Jak fungují hybridní topné systémy?

Kombinovaný nebo hybridní systém vytápění je systém, který kombinuje dva nebo více generátorů tepla. Takové systémy mohou kombinovat jak tradiční zdroje vytápění, tak alternativní zdroje energie. Kombinované topné systémy mají oproti klasickým značné výhody.

Výhody hybridního vytápění:

• Flexibilita ve využití paliva – vyberete si zdroje energie, které jsou pro vás ziskové a pohodlné. Pokud chcete, můžete v budoucnu změnit konfiguraci systému.
• Zvýšená účinnost – optimální kombinace různých zdrojů energie zvyšuje účinnost celého topného systému a umožňuje více ušetřit.
• Delší životnost – komponenty spolupracující společně rozkládají zátěž a zvyšují životnost systému.
• Alternativní energie – využití solárních kolektorů a tepelných čerpadel pomůže ušetřit na palivu.
• Efektivní úspora energie a její racionální distribuce v systémech vytápění a zásobování vodou.

ALTENERGO navrhuje a instaluje kombinované systémy:

1. od nuly – pro budovy ve výstavbě;
2. na základě jakéhokoli existujícího topného systému.

Z čeho se skládá systém kombinovaného vytápění?

Srdcem hybridních topných systémů je zásobník tepla. Jedná se o zásobník teplé vody, ve kterém se akumuluje přebytečná tepelná energie generovaná generátory tepla. Toto akumulované teplo je postupně využíváno pro vytápění a přípravu teplé vody. Tím se sníží provozní náročnost generátorů tepla a dosáhne se dalších úspor.

K tepelnému akumulátoru jsou připojeny různé generátory tepla. Mohou to být klasické kotle na tuhá paliva (dřevo, pelety, brikety), plynové kotle, elektrokotle, krby a kamna s vodním okruhem, tepelná čerpadla, solární kolektory. Provoz celého systému lze ovládat online. Je důležité si uvědomit, že není nutné instalovat kompletní topný systém najednou. V první fázi můžete nainstalovat požadované minimum a poté systém rozšířit pro větší úspory a pohodlí.

Možné součásti kombinovaných topných systémů

Kotel na tuhá paliva

Kotle na tuhá paliva (dřevo, brikety nebo pelety) jsou nadčasovou klasikou. Na trhu je vždy široká nabídka paliva, což znamená, že jeho ceny budou vždy přijatelné. Existuje také mnoho možností pro kotle – od levných až po pokročilé – s automatizovanými funkcemi a chytrým ovládáním. Mimochodem, pevná paliva (kromě uhlí) jsou obnovitelná, protože les se obnovuje poměrně vysokou rychlostí – rychleji než uhlí, rašelina, plyn nebo ropa.

Plynový kotel

Přísně vzato, plyn není alternativním zdrojem energie. Plynové kotle se však často používají kvůli jejich pohodlí a nízkým nákladům na palivo. Náklady na vytápění jsou takové kotle srovnatelné s kotli na pelety a není třeba se starat o pravidelný rozvoz a nakládku pelet. Kromě toho se plyn často používá jako hlavní palivo v modulárním topném systému SolvisMax, což nabízí významné možnosti úspor.

Kamna a krby s vodním okruhem

Téměř každý soukromý dům má krb, ale zpravidla není schopen vytápět celý dům a slouží pouze jako dekorativní prvek. Krby a kamna s vodním okruhem, napojené na celkový systém vytápění objektu, zase umožňují maximálně využít spalné teplo palivového dřeva, briket nebo pelet. Teplo z těchto topenišť nelétá ven do komína, ale efektivně se akumuluje ve vodě obsažené v tepelném akumulátoru a následně se využívá k vytápění prostor.

Tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo často přebírá roli hlavního zdroje tepla v hybridním topném systému. Naše systémy mohou být vybaveny jak vzduchovými tepelnými čerpadly, tak geotermálními. Tepelná čerpadla generují několikanásobně více tepelné energie, než spotřebují na svůj provoz. Pro ještě větší účinnost se doporučuje kombinovat tepelné čerpadlo se solárními kolektory. Jako záložní zdroj tepla se často využívá kotel, krb nebo kamna na tuhá paliva.

Sluneční kolektory

Sluneční energii lze efektivně využít i v pobaltských zeměpisných šířkách. Pomocí solárních kolektorů je možné zajistit ohřev teplé vody po většinu roku a při dostatečné velikosti solární instalace podporovat vytápění. Praxe ukazuje, že při dostatečném výkonu systému lze i v mrazivých, ale slunečných dnech vytápět pouze pomocí solárních kolektorů, není třeba zapínat další zdroje tepla.

Hybridní možnosti

Níže jsou schémata hybridních topných systémů. Všechny mají solární kolektory, ostatní topná zařízení se liší.

