Lokální zdroje tepla aneb čím si doma zatopit

Pro účely vytápění a přípravy teplé vody existuje v dnešní době mnoho možností. Ve velkých městech hraje hlavní roli bezpochyby systém centrálního zásobování teplem, který zajišťuje dodávky tepla pro 4 z 10 obyvatel České republiky.

Ne vždy je však možné se k takovéto soustavě připojit nebo je z ekonomického hlediska výhodnější použití lokálních zdrojů tepla.

Tepelných zdrojů a paliv, která využívají je v dnešní době na trhu mnoho.

Podle typu používaného paliva lze tyto zdroje rozdělit do několika skupin.

Kotle na tuhá paliva

Pro tento typ zdrojů lze použít celou řadu druhů paliv – fosilní paliva jako černé uhlí, hnědé uhlí nebo koks či biomasa v podobě kusového dřeva, dřevních briket a pelet a jiných dřevních produktů.

Řada moderních kotlů je navíc navrhována na možné použití různých paliv. Nabízí tedy zákazníkovi možnost výběru například v závislosti na ceně či dostupnosti fosilních paliv nebo biomasy v dané lokalitě.

V dnešní době získávají na popularitě stále více kotle spalující biomasu. To dokládají i data sdružení Česká peleta – V roce 2013 si nový biomasový kotel pořídilo 32 tisíc zákazníků, což je maximum za posledních 5 let. Celkový počet všech pořízených kotlů ve stejném období byl 107 tisíc.

Další nárůst prodeje těchto zdrojů lze očekávat i v datech za rok loňský. Jistý podíl na tomto trendu může mít i novela zákona o ochraně ovzduší, která od počátku loňského roku neumožňuje prodej kotlů 1. a 2. emisí třídy, což vedlo k ukončení prodeje mnohých neekologických uhelných kotlů. Od 1. září 2022 navíc bude zakázáno tyto kotle používat bez ohledu na datum jejich pořízení.

Pro lokální výrobu tepla lze využít i domácí kamna či krbovou vložku, které mohou složit nejen k dekorativním účelům, ale v kombinaci s tepelným výměníkem mohou z části zastat funkci standartního kotle.

Hlavní nevýhodou kotlů na tuhá paliva jsou především vysoké emise, obzvlášť u starších kotlů spalujících uhlí. Existuje několik základních druhů spalování v závislosti na konstrukci kotle.

Spalování s prohoříváním je ze všech uvedených typů největším zdrojem znečišťujících látek. Přívod spalovacího vzduchu lze regulovat velmi omezeně, což se projeví nevýraznou regulací výkonu a využití paliva. Spaliny stoupajících do komína procházejí přes ještě nevyhořelé palivo, které tak postupně hoří při malé teplotě a dochází k uvolňování většího množství škodlivin.

Při odhořívání se palivo přikládá do oblasti nad ohništěm a poté postupně putuje do spalovací komory. Horské spaliny uvolněné z hořícího paliva již neprochází skrz palivo nové a nedochází tedy ke vzniku takového množství emisí, jako v případě minulém.

Zplyňovací způsob spalovaní je nejmenším zdrojem škodlivin z uvedených technologií. Tuhé palivo se rozkládá v uzavřené zplynovací komoře za regulovaného přívodu vzduchu. Vznikající plyny se poté smíchají s předehřátým vzduchem a shoří v dolní části spalovací komory. Díky vysoké teplotě spalování dochází k redukci množství škodlivin ve spalinách.

Výhody a nedostatky

Další nevýhodou kotlů na tuhá paliva je nutnost pravidelného přikládání paliva a vymetání popela. Problém přikládání lze jednoduše, avšak za cenu vyšších nákladů, odstranit použitím automatického dopravníku paliva. Ten navíc za použití vhodného řízení umožní optimální dávkování paliva, což vede k efektivnějšímu ekonomickému provozu. Množství vzniklého popelu může být sníženo použitím vhodného paliva a spalovací teploty.

Posledním z výraznějších nedostatků je náročnost na skladovací prostory nutné pro dostatečnou zásobu paliva.

Výhodami těchto zdrojů tepla jsou především nižší cena paliva (ve srovnání s elektřinou a plynem), nízká produkce škodlivin (biomasové kotle) a zejména možnost využití, pokud v dané lokalitě není dostupná dostatečná infrastruktura (plynová přípojka).

Plynové kotle

Plynové kotle jsou stále velmi populárním zdrojem tepla, zejména ve větších městech s běžně dostupnými plynovými přípojkami. Nejběžněji využívaným palivem bývá zemní plyn, spalovat však lze i propan-butan nebo bioplyn.

Podle způsobu provedení a jejich umístění mohou být plynové kotle děleny následovně:

• stacionární kotle
• závěsné kotle

Podle konstrukce a technologie procesu spalování pak:

• klasické plynové kotle
• kondenzační plynové kotle

Stacionární plynové kotle bývají obvykle větších rozměrů a výkonů a proto jsou umístěny na podlaze místnosti. Díky svým větším výkonům jsou vhodné především pro rodinné domy.

Jejich primární funkcí bývá vytápění, avšak moderní kotle nabízí i možnost přípravy teplé užitkové vody (TUV). Kromě toho mohou být vybaveny integrovaným zásobníkem teplé vody či dodatečně připojeným externím.

