Tepelná čerpadla voda

alternativní zdroje
energií
ALTERNATIVNÍ ZDROJE
V posledních letech narůstající zájem o solární kolektory, fotovoltaické články, výrobu
energie z biomasy, vodní a větrné elektrárny či tepelná čerpadla nás přiměl k vytvoření
přehledu s jejich rozdělením, výhodami, moţnostmi výroby elektřiny v našich
podmínkách a tipy na provoz.
Tepelná čerpadla Nízká spotřeba energie v porovnání s ostatními topnými zdroji dělá
z tepelného čerpadla velmi ţádaný produkt.
Energie Slunce Zařízení vyuţívající energii slunce jsou dnes jiţ značně rozšířenou
záleţitostí, která pomáhá sniţovat náklady na provoz domácnosti.
Energie vody Účinnější technologie vytvořily z vodních elektráren oblíbený zdroj
elektřiny, který má dnes jiţ své pevné místo na trhu.
Energie větru Narůstající počet instalovaných větrných elektráren nasvědčuje zvyšující
se popularitě tohoto odvětví.
Energie biomasy Velké mnoţství rozdílných druhů biomasy skýtá široké moţnosti
a neomezenou variabilitu vyuţití, především lokálně v uvaţované oblasti.
ALTERNATIVNÍ
vytápění
TEPELNÁ
ČERPADLA
Jak fungují tepelná čerpadla
TEPELNÁ ČERPADLA
Tepelná čerpadla pracují na stejném principu jako všem známé chladničky - z jednoho
prostoru odebírají teplo (u chladničky z vnitřního prostoru s potravinami, kde vzniká chlad) a
do druhého prostoru je vydávají (u chladničky se projevuje tak, ţe vzadu na mříţce topí).
S jediným rozdílem - tepelná čerpadla fungují přesně obráceně.
Tepelné čerpadlo odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi a prostřednictvím otopných
těles je pak předává do vytápěných místností. Princip tepelného čerpadla přesně vystihuje
vedlejší obrázek.
Jaká jsou tepelná čerpadla
Tepelná čerpadla jsou charakterizována několika veličinami :
Zdrojem energie (prostředí, z něhoţ je teplo odebíráno)
vzduch - teplo odebírá ze vzduchu
voda - teplo odebírá z vody
země - teplo odebírá ze země (vrty nebo podpovrchový zemní kolektor)
Teplosměnným médiem (látka, která teplo odebírá a předává)
vzduch - teplo je v systému rozváděno vzduchem (teplovzdušné vytápění)
voda - teplo je v otopném systému rozváděno vodou (většina systémů)
Topným faktorem - určuje účinnost tepelného čerpadla
Druh tepelného čerpadla se udává obvykle dvouslovným názvem : zdroj tepla teplosměnné médium. Rozeznáváme tyto typy tepelných čerpadel :
Tepelná čerpadla vzduch - voda - teplo je odebíráno ze vzduchu, teplo je předáváno otopným
systémem naplněným vodou
Tepelná čerpadla voda - voda - teplo je odebíráno z podzemní (vzácněji povrchové) vody,
otopný systém je naplněn vodou
Tepelná čerpadla země - voda - teplo je odebíráno ze země (vrty nebo kolektory), rozváděno je
systémem s vodou
Tepelná čerpadla vzduch - vzduch - teplo je odebíráno ze vzduchu a rozváděno teplovzdušným
otopným systémem
Tepelná čerpadla voda - voda
- na principu odběru tepelné energie ze země prostřednictvím spodní
vody a předávání tepla do systému teplovodního vytápění objektu.
Mechanismus výroby tepla z chladné vody je shodný pro tepelná čerpadla všech typů a je obdobný jako
výroba chladu v chladničce, jenže systém pracuje přesně obráceně.
Tepelná čerpadla VODA - VODA získávají teplo z podzemní vody a předávají je teplovodnímu
otopnému systému ve vytápěném domě.
Spodní voda má (bez ohledu na roční období a počasí) teplotu okolo 10 C
-je tedy (ve srovnání s ostatními druhy tepelných čerpadel) velmi vydatným zdrojem tepla - s velkou
tepelnou vodivostí a rychlostí přenosu tepla.
TEPELNÁ ČERPADLA VODA – VODA - nejvyšší účinnost ze všech druhů tepelných čerpadel postupným sbíráním tepelných přírůstků a vyuţitím komprese chladicího média z tepla zdrojové vody
"vyrobit" teplotu dostatečnou pro otopný systém a ohřev teplé uţitkové vody v objektu. V létě pak s jeho
pomocí můţeme vytápět třeba zahradní bazén.
Jak pracuje tepelné čerpadlo VODA – VODA
Teplo je odebíráno z podzemní vody kapalinou
proudící soustavou trubek uloţených minimálně ve
dvou studních.
Z první studny se voda čerpá a je hnána vodním čerpadlem
do primárního výměníku, prochází primárním výměníkem,
kde předá teplo chladivu tepelného čerpadla. Ochlazená voda
se pak vypouští do druhé studny. Ohřáté chladivo
tepelného čerpadla ve výparníku změní kapalné skupenství
na plynné a putuje z primárního výměníku do kompresoru.
Zde je kompresorem tepelného čerpadla stlačeno a v důsledku
toho dojde ke skokovému nárůstu jeho teploty na teplotu
potřebou k vytápění. Ohřáté chladivo v sekundárním
výměníku předá teplo teplovodnímu otopnému systému, který
jej pomocí rozvodů topení rozvede po objektu. Předáním tepla
topnému okruhu dojde k ochlazení chladiva a toto se zpět
změní na kapalinu.