Energetická náročnost budov

Nezapomeňte, že kombinovaný systém vytápění bude efektivnější, pokud je dům dobře zaizolován. Kromě projektování a montáže topných systémů nabízí ALTENERGO služby pro projektování a výstavbu energeticky úsporných budov a také pro zlepšování energetické účinnosti stávajících budov. S nízkými tepelnými ztrátami si vystačíte se systémem s nižším příkonem – tedy hospodárnějším a výrazně snížíte své účty za vytápění.

Individuální přístup

Optimální řešení se mohou v různých případech výrazně lišit. Co funguje skvěle v domě přítele, nemusí vždy dobře fungovat vám. Cvičíme individuální přístup a zveme vás, abyste se přihlásili na konzultaci k nalezení toho nejsprávnějšího řešení – které vám přinese maximální užitek.

Jak fungují hybridní topné systémy?

V moderních soukromých domech se stále více používají nejen tradiční, ale i alternativní generátory tepelné energie: takové hybridy umožňují značné úspory na vytápění, zejména pokud neexistuje možnost dodávky hlavního plynu. Než se však rozhodnete koupit takové zařízení, musíte pochopit, jak funguje a v jakém případě by bylo vhodné jeho použití.

Solární kolektory na střeše domu

Bojler + solární kolektor

Základem systému je sestava solárních panelů vakuového typu a elektrický kotel nebo kotel na tuhá paliva. Začíná v okamžiku, kdy solární energie již nestačí na plné vytápění a dodávku teplé vody (TUV). Mezi důležité komponenty dále patří akumulační nádrž s vestavěným výměníkem tepla, oběhové čerpadlo a automatická řídicí jednotka.

Princip činnosti

Všechny součásti systému fungují tak, že se v případě potřeby vzájemně doplňují. Vyrábí se přesně tolik tepla, kolik je skutečně potřeba.

Absorpcí tepla ze slunce panely ohřívají nemrznoucí směs cirkulující v kolektorových trubicích. Při vstupu do výměníku tepla naopak ohřívá vodu. Teplota nemrznoucí směsi a vody se nastavuje ručně a poté se nastavuje automaticky. Ohřátá voda je akumulována v nádrži, jejíž objem může v závislosti na velikosti domácnosti dosáhnout až 3000 litrů (Obr. 1).
Rýže. 1. Schéma provozu topného systému na bázi kotle a solárního kolektoru. Obrázek z webu server-service.uz

Dále akumulační nádrž rozvádí vodu přes dva okruhy najednou – vytápění (teplé podlahy) a zásobování teplou vodou. Toho lze dosáhnout speciální konstrukcí tepelného akumulátoru, sestaveného podle principu „zásobník v nádrži“: díky němu se voda uvnitř nádrže rozdělí na tu, která bude použita k vytápění, a na tu, kterou bude potřeba. pro potřeby domácnosti (sprcha, mytí nádobí atd.)

Pokud je slunce málo a jeho teplo nestačí (v zimě i v noci a při zatažených dnech), počítačová jednotka automaticky zapne kotel. Po zahřátí v kotli dochází k dalšímu průchodu vody po stejném řetězci. Systém je tedy zcela autonomní. Potřeba lidského zásahu do jeho provozu je téměř eliminována. A k úsporám dochází díky tomu, že 70 % potřebné tepelné energie bude generovat solární kolektor.

Nejčastěji se solární kolektory montují na střechu, ale v některých případech je lze umístit i na zem

Výhody a nevýhody

Systém běží téměř celý den na solární energii, takže potřeba elektřiny je minimální. Zejména v létě, kdy není potřeba zapínat topení. Elektřina se používá pouze k provozu oběhových čerpadel a řídicí jednotky. Kotel se připojuje převážně v noci a v této době jsou náklady na dodávku elektřiny nejnižší. Pokud kotel není elektrický, pak se dá ušetřit na tuhém palivu, které také není příliš levné.

Existují však i nevýhody. Za prvé, systém funguje ideálně pouze v regionech s velkým počtem slunečných dnů v roce. Tam, kde je často zataženo, nebude úspora tak citelná.

Za druhé, v případě častých výpadků proudu budete muset použít generátor nebo nainstalovat solární panely, což s sebou nese další náklady. Za třetí, plně automatizované řízení vyžaduje odbornou údržbu a ta také něco stojí.

Kromě toho budou počáteční náklady na nákup a instalaci solárního kolektoru nejméně 200 tisíc rublů, díky čemuž bude doba návratnosti systému velmi dlouhá (7-10 let).

Bojler + tepelné čerpadlo

V tomto schématu tepelné čerpadlo zcela nahrazuje solární panely. Jeho konstrukce zahrnuje geotermální okruh umístěný v zemi, stejně jako kompresor, kondenzátor a výparník, umístěné v samostatné jednotce uvnitř domu (obr. 2).

