Stanovení velikosti kotle na dřevo Doba hoření při plném naložení paliva (hod) Zvětšení výkonu kotle (%) Obr. 13 Stanovení výkonu kotle podle doby hoření a požadovaného přikládání Počet přikládání za den: (a) 2x (b) 3x (c) 4x (d) 5x (e) 6x Potřebné zvýšení výkonu kotle při požadovaném počtu přikládání za den je: Q K = Q min x (f + 1) f Q K Q min koefi cient navýšení výkonu kotle Zvýšený výkon kotle (kw) Minimální požadovaný výkon kotle (kw) Příklad výpočtu starší dům, spotřeba plynu cca 3 750 m 3 za rok maximální počet přikládání za den 5 Přibližný požadavek na spotřebu objektu podle vzorce metody MINERGIE : 3 750 m 3 Q min = ----- = 15 kw 250 m 3 /kw Kotel KP PYRO F doba hoření 2 hod. Koefi cient zvýšení výkonu F = 1,4 (= 140 %) Výstupní výkon kotle Q K = 15 kw x 2,4 = 36 kw KP Pyro F Jednotka 21 26 32 38 Výkon kotle kw 21 26 32 38 Doba hoření hod 2 2 2 2 Přikládání 2x za den kw 3,5 4,3 5,3 6,3 Přikládání 3x za den kw 5,3 6,5 8,0 9,5 Přikládání 4x za den kw 7,0 8,7 10,7 12,7 Přikládání 5x za den kw 8,8 10,8 13,3 15,8 Přikládání 6x za den kw 10,5 13,0 16,0 19,0 Tab. 6 Očekávaný maximální příkon objektu v závislosti na počtu přikládání za den 16
Velikost akumulačního zásobníku 6. Velikost akumulačního zásobníku 6.1 Použití akumulačního zásobníku Akumulační zásobník umožňuje provoz kotle při optimálních podmínkách energie paliva je získána při nejlepší účinnosti a nejnižších emisích. Teplo, které není spotřebováno na okamžité vytápění objektu, je uloženo do akumulačního zásobníku. Po dohoření paliva v kotli je energie, potřebná pro vytápění objektu, vedena ze zásobníku. Kromě technických výhod, použití akumulačního zásobníku také podstatně zlepšuje komfort vytápění, není nutno často přikládat a je možný plně automatický provoz. 6.2 Určení velikosti akumulačního zásobníku Na výpočet velikosti zásobníku existují různé metody, které doporučují jeho co největší velikost. Jednoduchá metoda pracuje s konstantou ke jmenovitému výkonu kotle, např. 50 l/kw. Tato metoda se většinou používá pro doporučení velikosti zásobníku v různých předpisech a nařízeních, např. BImSchV (Německo). Nicméně se zde uvádí: (spalovací systémy na dřevo) musí být vybaveny přiměřeně velkým tepelným akumulačním zásobníkem. Takovýto požadavek jasně stanoví potřebu věcného a odborného výpočtu. Uvedené metody právně neomezují jiná technická řešení. Avšak vždy by měl být zvážen prostorový i ekonomický pohled navrhovaného řešení. V dalším jsou uvedeny dvě jednoduché metody pro stanovení velikosti akumulačního zásobníku. Jako minimální velikost akumulátoru by měl být zvolen větší výsledek z obou metod. Větší objem akumulátoru je výhodnější pro systémy s kotlem na dřevo a přinášejí zejména komfort při jeho provozu. Tato větší velikost akumulátoru je však dražší, vyžaduje větší prostor pro instalaci apod. Uživatel takovéhoto systému většinou volí kompromis mezi technickou potřebou velkého akumulátoru a ekonomickými náklady. Avšak nevhodně zvolený menší akumulátor z důvodu vyšších investičních nákladů nemusí vyhovovat provozu systému s kotlem na dřevo. Proto je správný technický návrh důležitý. Příklad výpočtu kotel KP Pyro F jmenovitý výkon 26 kw jmenovitá doba hoření 2 hod Velikost akumulačního zásobníku: V PU = 13,5 x 26 kw x 2 hod = 702 l Jako vhodný zásobník může být zvolen např. Storacell P 750-80 S o objemu 750 l. Norma ČSN EN 303-5 uvádí rozšířený vzorec pro výpočet