná ztráta domu je přibližně 6 kW. V přízemí a podkroví je podlahové topení a v prvním patře jsou umístěny radiátory.
V objektu byl nejdříve instalován plynový kondenzační kotel GEMINOX THR 5-25C s lineární modulací výkonu od 4,8 kW. Kotel byl provozován v období 1. 10. 1997 do 30. 9. 1999 a vykazoval roční spotřebu přibližně 10 500 kWh. Mnozí by jistě řekli, že takovou spotřebu by rádi uvítali a byli by spokojení, ale bohužel se potvrdil předpoklad výrobce – kotel se vyznačoval vysokým počtem startů, který byl způsoben tím, že díky dobrému zateplení objektu byla minimální hodnota výkonu kotle 4,8 kW příliš vysoká a kotel nevyužíval své základní přednosti - široké lineární modulace výkonu. Požadovaný výkon se dostával mimo pracovní rozsah a kotel musel vypínat. V této souvislosti jistě není bez zajímavosti, že u drtivé většiny konkurenčních kotlů se hodnota minimálního výkonu pohybuje okolo 6 - 9 kW.
K odstranění tohoto nedostatku byl k 1. 10. 1999 nahrazen původní hořák kotle novým z typu GEMINOX THR 1-10C s výkonovým rozsahem 0,9 – 9,5 kW, nově nastavena plynová armatura a přeprogramován software. Ostatní díly kotle zůstaly původní, včetně přípravy TUV v zásobníku BS o objemu 200 l s nepřímým ohřevem. S novým výkonovým rozsahem byl kotel provozován a bedlivě sledován v období od 1. 10. 1999 do 30. 9. 2001. K velké radosti majitele domu se předpoklad potvrdil a počet startů se okamžitě snížil na pouhých 15 % původního počtu. Ještě lepší výsledek se dostavil v září 2000 po uplynutí jednoho roku po přestavbě a porovnání spotřeby před a po přestavbě. Původní spotřeba klesla z 10 744 kWh na 8 401 kWh v přepočtu na spotřebu plynu. Druhá zima byla sice teplejší o 1,6 % denostupňů a po provedeném přepočtu a srovnání činila skutečných 20 %. V následujícím roce byly výsledky ještě lepší a jsou uvedeny v přiloženém grafu. Snížením výkonu kotle neutrpěla ani příprava TUV a zůstala na původní kvalitě.
Z uvedených skutečností vyplývá, že projektanti by měli více brát v úvahu současný trend v novostavbách, který se u nás již delší dobu vyskytuje. Tím je řádné zateplení staveb a skutečné tepelné ztráty objektu, které se běžně pohybují kolem 10 - 12 kW. Výkonový rozsah kotle by měl přitom co nejvíce kopírovat průběžnou ztrátu domu během celé topné sezóny. Z praxe je ale všeobecně známo, že ani použití kotlů s výkonovým rozmezím 12 až 28 kW není vzhledem k malým velikostem integrovaných zásobníků TUV žádnou výjimkou. Toto řešení s velkou oblibou a bez ohledu na následky volí některé montážní firmy a v blahé nevědomosti je doporučují zákazníkům jako »ekonomicky výhodnější náhradu« za původně navrhované kotle s menším výkonem a větším zásobníkem.
Takovýmto neodborným zásahem bývá projekt, ve kterém je navrhován kotel pečlivě vybraný s ohledem na vypočtené nízké tepelné ztráty domu zcela znehodnocen. Je si třeba jasně uvědomit, že techniku, která se plně osvědčila u objektů se ztrátou přes 20 kW nelze v těchto případech plnohodnotně využívat. Pokud má dům tepelnou ztrátu okolo 12 kW, potřebuje tento výkon při venkovních teplotách -12 °C a nižších. Pro vytápění stejného domu při teplotách okolo 0 °C, které jsou v zimě nejčastěji, postačí výkon 3 - 4 kW. Kotle s výkonovým rozsahem 8 - 24 kW, nebo 12 - 28 kW jsou provozovány mimo své využitelné pásmo a začnou cyklovat a počet startů se blíží 40 000 ročně. Tím vznikají velké tepelné ztráty již na zdroji.
