Pednáška 3 Otopné soustavy Otopné plochy
Otopné soustavy Otopné soustavy otevené s pirozeným obhem vody Obvykle ve stávajících starších objektech. Soustava s pirozeným obhem pracuje na principu rozdílné hustoty topné pívodní a vratné vody. Voda ve vratném potrubí (chladnjší) má vyšší hustotu, takže ze strany vratné vody je u zdroje (kotle) vyšší hydrostatický tlak než ze strany vody pívodní. Petlak zpsobí pohyb vody v okruhu kotel-otopné tleso-kotel. Zdroj tepla je umístn v nejnižším podlaží pod otopnými tlesy (max. v úrovni OT) Potrubní sí pro rozvod otopné vody je vtšinou dvoutrubková a podle umístní hlavního horizontálního pívodního potrubí se rozlišuje soustava se spodním rozvodem nebo s horním rozvodem. Návrh obvykle pro rozdíl 90/70, funkní musí být již pi teplot otopné vody 45 o C.
OS s pirozeným obhem vody, otevená, dvoutrubková, se spodním rozvodem
Otopné soustavy uzavené s nuceným obhem vody Jsou dnes nejrozšíenjším typem soustav. Nucený obh ( s obhovým erpadlem) je schopen pekonat mnohonásobn vtší tlakové ztráty v okruzích než systém samotížný. Prmry potrubí vycházejí menší než u samotížných soustav, lze volit vyšší rychlosti proudní. Otopná tlesa se mohou umístit do stejné výšky jako zdroj tepla nebo pod níž. Nucený obh nám poskytuje rovnž rozsáhlé možnosti regulace a rychlý zátop. Rozvod dvoutrubkové horní jednotrubkové dolní horizontální vertikální
OS s nuceným obhem vody, uzavená, jednotrubková, horizontální
OS s nuceným obhem vody, uzavená, jednotrubková, vertikální
OS s nuceným obhem vody, uzavená, dvoutrubková, se spodním rozvodem, vertikální napojení OT
OS s nuceným obhem vody, uzavená, dvoutrubková, se spodním rozvodem, horizontální napojení OT
OS s nuceným obhem vody, uzavená, dvoutrubková, s horním rozvodem, protiproudá, vertikální napojení OT
OS s nuceným obhem vody, uzavená, dvoutrubková, s horním rozvodem, souproudé vedení u stoupaek, vertikální napojení OT
Souproudý zpsob zapojení OT Pi velkém potu tles vad za sebou se volí i souproudý (Tichelmannv) zpsob zapojení. Toto zapojení napomže pirozenému hydraulickému srovnání pomr v místech napojení tles. V každém nejvyšším míst otopného systému musí být odvzdušnní. V nejnižších místech a pedepsaných místech (nap. paty stoupaek zásobujících více než dv nadzemní podlaží) instalujeme armatury pro vypouštní.
Horizontální rozvod k OT Hvzdicový zpsob napojení tles Rozdlova a sbra Každé tleso samostatná vtev z R+S. Místnost samostatná vtev z R+S. Rozvody v podlaze. Trubka v trubce. Možnost mení spoteby tepla u R+S. Pívod k R+S ze stoupaky, z BS. Elektrotermický servopohon Možnost ízení jednotlivých místnosti. Ochranná trubka
Umístní rozvodu v podlaze bez R+S PODL. KRYTINA POTR PE T- kus KROEJOVÁ IZOLACE TEP. IZOLACE Vedení v soklové lišt
Etážová soustava Znamená rozvod v jednom podlaží. Jedná se o malé systémy zajišující vytápní jedné bytové nebo provozní jednotky s vlastním zdrojem tepla (nap. nástnným plynovým kotlem, elektrokotlem,...). Teplota otopné vody teplovodních soustav Podle vyhlášky 194/2007Sb. se volí maximální teplota otopné vody vstupující do tlesa 75 o C pro soustavu s nuceným obh topné vody a 90 o C pro soustavu samotížnou. V dnešní dob se navrhují dvoutrubkové teplovodní soustavy s nuceným obhem vody (s obhovým erpadlem) s nižší vstupní teplotou otopné vody, než tomu bývalo díve, nap. s teplotním rozdílem (návrhovou teplotou vody pívodní /návrhovou teplotou vody vratné) 75/65, 75/60, 70/60, 70/50,. Nízkoteplotní otopnou soustavou se nazývá ta, u níž je teplota pívodní vody pod 65 o C. Mezi nízkoteplotní soustavy patí ty, které pracují za návrhových podmínek s teplotními rozdíly napíklad 65/55, 65/50, 55/45, 55/40, 50/40, 40/30 a další.