minimální velikosti objemu akumulačního zásobníku: V PU, min minimální objem akumulátoru (ltr) Q K jmenovitý výkon kotle (kw) T B jmenovitá doba hoření kotle (hod) Q H tepelná spotřeba objektu (kw) Q Kmin minimální výkon kotle (kw) Výraz v závorce zavádí do vzorce jistou dynamiku. Zahrnutí je dáno poměrem minimálního výkonu kotle a tepelnou spotřebou objektu. Toto vychází z předpokladu, že pokud je poměr minimálního výkonu kolte a spotřeby tepla objektu nižší než 30%, nemusí být kotel na dřevo v provozu. Pokud není možno dostatečně snížit výkon kotle, musí se použít akumulátor podle minimálního výkonu kotle. V normě ČSN EN 303-5 byl poprvé uveden vzorec pro výpočet minimálního objemu akumulátoru jako standard. Proto je nutno výsledek výpočtu podle některé jiné metody posoudit rovněž podle uvedené normy. Statická metoda Statická metoda určuje velikost akumulačního zásobníku, který musí pojmout teplo za určitou dobu. Základem této metody je předpoklad, že teplo plně naloženého kotle musí pojmout akumulační zásobník, kdy topný systém nepožaduje žádné teplo. Objem akumulačního zásobníku, který je schopen pojmout teplo z kotle: V PU = 13,5 x Q K x T B V PU Q K T B Objem zásobníku (l) Jmenovitý výkon kotle (kw) Jmenovitá doba hoření (hod) Tato metoda určení objemu zásobníku dává rychlý odhad (bez znalosti konkrétního systému) jeho objemu, který by měl umožnit bezpečný, ekonomický provoz kotle na dřevo. Pokud je zvolen menší zásobník, musí být zajištěn odběr energie do topného systému nebo musí být přiměřeně omezeno množství přikládaného paliva do kotle. 17
Velikost akumulačního zásobníku Dynamická metoda Dynamická metoda určuje velikost akumulačního zásobníku podle požadavku na teplo a chování uživatele. Základem této metody je znalost potřeby tepla v závislosti na venkovní teplotě během topné sezóny. Ve většině topné sezóny je požadavek na teplo pouze částí požadavku na maximální výkon kotle. Průměrná teplota v topné sezóně je pro naše podmínky přibližně 4 C, proto je dnů s tímto částečným požadavkem na teplo nejvíce. Systém se proto navrhuje na tento, nejvíce se vyskytující, pracovní bod. Metoda výpočtu zahrnuje parametry pro typický rodinný dům s typickým uživatelem. Pro výpočet podle dynamické metody platí vzorec: V PU Q N Q K R Objem akumulátoru (l) Normované tepelné ztráty objektu (kw) Jmenovitý výkon kotle (kw) Výpočtová teplota vratné vody ( C) Počet denního přikládání je potom dán vzorcem: n Q N T B Q K Potřebný počet přiložení za den Tepelné ztráty objektu (kw) Jmenovitá doba hoření kotle (hod) Jmenovitý výkon kotle (kw) Tento jednoduchý vzorec pro výpočet velikosti akumulačního zásobníku zahrnuje pouze parametry na požadavek tepla, výkonu kotle a určené teploty vratné vody. Požadavek tepla a návrhová teplota vratné vody jsou závislé na topném systému. Proto změna velikosti kotle (výstupní výkon, jmenovitá doba hoření) má vliv na velikost akumulačního zásobníku. Obr. 14 Klimatická křivka (1) Návrhový bod, nejčastější pracovní bod cca 45 % běžného požadavku na teplo G t Poměr dnů s danou venkovní teplotou k počtu dnů v topné sezóně Venkovní teplota ( C) Jiný přístup k výpočtu, např. uživatel určí maximální dobu provozu kotle, dává vzorec: b Uvažovaná denní doba provozu kotle (hod) při návrhovém bodu dle obr. 14 Výkon kotle podle výše uvedených předpokladů: Příklad výpočtu kotel KP Pyro F jmenovitý výkon 26 kw jmenovitá doba hoření 