Jak zapojit teplovodní výměník

Správné topenářské zapojení teplovodního výměníku kamen/krbu do existujícího ohruhu ústředního vytápění je mimořádně důležité pro správnou funkci i dlouhodobou životnost teplovodního výměníku.

Proto, prosím, věnujte pozornost následujícím schematům. Jsou výsledkem našich dlouhodobých zkušeností s problematikou teplovodních kamen/krbů.

Jedná se o vysvětlení problematiky, nikoliv návod k instalaci. Skutečné zapojení by vždy měl provádět odborník topenář. V zájmu přehlednosti a srozumitelnosti jsou vynechány některé samozřejmé detaily, jako odvzdušňování, dopouštěcí a vypouštěcí kohouty, kohouty k montáži a demontáži čerpadla a kamen apod.

1. Původní stav

Na následujícím obrázku je zjednodušeně schematicky znázorněno, jak asi vypadá zapojemí ústředního vytápění ještě před instalací teplovodních kamen/krbu. V systému je nějaký jeden hlavní kotel, nějaké vedení a řada radiátorů. Přičemž je jedno, jestli hlavní kotel ja na plyn, elektřinu, pevná paliva či jiné zdroje. Rovněž je jedno, jestli je v systému zapojen bojler.

Předpokládá se, že v hlavním kotli je jeho oběhové čerpadlo a expanzní nádoba.

Promiňte nám podkres ASTRANET.cz pod obrázkem, ale téměř není dne, aby nám jiné servery něco neukradly z našich stránek

2. Zapojení paralelní

V každém případě by nová kamna/krb s výměníkem měla být zapojena paralelně (vedle) existujícího kotle, jak ukazuje následující obrázek.

Všimněte si dvou zpětných klapek, které jsou přidány. Ty zabezpečují, aby se voda nehonila dokola přes kotle, aniž by šla do radiátorů.
Oběhové čerpadlo je instalováno před kamny/krbem (na zpátečce)
Těsně za kamny/krbem je na trubce termostat. Ten je kabelem propojen s oběhovým čerpadlem. Funguje tak, že když termostat zjistí zvýšenou teplotu v trubce, tak zapne oběhové čerpadlo a to začne čerpat vodu v topném ohruhu do radiátorů. Termostat by vždy měl být co nejblíže u kamen, aby včas zjistil, že se v nich ohřívá voda.
Povinně musí být na vedení od kamen/krbu i pojistný tlakový ventil. Ten by v havarijním případě při vzniku vysokého tlaku ve vedení upustil páru/vařící vodu z trubek, aby nikde nic nepopraskalo. Mezi kamny a tímto pojišťovákem nesmí být žádný kohout (zavíratelný ventil)
Topenář musí na místě posoudit, jestli bude stačit existující expanzní nádoba v hlavním kotli a nebo jestli je potřeba instalovat další expanzní nádobu.
Rovněž je nutné hned za kamna dát samoodvzdušňovací ventil (ten pro jednoduchost není nakreslen)
Doporučujeme před a za kamna dát zavíratelné kohouty, aby kamna šla případně odmontovat. Ovšem tak, aby pojistný tlakový ventil nebyl odříznut od spojení s kamny.
Také je nutné mít někde napouštěcí/vypouštěcí kohout (tyto věci jsme do schématu nekreslili, aby to bylo srozumitelné)

Takto zapojené by to už sice fungovalo, avšak ani takovéto zapojení neřeší všechny problémy, proto čtěte dál.

Nikdy by zapojení nemělo být do série (za sebou), tedy že by byl na jednom vedení jak hlavní kotel, tak kamna/krb.