Otopné plochy Otopné plochy a otopná tlesa soustavy ústedního vytápní pedávají do prostoru teplo z teplonosné látky (dnes vtšinou otopné vody), pipravovaného centráln ve zdroji (nap. kotli). Otopné tleso a otopná plocha pedává teplo do vytápného prostoru sáláním (záením, radiací) a konvekcí (proudním). Pedávání (sdílení) tepla se dje všemi uvedenými zpsoby, avšak v rzných pomrech jednotlivých složek. Tyto pomry závisí na konstrukci otopného tlesa (plochy). Již z názvu lze urit pevažující složku pi pedávání tepla. Základní rozdlení: Pevážn konvekní otopná tlesa lánková desková trubková konvektory Pevážn sálavé otopné plochy podle umístní - podlahové, stnové, stropní Teplovzdušné jednotky Lokální topidla pímotopná, akumulaní, hybridní elektrická topidla topidla na plynná, kapalná nebo pevná paliva NEJSOU SOUÁSTÍ OS
Skutený výkon otopného tlesa nebo souet skutených výkon více tles v jedné místnosti musí pokrývat tepelnou ztrátu této místnosti. Volba OT Tepelná ztráta Parametry teplonosné látky Nároky na interiér, stavební provedení místnosti (U, výpln otvor výška parapetu,délka okna,...) Požadavky a investice ze strany investora poet, Pozn. Kryty nelze zavšovat na tleso, kryty jsou požadovány v pedškolních, školních zaízeních, tlocvinách. Kryt nesmí bránit ádnému sdílení tepla (snížení výkonu do 10%). Nevhodná je kombinace tles s výrazn rznou tepelnou setrvaností. Lo Umístní OT - na nejvíce ochlazovanou plochu, pod výpln otvor. Lt = min. 0,5 Lo 50 B h H min.100 A t ( t t ) A ( t t ) t i ok i ok Lt0,8 Lo obytné místnosti
Otopná tlesa lánková Jsou tlesa složená z jednotlivých lánk spojených vzájemn mezi sebou pomocí závitových vsuvek. Materiál lánkových tles šedá litina, ocelový plech, slitiny hliníku. Litinoválánková tlesa Mají nejdelší životnost (50 let). Na našem trhu se nejastji setkáme s litinovými lánkovými tlesy Kalor, Kalor 3, Termo (výrobce ŽDB). Klasický zpsob upevnní na stnu je pomocí konzol a držák, možné je i upevnní do podlahy pomocí stojánkových nebo nastavitelných konzol.
lánková tlesa se vyrábí v pipojovacích rozteích 350 až 900 mm, podle typu a výrobce. Tento rozmr však není skutená výška tlesa, která je vždy o 60 až 100mm vyšší. Výkon lánkového otopného tlesa: Q T = n. q 1 kde n je poet lánk [-] q 1 tepelný výkon jednoho lánku [W] Oceloválánková tlesa Bývala levnjší než litinová, mla však kratší životnost (15-20 let). Setkáváme se s nimi ve stávajících starších soustavách. Dnes se nevyrábjí.
Otopná tlesa ze slitin hliníku lánky jsou vyrobeny jako odlitek, majíelní plochu. Otopná tlesa desková Základní pestupní plocha je tvoena tvarovanou deskou s horizontálními a vertikálními kanálky, kterými protéká topná voda. Deska je vyrobena z lisovaných ocelových plech spojených sváry. Tlesa jsou v provedení jednoadém, dvouadém a tíadém. Pro zvýšení výkonu je u nkterých typ k základní desce pivaena pídavná tvarovaná pestupní plocha. elní plocha tles mže být tvarovaná nebo hladká. Tlesa jsou urena pro teplovodní otopné soustavy s nuceným obhem. Mají malý objem vody a tím umož ují pružnou reakci na regulaní zásah.