2 hod návrhová teplota 80/65 C spotřeba objektu 20 kw Obr. 15 Akumulace energie kotle f Beh Faktor zahrnující potřebnou denní topnou dobu φ Faktor zahrnující návrhový pracovní bod (venkovní teplota 3 5 C, která zahrnuje 45 % běžného požadavku na teplo Q Výkon Q N Požadavek objektu na teplo (dle ČSN EN 12 831) Q K Jmenovitý výkon kotle t Čas T Jmenovitá doba hoření (hod) Graf na obr. 15 jasně ukazuje, že přebytek výkonu kotle a jeho akumulace musí být dostatečně velký, aby pokryl spotřebu objektu i po dohoření kotle. Objem akumulačního zásobníku: V PU = 2246 x (2,5 (20/26)) / (73- (0,4 x 65)) x 26 = 2 150 l Počet přikládání za den: n = 6,4 x 20 / 2 / 26 = 2,5 Výsledek: Zvolena velikost zásobníku 3 x Storacell P 750-80 S, tj. 2 250 l. Do kotle bude nutno přiložit během dne 2x plně a jednou poloviční dávkou dřeva. Takto může být systém provozován přibližně polovinu topné sezóny, při venkovní teplotě kolem 3 C. 18
Velikost akumulačního zásobníku Určení velikosti čerpadla primárního okruhu Pro zajištění plného a rovnoměrného ohřevu zásobníku na nejvyšší teplotu (max. 90 C) musí být primární čerpadlo dostatečně dimenzováno pro potřebný průtok při teplotním spádu mezi topnou a vratnou vodou 5 až 10 K. Čerpadlo by mělo být instalováno na potrubí vratné vody, výtlak musí pokrýt hydraulickou tlakovou ztrátu v obvodu kotle, zařízení pro zvýšení teploty vratné vody, profi lu potrubí, apod. Připojení akumulačního zásobníku Při nesprávně připojeném čerpadle akumulačního zásobníku mohou nastat následující problémy: předimenzované čerpadlo (výtlačná výška i průtok) dává ve výsledku vysokou rychlost proudění, nadměrný hluk, zapříčiní špatnou funkci regulačních ventilů, apod. nežádoucí průtok do topných okruhů nebo zásobníků TV nedostatečné využití akumulačního zásobníku akumulační zásobník jako hydraulický oddělovač Doporučujeme využít akumulační zásobník jako hydraulický oddělovač podle obr. 16. Z tohoto důvodu by měly být akumulační zásobníky vybaveny příslušným připojením. Např. zásobník Storacell P umožňuje připojit potrubí vratné vody tak, aby vratná voda do kotle měla požadovanou teplotu. Rovněž působí proti možnému ovlivnění vrstvení vody v zásobníku. Připojení akumulačního zásobníku přes T-kus Připojení akumulátoru bez zvláštního vývodu pro vratnou vodu je možné přes tzv. T-kus na spodním vývodu zásobníku. Toto řešení zabraňuje ovlivnění vrstvení nebo poklesu teploty uvnitř zásobníku vlivem vratné vody. Je důležité, aby T-kus byl připojen co nejblíže zásobníku a aby jeho rozměry zajistily co nejlepší hydraulické oddělení. Obr. 17 Připojení akumulátoru pomocí T-kusu Obr. 16 Zapojení akumulačního zásobníku jako hydraulického oddělovače 19
Velikost akumulačního zásobníku Použití několika akumulačních zásobníků Pro získání velkého objemu akumulace je někdy lépe použít několika menších, ať z důvodů prostorových nebo snadné obsluhy. Při zapojení několika nádrží musí být zajištěno jejich rovnoměrné rozložení zatížení, např. zapojení podle Tichelmanna. Pro paralelní zapojení je nutno dodržet tyto zásady: paralelní zapojení je doporučeno pro dva stejné zásobníky navrhované zapojení může být použito pro více zásobníků teplotní čidlo pro přepínání zdrojů v systémech se zdroji na různá paliva může být zapojeno v jednom nebo ve všech zásobnících, protože teplo je ukládáno ve všech zásobnících rovnoměrně (při zapojení dle Tichelmanna) vnitřní průměr