Ochlazené médium prochází expanzním ventilem, v němţ
dojde ke sníţení tlaku. V důsledku expanze chladicího média
dojde k poklesu jeho tepelné energie, teplota chladiva klesne
na niţší hodnotu neţ je teplota zdrojové vody ve studni a
tekuté chladivo je opět vyvedeno do primárního výměníku s
výparníkem k dalšímu ohřevu. Popsaný cyklus se stále opakuje
Opakovaným ohřevem podzemní
vody ve vodním kolektoru nebo vrtu
systém tepelného čerpadla sbírá
tepelné přírůstky, které postupně
předává do otopného systému
vytápěného objektu. Předané tepelné
přírůstky postupně zahřívají vodu v
otopném systému na teplotu
Tepelná čerpadla ZEMĚ - VODA
pracují na principu odběru tepelné energie
ze země a předávání tepla do systému
teplovodního vytápění objektu.
Mechanismus výroby tepla z chladnějšího okolí domu je shodný pro tepelná čerpadla všech typů a je
obdobný jako výroba chladu v chladničce, jenže systém pracuje přesně obráceně.
Tepelná čerpadla ZEMĚ - VODA získávají teplo z půdy anebo skalního podloží a předávají je
teplovodnímu otopnému systému ve vytápěném domě.
Přestože je teplota země nižší než teplota potřebná k topení, tepelné čerpadlo dokáže postupným
sbíráním tepelných přírůstků a využitím komprese chladicího média z tepla země "vyrobit" teplotu
dostatečnou pro otopný systém a ohřev teplé užitkové vody.
V létě pak s jeho pomocí můžeme vytápět třeba zahradní bazén.
Princip funkce
Ze studny je ponorným čerpadlem čerpána spodní
voda - je přes filtrační systém vedena přímo do
výparníku tepelného čerpadla, kde odevzdává svoji
tepelnou energii cirkulujícímu podchlazenému
chladivu
- ochlazená studniční voda (o cca 7 C) se následně
vypouští do druhé (vsakovací) studny orientované
po směru proudění spodních toků.
- spodní vodě jen odebereme při průtoku tepelným
čerpadlem její tepelnou energii a vypustíme ji opět do
přírody
Průvodním jevem při odparu chladiva je odběr teploty svému okolí, v našem případě studniční vodě
protékané výparníkem TČ. Celý cyklus se opakuje
Při nízkých venkovních teplotách se automaticky spíná doplňkový (bivalentní) topný zdroj,
který pomáhá TČ zajistit požadovanou teplotu topné vody. Bivalentní topný zdroj (např. elektrokotel)
je většinou již součástí tepelného čerpadla.
Základní informace
Tepelné čerpadlo KOLEKTOR-VODA
vhodné do objektů s dostatečným pozemkem pro plošný
kolektor - před dokončením terénních úprav pozemku.
Teplené čerpadlo tohoto systému využívá
nízkopotencionální teplo obsažené v okolní zemině.
Půda od hloubky cca 80-100 cm nepromrzá a udržuje
si po celý rok stálou teplotu.
Do hloubky cca 1,8 m pod úroveň terénu se zaloţí plastové trubky, kterými protéká podchlazená
nemrznoucí kapalina
Trubky odebírají svému okolí teplo akumulované ze slunečního záření a deště – celá plocha
pozemku nad trubkami nesmí být proto zastavěna ani stíněna
Pomocí nemrznoucí kapaliny v trubkách je získané teplo předáváno do výparníku tepelného čerpadla
umístěného uvnitř objektu.
Tepelné čerpadlo VRT-VODA
pozemek vhodný pro zhotovení hlubinného vrtu.
systém vyuţívá nízkopotencionální teplo obsaţené v běţné okolní zemině
Nezámrzná hloubka začíná již cca 1m pod terénem a teplota zeminy se směrem dolů neustále
zvyšuje (každých 30 m cca o 1 C)
Pomocí hloubkového vrtu (přibližně 100 m na běžný rodinný domek) můžeme zemské teplo odvádět
do tepelného čerpadla, kde mu pomocí kompresoru dodáme vyšší teplotní úroveň dostačující
k vytápění objektu
Distribuci zemského tepla zajišťuje nemrznoucí
kapalina cirkulující v PE trubkách uloţených
v zemském vrtu a propojených
s výměníkem/výparníkem tepelného čerpadla
umístěným v objektu.
Tepelné čerpadlo VZDUCH-VODA
-Lokality s vyšší průměrnou teplotou vzduchu v topné
sezóně (např. Praha cca +4,5 C) –
- tam, kde je ekonomicky a technicky nákladné provádět
hlubinné vrty.
-Tento systém využívá teplo, které je
obsaženo v okolním vzduchu, případně v odpadním
vzduchu z průmyslových prostor.
I při teplotě okolního vzduchu hluboko pod bodem
mrazu je TČ schopno efektivně dodávat teplo pro
vytápění
Princip funkce
Tepelné čerpadlo - ze dvou částí: výparníku / je nejčastěji umístěn vedle domu na zahradě
(velikosti běţného kontejneru)/ a vnitřní jednotky obsahující tepelný výměník, akumulační nádrţ
a regulaci - to vše se vejde do prostoru, resp. na plochu cca 2m2
Ve výparníku je za pomoci podchlazeného chladiva, cirkulujícího v uzavřeném registru z tenkých Cu
trubiček, odnímána tepelná energie obsaţená ve venkovním vzduchu. Mírně ohřáté chladivo je
nasáváno kompresorem, stlačeno na vysoký tlak a tím pádem zahřáno na cca 70 C.
Horké páry chladiva jsou vedeny do kondenzátoru, kde se v tepelném výměníku setkají s vratnou
topnou vodou topné soustavy (např. radiátory), dochází ke kondenzaci horkých par a k předání
tepelné energie cirkulující topné vodě v soustavě.
Chladivo (nyní jiţ v kapalném stavu) je následně přes redukční ventil (pod velkým tlakem)
vstřikováno do výparníku, dochází k odparu, zchlazení a následnému postupnému odběru tepelné
energie obsaţené v prostoru, kde je výparník umístěn - tedy okolnímu vzduchu. Ten je skrze
výparník proháněn výkonným ventilátorem.
Při nízkých venkovních teplotách se automaticky spíná doplňkový (bivalentní) topný zdroj,
který pomáhá TČ zajistit poţadovanou teplotu topné vody. Bivalentní topný zdroj (např. elektrokotel)
je většinou jiţ součástí tepelného čerpadla.
