Ohrievače vody

V oblastiach, kde nie je vyriešené zásobovanie teplou úžitkovou vodou, sa o jej výrobu treba postarať individuálne. Znamená to mať kombinovaný kotol alebo samostatný ohrievač vody v každom rodinnom dome.

Galéria

Na ohrievanie, resp. akumuláciu vody v rodinných domoch môžeme využiť
– vykurovacie kotly s integrovanými nádržami menšieho objemu, resp. s priamym prietokovým ohrievaním vody (plynové, elektrické);
– osobitne umiestnené zásobníkové ohrievače vody vyhrievané buď nepriamo horúcou vodou z vykurovacieho kotla (cez výmenník tepla), resp. zo solárneho systému, alebo vybavené vlastným zdrojom tepla (priame elektrické ohrievanie, plynový horák, kúrenisko na pevné palivá), alebo využívajú kombináciu uvedených spôsobov ohrievania vody;
– akumulačné nádrže, do ktorých sa ukladá prebytočné teplo z vykurovacieho kotla, ktoré možno využiť na vykurovanie alebo aj na prípravu teplej úžitkovej (sanitárnej) vody. Tento systém je vhodný najmä pre kotly na pevné palivá;
– samostatné prietokové ohrievače vody (väčšinou na elektrinu).
Podľa spôsobu umiestnenia rozoznávame závesné a stacionárne zásobníky. Môžu byť zavesené na ležato alebo na stojato podľa výšky miestnosti. Ležatý zásobník zavesený pod stropom zaberá menej miesta a možno pod ním prechádzať. Vyhrievať ich môže jeden zdroj (monovalentné), dva (bivalentné) – horúcou vodou z vykurovacieho systému a mimo vykurovacieho obdobia zväčša elektricky. Pri trivalentnom spôsobe sa k uvedeným zdrojom pridáva slnečná energia. Trivalentné ohrievače potrebujú na výrobu teplej vody elektrinu či plyn pomerne krátky čas v roku, sú teda ekonomicky výhodné.

Veľkosť zásobníka
Ak máme kotol s dostatočným výkonom a chceme využívať samostatný zásobník, postačí objem 100 l aj pre 5-člennú rodinu. V nepriamo vykurovaných zásobníkoch možno zohriať za hodinu takmer 170 l vody na teplotu 60 °C, takže ich netreba dimenzovať tak ako elektrické. Integrované zásobníky v plynových kotloch sú ešte menšie, ale moderný kotol sa po vyčerpaní zásobníka prepne do režimu so silným ohrievaním vody, takže ju stačí dopĺňať.

Pri elektrickom ohrievaní pre bežnú štvor- až päťčlennú rodinu stačí 200-litrový zásobník teplej vody. Voda v zásobníku (bojleri) má po zohriatí teplotu 60 °C, takže po zmiešaní so studenou vodou je pripravené na použitie množstvo asi 300 l vody s teplotou okolo 45 °C. Jedna obyčajná vaňa má 170 l, rohová asi 250 l (napúšťa sa približne na 2/3 objemu), takže v plnom zásobníku je pripravená voda na jednu vaňu a ešte zostane dostatočná rezerva na sprchovanie, umývanie, menšie pranie a pod. Ráta sa, že na jedno sprchovanie potrebujeme minimálne 40 l teplej vody. Preto najmenšie kúpeľové zásobníky nad vaňu majú objem 20 l. Nezaberajú veľa miesta ani nepotrebujú veľký príkon, preto sú vhodné aj na chatu či chalupu. Bežná veľkosť predávaných elektrických ohrievačov vody je 80 – 120, resp. 200 l, bežne sa predávajú zásobníky s objemom do 500 l. V predaji sú aj malé – 5- až 20-litrové zásobníky na inštaláciu k drezu či umývadlu.

Nádrž
Hlavné časti ohrievačov sú nádoba, opláštenie s tepelnou izoláciou, vyhrievacie teleso, anódová tyč (ak je nádrž z obyčajnej ocele), termostat a teplomer.

Kvalita a cena závisí predovšetkým od veľkosti zásobníka a od kvality materiálu, z ktorého je vyrobená nádrž na vodu. Môže ním byť plast, nehrdzavejúca oceľ, smaltovaná oceľ, resp. oceľ natretá tzv. emailovacou farbou. Niektoré materiály za istých okolností degenerujú. Najdlhšiu životnosť majú nádrže z nehrdzavejúcej ocele – minimálne 25 rokov. Smaltovaná oceľ vydrží asi 12 rokov. Smalt sa vypaľuje na sklovitú hmotu. Z týchto materiálov sa do vody neuvoľňujú nijaké látky. Oceľ pritom nie je drahá, takže tieto zásobníky sú aj cenovo prístupné.