propojovacího potrubí s částečným průtokem musí být zvoleno podle požadovaného průtoku Pro sériové zapojení je nutno dodržet tyto zásady: Sériové zapojení je vhodné pro systémy s různými zásobníky a různém objemu a typu. Na obrázku je uvedeno zapojení zásobníku s kombinovaným typem, s vnitřním integrovaným zásobníkem TV. Tento kombinovaný zásobník má vyšší prioritu, protože je požadován vysoký komfort při dodávce teplé vody. Sériové zapojení dvou stejných akumulačních zásobníků je možné, ale nedoporučuje se z energetických důvodů. Vratná voda z topného systému musí nejdříve projít přes druhý, chladnější zásobník. Proto se doporučuje paralelní zapojení dvou stejných akumulátorů. Obr. 18 Paralelní zapojení stejných zásobníků VL RL EK Topná voda ze zásobníku, kromě hydrauliky: Topná topné okruhy Vratná olejový/plynový kotel Vratná hydraulický oddělovač Vratná voda do zásobníku, kromě hydrauliky: Vratná topné okruhy Přepínací ventil Vstup studené vody do bezpečnostního tepelného výměníku Obr. 19 Sériové zapojení rozdílných zásobníků VL RL EK Topná voda ze zásobníku, kromě hydrauliky: Topná topné okruhy Vratná olejový/plynový kotel Vratná hydraulický oddělovač Vratná voda do zásobníku, kromě hydrauliky: Vratná topné okruhy Přepínací ventil vstup studené vody do bezpečnostního tepelného výměníku 6.3 Výběr akumulačního zásobníku V současnosti existuje mnoho výrobců zásobníků, které je možno použít k akumulaci tepelné energie z kotle na dřevo. Tyto zásobníky mohou sloužit pouze k akumulaci nebo mohou být kombinovány s dalšími možnostmi ohřevu z dalšího zdroje tepla, např. solárního systému, nebo mohou ve vnitřním zásobníku ohřívat teplou vodu. Samostatný zásobník pro akumulaci by měl mít možnost vrstvení vody uvnitř zásobníku s odběrem vratné vody do kotle s požadovanou teplotou. Vrstvení vody v zásobníku je takřka podmínkou dobrého akumulátoru, protože teplo se ukládá v horní části zásobníku a nedochází k promíchávání objemu. Teplo je tak možno odebírat i při částečně nabitém zásobníku. Dalším důležitým kriteriem výběru je izolace zásobníku. Dobrá izolace brání úniku tepla, ochlazování vody. Dalším důležitým parametrem výběru je počet, rozmístění a dimenze přípojek k topnému systému a zdroji tepla. Akumulační zásobníky jsou vyráběny v různých typech, velikostech a provedeních, které umožňují projektantovi zvolit správný zásobník do topného systému. 20
Velikost akumulačního zásobníku Storacell P 500/750/1000-80 S Akumulační zásobníky Storacel P se vyrábějí ve velikostech 500 l, 750 l a 1000 l. Jsou vybaveny speciálním společným zpětným kanálem, který umožňuje volit teplotu vratné vody. Tím se dosáhne optimální teplota vratné vody bez vlivu na rozvrstvení uvnitř zásobníku. To přináší výhodu podstatně lepšího využití tepelné energie uložené v akumulované vodě. Solární kolektory mohou být připojeny přes externí výměník. Storacell P 500/750/1000-80 S-solar Tento zásobník využívá termosifonového efektu pomocí zvláštního vnitřního válce zajišťuje rovnoměrný vrstvený ohřev vody shora dolů. Akumulační zásobníky Storacell jsou vyráběny ve velikostech 500, 750 a 1 000 l. Jsou tvořeny ocelovým zásobníkem s integrovaným termosifonovým válcem a solárním výměníkem pro připojení solárního systému. Tepelnou izolaci tvoří PU pěna o síle 80 mm potaženého tvrdým materiálem PS, která snižuje tepelné ztráty na minimum. zásobník je vhodný až pro 16 solárních