Závěsné typy kotlů jsou vhodnější pro menší výkonové aplikace – např. vytápění a ohřev vody v bytových jednotkách. Se svými nenáročnými rozměry mohou být umístěny prakticky kdekoliv, pokud je to v souladu s platnými technickými a bezpečnostními normami. Kombinované závěsné kotle umožňují stejně jako kotle stacionární průtokový ohřev vody či akumulaci do zásobníku.

Podle konstrukce a technologie procesu spalování pak kotle lze dělit následovně:

• klasické plynové kotle
• kondenzační plynové kotle

Klasické, starší typy plynových kotlů pracují s účinností pohybující se okolo 90 %. Oproti modernějším, kondenzačním kotlům nedokáží využít velkou část tepla obsaženou ve spalinách, které z kotle odcházejí, nicméně se vyznačují nižšími pořizovacími náklady.

Kondenzační typy kotlů naproti tomu dosahují znatelně vyšší účinnosti – někteří výrobci uvádí až 109 %. Termín účinnost je v tomto případě mírně zavádějící, jelikož v případě výroby tepla bývá účinnost kotle běžně stanovena na základě výhřevnosti paliva. Kondenzační kotle dokáží využít i teplo obsažené ve vodní páře, jenž se vyskytuje ve spalinách. Celková energie získaná dokonalým spálením paliva včetně využití kondenzace vodních par je popsána spalným teplem, které je přibližně o 11 % vyšší než výhřevnost. Po odečtení zbylých ztrát se poté účinnost pohybuje kolem zmíněných 109 %.

Vůči klasickým typům kotlů jsou jejich pořizovací náklady vyšší, ale díky lepšímu využití spalovaného plynu se návratnost investice do těchto zdrojů pohybuje v rozmezí několika let.

S ohledem na odvod spalin rozlišujeme tyto typy kotlů:

• kotle s odkouřením do komína
• kotle s nuceným odtahem spalin (turbo kotle)

Turbo kotle se na rozdíl od zbylých kotlů vyznačují nuceným oběhem vzduchu a ke své činnosti nepotřebují být připojeny ke komínu. Tím, kromě své nižší pořizovací ceny, nabízí úsporu na pořizovacích nákladech, jelikož není nutno budovat komín (pokud se však ve vytápěném objektu komín již nachází, tato výhoda odpadá).

Jelikož je jejich účinnost výrazně nižší než u kondenzačních kotlů a jsou zdrojem vyššího množství oxidu uhelnatého či oxidů dusíku, budou jejich výroba a prodej na evropském, a tím i českém trhu od září tohoto roku zakázány. Výrobci budou moct pouze doprodat své stávající skladové zásoby.

Výhody a nedostatky

Hlavními nevýhodami všech plynových kotlů je potřeba plynové přípojky. Náklady na vytápění se také nepohybují v nejnižších hladinách.

Výhodou jsou bezesporu bezobslužný provoz, snadná regulace výkonu, vysoká účinnost kondenzačních kotlů a velký výběr kombinovaných kotlů umožňujících přípravu TUV.

Elektrické vytápění

Poslední z nejrozšířenějších a běžně dostupných energií pro vytápění je elektrická energie. Pro využití tohoto druhu energie se nabízí několik tepelných spotřebičů.

Elektrický kotel nabízí výhodu především v nižších pořizovacích nákladech, snadnosti obsluhy a regulace dodávaného výkonu vysoké účinnosti (až 99 %) a možnosti užití takřka kdekoliv. Jedná se ale o nejdražší způsob vytápění vůbec.

V kombinaci s akumulačními prvky však lze dosáhnout vytvoření hybridní soustavy a dosáhnout výhodnějšího tarifu dodávek elektrické energie, který se projeví nižší cenou za elektřinu spotřebovanou všemi spotřebiči v době nízkého tarifu.

Elektrická akumulační kamna jsou další variantou, pokud je zákazník nucen volit vytápění pomocí elektrické energie. Ta jsou v průběhu dne postupně spínána a vypínána za pomoci hromadného dálkového ovládání (HDO) a energii, která se v nich v době zapnutí uloží, postupně uvolňují a dodávají teplo.

Stejně jako v minulém případě odběratel elektrické energie šetří v době nízkého tarifu i za všechny ostatní spotřebiče elektrické energie, které provozuje.

Tepelné čerpadlo nabízí nejekonomičtější provoz z tepelných zdrojů využívajících elektrickou energii. Tato zařízení fungují na principu odebírání nízkopotenciálového tepla z okolí (ze vzduchu, z vody či země) a převedení na vyšší teplotní úroveň. Toto teplo je poté možné využít buď k vytápění objektu nebo k přípravě TUV.

Ve srovnání se zbylými elektrickými zdroji tepla se nicméně vyznačuje výrazně vyššími pořizovacími náklady. Podobně jako zbylé zdroje však umožňuje úsporu v podobě speciálních tarifů.

Více o tepelných čerpadlech se dozvíte v tomto článku.

Výhody a nedostatky

Nespornou výhodou tepelných zdrojů využívajících elektrickou energie je rozsáhlá elektrizační síť, která umožnuje jejich využití téměř kdekoliv. V případě akumulačních prvku také nabízí úsporu za veškerou spotřebovanou elektrickou energii všemi spotřebiči.

Největší nevýhodu představuje stále vysoká cena za spotřebovanou energii či výrazné investiční náklady v případě tepelných čerpadel v porovnání s ostatními způsoby vytápění.