Výparník a kondenzátor fungují jako výměníky tepla. Jako záložní zdroj tepla se používá stejný elektrický kotel nebo kotel na tuhá paliva. K dispozici je také akumulační nádrž. Ovládání se provádí v automatickém nebo poloautomatickém režimu.

Obr. Tepelné čerpadlo s horizontálním geotermálním okruhem. Takové uspořádání systému přenosu tepla bude vyžadovat nákladné výkopové práce. Kreslení z webu sundue.ru

Princip činnosti

Čerpadlový okruh, který se nachází v hloubce pod zamrznutím půdy (2,5-100 m), kde teplota vzduchu neklesá pod 5-70 C°, absorbuje podzemní teplo. Vzniklá tepelná energie je předána nemrznoucí směsi cirkulující okruhem, která ji předává výparníku. Dále přichází do hry chladivo (freon), které odebírá teplo z výparníku a vstupuje do něj, poté do kompresoru.

V důsledku stlačení v kompresoru se chladivo zahřeje a dostane se do kondenzátoru a tam se teplo předá vodě. Voda, která vychází z kondenzátoru ohřátého na 60 C°, končí nejprve v akumulační nádrži a poté v topných zařízeních.

Teplotní čidla hlídají ohřev vody: pokud se dostatečně neohřeje (například při silném mrazu), okamžitě pošlou signál do regulátoru, po kterém se elektrokotel automaticky zapne.

Geotermální tepelné čerpadlo. Fotografie z webu prokommunikacii.ru

Výhody a nevýhody

Tepelné čerpadlo lze využít nejen k vytápění, ale také k chlazení: v létě bude zařízení pomocí zpětného ventilu odvádět přebytečné teplo z místnosti.

Účinnost čerpadla je dána poměrem množství energie potřebné k jeho provozu k množství vyrobeného tepla. U geotermálních zařízení je tento koeficient roven třem. To znamená, že spotřebou 1 kW elektrické energie čerpadlo dodá 3 kW tepelné energie.

Zařízení je naprosto bezpečné, protože jeho provoz nepoužívá otevřený oheň ani hořlavé látky Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na zařízení a jeho instalaci, která začíná od 250 tisíc rublů.

Náklady na instalaci však budou dvakrát nižší, pokud mluvíme o zařízení, které nebude odebírat teplo ze země, ale ze zásobníku: v tomto případě nemusí být prováděny výkopové práce. K tomu ale musíte mít rybník nebo jezero hned vedle místa.

Geotermální tepelné čerpadlo je vhodné pořídit pouze v případě, že není možné zavést do domu hlavní plyn. Nebo, jestli taková oční linka a její další údržba bude stát ještě víc, což se také stává.

Tepelné čerpadlo + solární systém

Systém zahrnuje solární panely a různé prvky nezbytné pro provoz tepelného čerpadla. K ohřevu vzduchu se používají fancoilové jednotky a vyhřívané podlahy. Akumulace a rozvod vody pro vytápění a ohřev vody probíhá v tepelném akumulátoru.

Přenos tepla v okruzích geotermálního zařízení a v okruhu solárního systému probíhá odlišně: v solárním systému přes samostatný výměník tepla (akumulátor) a v tepelném čerpadle pomocí řetězce „výparník-kompresor-kondenzátor“. . Kolektor i čerpadlo jsou spojeny do jednoho okruhu tak, že mohou fungovat společně i samostatně (obr. 3).

Obr. 3. Schéma provozu topného systému na bázi tepelného čerpadla a solárního kolektoru. Obrázek ze stránek vteple.xyz

Princip činnosti

V létě tepelné čerpadlo funguje především pro chlazení a solární kolektory ohřívají vodu pro domácí účely. V pozdním podzimu a zimě, v závislosti na počasí, se zařízení nejčastěji zapínají střídavě: ve dne – kolektory, v noci – čerpadlo.

Pokud je slunce málo nebo žádné, k ohřevu dochází pouze pomocí geotermálních zařízení. Stejně jako v jiných hybridních systémech je teplota ohřevu vody a sekvence zapínání jednotek řízena automaticky a k pohybu kapalin po okruzích dochází díky oběhovým čerpadlům.

Výhody a nevýhody

Přítomnost dvou doplňkových zařízení – solárních panelů a geotermální instalace – umožňuje využívat elektřinu ve velmi malých množstvích. Díky přirozenému obnovitelnému teplu je v domě udržována pohodlná teplota jak v zimě, tak v létě, což nevyžaduje žádné vážné roční náklady, počáteční náklady na tento systém jsou však stále příliš vysoké (od 1,5 milionu rublů).

Ze stejného důvodu může doba návratnosti zařízení trvat 10 nebo dokonce 20 let. Pro provoz takového hybridu v regionech s chladným klimatem se navíc budete muset zásobit záložním zdrojem tepla (elektrokotelem), což zvýší nejen počáteční investici, ale i roční náklady na vytápění.

Pokud existuje centrální zásobování plynem, je použití takového hybridního systému nepraktické.