Společnost GEMINOX se proto při vývoji svých výrobků mimo jiné soustředila na kondenzační kotle s velmi nízkým minimálním výkonem. Zástupcem je kotel THR 1-10 (0,9 - 9,5 kW), který je pro moderní novostavby velice atraktivní, stejně jako druhá varianta s označením THR 2-13 (2,4 - 13,5 kW). Kotle jsou ve verzi pouze pro vytápění nebo pro vytápění a přípravu TUV. Teplá voda je připravována v integrovaném zásobníku o objemu 75 l nebo lze použít externí zásobník s objemem 100 - 300 l.
Zkušenosti ze Švýcarska se projevují i u nás a jsou potvrzeny loňskými a předloňskými aplikacemi těchto kotlů a sledováním spotřeby plynu. U objektů, kde je minimální výkon kotle roven nebo nižší 25 % tepelné ztráty domu je dosahováno špičkových výsledků ve spotřebě paliva a počet startů nepřekročí 3 500 za rok.
Společnost PROCOM BOHEMIA může provést v případě potřeby úpravu již namontovaných výkonnějších kotlů GEMINOX, (dovážejí se do ČR od roku 1997) a tím je přizpůsobit na míru nízkoenergetickým domům, pokud je vytápějí. U nově nainstalovaných kotlů s hořákem o nízkém výkonu se společnost PROCOM BOHEMIA zavazuje, že v případě opodstatněného nedostatku ve výkonu kotle provede výměnu hořáku za výkonnější zdarma! Podle vyjádření ředitele společnosti pana Zdeňka Fučíka tato situace ještě nenastala.
Horkou novinkou na našem trhu je typová řada nerezových kondenzačních kotlů GEMINOX THRi, která vychází z v praxi prověřeného typu THR a je nově vybavena řídícím počítačem 2. generace SIEMENS LMU 64.
Mezi přednosti nové typové řady THRi patří:
• výkonové rozsahy 0,9 - 9,5 kW, 2,4 - 13,5 kW, 4,8 - 23,9 kW a 9,7 - 48,7 kW;
• lineární modulace výkonu v rozmezí 20 až 100 %, u typu 1-10 C dokonce neuvěřitelných 10 – 100 %;
• minimalizace počtu spínacích cyklů;
• velký rozsah využití kondenzace;
• řízení spalování s konstantním poměrem vzduch/plyn;
• adaptabilní ekvitermní regulace vnitřní teploty;
• řízení přípravy teplé užitkové vody;
• vlastní servisní a ochranné funkce;
• komunikace s rozšiřujícími regulacemi SIEMENS Albatros po LPB sběrnici;
• spojité měření všech průběžných veličin kotle a následná optimalizace spalovacího procesu a řízení výkonu kotle;
• spojité řízení otáček oběhového čerpadle a tím rozšíření pásma využití kondenzace;
• detekce malého odběru výkonu případně průtoku kotlem a stabilizace regulace kotle při limitních stavech;
• spojitá kontrola teploty spalin, razantní minimalizace tepelných ztrát kotle v pohotovostním režimu;
• ovládání pomocí modemu nebo výstupu ze zabezpečovacího zařízení objektu;
• jednoduché a cenově velmi příznivé rozšíření jednotky kotle pomocí Clip-In modelů o další funkce;
• plná integrace kotle do alternativních soustav (tepelná čerpadla, solární systémy, tuhá paliva);
• možnost připojení na vizualizační a monitorovací systém.
Výjimečně nízký minimální výkon kotle spolu s širokým výkonovým rozsahem umožňuje:
• optimální vytápění včetně přechodných období;
• razantní snížení počtu spínacích cyklů (max. 10 % obvyklého počtu);
• minimalizaci pohotovostních ztrát (max. 150 W);
• provoz s velmi vysokou účinností (min. 96 %) i mimo pásmo kondenzace;
• snížení emisí pod hranici nejpřísnějších požadavků;
• nadstandardní životnost;
• vysoký uživatelský komfort.