Boní pipojení Spodní pipojení VK Pravé, levé stedové Vybrané možnosti pipojení deskových OT z podlahy
Prmyslov vyrábná trubková otopná tlesa Dnes je na trhu široká škála speciálních konstrukcí trubkových tles rzných tvar. Nkteré typy speciálních design však mohou být navrženy souasn jako architektonická dominanta prostoru. Mezi nejpoužívanjší patí koupelnová tlesa (tzv. žebíky). Topné vodorovné profily tvoí ocelové trubky kruhového prezu. Tyto profily jsou bu rovné nebo oblé. Napojeny jsou na svislý rozdlovací a sbrný profil, jehož prez je kruhový nebo obdélníkový. Napojení na rozvod je svisle z horní nebo dolní strany tlesa k vývodkám 1/2" (DN 15) u rozdlovacích a sbrných profil, ale existují i tlesa se stedním vývodem. Koupelnová tlesa lze je doplnit sadou pro kombinované vytápní ( topná vody elektina). Tlesa se zabudovanou elektrickou topnou vložkou je možné používat bez závislosti na provozu ústedního vytápní. Koupelnové žebíky se vyrábí i jako samostatná elektrická pímotopná tlesa naplnná nemrznoucí smsí. Jejich elektrické topné tleso je vybaveno omezovaem teploty a nevyžadují expanzní ani pojistné zaízení. Tyto typy patí mezi lokální topidla.
Jiné vybrané typy trubkových tles (otopné stny, speciální OT,...) Konvektory Podle místa osazení je rozdlujeme na povrchové (umístné na nebo nad úrovní podlahy), podlahové (urené k osazení do kanálu v podlaze). nástnný nadpodlahový Povrchový konvektor je prakticky plechová skí, jejíž spodní strana je neuzavená a vrchníást krytá snímatelnou mížkou. V dolníásti konvektoru je umístn otopný žebrový registr. Registr je tvoen mdnými trubkami a lamelami z hliníkového plechu. Osazení se provádí na stnu. Vtšina teplovodních konvektor pracuje s pirozenou cirkulací vzduchu, ale existují i typy vybavené ventilátorem.
Nástnný konvektor pro pirozenou konvekci Nástnný konvektor s nucenou konvekcí Soklový nadpodlahový konvektor
Konvektorová lavice má horníást krytou výdechovou mížkou nebo terasovou deskou. Lavice se osazují na podlahu. S výdechovou mížkou S krycí deskou Napojení konvektor instalovaných na stnu nebo na podlahu k otopnému teplovodnímu systému je z boku nebo ze spodu a to z levé nebo pravé strany podle konkrétního typu. Podlahové konvektory Umísují se pedevším u prosklených ploch s nízkým nebo žádným parapetem. Jsou zabudované do konstrukcí podlah. V plechové van podlahového konvektoru, která se ukotví a zabetonuje do konstrukce podlahy, je umístn mdný registr s hliníkovými lamelami a odvzdušnním nebo drátný výmník. Horníást konvektoru je tvoena krycí a nášlapnou mížkou s rámekem, jehož horní hrana je v úrovni povrchové krytiny podlahy. Mížky bývají hliníkové v barv pírodního hliníku i jiných barevných odstínech nebo devné v provedení dub, buk, jasan. Existují i stavebnicové systémy podlahových konvektor, umož ující sestavení v rzných pdorysných tvarech a délkách nebo obloukových provedeních.
Dlení podlahových konvektor: Podle zpsobu cirkulace vzduchu: Podlahové konvektory bez ventilátor pro pirozenou cirkulaci vzduchu Podlahové konvektory s ventilátory pro nucenou cirkulaci vzduchu Podlahové konvektory univerzální, s ventilátorem Podle teplonosné látky/zdroje: Podlahové konvektory teplovodní k vytápní interiéru Podlahové konvektory vodní k k vytápní i dochlazování interiéru Podlahové konvektory elektrické pímotopné (což je lokální topidlo) Podle konstrukce výmníku rozlišujeme podlahové konvektory: S lamelovým výmníkem S drátným výmníkem Podle typu ventilátor: S ventilátory radiálními S ventilátory axiálními Podle naptí ventilátoru, elektrického krytí a konstrukce vany: Podlahové konvektory do suchého prostedí Podlahové konvektory do mokrého prostedí s možností zaplavení nebo kondenzace Teplovodní konvektory s ventilátorem podléhají revizi elektrického zaízení podle SN 33 1500 a smí je zapojovat pouze oprávnná osoba.
Pro pirozenou cirkulaci vzduchu Pro nucenou cirkulaci vzduchu Speciální použití konvektor Konvektor urený pro instalaci pod okenní parapet, vetn parapetu. Horníelníástí je vzduch z prostoru nasáván a spodníelníástí ohátý vzduch zpt do prostoru vyfukován. Do kuchy ských linek, do schodišových stup i do sokl skínk.