kolektorů patentovaný termosifonový rozvod tepla ve vrstveném zásobníku gravitační klapka řízená vztlakem Storacell SP 750 solar Tento kombinovaný zásobník je určen pro solární ohřev TV v kombinaci se záložním solárním vytápěním. Kompaktní konstrukce má příznivý poměr mezi vnějším povrchem a objemem, jsou tak minimalizovány ztráty zásobníku. Izolaci zásobníku tvoří 100 mm silná PU pěna, která neobsahuje CFC. Hydraulické připojení je zjednodušeno použitím několika mechanických dílů. Kombinovaný zásobník má tyto vlastnosti a funkce: vnitřní smaltovaný zásobník 160 l s hořčíkovou anodou jako ochranou proti korozi velký solární výměník, tvořený teplovodní spirálou pro optimální využití sluneční energie veškeré přípojky TV jsou umístěny shora, všechny přípojky pro solární a topné okruhy jsou umístěny na boku zásobníku solární výměník je umístěn v topné vodě, takže nehrozí tvorba usazenin vodního kamene Duo FWS... / 2 Kombinovaný akumulační zásobník má tyto vlastnosti a funkce: výměník TV je tvořen nerezovým vlnovcem (materiál W1.4404) vysoký komfort ohřevu teplé vody díky vlnovci s velkou teplosměnnou plochou velký solární výměník, tvořený trubkovou cívkou pro optimální využití sluneční energie solární výměník je umístěn v topné vodě, takže nehrozí tvorba usazenin vodního kamene slimline verze pro snadnou manipulaci veškeré přípojky pro solární a topné okruhy i pro TV jsou umístěny na boku zásobníku volitelné jímky pro umístění teplotních čidel Vlnovec z nerezové oceli je uvnitř navinut na nosné konstrukci. Ve své horní části má vlnovec zvláště velký povrch, aby bylo dosaženo vysokého komfortu přípravy teplé vody. Spodní část je dimenzována tak, aby byl zajištěn dostatečný přenos tepla v chladné části zásobníku. Tím se optimalizuje solární zisk. Podrobné technické údaje, rozměry a schémata zapojení jsou uvedeny v katalogu zásobníků. 6.4. Předávací stanice TV pro akumulační zásobníky Ohřev TV v kombinovaném akumulačním zásobníku je náročný především fi nančně. Rovněž ohřev po vyčerpání zásobníku vyžaduje určitou dobu. Proto se v poslední době prosazují tzv. předávací stanice TV, které pracují na principu průtočného ohřevu. Topná voda je odebírána z akumulačního zásobníku, TV je pak rozvedena do objektu běžným způsobem. Výhodou je, že TV se připravuje pouze v okamžiku spotřeby, z pohledu hygieny je minimální objem vody v samotném výměníku i v potrubí, takže tvorba škodlivých bakterií je výrazně omezena. Tímto způsobem je možno dovybavit stávající topné systémy bez přípravy TV. 21
Velikost akumulačního zásobníku 7. Řídicí jednotka kotle 7.1 CFS 210 pro kotel KP Pyro F Pro řízení kotle KP Pyro F je určen regulátor CFS 210. Ovládá spalinový ventilátor, oběhové čerpadlo, případně ohřev zásobníku TV pomoci čerpadla nebo trojcestného ventilu. Provoz kotle je řízen kotlovým termostatem, který ovládá spalinový ventilátor. Tento ventilátor zajišťuje přísun vzduchu pro spalování. Neslouží k odvodu spalin z kotle, ten musí být zajištěn požadovaným tahem komína. Při spuštění kotle hlavním vypínačem je možno zvolit ruční nebo automatický provoz ventilátoru. Při ručním provozu je ventilátor v provozu bez ohledu na teplotu kotlové vody. K jeho vypnutí dojde pouze při aktivaci havarijního termostatu (STB). Ruční provoz se používá při roztopení kotle, kdy teplota spalin je nízká. Po zvýšení teploty spalin (cca 55 C), je možné přepnout ventilátor do