Tepelné čerpadlo VZDUCH-VZDUCH (klimatizace)
Základní informace
Klimatizační jednotky pracující na principu tepelného
čerpadla jsou vhodným řešením pro vytápění nebo chlazení
bytů, kanceláří apod. pomocí teplého vzduchu.
Představují vysoce efektivní pružný
topný systém schopný vytopit objekt na
požadovanou teplotu, a to i při
venkovních teplotách hluboko pod
bodem mrazu (invertorová
technologie).
Běţně pracují s topným faktorem 3, coţ v praxi znamená trojnásobný tepelný výkon oproti příkonu elektřiny
= třetinová spotřeba oproti ostatním topným zdrojům.
Klimatizace se skládá z venkovní jednotky, která (v případě reţimu „vytápění“) odebírá venkovnímu vzduchu jeho tepelnou
energii, a vnitřní jednotky, pomocí které se teplo distribuuje do místnosti.
Distribuci tepelné energie od venkovní do vnitřní jednotky zajišťuje pomocná pracovní látka - chladivo, které dokáţe v
závislosti na tlaku a teplotě měnit své skupenství a odnímat nebo předávat tepelnou energii
s vysokou efektivitou.
SOLÁRNÍ
KOLEKTORY
Druhy solárního vytápění
SOLÁRNÍ KOLEKTORY
Solární vytápění můţeme realizovat pomocí tří různých technologií, dělených podle
principu přeměny sluneční energie na teplo a způsobu jeho distribuce :
Solární vytápění kapalinové - vyuţívají kapalinové sluneční kolektory k ohřevu
vody, která se pak pouţívá k vytápění nebo jako teplá uţitková voda
Solární vytápění teplovzdušné - vyuţívají teplovzdušné sluneční kolektory k
ohřevu vzduchu, který je pak rozváděn po objektu pomocí ventilátorů
Solární vytápění fotovoltaické - vyuţívají přímé přeměny slunečního záření na
elektrickou energii, která je pak v místě potřeby přeměněna na teplo
Kapalinové solární vytápění princip činnosti
Základní částí kapalinového
solárního otopného systému jsou
kapalinové solární kolektory.
Jsou to plochá zařízení
opatřená průsvitným nebo
průhledným sklem, pod nímž
je systém trubek anebo plochá
komora s teplonosným
médiem. V něm dochází k
ohřevu teplonosného média,
nejčastěji otopné vody anebo
nemrznoucí kapaliny, která pak
předává teplo otopné vodě.
Podle konstrukce, rychlosti
průtoku, plochy kolektoru a
intenzity slunečního svitu
kapalinový solární kolektor
ohřeje vodu v jednom průtoku
kolektorem o cca 5 C - 80 C.
1. Solární vytápění KAPALINOVÉ
2. Solární vytápění TEPLOVZDUŠNÉ
Vytápění domů
a venkovních staveb - zejména v severských zemích
teplovzdušnými solárními panely různých konstrukcí zajištěno celoroční temperování objektů
vzdálených od elektřiny, plynu a jiných běţných zdrojů tepla
je běžné, že teplovzdušné solární kolektory vyhřívají chodníky, parkoviště a střechy a
zajišťují tak suché povrchy i v době sněhových a dešťových srážek.
Oproti kapalinovým solárním kolektorům mají teplovzdušné solární kolektory řadu výhod
- neobsahují ţádnou kapalinu - nehrozí zamrznutí a poškození mrazem
- jsou konstrukčně mnohem jednodušší - výroba je tedy mnohem levnější- příznivá cena
- jsou vysoce spolehlivé a vyznačují se dlouhodobou ţivotností.
3. Solární vytápění FOTOVOLTAICKÉ
Fotovoltaické solární panely zajistí levnou elektřinu nejen pro vytápění
Fotovoltaické solární panely
- plochá zařízení vyrábějící elektrickou energii přímou přeměnou slunečního záření na tok volných
elektronů, přičemţ vyuţívají tzv. fotovoltaický jev
- elektrony jsou vyzařovány z látky v důsledku absorbce elektromagnetického záření touto látkou
- dochází k tzv. fotoelektrické emisi.
- nejčastěji se k využití tohoto jevu k výrobě elektřiny používají polovodiče, které při dopadu
slunečního světla produkují napětí 0,6 - 0,7V
- spojováním fotoelektrických článků do sérioparalelního zapojení pak dostáváme fotovoltaické
solární panely o požadovaném napětí a výkonu
- Nejčastěji se fotovoltaické solární panely vyrábějí v
provedení pro výrobu 12V anebo 24V stejnosměrného
napětí
Zapojením tzv. napěťového měniče lze z tohoto
stejnosměrného malého napětí získat střídavé nízké napětí
230V, pro které jsou ve střední Evropě konstruovány
elektrické spotřebiče.
Získaná elektrická - k napájení domácích spotřebičů, ke
svícení, k napájení zabezpečovacího systému a v neposlední
řadě také k vytápění objektu
rovnoměrně vytápí celou místnost
INFRATOPENÍ
teplo z radiátoru jde ke
stropu a u země je teplota
nízká
INFRAPANEL - u stropu malá teplota, ale u
země, je teplota optimální. Díky tomu dochází k
efektu "teplé podlahy", takţe si budete připadat
jako byste měli podlahové topení. Díky této
přednosti infratopení je moţná úspora aţ 50%
oproti konvenčnímu vytápění!
infrapanel
Infratopení - vytápění sálavým
teplem infračervených paprsků
Infratopení
způsob vytápění domů, který vyuţívá jevu infračerveného záření
-tepelné záření, které pociťujeme jako příjemný hřejivý pocit při nastavení tváře slunci
anebo při posezení u otevřeného ohně
- z fyzikálního hlediska je infračervené záření elektromagnetickým zářením s
vlnovou délkou delší než má viditelné světlo, ale kratší než má mikrovlnné záření.
Umoţňuje přenos tepla ze zdroje na ţivý organismus sáláním - tj. bez nutnosti přenosu
tepla teplonosným médiem.