Výkon konvekních otopných tles Tepelný výkon lánkových, deskových a trubkových tles teplovodních otopných soustav vychází ze vztahu: Q T = U. A. (t wm t i ) kde je U souinitel prostupu tepla tlesem (W.m -2.K -1 ) A teplosmnná plocha na stran vzduchu (m 2 ) t wm stední teplota otopného tlesa ( o C) t wm = (t w1 + t w2 )/2 kde je t w1 teplota pívodní vody do tlesa ( o C) t w2 teplota vratné vody z tlesa ( o C) t i výpotová teplota interiéru ( o C) Výkon daného typu otopného tlesa nebo výkon 1 lánku udává tabulkov výrobce tlesa. Tyto výkonové tabulky jsou stanoveny pro urité parametry a to pro vnitní teplotu obvykle 20 o C a teplotní spád vody (dnes 75/65).
Pepoet výkonu tlesa je nutný v tchto pípadech: navržený teplotní spád vody je odlišný od teplotního spádu, pro který je návrhová tabulka sestavena teplota interiéru je odlišná od teploty, pro níž je výkonová tabulka sestavena tleso bude opateno zákrytem, který sníží jeho výkon nebo bude osazeno jinak, než pedepisuje výrobce ( napíklad v malé výšce pod parapetem) tleso bude na rozvod napojeno netradiním zpsobem ( pívod topné vody v dolníásti tlesa, vratné potrubí v dolní nebo horníásti tlesa), což opt snižuje jeho skutený výkon u lánkových otopných tles s velkým potem lánk (nad 12 lánk) se s rostoucím potem lánk snižuje skutený výkon tlesa oproti výkonu teoretickému (vycházejícímu z výkon jednotlivých lánk násobenému jejich potem) Návrh otopných tles se provede z hlediska poteby tepla ke krytí ztrát z hlediska tepelné pohody místnosti Skutený výkon tlesa (tles) v místnosti musí pokrývat tepelnou ztrátu místnosti. Otopné tleso je navrženo na pokrytí tepelné ztráty za návrhových (teoreticky nejnepíznivjších) podmínek. Rozdíl teplot mezi pívodní a vratnou vodou (teplotní spád) u tles se navrhuje do t max. 25 K (bžn 10 20 K).
Pro jiné teplotní podmínky než je uvedeno podkladech výrobce c = (t 2 t i ) / (t 1 t i ) Je li c menší než 0,7 hmotnostní prtok se pi nov volených podmínkách snižuje(mní) významnji a použijeme logaritmické teplotní rozdíly kde tl n,n je logaritmický teplotní podíl vypoítaný pro defininí výpotové teplotní podmínky n teplotní exponent daného otopného tlesa Je li c vyšší než 0,7 mžeme použít aritmetické teplotní rozdíly kde je t n Pepoet výkonu tlesa na jiné podmínky t ln t ( t1 t2) = ( t ) 1 ti ln ( t2 ti ) ( t + t = ) 2 2 defininí teplotní rozdíl tln Q T = Qn.( ) t n teplotní exponent daného otopného tlesa (deskové tleso 1,3) ln, n t Q T = Qn.( ) t 1 t i n n n
Skutený výkon tlesa: Q Tskut = Q T.. z 1. z 2 (W) kde Q T z 1 z 2 je výkon tlesa pro návrhové podmínky (podle výpotové teploty interiéru a teplotu pívodu a vratu navrhované soustavy) souinitel na zpsob pipojení tles souinitel na zákryt a umístní tlesa (pohybuje se od 0,87 do 1 dle provedení zákrytu, umístní pod parapetem, apod. souinitel na poet lánku (délku tlesa)
Pro napojení tles lze použít pipojovací souprav, které se skládají z dvoutrubkového rozdlovae se zabudovanou regulaní kuželkou s uzavením (nebo bez), pesné ocelové trubky a termostatického ventilu v axiálním, úhlovém nebo pímém provedení.! Odlišné pro jednotrubkové a dvoutrubkové soustavy)! Armatury pro spodní pipojení otopných tles Jedná se o armatury pro pipojení tles typu ventil kompakt s integrovaným termostatickým ventilem. Pro napojení tchto tles mžeme použít dv uzavírací šroubení (vtšinou tehdy, je-li rozvod z oceli) nebo dvojité kompaktní uzavírací šroubení. K nmu se pro pechod na plastové, plastohliníkové nebo mdné potrubí se použije odpovídající svrné šroubení. Vyrábí se jako pímá nebo rohová armatura, odlišná pro dvoutrubkové nebo jednotrubkové otopné soustavy.
nebo Otopné tleso VK opatíme termohlavicí vybranou z typ, které doporuuje jeho výrobce. Po dodání od výrobce je integrovaný ventil opaten pouze krytkou.