automatického provozu. Ventilátor je potom řízen teplotou topné vody. Po dosažení nastavené teploty kotlové vody se ventilátor vypne, kotel přejde do provozu se sníženým výkonem. Tím poklesne teplota kotlové vody, po snížení pod nastavenou teplotu se ventilátor opět zapne a kotel opět pracuje s plným výkonem. Pokud dojde k otevření přikládacích dvířek, ventilátor se zapne pro odsátí spalin z přikládacího prostoru. Regulátor CFS 210 je vybaven termostatem minima teploty kotlové vody, který slouží jako částečná ochrana kotle proti nízkoteplotnímu provozu. Pokud je teplota kotlové vody nižší, než je nastavená na tomto termostatu (cca 60 C), je oběhové čerpadlo vypnuto, veškerá energie je využita pro rychlý ohřev vody v kotli. Po dosažení nastavené teploty se oběhové čerpadlo zapne a teplo je distribuováno do topného systému. Po dohoření paliva se sníží teplota spalin pod stanovenou mez a ventilátor se vypne. Takto nedochází ke zbytečnému ochlazování kotle a topné vody běžícím ventilátorem. Ke kotli je možno připojit zásobník TV, který je nabíjen přes trojcestný ventil, kdy je upřednostněn ohřev TV před vytápěním. Druhá možnost ohřevu zásobníku TV je použití samostatného čerpadla, zde je však nutno vyřešit rozdělení průtoku topné vody do zásobníku TV a do topného systému. K řídicí jednotce je možno připojit prostorový termostat (230 V AC, 3 A), který ovládá další oběhové čerpadlo v topném systému. Zapínáním a vypínáním tohoto čerpadla je možno řídit teplotu v objektu. Kotel potom řídí svůj výkon podle teploty topné vody vypínáním a zapínáním ventilátoru. Obr. 22 Schéma zapojení jednotky CFS 210 22
8. Příklady zapojení topného systému 8.1 Informace ke všem uvedeným příkladům Připojení kotle na tuhá paliva do hydraulického systému vyžaduje respektování určitých pravidel. Kromě zákonných požadavků a technických pravidel pro instalaci takovéhoto zařízení, je velmi důležité nejprve konzultovat požadavky uživatele jeho požadavky na provoz systému. Kotel na tuhá paliva je možno provozovat samostatně nebo v kombinaci s dalším zdrojem tepla, od toho se odvíjí vybavení systému provozními prvky, bezpečnostním zařízením, případně řídicím systémem. Kotel smí být připojen do samostatného komína odpovídající třídy pro mokrý provoz a teploty nad 250 C dle normy ČSN 73 4201. Uvedená hydraulická zapojení jsou doporučená pro zajištění spolehlivého provozu topného systému. Pro všechny příklady systému topné soustavy platí: uspořádání systému je nutno chápat pouze jako doporučení uvedená zapojení nemusí být úplná při návrhu systému musí být dodrženy všechny místně platné předpisy a pokyny / směrnice týkající se instalace systému a dimenzování jednotlivých prvků systému Hydraulické zapojení Směšovací ventily topných okruhů. Systémy s kotlem na tuhá paliva, s akumulačním nebo kombinovaným zásobníkem by měly být vybaveny regulací topného okruhu se směšovačem. Tyto směšovací ventily jsou nabízeny v různém provedení i pohony pro rychlou instalaci. Optimální využití akumulačního zásobníku je možné pouze s regulací směšovačem na straně topné vody. Čerpadla topných okruhů Nařízení komise ES č. 641/2009 upravuje použití čerpadel pro topné systémy. Od 1. ledna 2013 musí mít bezucpávková samostatná oběhová čerpadla, s výjimkou čerpadel výslovně navržených pro primární okruhy tepelných solárních systémů a tepelných čerpadel, hodnotu indexu energetické účinnosti EEI nejvýše 