Právě díky infrazáření dokáže Slunce ohřát
všechny předměty na Zemi i nás samotné, a
to i přesto, že mezi Sluncem a Zemí se
nachází miliony kilometrů vakua
EKOLOGICKÉ VYTÁPĚNÍ
Infrapanely: Vyplatí se jako hlavní zdroj vytápění?
Vytápět byt nebo dům elektřinou nemusí být příliš drahé, pouţije-li se ten správný zdroj.
Vytápění infrapanely, neboli topnými obrazy, můţe být levnější neţ vytápění plynem. Jaké
jsou výhody infrapanelů? Kolik stojí a jak vysoké jsou provozní náklady?
Princip topných obrazů je zaloţen na
vyzařování infračervených vln,
tedy energie, kterou i slunce nebo lidské tělo.
Na rozdíl od slunce ale topné obrazy ţádné UV
paprsky nevydávají. Infračervené vlny
neohřívají vzduch jako běžná topná tělesa
(např. radiátory), ohřívají pouze předměty,
nábytek a dostupnou plochu v místnosti. Od
těchto prvků se pak začne ohřívat i vzduch.
Princip infračerveného vytápění je velmi jednoduchý.
Odporový topný prvek v topidle se vlivem průchodu elektrického proudu
zahřívá a zároveň nahřívá i přední desku.
Přes tento povrch se tvoří poţadovaná vlnová délka infračervené energie (tzv.
daleké IR záření).
Tato energie se po dopadu na jakákoliv pevná tělesa mění v teplo – ohřívá všechny
předměty, které jsou této energii vystavené. V našem případě se zaměříme na
materiály ve vytápěném prostoru, které mají schopnost akumulace ( stěny, podlahy,
stropy apod.).
Tato stavební konstrukce si dokáţe teplo nahromadit a sekundárně jej vracet do
vytápěného prostoru ( emisivita materiálů) a určovat svou teplotou tepelnou pohodu
ve vytápěném prostoru. Právě ve schopnosti stavebních materiálů akumulovat
„infrateplo“, spočívá princip nízkoteplotního infračerveného vytápění.
http://www.infratopeni-infrapanely.cz/images/hodnoty_stav_mat.pdf
Stropní nebo stěnový infrapanel
Stropní a stěnové infrapanely vypadají na první pohled jako
stejná topná tělesa, která ve skutečnosti mají celkem podstatné
rozdíly ve vytápění. Stropními infrapanely není moţné vyhřát
celou místnost rovnoměrně, ohřívá se pouze podlaha a jen
minimální část povrchu nábytku. Tímto způsobem dochází
k ohřátí asi 40 % dostupného povrchu v místnosti
MOTIVY
http://www.infratopeniinfrapanely.cz/images/katalog_motivu_infratopeni.pdf
Výhody a nevýhody
Jedna z výhod infrapanelů spočívá například v minimální cirkulaci vzduchu, nedochází téměř
vůbec k víření prachu a alergenů v místnosti. Mohou být vhodnou alternativou v domácnostech,
v nichţ ţijí alergici nebo astmatici. Tělesa jsou nenáročná, nepotřebují vůbec ţádnou údrţbu
a jejich ţivotnost se pohybuje mezi 30–50 lety. Za další moţné pozitivum lze označit vysoušení
zdiva během vytápění. Je-li vnější hydroizolace domu nenarušená, pak se skutečně jedná
o pozitivní funkci infrapanelu. Pokud je ale jen zčásti porušená, zdivo neustále vlhne a zároveň
je vysušováno infrapanelem. Dochází tak nejen k jeho poškozování, ale i k plýtvání energie,
kterou by panel mohl vyzařovat do interiéru.
Podlahové vytápění: jak na to!
Jak vytápět dům?
Jak funguje?
Je ekonomicky výhodné?
Jak probíhá instalace podlahového vytápění?
Teplovodní i elektrické podlahové
vytápění je moţné instalovat za vyuţití
mokrého i suchého systému.
Suchý systém se hodí do dřevostaveb
nebo tam, kde nesmí stavební výška
podlahy (topení) přesáhnout 3 cm.
Mokrý systém má ale lepší tepelnou
vodivost a i po vypnutí topení podlaha
dlouhou dobu hřeje.
Druhy podlahového vytápění
Podle způsobu předávání tepla rozlišujeme sálavé (teplovodní, elektrické) nebo
konvekční (teplovzdušné) podlahové systémy.
Teplovodní podlahové vytápění patří mezi nízkoteplotní systémy s teplotou 38/35
C (topná voda/vratná voda). Tloušťka betonové vrstvy při zabudování elektrického
systému určuje, zda jde o přímotopné nebo akumulační podlahové vytápění.
O přímotopné podlahové vytápění se jedná v případě, ţe topnou část kryje malá
vrstva betonu. Pokud je topná část kryta velkou vrstvou betonu, teplo se akumuluje
a jde o akumulační podlahové vytápění.
Sálavé podlahové vytápění
U sálavého podlahového vytápění se předává teplo do místnosti sáláním z topné
části zabudované do podlahy.
Do podlahy jsou zabudovány buď trubky, ve kterých obíhá teplá voda (teplovodní
vytápění), nebo elektrické kabely, popř. rohoţe (elektrické vytápění).
Zdrojem energie pro teplovodní systém můţe být: plyn (plynový kotel), tuhá paliva
(kotle na tuhá paliva), včetně biomasy), elektřina (elektrokotel, tepelné čerpadlo +
energie prostředí), sluneční energie (solární kolektory).
Rozvod a instalace elektrického podlahového vytápění je snadnější neţ u zabudování
teplovodních rozvodů. Topné kabely jsou buď samostatné, nebo tvoří rohoţe či fólie.
Rohoţe se mohou pokládat přímo pod podlahovou krytinu (přímotopný systém), kdy je
topný náběh ve srovnání s teplovodním vytápěním okamţitý, teplo v místnosti ale
nevydrţí dlouho. Efektivněji lze elektrickou energii vyuţít při akumulaci tepla po
zabudování systému pod vrstvu betonu (10 cm i více).