Plasty sa používajú len na nádrže menších objemov. Tlakové nádoby sa z nich nevyrábajú. Nie každý zásobník udrží tlak vody. V mestských podmienkach, kde sú výškové budovy, môže dosahovať až 7 atmosfér, preto sa pri napájaní na sieť využívajú redukčné ventily, ktoré znižujú tlak vstupnej vody.

Tlakové a beztlakové
Niektoré zásobníky majú tlakovú nádrž, to znamená, že pri zatvorenom vypúšťacom ventile (kohútiku teplej vody) je v nich taký tlak ako vo vodovodnom systéme. K týmto zásobníkom s tlakovou nádobou možno pripojiť obyčajné vodovodné batérie. Pri zásobníkoch s tzv. beztlakovou nádržou (najmä z plastov, do tlaku 1 atm) sa používajú špeciálne batérie, ktoré pri otváraní kohútika s teplou vodou otvárajú prívod studenej vody z vodovodnej siete do zásobníka. Studená voda priteká do nádrže, horúca z jej hornej časti prúdi cez batériu von. Ventil batérie na studenú vodu je pripojený priamo na vodovodnú sieť. V batérii sa mieša voda na požadovanú teplotu a vyteká do umývadla. Uzavretím ventilu teplej vody sa uzavrie aj prívod vody do zásobníka a nádoba sa odstaví od prívodného potrubia. Nepôsobí v nej tlak. Tieto nádrže sa nazývajú beztlakové. Používajú sa predovšetkým v drobných zásobníkoch nad kúpeľňovými a kuchynskými batériami či v samostatných WC.

Prietokové ohrievače
Elektrické prietokové ohrievače pri prietoku vody 3 l/min potrebujú na priebežné ohrievanie vody príkon do 5 kW. Ak by sme chceli cez prietokový ohrievač napustiť napríklad vaňu, potrebujeme vyšší prietok vody, asi 10 l/min, inak by sa vaňa napúšťala pridlho a voda v nej by chladla. V takom prípade potrebujeme na prietokové ohrievanie prietokový ohrievač s príkonom 20 kW, ktorého pripojenie si už vyžaduje schválenie od rozvodného podniku elektriny v mieste montáže.

Avšak prietokové ohrievače nespotrebujú viac elektriny ako zásobníkové. Dokonca pri prepočte na spotrebu energie vychádza prepočet priaznivejšie pre prietokové ohrievače. Ale zásobníkové ohrievače môžu pracovať na nočnú tarifu, čím sa znižuje cena spotrebovanej energie. Sú oveľa menej náročné na údržbu, kvalitu vody, kolísanie tlaku ako prietokové ohrievače, ktorým pri poklese tlaku hrozí prepálenie špirály, pri nečistote vody pokles výkonu, resp. zvýšeným tepelným namáhaním môže prasknúť gumová membrána. Pri týchto zariadeniach je vhodné používať filtre na čistenie vody. To všetko zvyšuje cenu prevádzky.

Kvalita vody
Vodný kameň sa môže usadzovať na špirálach a vyhrievacích telesách, a tým zvyšovať spotrebu elektriny. Usadzovaním na smaltovaných nádržiach zvyšuje možnosť vzniku korózie. V našich podmienkach sa často stretávame s tvrdou vodou. Preto odporúčame zaobstarať si elektromagnetické zariadenie, ktoré zabraňuje usadzovaniu vodného kameňa. Dokáže odstrániť aj usadený kameň. Spočiatku sa môže stať, že sa zanesú sitká na výtokových armatúrach. Neskôr sa potrubie vyčistí, a tým sa zlepší prietok vody a zabraňuje sa usadzovaniu nových nánosov. Zariadenie môže priniesť až 70 % zlepšenie oproti predchádzajúcemu množstvu usadeného vodného kameňa.

Obr.: Princíp katódovej ochrany. Galvanické spojenie horčíka a železa spôsobuje, že elektróny prúdia v požadovanom smere šípok a vyrážajú z anódy katióny horčíka (anóda sa rozpadáva). Bez anódy by bol tok elektrónov opačný a katióny železa by prúdili z nechránených miest do vody.

