Systém SIVART řeší zapojení krbových kamen do topného systému

V roce 1995 jsme začali plánovat totální rekonstrukci domu v malé podkrkonošské osadě nedaleko městečka Pecka. S ohledem na ráz vesnice jsme vycházeli ze zásadního požadavku - zachovat původní velikost, tvar i orientaci objektu.

Zcela rekonstruovaný dům byl určen k přechodnému rekreačnímu a později, po odchodu do důchodu, k trvalému (sezónímu) bydlení. Od samého začátku bylo k vytápění objektu uvažováno s použitím podlahového vytápění. Při rozhodování, jakou formu palivové základny zvolit, nás vedly následující úvahy:

• systém vytápění musí být zcela automatizovaný, s jednoduchou obsluhou;
• do vesnice nebyl a nebude zaveden zemní plyn;
• elektrický zdroj nepřipadal z ideových (ale i praktických = nedostatečně dimenzovaná a nestabilní přípojka do vesnice) důvodů v úvahu;
• tepelné čerpadlo z výše uvedených důvodů také ne;
• používání kapalného plynu jsme zamítli z praktických důvodů (skladování a cena);
• automatické kotle na dřevěné peletky byly tehdy ještě ve stádiu vývoje;
• palivového dřeva nebyl (a v budoucnu nebude) dostatek na celoroční provoz; nutnost dostatečně velké, alespoň dvouleté proschlé zásoby; příprava dřeva s přibývajícm věkem uživatele stále náročnější;
• spalování uhlí nepřicházelo v úvahu z ekologických důvodů.

Po zralé úvaze jsme se rozhodli pro systém vytápění s topným olejem a elektrickým akumulačním ohřevem teplé užitkové vody. Pro navození požitku z pohledu na hořící oheň a příjemného sálavého tepla byla pořízena do obývacího prostoru v přízemí švédská kamna.

Původní švédská kamna

Původní zapojení kotle s akumulační nádrží

Vzhledem k tomu, že maximální výpočtové tepelné ztráty objektu jsou 11 kW a seřízený výkon olejového kotle 21 kW, zařadili jsme - za účelem snížení startovních cyklů hořáku - mezi kotel (primární stranu) a směšovaný otopný okruh podlahového vytápění (sekundární stranu) malý akumulační zásobník o objemu 200 litrů. V zásobníku je zabudovaná elektrická topná vložka o výkonu 2,5 kW pro zajištění havarijního provozu v případě poruchy olejového kotle po dobu naší nepřítomnosti (viz schema).

Po úspěšném dokončení stavby a zprovoznění vytápění jsme již během prvního topného období ocenili příjemé vlastnosti podlahového vytápění a naprosto bezchybný automatický provoz jak olejového kotle, tak i automatické regulace systému, sestávající z ekvitermní a prostorové regulace podlahového vytápění a dalších komponentů ovládání normálního i havarijního provozu. Spotřeba topného oleje se pohybovala v rozmezí 2000 až 2200 litrů za rok.

Pod tlakem dramatického nárůstu cen (nejen) topného oleje v roce 2003 jsme se začali zabývat variantou výměny švédských kamen za krbová kamna s vestavěnou topnou vložkou, která by byla zapojena do stávajícího akumulačního zásobníku. Hlavním účelem plánované změny byla částečná náhrada provozu olejového kotle provozem "kachlových kamen" vytápěných dřevem.

Po pečlivém výběru padla naše volba na interiérový kotel firmy Verner a.s. typu Golemek 9/5. Vzhledem k poměrně velkém výkonu tohoto kotle, předávaného do otopné soustavy, jsme se rozhodli zvětšit akumulační objem nádrže na 500 litrů.

Díky pečlivému detailnímu plánování a přípravě proběhla celá kompletní akce během pouhých 2 pracovních dnů v září 2005. S velkým napětím jsme poprvé v interiérovém kotli zatopili - a výsledek předčil naše očekávání!! Celý systém pracoval senzačně, přesně podle podle našich představ!!

Během extrémně dlouhé a tuhé zimní periody 2005/2006 jsme ušetřili přibližně 1/3 topného oleje bez jakéhokoli omezení komfortu bydlení a obsluhy.

Golemek 9/5

Přívodní a vratné potrubí k interiérovému kotli v drážkách ve zdi

Detail připojení pružnou hadicí

Golemek v provozu

Oproti prvnímu zapojení kotle bez regulace teploty vratné vody jsme ve druhé etapě zvolili termostatické regulace teploty vratné vody - jak do olejového, tak i do interiérového kotle.