Konvekční podlahové vytápění
U konvekčního podlahového vytápění se teplo do místnosti předává prouděním
(konvekcí).
V podlaze jsou zabudovány podlahové konvektory (bez ventilátoru nebo
s ventilátorem), které nejsou zabetonovány, ale ukládají se do tzv. vany (zpravidla
plechová nádoba).
Podlahové konvektory se umisťují na okraje podlahové plochy (nejčastěji v místě
oken), ale je moţné je podle dispozic interiéru umístit do prostoru. Konvekční
podlahové vytápění nebylo běţné v obytných místnostech, postupně si ale získává své
příznivce.
ENERGIE SLUNCE
Přírodní podmínky ČR
V České republice jsou poměrně dobré podmínky pro vyuţití energie slunečního záření, přestoţe mnoţství sluneční energie v
průběhu roku kolísá a nejvíce ho dopadá v období, kdy je to nejméně potřeba.
Na kaţdý metr čtvereční dopadne v našich podmínkách za jeden rok okolo 1000 kWh sluneční energie,
v letním období dosahuje světelné záření denního maxima přes 1 kW.
Česká republika je sice poměrně malá, přesto zde určité rozdíly v klimatických podmínkách existují. Jsou způsobeny hlavně
rozdílnou nadmořskou výškou, charakterem proudění vzduchu a rozdíly ve slunečním svitu.
Nejpříznivější podmínky pro vyuţití sluneční energie u nás jsou na Moravě, proto se většina projektů staví právě zde.
Možnosti využití sluneční energie
Sluneční energii lze přeměnou v jiné formy energie vyuţít mnoha způsoby – tepelně, mechanicky, elektricky
a chemicky.
Civilizovaný člověk dokáţe stále větší část energie dopadajícího slunečního záření usměrnit
ve svůj prospěch.
Tradičním způsobem je vyuţití sluneční energie vhodným architektonickým a stavebním řešením objektu,
tedy tzv. pasivní cestou.
Skrz transparentní plochy (okna, prosklenou střechu) vniká do objektu sluneční záření, které se po dopadu na
stěny a objekty v místnosti přemění na dlouhovlnné (infračervené) záření, které pociťujeme jako teplo.
Pokud stavba vyuţívá těchto principů úmyslně === pasivní vyuţívání energie
-vyuţívání solární energie tímto způsobem má však své limity
- energie je omezeně akumulovatelná a často je její dostupné mnoţství vyšší, neţ je v daném prostoru
potřeba, a dochází tak k jeho přehřívání. Prosklené plochy by neměly tvořit více než 20 % podlahové
plochy dané místnosti, kterou osvětlují.
"Stavby ze skla" zdaleka nelze označit za stavby efektivně vyuţívající solární energii - výjimkou jsou snad
jen zimní zahrady, jejich vyuţití v našich podmínkách však přináší spíše více nevýhod neţ výhod (přehřívání
v letním období, potřeba zimního vytápění, kdyţ slunce nesvítí, atd.)
Mnohem efektivnější je vyuţití solární energie aktivními systémy. Tyto systémy jsou flexibilnější,
univerzálnější, umoţňují částečně oddělit dobu energetických zisků od jejich skutečného vyuţití a dají se
vyuţívat i v objektech, které jsou nevhodně řešené pro pasivní vyuţití sluneční energie. Členíme je na solární
systémy pro výrobu tepla (s fototermickými kolektory) a systémy pro výrobu elektřiny (s fotovoltaickými
panely).
Energie Slunce
Sluneční energie je nejdůležitější formou energie, bez které by život na naší planetě
nebyl možný. Přímo či nepřímo na ní závisí všechny děje odehrávající se na Zemi.
Dopadající záření je z vetší části naší planetou zachyceno, z menší části se odráží zpět
do kosmického prostoru. Absorbovaná energie prochází různými přeměnami. Tyto
přeměny jsou nezbytnou podmínkou života na Zemi a tedy také života člověka. Stáří
Slunce se odhaduje na 4,6 miliard let a jeho životnost na dalších ještě 5-10 miliard let.
Vzhledem k tomu, že z hlediska existence lidstva je to nepředstavitelně dlouhá doba,
můžeme tento zdroj energie bez nadsázky označovat jako nevyčerpatelný.
Jak to funguje?
Solární kolektor přeměňuje sluneční energii na teplo. To se pak pomocí teplonosné látky přivádí do solárního zásobníku
(tepelného výměníku), kde se akumuluje. Tepelný výměník předává teplo uţitkové vodě a ta je pak pomocí oběhových
čerpadel rozváděna po objektu.
Průměrná roční hodnota výkonu slunečního záření přepočtená na m2 se v našich podmínkách pohybuje (se započtenou 35%
účinností kolektorů ) kolem 350 kWh. K pokrytí 2/3 celkové roční spotřeby energie na ohřev vody pro běţnou domácnost
postačují solární kolektory o ploše 6m2 (3 kolektory).
Užitečné informace
Běţná domácnost - spotřebuje ročně na ohřev uţitkové vody asi 2 600 kWh energie
Solární kolektory mohou uspořit až 70 % této energie
Průměrná roční hodnota skutečného energetické zisku standardního kolektoru je 300 kWh/m2 absorbční
plochy.
Maximum výkonu dodává kolektor za slunného dne kolem 14:00 hod
Pro celoroční přípravu dostatečného mnoţství teplé vody je nutné instalovat ještě základní zdroj ohřevu
uţitkové vody (např. el. bojler).
Solární kolektory se vyplatí hlavně u objektů s vyšší spotřebou teplé uţitkové vody, při průmyslovém
vyuţití a při ohřevu vody v bazénu.
Sluneční kolektory se instalují nejčastěji na šikmou střechu se sklonem 45 s jiţní aţ jihozápadní orientací.
Ţivotnost slunečních kolektorů se pohybuje kolem 30 let.