0,27. Od 1. srpna 2015 musí mít samostatná bezucpávková oběhová čerpadla a bezucpávková oběhová čerpadla vestavěná ve výrobcích hodnotu indexu energetické účinnosti EEI nejvýše 0,23. Tento požadavek splní většinou čerpadla s elektronickým řízením výkonu podle tlakové ztráty. U systémů s konstantním průtokem (např. oběhové čerpadlo primárního okruhu nebo systémy s nízkou tlakovou ztrátou) se nevyžadují čerpadla s elektronickým řízením. Expanzní nádoby Pro návrh topného systému musí být vypočtena expanzní nádoba pro maximální teplotu systému (obecně 90 C maximální teplota kotlové vody) a celkový objem vody v topném systému. Tento požadavek je důležitý při použití jednoho nebo více akumulačních zásobníků s velkým objemem. Expanzní nádoba bude mít rovněž velký objem. Proto může být výhodnější a cenově přístupnější použití několika menších expanzních nádob než použití, např. jen jedné velké expanzní nádoby. Ve schématech je umístění a počet expanzních nádob pouze informativní. Konkrétní umístění expanzních nádob může mít zásadní vliv na funkci celého topného systému. Využití solární energie Použití solárního ohřevu v kombinaci s kotlem na dřevo je výhodné z hlediska ekologického i ekonomického. Zde uvedené příklady je možno využít jak pro vytápění, tak i pro přípravu TV. V principu jsou vhodné všechny typy zapojení, které používají akumulační zásobník, s výhodou kombinovaný s přípravou TV nebo v sériovém zapojení. 8.2 Bezpečnostní vybavení topného systému Požadavky Spalování tuhých paliv je klasifi kováno jako mnohem obtížnější než spalování plynu nebo oleje. Kotle na dřevo jsou provozovány přednostně v uzavřených systémech s membránovou expanzní nádobou. Proti přehřátí je kotel chráněn bezpečnostním tepelným výměníkem, napojeným na chladící vodu. Tato voda je přivedena do bezpečnostního výměníku přes termostatický pojistný ventil, který se otevírá po překročení limitní teploty kotlové vody. Výkon kotle na tuhá paliva je zásadně závislý na předepsaném tahu komína. Proto je doporučen výpočet komína podle skutečné instalace kotle. Dále je doporučen regulátor/stabilizátor komínového tahu, kterým lze snížit tah komína na požadovanou hodnotu. Bezpečnostní zařízení topného systému musí odpovídat ČSN EN 12 828. Použití otevřeného topného systému je v zásadě možné, ale není doporučené. Vybavení kotle, uvedené na obrázku, ukazuje nejdůležitější bezpečnostní prvky systému, nemusí být však úplné. Praktická realizace musí odpovídat platným technickým předpisům. Použití bezpečnostních prvků kotle podle ČSN EN 12828 Bezpečnostní vybavení pro kotle na tuhá paliva do 100 kw s bezpečnostním omezovačem teploty do 110 C. 23
Obr. 23 Vybavení kotle bezpečnostním zařízením RK Vratná voda VK Topná voda (1) Kotel (2) Bezpečnostní výměník chladicí smyčka (3) Uzavírací ventil topné/vratné vody (4) Tepelný regulátor výkonu kotle TRV (5) Termostatický ventil chladicí smyčky jako omezovač teploty STB (6) Teploměr vody v kotli (7) Pojistný přetlakový ventil 2,5 bar/3 bar (8) Odpad od pojistného ventilu (9) Tlakoměr vody v kotli (10) Kontrola množství vody v kotli (stavoznak) (11) Napouštěcí ventil se zpětnou klapkou (12) Vypouštěcí ventil (13) Potrubí pro připojení expanzní nádoby (14) Uzavírací ventil s pojistkou proti uzavření (15) Vypouštěcí ventil expanzní nádoby (16) Tlaková expanzní nádoba (17) Vstup chladící vody (min. 2,0 bar a 20 l/min.) (18) Regulátor tahu komína (19) Komín 24