Popis funkce

1) Automatický provoz

Automatická ekvitermní regulace dává povel k zahájení vytápění - oběhové čerpadlo otopného okruhu je zapnuto a směšovací ventil otevírá tak dlouho, aby bylo dosaženo regulátorem vypočtené teploty otopné vody (např. 35°C). Vzhledem k tomu, že je systém vychladlý, směšovací ventil otevírá až do horní úvratě, ve které je koncovým spínačem aktivován provoz olejového kotle. Zapíná hořák a kotlové čerpadlo. Teplota vratné kotlové vody je trvale regulována termostatickým směšovačem na nastavenou úroveň (např. 55°C). Zvýšení výstupní teploty kotlové vody (např. o 15°K) je výsledkem poměru průtočného množství kotlem (kotlové čerpadlo) a nastaveným výkonem olejového hořáku. Směšovací ventil otopného okruhu nyní reguluje požadovanou teplotu a současně probíhá ukládání přebytečné energie do akumulačního zásobníku tak dlouho, dokud termostat, který je umístěný na výstupu vratné vody ze zásobníku, provoz kotle nevypne. Od tohoto okamžiku otopný okruh odebírá energii pouze ze zásobníku - a to tak dlouho, dokud teplota výstupní vody ze zásobníku neklesne pod požadovanou teplotu otopného okruhu - a celý proces se opakuje.

Pro případ poruchy olejového kotle je v akumulačním zásobníku integrovaná elektrická topná vložka, která je aktivována termostatem, pouze při mimořádném poklesu teploty vratné vody otopného systému (např. pod 10°C).

2) Paralelní provoz s interierovým kotlem

Je-li zatopeno v interierovém kotli, zvyšuje se teplota vody ve vestavěném výměníku až do nastavené úrovně (např. 45°C), při které termostat na výstupu z interierového kotle zapíná kotlové čerpadlo a následuje tentýž proces regulace vratné vody jako u olejového kotle. Stačí-li výkon interierového kotle pokrýt potřebný výkon otopného okruhu, směšovací ventil neotevře až do horní úvratě a olejový kotel je blokován. Poklesne-li výkon interiérového kotle pod požadovaný výkon otopné soustavy, zapíná olejový kotel pouze paralelně, tzn. pro doplnění zbývajícího výkonu. Při vyhasnutí interierového kotle, např. při déletrvajícím opuštění objektu, přechází paralelní provoz samostatně do provozu automatického.

Propojení zásobníku s kotli pohled zleva

Propojení zásobníku s kotli pohled zprava

Detail termostatického směšovače

3) Samostatný provoz interierového kotle

V chladnějším období, při potřebě lehkého temperování obývacího prostoru, je možno bez obav zatopit v interierovém kotli - vyrobená energie je ukládána v dostatečně dimenzovaném akumulačním zásobníku stejným způsobem jako v bodu 2). V případě úplného naplnění zásobníku je možno pomocí simulovaného snížení venkovní nebo prostorové teploty zaktivovat otopný systém a tímto způsobem přebytečnou energii využít ("spotřebovat"). Provoz interierového kotle je zajištěn i při výpadku elektrického proudu samotížnou cirkulací vody zkratem vedoucím z akumulačního zásobníku přes plovoucí zpětnou klapku.

Závěr

Systém SIVART potvrdil v dlouhodobém praktickém provozu (ve dvou rozdílných provozních podmínkách) své opodstatnění - jako srdce variabilní otopné soustavy.

Lze jej použít prakticky ve všech, v úvahu přicházejících, stavebnicových kombinacích - u nových, nebo stávajících rekonstruovaných soustav.

V uvedeném příkladu je popsána kombinace olejového kotle s krbovým kotlem na dřevo, lze však použít téměř neomezené množství dalších, libovolně v etapách realizovatelných, kombinací. Namátkou uvádím:

• kotel na pevná paliva (kusové dřevo, dřevoplyn, brikety, uhlí ...)
• plynový kotel (zemní/tekutý plyn) + kotel na pevná paliva
• elektrokotel + kotel na pevná paliva
• tepelné čerpadlo + interierový kotel na dřevo
• plynový kotel + sluneční kolektory + interierový kotel na dřevo
• atd.

Poznámka:

Autorem systému SIVART je Vladimír Říha, majitel švýcarské inženýrské kanceláře pro vytápěcí techniku. Je rovněž autorem vítězného řešení "Soutěže pro projektanty TZB - využití nejlepšího typového řešení zapojení kotle na biomasu firmy ATMOS - Jaroslav Cankař a syn a plynového kotle libovolného výrobce do otopné soustavy rodinného domu se zvláštním důrazem na regulační zapojení kotlů" z roku 2004.
Viz také rozhovor.