Investiční náklady na pořízení 2ks slunečních kolektorů včetně příslušenství se pohybují okolo 70.000,Kč.
Rozdělení solárních kolektorů
Na trhu je dnes jiţ k výběru mnoho různých typů solárních kolektorů. Rozdíl mezi nimi je v provedení,
dosaţené účinnosti a samozřejmě také v ceně.
Ploché deskové:
V kovovém rámu (1 x 2 m) je plošně umístěna měděná trubička procházející celou plochou od vstupu
k výstupu. Izolaci zde tvoří vzduch. Z vrchní strany je kolektor kryt sklem s nanesenou selektivní vrstvou
vysoce absorpční látky, která zaručuje maximální pohlcení sluneční energie a minimální vyzařování zpět
do prostoru. Vytváří se tak vlastně skleníkový efekt a tepelná energie se v kolektoru koncentruje. Teplo je
předáno teplonosné kapalině, která je po ohřátí pomocí oběhového čerpadla vedena do tepelného
výměníku, přes který se následně ohřívá voda v akumulačním zásobníku.
Ploché deskové – vakuové:
Tento kolektor je v principu téměř shodný s klasickým deskovým, ale pro zlepšení tepelně izolačních
vlastností celého kolektoru je řešen jako vakuový, tzn. ţe v celém objemu kolektoru je vakuum. Díky
tomu dochází k mnohem menším ztrátám tepelné energie do okolního prostředí.
ENERGIE VODY
Energie vody
Využití energie vody má u nás dlouholetou tradici – mlýny, pily a hamry dříve sloužily
k nejrůznějším lidským činnostem. Od počátku 20. století se však začaly předělávat na malé
vodní elektrárny a dnešní moderní vodní turbíny nachází uplatnění hlavně při výrobě elektřiny.
Díky účinnějším technologiím a intenzivnějšímu využití vody je jejich celkový výkon
mnohonásobně větší než dříve, přestože se jich na našem území nyní nachází méně.
Princip funkce
Vodní elektrárny soustředí
měrnou energii vodního toku
vybudováním jezu
nebo přehrady. Voda roztáčí
turbínu, ta je na společné hřídeli
s elektrickým generátorem
(dohromady tvoří tzv.
turbogenerátor). Mechanická
energie proudící vody
se tak mění na energii
elektrickou,
která se transformuje a odvádí
do míst spotřeby.
Rozdělení vodních elektráren
podle způsobu provozu:
průtočné elektrárny – pracují v základní části diagramu zatíţení, vyuţívají přirozeného průtoku
akumulační – pokrývají špičkovou část diagramu zatíţení, vyuţívají řízený odběr vody z akumulační nádrţe (např.
Vltavská kaskáda)
podle systému soustředění měrné energie a přívody vody k turbíně:
přehradní a jezové elektrárny – soustřeďují energii pomocí vzdouvacího zařízení (jezu nebo přehrady)
derivační – vyuţívají derivaci, tzn. odvedení vody přivaděčem (kanál, štola, potrubí) z vodního koryta do turbíny
přečerpávací (akumulační) – principem je přečerpání vody v době přebytku elektrické energie (např.
v noci) a následný levný provoz ve špičce (v době nedostatku elektrické energie) – např. Dalešice, Dlouhé Stráně
na Divoké Desné, Štěchovice
podle využití měrné energie:
rovnotlaká turbína – turbína s volným odpadem vody (Peltonova turbína)
přetlaková – se sníţeným tlakem (Francisova turbína, Kaplanova turbína)
ENERGIE VĚTRU
Energie větru
Větrná energie je jedna z forem sluneční energie. Vzniká díky nerovnoměrnostem
zemského povrchu
a tlakovým rozdílům způsobeným jeho nerovnoměrným zahřátím.
Již naši předkové dokázali vítr využít a přeměnit jeho energii na energii mechanickou,
např. farmářská větrná kola pro mletí obilí či čerpání vody. V současné době je
však snaha využít ji hlavně k výrobě elektřiny. Proto
u nás stále přibývá větrných elektráren a vyvíjejí se nové technologie k co
nejefektivnějšímu využití energie větru. Stát toto úsilí podporuje, ať už ve formě dotací,
příznivých výkupních cen za vyrobenou elektřinu (cca 2,46 Kč/kWh), zelených bonusů
(cca 1,87 Kč/kWh), či garancí, že stanovené výkupní ceny jsou pevné
a neměnitelné po dobu 20 let od spuštění elektrárny
Větrné elektrárny a životní prostředí
Větrné elektrárny se staly symbolem ekologické výroby elektřiny. Někdy jim však byl vyčítán hluk, stroboskopický efekt (odraz Slunce), rušení
zvěře nebo rušení televizního signálu. Současné elektrárny jsou však mnohem modernější neţ byly např. před deseti lety, a pokud jsou i vhodně
umístěny, k těmto problémům jiţ nedochází. Hluk současných strojů je poměrně nízký. Hluková studie je nutná ke stavebnímu povolení
– nejvyšší přípustná hladina hluku na obytném území je ve dne 50 dB a v noci 40 dB. (Pozn.: moderní větrná elektrárna ve vzdálenosti 200 metrů
vydává při rychlosti větru 6-7 m/s přibliţně shodný hluk jako stejně vzdálený les!)
Největším problémem je v dnešní době estetické narušení přírodního rázu krajiny. Trend stavět stále větší stroje vede k tomu, ţe jejich počet
se sniţuje, ale současně jsou více vidět. Proto mají větrné elektrárny stále své odpůrce. Stoţáry se však mohou vyuţívat i druhotně, a to jako např.
vysílače pro telekomunikační sítě.
Rozdělení větrných elektráren
Systémy nezávislé na rozvodné síti (grid-off), tedy autonomní systémy, slouţí objektům, které nemají moţnost se připojit k rozvodné síti. Zde
se obvykle pouţívají mikroelektrárny s výkonem 0,1-5 kW. V objektu pak můţe být buď rozvod stejnosměrného proudu s nízkým napětím (12
nebo 24 V), nebo je v systému zapojen ještě střídač pro dodávku střídavého proudu 230 V. Takový objekt je nutno vybavit energeticky
úspornými spotřebiči. Autonomní systémy bývají často doplněny fotovoltaickými panely pro letní období, kdy je méně větru, ale více sluníčka.
