Moderní trendy v cirkulaci teplé vody
Teplá voda nemusí být tak drahá
Ve starých, nezateplených obytných domech se za tepelnou energii spotřebovanou pro vytápění a přípravu teplé vody platí tak moc, že snížení platby díky lepší účinnosti cirkulačního čerpadla na teplé vodě a optimalizace jeho provozního režimu může vypadat jako zanedbatelné opatření.
Podrobný rozbor ukáže, že opak je pravdou. V modernizovaných budovách a nových ve standardu NZEB se v současné době samostatná platba za vytápění již přibližně rovná platbě za teplou vodu. V nich se moderní řešení cirkulace teplé vody projeví procentuálně mnohem více.
Ve většině obytných budov je poměrně velká vzdálenost mezi zdrojem teplé vody a umístěním výtoku, výtokovou směšovací baterií. I přes doporučené tepelné izolace a optimální návrh potrubí, pokud není odběr teplé vody, tak voda v potrubí stojí (stagnuje) a chladne a tím v ní narůstá i nebezpečí množení mikroorganismů. Proto se potrubí teplé vody navrhuje jako okruh, kterým teplá voda přiměřeně cirkuluje mezi jejím zdrojem a výtoky. K tomu ji pohání cirkulační čerpadlo, které spotřebovává elektrickou energii. Cenu teplé vody tedy určuje cena studené pitné vody, cena potřebného tepla a přes spotřebu elektrické energie parametry cirkulačního čerpadla a jeho provozní režim.
Ve webináři společnosti WILO CS příčiny zbytečně drahé teplé vody vlivem cirkulace a možnosti k snížení ceny objasňoval Ing. Vladimír Bandouch.
Obr. Provozně velmi užitečnou funkcí je automatická detekce probíhající tepelné dezinfekce okruhů teplé vody, která po dobu zvýšené teploty vody zvýší výkon čerpadla na maximum.
Cirkulaci teplé vody od vytápění odlišuje skutečnost, že je v provozu po celý rok, zatímco vytápění závisí na klimatických podmínkách a délka otopná sezóny je kratší, mezi cca 180 až 220 dny v roce. Každý den v roce má být na každém výtoku po jeho otevření dostupná teplá voda minimálně o teplotě 45 °C a tak, aby co nejrychleji dosáhla vyhláškou č. 252/2004 Sb. doporučenou teplotu 55 °C. Nikoliv jen z pohledu komfortu, hygieny vody, ale i proto, že odběr teplé vody se měří v objemu a pokud je voda chladnější, platí odběratel za něco, co neodebral. Aby toto bylo splněno, musí mít teplá voda dostatečnou teplotu na zdroji a musí potrubím cirkulovat v dostatečném množství.
Obr. Při dostatečném odběru teplé vody není cirkulace nutná a v těchto časových intervalech se uplatní úsporný režim cirkulačních čerpadel Wilo snižující jejich výkon až na hygienické minimum.
V nemocničním prostředí se navrhuje rychlost proudění v cirkulačním potrubí nejméně 0,5 m/s, v obytných budovách nejméně 0,3 m/s. Objem protékající vody se volí tak, aby obsahoval dost tepla na kompenzaci úbytku tepla z trubek do okolí. K výpočtu potřebného množství tepla lze použít například pomůcku na TZB-info Tepelná ztráta potrubí s izolací kruhového průřezu, podklady společnosti WILO CS aj. Následně se určí dimenze potrubí a vyplývající požadavky na volbu cirkulačního čerpadla.
WILO CS nabízí několik verzí čerpadel pro cirkulaci teplé vody, které jsou atestovány i z hlediska hygienických požadavků. Podrobně o jejich vlastnostech hovoří Ing. Bandouch. Ve stručnosti, pro rodinné domy lze stále využít Star-Z, i když jde o čerpadla z hlediska energetické efektivity již překonaná. Plně elektronicky řízená jsou následovníci, Star-Z Nova. Pro větší rodinné domy, penziony, menší bytové domy atp. je vhodné Stratos Pico. Pro speciální podmínky se hodí např. ucpávková čerpadla IP-Z. Yonos MAXO-Z je vhodné i pro velké objekty. Z hlediska schopností optimalizovat svůj provoz stojí na špičce čerpadla Stratos MAXO-Z, první smart cirkulační čerpadla na teplou vodu. Některé typy čerpadel jsou ve více stavebních délkách, což ulehčuje i případnou modernizaci stávajících systémů cirkulace teplé vody.
Zajímavými funkcemi některých čerpadel je rozpoznání probíhající termické dezinfekce okruhů teplé vody, která upraví výkon čerpadla na maximum pro rychlé propláchnutí, nebo nastavení minimálního hygienického průtoku pro zamezení stagnace, zvýšení odolnosti vůči častějšímu vypínání a spínání čerpadla aj. Výhodná je přítomnost SSM kontaktů umožňující signalizaci a sběr dat o poruchách.
Obr. Použití elektricky komutovaných motorů a optimalizace výkonu čerpadla umožňuje snížit jeho příkon a spotřebu
Zásadním motivem pro přechod na energeticky efektivní, elektronicky řízená cirkulační čerpadla, je úspora elektrické energie. Například čerpadlo TOP-Z 30/6 má příkon 160 W a roční spotřeba elektrické energie dosahuje 1400 kWh. Podobně výkonné Yonos Maxo-Z má příkon 70 W a roční spotřebu okolo 613 kWh.
Z pohledu zabezpečení kvalitní provozní péče o cirkulační čerpadla Yonos MAXO i Yonos MAXO-Z je zajímavý servisní přístroj, který se „nacvaknutím“ napojuje na jejich řídicí systém. Přístroj zajišťuje diagnostiku ale i analýzu historie provozu. Příkladem může být zjištění výskytu častého a podnapětí v elektrické síti, tedy provozu čerpadla v podmínkách, na které není přizpůsobeno a které zkracují jeho životnost. V případě smart čerpadla Stratos MAXO-Z, vedle rozšířených možností napojovacích kontaktů, probíhá komunikace čerpadla i přes Bluetooth.
Smart čerpadla Stratos MAXO-Z komunikují po internetu, takže jejich řízení a diagnostika provozu jsou snadno proveditelné odkudkoliv. Z grafu průběhu teplot na čerpadle lze jednoduše provést analýzu provozu a výkonu zdroje teplé vody a při nadměrném výskytu nízkých teplot zdroj posílit aj.
Obr. Příklad úsporného potenciálu smart čerpadla se pohybuje v rozdílu mezi konstantním příkonem 130 W zastaralého čerpadla a přibližně 35 W smart čerpadla. Pouze v době odběrových špiček zvyšuje smart čerpadlo významně svůj výkon. Jak však ukazuje graf, v době špiček nemá zdroj TV dostatečný výkon a teplota TV klesá. Bylo by proto možné použít čerpadlo s nižším výkonem.
Moderní úsporná cirkulační čerpadla přinášejí snížení spotřeby elektrické energie na jejich provoz, mají vlastní „inteligenci“, zjednodušují napojení do nadřazených řídicích a sledovacích systémů a některá z nich umožňují i analýzu chování celého systému přípravy teplé vody.
Čerpadla a čerpací technika pro technická zařízení budov, průmysl a komunální oblast. Kompletní sortiment včetně integrované a externí regulace a dalšího příslušenství. Čerpadla oběhová na topení, chlazení a klimatizaci, cirkulační na TV.