8.3 Zapojení kotle v samotížném systému Obr. 24 Zapojení kotle KP Pyro F v samotížném systému Nejjednodušší zapojení topného systému, cirkulace vody nastává vlivem rozdílné teploty topné a vratné vody. Potrubí systému musí být spádováno (cca 1,5 %) tak, aby i ve vodorovných úsecích mohla voda proudit žádaným směrem. Otevřená expanzní nádoba je umístěna v nejvyšším místě, ventil CV slouží k nastavení cirkulace topné vody proti zamrznutí nádoby. Ventily TRV na radiátorech musí mít minimální KV v plně otevřeném stavu. Doporučujeme na některých radiátorech tyto ventily neosazovat, aby byl zajištěn minimální průtok systémem. Bezpečnostní výměník tepla je zapojen z důvodu nebezpečí možného zamrznutí otevřené expanzní nádoby. Vzhledem k charakteru provozu toto zapojení nevyužívá možnosti kotle. 25
8.4 Systém s přirozenou cirkulací, tlakovou expanzní nádobou a se zásobníkem TV Obr. 25 Systém s přirozenou cirkulací, tlakovou expanzní nádobou a se zásobníkem TV Kotel zapojen do topného systému přímo, bez směšovacího zařízení. Zásobník je rovněž připojen přímo jako radiátor, Zpětná klapka musí být speciální typ pro samotížný provoz (bez pružiny). Systém je vybaven tlakovou expanzní nádobou. Zásobník TV je vybaven směšovacím ventilem, který zabraňuje opaření horkou vodou. Bezpečnostní výměník tepla je zapojen z důvodu nebezpečí možného zamrznutí otevřené expanzní nádoby. Vzhledem k charakteru provozu toto zapojení nevyužívá možnosti kotle. 26
8.5 Systém s nuceným oběhem a trojcestným ventilem Obr. 26 Systém s nuceným oběhem a trojcestným ventilem Základní zapojení kotle do topného systému s nuceným oběhem. Kotel je chráněn proti nízké teplotě vratné vody trojcestným ventilem SWR, který otevírá do topného systému po dosažení otevírací teploty (55 60 C). Oběhové čerpadlo je spínáno termostatem umístěným v kotli, termostat je nastaven na minimální teplotu v kotli cca 55 C. Ventilem ve zkratu se nastavuje požadovaný průtok pro cirkulaci vody v kotli při roztápění kotle. Expanzní nádoba je tlaková. Zpětná klapka je typ pro provoz s přirozeným oběhem a slouží k zajištění cirkulace při výpadku el. proudu. 27
8.6 Systém s nuceným oběhem a čtyřcestným ventilem Obr. 27 Systém s nuceným oběhem a čtyřcestným ventilem Zapojení topného systému s čerpadlem, vybavené čtyřcestným ventilem. Tento ventil zajišťuje pracovní teplotu kotle na požadované hodnotě (60/80 C), do topného systému je dodávána topná voda příslušné teploty. Řízení ventilu můře být ruční nebo automatické, při ručním řízení je nutná pozornost při nastavení správné polohy pro zajištění požadovaných teplot topné a vratné vody. 28
8.7 Systém s nuceným oběhem, trojcestným ventilem a zásobníkem TV Obr. 28 Systém s nuceným oběhem, trojcestným ventilem a zásobníkem TV Zásobník TV je nabíjen samotížně, může se ohřát až na teplotu topné vody. Proto je nutný směšovací ventil WWM, který zabraňuje zranění uživatele horkou vodou. 29
8.8 Systém s nuceným oběhem, trojcestným ventilem a zásobníkem TV Obr. 29 Systém s nuceným oběhem, trojcestným ventilem a zásobníkem TV Zásobník TV je nabíjen pomocí čerpadla PSW, které je spínáno termostatem v zásobníku a mělo by být spínáno rovněž termostatem topné vody (v sérii). Pokud není tento termostat použitý, může nastat situace, kdy přes zásobník cirkuluje chladná voda z kotle. Při nabíjení zásobníku TV je nutno vypnout oběhové čerpadlo PWE. 30