Pozn.: Můţeme se také setkat s myšlenkou vyuţít větrnou energii k vytápění rodinného domu nebo chaty. Toto vyuţití je trochu problematické.
Dům pro bydlení by měl stát na místě chráněném před větrem. Větrná elektrárna naopak potřebuje větru co nejvíce. Nízko nad zemí je vzduch
brţděn stromy, domy a dalšími překáţkami, takţe je nutno umístit turbínu na co nejvyšší stoţár. Kabel mezi domem a elektrárnou zvyšuje
náklady; pokud by měl vést přes cizí pozemky, můţe jít o nepřekonatelnou překáţku.
Systémy dodávající energii do rozvodné sítě (grid-on) jsou nejrozšířenější a pouţívají se v oblastech
s velkým větrným potenciálem. Slouţí téměř výhradně pro komerční výrobu elektřiny. Velké větrné elektrárny mají asynchronní generátor,
který dodává střídavý proud většinou o napětí 660 V, a tudíţ nemohou pracovat jako autonomní zdroje energie. Elektrárny velkých výkonů
(300-3.000 kW) jsou určeny k dodávce energie do veřejné rozvodné sítě, mají průměr rotoru 40-80 m a věţ o výšce více neţ 80 m.
Budoucnost větrných elektráren
Trendem je výstavba stále větších strojů (průměr rotoru 40-100 m a stoţár o výšce více neţ 100 m), s výkonem 0,85–
2,5 MW. Důvodem jsou niţší měrné náklady na výrobu energie a maximální vyuţití lokalit, kterých je omezený počet.
Ve vnitrozemí se staví stroje s výkonem 100-2.000 kW. Na moři (poblíţ pobřeţí) se vyuţívají turbíny s výkonem aţ 5
MW. Naopak starší vnitrozemské elektrárny s výkony do 200 kW se demontují
a nahrazují silnějšími, i kdyţ jsou ještě provozuschopné.
Ve světě je vyuţití síly větru jiţ velmi rozšířené a oblíbené (např. Německo, Španělsko, Dánsko). Potenciál větrné
energie v ČR se odhaduje na 4.000 GWh ročně, coţ by pokrylo cca 4 % celkové spotřeby elektřiny.
ENERGIE
BIOMASY
Dopad na životní prostředí
Biomasa je vlastně biologický odpad vznikající v přírodě působením fotosyntézy
nebo metabolických procesů. Už to nasvědčuje tomu, že z ekologického hlediska
nepředstavuje její zpracování žádný zdroj umělých škodlivin a emisí. Např. při
spalování fytomasy (biomasa rostlinného původu – dřevo, tráva, sláma) se uvolňuje
do ovzduší jen to, co bylo rostlinou za jejího života přijato. Jedná se tedy vždy
o přirozený cyklus, který nezhoršuje „skleníkový efekt“. I výroba sekundárních paliv
či zpracování směsné biomasy je v porovnání s klasickými zdroji a fosilními palivy
mnohem šetrnější
Využití biomasy
Z energetického hlediska lze energii z biomasy získávat různými způsoby, a to přímo
– spalováním, nebo nepřímo – výrobou paliv a zpracováním na plynné či kapalné
produkty. Energii lze pak využívat pro výrobu tepla nebo elektřiny, nebo jako
biopaliva (bionafta, bioplyn apod.).
Pro vytápění se používá zejména přímého spalování fytomasy. Pokud chceme
využívat i energii z odpadní biomasy (zbytky krmiv, potravin, hnůj…), musíme mít
speciální kotle k tomu určené.
Pro výrobu elektřiny z biomasy se používá stejný princip, na kterém funguje
většina klasických elektráren, tzv. parní R-C cyklus. Dalším způsobem je přímé
spalování produktů z biomasy ve spalovacích motorech.
Parní R-C cyklus
Parní R-C cyklus je zaloţen na expanzi vysoce přehřáté páry v turbíně, která pak pohání elektrický generátor. Odpadní pára
má před vypuštěním do ovzduší velmi nízký absolutní tlak a teplotu cca 30-40 C. Standardní elektrárny na biomasu reálně
dosahují čisté účinnosti kolem 26–28 % (při vlhkosti biomasy 20 %). Při zvyšování vlhkosti však účinnost rapidně klesá (při
vlhkosti biomasy nad 35 % se účinnost blíţí k 20 %).
Proces s regenerací tepla je vhodný pro vyuţití biomasy s větší vlhkostí, kdy se odpadní teplo vzniklé expanzí vyuţívá pro
její předsoušení. Vyšší energetická účinnost spočívá ve zvýšení výhřevnosti paliva. Teoreticky je moţné zpracovat biomasu
o vlhkosti aţ 83 %.
V teplárně na biomasu se pára z turbíny odvádí při vyšším výstupním tlaku a teplotě (0,4–0,6 MPa, 140–160 C) a poté
se nechá zkondenzovat ve spotřebiči tepla nebo výměníku, na který je připojena například topná soustava. V tomto případě
sice poněkud klesne výroba elektřiny zmenšením elektrické účinnosti cyklu, avšak vyuţije se i ta část tepla, která by
se v elektrárně jinak nezuţitkovala. Reálná účinnost se v důsledku ztrát kotle a turbíny pohybuje kolem 70–80 %.
ORC (Organic Rankine Cycle) je velmi hospodárný proces společné výroby elektřiny a tepla s vyuţitím zdroje o nízké
teplotě. Od obvyklého procesu protitlaké parní turbíny se liší relativně nízkou teplotou odpařování pracovního média, kterým
není obvykle pouţívaná voda, nýbrţ organický uhlovodík.
Co-firing je proces společného spalování biomasy, který obvykle probíhá ve velkých elektrárnách.
Spalovací motory
Výrobu paliv pro vyuţití ve spalovacích motorech zprostředkovávají bioplynové stanice vyuţívající biochemické přeměny.