3. Zapojení výměníku s bypassem

Při zapojení výměníku je třeba ošetřit, aby voda ve výměníku nebyla ani příliš studená. Proč?
Voda ve výměníku nesmí být příliš studená, protože jinak by se na chladných stěnách výměníku srážely (kondenzovaly) spaliny, které na výměníku vytvoří dehtový povlak. Nejenom, že tento povlak se usazuje i v komíně a ničí jej, ale také vytváří na výměníku izolační vrstvičku, takže výměník dobře nehřeje, ale tyto dehty jsou také velmi agresivní sloučeniny a po poměrně krátké době způsobí prorezavění výměníku. Proto by správná teplota vracející se vody měla být nad 55°C až 65°C, což je tzv. "rosný bod spalin". (Skutečný rosný bod spalin závisí na řadě okolností, proto jej udáváme nepřesně jako rozpětí od 55 do 65°C, nejčastěji pak bývá 62°C)

Jak vyřešit, aby do výměníku nešla studená voda?. Existuje mnoho metod, jak to zařídit, ale nám se zdá nejjednodušší, nejlevnější a nejlepší metoda, kdy se kamna připojí s takzvaným krátkým okruhem, nebo-li "bypassem" (čti bajpásem).

Bypass je tedy krátký okruh jenom kolem výměníku. Na něm je osazen termostatický třícestný ventil, který pracuje takto:

Dokud se vrací chladná voda, tak je otevřen ventil ve směru B->AB (oranžová písmenka u ventilu), tzn. je otevřen bypass a kamna si nahřívají jenom malý okruh, aniž by šla voda do radiátorů.
Jakmile teplota vracející se vody začne stoupat, tak se plynule otvírá i směr A->AB, takže voda do kamen je ředěna z části z horké vody z bypassu a zčásti ze studené vody od radiátorů.
Jakmile je teplota vody dostatečná, tak se úplně zavře bypass a je plně otevřený jenom směr A->AB od radiátorů.

Takovéto zapojení je plně automatické. Nevyžaduje žádnou obsluhu a umožňuje jak provoz jenom původního kotle, tak jenom krbových kamen, tak obou zařízení současně bez jakéhokoliv ručního přepínání nějakých páček a hejblátek :-)

Čerpadlo a trojcestný ventil lze zakoupit dohromady v sadě jako jeden výrobek, ten navíc obsahuje tři teploměry, které ukazují teploty vody na všech třech trubkách u trojcestného ventilu a celé je to zapouzdřeno do tepelně izolovaného obalu. Tento výrobek dodáváme pod názvem Termostatický plnicí člen ESBE LTC 361 a jeho použití je na následujícím obrázku:

4. Zabezpečení proti přetopení

Voda ve výměníku nesmí být příliš horká, protože jinak by začala vařit. To by vedlo k prudkému nárůstu tlaku ve výměníku a hrozilo by jeho poškození nebo poškození jiných součástí topného okruhu. Proto by teplota vody ve výměníku neměla přesáhnout 100°C. Tento stav může nastat z různých příčin, nejčastěji však tehdy, když dojde k výpadku elektrického proudu, čerpadlo se netočí, voda ve výměníku se nepohybuje a začne vařit.

Existuje mnoho metod, jak zajistit kamna proti přetopení, například jenom už instalovaný pojistný tlakový ventil (PjV na obr.) vykoná jakousi službu. Lze i pořídit záložní zdroj elektřiny pro pohon oběhového čerpadla. Je na Vás, který způsob si vyberete, my však doporučujeme použití speciálního bezpečnostního ventilu DBV-1. Jeho funkčnost je taková, že když zjistí v systému velmi horkou vodu, tak ji upustí do kanalizace a místo ní dopustí do systému chladnou vodu z vodovodu. Nelze jej tedy použít tam, kde je dodávka tlakové vody závislá na elektrickém proudu (vlastní studna, aquapress, ...). Rovněž ho nedoporučujeme tam, kde je topný okruh naplněn nemrznoucí směsí. Detailní popis jeho funkčnosti naleznete zde.

V dnešní době je již řada kamen vybavena dochlazovací smyčkou. Potom nelze použít ventil DBV-1, ale dochlazovací smyčka se připojí k vodovodu tímto ventilem BVTS, čímž je zabezpečeno dochlazování výměníku při přetopení.

Pokud máte dodávku vody závislou na dodávce elektřiny (studna + darling, apod.), tak nelze ventil použít ventil DBV-1 ani ventil STS, ale je nutné pořídit záložní zdroj elektřiny (UPS) pro funkčnost oběhového čerpadla. Případně lze zálohovat jak oběhové čerpadlo topení, tak čerpadlo ve studni/darling. Naši nabídku záložních zdrojů naleznete zde.