Proti korózii
Na zvýšenú ochranu smaltovaných povrchov proti korózii pomáha anódová tyč umiestnená priamo v zásobníku teplej vody. Anódová tyč z menej ušľachtilého kovu sa postupne poškodzuje, rozpadá sa (je vyrobená z horčíkovej zliatiny), takže ju treba raz za 2 roky vymeniť. Zvyšky z nej a usadený piesok (vzniká z minerálov rozpustených vo vode) sadajú na dno a je nutné ich pravidelne odstraňovať zo zásobníka. Z tohto dôvodu sú najvýhodnejšie zavesené stojaté zásobníky, ktorých dno možno odmontovať a piesok s kalom vytečie z neho von vplyvom gravitácie (teda ľahšie sa čistia). Čistenie treba robiť v bežných podmienkach raz za 2 roky.

Ohrievacie teleso
Dôležitou časťou ohrievača je výhrevné teleso. Môže mať tvar špirály, ktorú vyhrievajú v nej vsunuté vodiče, alebo sú vodiče navinuté na keramické valcové teleso, ktoré možno vymontovať z bojlera bez toho, aby sa musel vypustiť objem vody. Od vodného prostredia ho oddeľuje smaltovaný valcový kryt, na ktorom sa neusadzuje vodný kameň natoľko ako pri špirále, a možno ho aj ľahšie očistiť.

Pri vykurovaní ohriatej pitnej vody pomocou kotla vodu v bojleri ohrieva horúca voda privádzaná z kotla cez tzv. vykurovací had. Ide o špirálovite stočenú rúrku, ktorá na dvoch miestach vstupuje a vystupuje z nádoby. Preteká cez ňu buď spiatočka z kotla, prípadne možno cez zásobník viesť časť vykurovacej vody ústredného vykurovania, alebo má kotol jeden špeciálny okruh na ohrievanie  pitnej vody. V poslednom prípade sa kotol (napríklad plynový) v lete prepne na režim samotného (samostatného) ohrievania teplej vody a zapne sa len vtedy, ak v zásobníku poklesne teplota vody pod určitú hranicu. Moderné plynové kotly majú v sebe zabudovaný zásobník na menšie množstvo (bežne do 80 l) teplej vody, ktorej teplotu možno nastaviť podľa potreby. V takom prípade nie je potrebné používať ako prídavný zdroj ešte elektrinu.

Vyhrievací had je 3/4” až cólová rúrka, do ktorej sa privádza vykurovacia voda pod tlakom, ktorý vyvíja elektrické čerpadlo. No existuje aj možnosť vykurovať vodu v zásobníku pomocou samotiažového vykurovacieho systému. V takom prípade musí vykurovacia voda pretekať cez potrubie s väčším priemerom (aspoň 1 1/2”). Zdrojom tepla môže byť kozub či pec s teplovodnou vložkou (podkovou – ľudový názov), alebo kotol gravitačného systému centrálneho vykurovania. V takom prípade je dôležité, aby bol zásobník umiestnený vyššie, ako je zdroj tepla (pec, kotol), lebo pracuje na známom princípe, podľa ktorého má teplá voda nižšiu hustotu a stúpa nahor, pričom chladnejšia voda klesá. Odberné potrubie musí odoberať vodu stále z vrchnej časti zásobníka, kam vždy vystúpi najteplejšia voda. Prívod studenej vody určenej na zohrievanie je, naopak, v spodnej časti. Je na ňom nasadená čiapočka v tvare hríbika či dáždnika, aby studená voda neprúdila priamo do odberného potrubia, ale sa rozptýlila v spodnej časti zásobníka a vytláčala zohriatu vodu von do výtokových armatúr.

Zadarmo zo slnka
Zdrojom tepla môže byť niekedy aj slnečný kolektor. Ak má zohrievať teplú vodu na princípe samospádu (gravitačnom), zásobník musí byť umiestnený nad kolektorom. V južných krajinách, ako je Grécko, nie je zvláštnosťou vidieť tieto zásobníky na strechách domov, no v našich podmienkach pôsobia nezvyčajne a aj neesteticky. V prípade slnečných kolektorov je preto vhodné využiť potrubie s menším priemerom a elektrické čerpadlo. V potrubí voda prúdi rýchlejšie a v menšom množstve, čo je pri ohrievaní slnkom výhodné, lebo sa rýchlo dosiahne vyššia teplota vykurovacej vody.

Obr.: Ohrievanie vody pomocou solárneho zariadenia. Ohriata solárna kvapalina z kolektorov prechádza zásobníkom a odovzdáva teplo pitnej vode.

Text: Stanislav Botur
Fotografie a kresby: Junkers, CLAGE, DZ Dražice, ETA, Gorenje, Immergas, OPOP, Reflex, Schüco, Tatramat, Viessmann
Zdroj: časopis Urob si sám