Kompletní zapojení by potom vypadalo takto:

5. Zapojení bojleru

Pitnou, neboli teplou užitkovou vodu (TUV) lze výměníkem ohřívat také. Potřebujete k tomu vhodný zásobník, tzv. bojler. Ten může být buďto jednoduchý - má jednu spirálu, kudy proudí horká voda z výměníku kamen/krbu a ta přes povrch spirály prohřívá pitnou vodu v bojleru. A nebo to může být kombinovaný bojler, který vedle toho má další topnou spirálu třeba na elektřinu apod.

Zapojení bojleru je poměrně jednoduché a je vidět na následujícím obrázku. Je tam použit podobný termostatický ventil , jenomže na rozdíl od předchozího má teplotní čidlo na vzdálené kapiláře zapíchnuté do bojleru, aby se dozvěděl, jaká je v bojleru teplota vody. Navíc má hlavici podobnou jako na radiátorech, kterou můžete nastavovat teplotu, na jakou se má bojler nahřát. Tento ventil funguje tak, že když je v bojleru studená voda, tak otevře vodě z kamen cestu do spirály bojleru. Když se voda v bojleru nahřeje na požadovanou teplotu, tak se ventil otevře v přímém směru a voda proudí rovně tak, jakoby tam bojler nebyl. Výhodou tohoto zapojení je to, že termostatickou hlavicí mohu nastavovat na jakou teplotu chci nahřát bojler.

Na počátku topení to tedy funguje tak, že přednostně se nahřívá bojler, který v tu chvíli odebírá zhruba 2kW energie a zbylá teplá voda jde do radiátorů. Jakmile se bojler nahřeje, tak jde voda z kamen přímo do radiátorů mimo bojler. Z tohoto důvodu se teplo spotřebovávané bojlerem nepočítá do množství tepla, které potřebujeme na vytápění domu. (protože bojler teplo odebírá jenom chvíli a pak jako by tam nebyl)

Toto ovšem funguje tak, že vždy, když se zatopí jak v kamnech nebo v plynovém kotli, tak jde voda i přes radiátory. To nemusí vyhovovat, pokud plynovým kotlem ohříváte TUV i v létě, aniž byste chtěli teplo do radiátorů. Řešení není složité, ale bude lepší, když to na místě udělá topenář. Pro podrobnější informace o mnoha kombinacích zapojování si můžete kliknout sem.

Kompletní zapojení by potom vypadalo takto (už známé věci jsou zamlženy, zdůrazněno je jenom to nové, co se týká bojleru):

6. Akumulační nádrž

Jiným zajímavým způsobem zapojení je použití akumulační nádrže, která "uskladňuje" horkou topnou vodu pro pozdější použití. Smysl použití je jednak ten, že aku.nádrž natopíme jednou za den levným teplem ze dřeva a zbytek dne si dům bere teplou topnou vodu z této nádrže, což přináší významné úspory na spotřebě plynu/elektřiny, protože v takovém případě plyn v podstatě nepotřebujeme. Druhým důvodem použití aku.nádrže je to, že moderní novostavby mají tak malou potřebu tepla, že jakákoliv kamna takový dům okamžitě přetopí. Kdežto pokud se přebytek výkonu uskladní v aku.nádrži, tak problém s přetopením nenastává. Dále je samozřejmě možné takovouto akumulační nádřž nabíjet i solárem.
Akumulační nádrž musí vždy projektovat projektant a nebo velmi zkušená topenářská firma. Pro vaši orientaci si můžete udělat hrubou představu o fungování a dimenzování aku.nádrže v našem modelu zde. (tabulka v programu Microsoft Excel - xls)

7. Upozornění

Opakovaně zdůrazňujeme, že se jedná o vysvětlení problematiky, nikoliv návod k instalaci. Skutečné zapojení by vždy měl provádět odborník topenář. V zájmu přehlednosti a srozumitelnosti jsou vynechány některé samozřejmé detaily, jako odvzdušňování, dopouštěcí a vypouštěcí kohouty, kohouty k montáži a demontáži čerpadla a kamen apod. Před citlivé součástky, které by se mohly poškodit nečistotami v topné vodě (čerpadla, termostatické ventily aj.) doporučujeme zařadit filtry.