Zejména v čistírnách odpadních vod je tato technologie velmi oblíbená. Zde se ke stabilizaci čistírenských kalů, při čištění
průmyslových odpadních vod a při získávání skládkového plynu vyuţívá hlavně anaerobní metanová fermentace. Vzniklý
bioplyn se skládá z energeticky hodnotného metanu a vodíku. Naopak neţádoucí a problematické látky jako
sirovodík a čpavek je často nutné odstranit, aby nepůsobily agresivně na strojní zařízení.
Energetické plodiny
Energetické plodiny jsou rostliny pěstované přímo pro energetické účely. Jejich
kvalita je určena mnoha faktory - druhem půdy, účelem pěstování, způsobem
využití, možností sklizně a dopravy, druhovou skladbou v okolí aj. Aby byl
tento proces využit s co největší účinností a byl ekonomický, musí se vždy
předem porovnat náklady na pěstování a výrobu se získanou energií.
Energetické plodiny můžeme rozdělit podle způsobu jejich využití. Zatímco
olejnaté rostliny (především řepka olejná) a rostliny obsahující škrob a cukr
(brambory, cukrová řepa ad.) se pěstují hlavně za účelem výroby paliv
a pohonných látek, pro vytápění a výrobu energie se pěstují rostliny
lignocelulózové. Do této skupiny řadíme rychle rostoucí dřeviny (vrby, topoly,
olše), obiloviny, travní porosty (sloní tráva), konopí seté, šťovík Uteuša ad.
TEPELNÉ ZTRÁTY
Tepelné ztráty
Určujícím faktorem pro ekonomické a efektivní vytápění je volba optimálního výkonu
zdroje tepla. Výkon topné soustavy se stanovuje na základě výpočtu tepelných ztrát
objektu, které jsou určující pro celkovou spotřebu energie na vytápění domu.
Výpočet tepelných ztrát slouží pro dimenzování vytápěcího systému. Pro stanovení
potřebného výkonu zdroje tepla je možné vypočítat tepelnou ztrátu celého objektu.
Pro stanovení potřebného výkonu otopných těles je nutné stanovit tepelnou ztrátu
jednotlivých místností. Stanovení výkonu zdroje tepla na základě výpočtu tepelných
ztrát může ušetřit jak významné investiční, tak provozní náklady. Vhodné
dimenzování zdroje je také důležitým předpokladem pro dosažení vysoké účinnosti,
optimálního fungování a nízkých emisí topidla.
Druhy tepelných ztrát
Tepelné ztráty zpravidla vznikají:
prostupem stavebními prvky a konstrukcemi
- střechou
- stropem
- stěnou
- okny a dveřmi
- podlahou
- nevytápěnými prostory
větráním
Podíl těchto tepelných ztrát je závislý na tepelně technických vlastnostech
ochlazovaných konstrukcí a kvalitě (těsnosti) otvorových výplní (oken, dveří
apod.).
Procentuální podíl tepelné ztráty prostupem a větráním činí u nezateplených
panelových domů přibližně 70 % prostupem ku 30 % způsobeným větráním.
Podíl tepelných ztrát
Část konstrukce
Rodinný dům
Bytový vícepodlažní
dům
Stěny
20 – 25 %
30 – 40 %
Okna a venkovní
dveře
30 – 40 %
40 – 50 %
Střecha
15 – 20 %
5–8%
Podlaha (strop
sklepa)
5 – 10 %
4–6%
Tepelná izolace
Základním parametrem pro posouzení tepelně technických vlastností izolace je součinitel
tepelné vodivosti, který udává výkon (tzn. teplo za jednotku času), který projde každým
čtverečním metrem desky tlusté 1 metr, jejíž jedna strana má teplotu o 1 kelvin vyšší než
druhá.
Rozdělení tepelných izolací z hlediska použitého materiálu:
MINERÁLNÍ VLNA
PĚNĚNÉ PLASTY
MATERIÁLY NA BÁZI PAPÍRU – CELULÓZY
NETRADIČNÍ MATERIÁLY
OSTATNÍ IZOLAČNÍ MATERIÁLY
Stropní nebo stěnový infrapanel
Stropní a stěnové infrapanely vypadají na první pohled jako stejná topná
tělesa, která ve skutečnosti mají celkem podstatné rozdíly ve vytápění.
Stropními infrapanely není možné vyhřát celou místnost rovnoměrně, ohřívá
se pouze podlaha a jen minimální část povrchu nábytku. Tímto způsobem
dochází k ohřátí asi 40 % dostupného povrchu v místnosti
Výhody a nevýhody
Jedna z výhod infrapanelů spočívá například v minimální cirkulaci vzduchu, nedochází téměř
vůbec k víření prachu a alergenů v místnosti. Mohou být vhodnou alternativou
v domácnostech, v nichž žijí alergici nebo astmatici. Tělesa jsou nenáročná, nepotřebují vůbec
žádnou údržbu a jejich životnost se pohybuje mezi 30–50 lety. Za další možné pozitivum lze
označit vysoušení zdiva během vytápění. Je-li vnější hydroizolace domu nenarušená, pak se
skutečně jedná o pozitivní funkci infrapanelu. Pokud je ale jen zčásti porušená, zdivo neustále
vlhne a zároveň je vysušováno infrapanelem. Dochází tak nejen k jeho poškozování, ale
i k plýtvání energie, kterou by panel mohl vyzařovat do interiéru.
Podlahové vytápění: jak na to!
Jak vytápět dům?
Jak funguje?
Je ekonomicky výhodné?
Jak probíhá instalace podlahového vytápění?
Teplovodní i elektrické podlahové vytápění je
možné instalovat za využití mokrého i suchého
systému. Suchý systém se hodí do dřevostaveb
nebo tam, kde nesmí stavební výška podlahy
(topení) přesáhnout 3 cm. Mokrý systém má
ale lepší tepelnou vodivost a i po vypnutí topení
podlaha dlouhou dobu hřeje.
Druhy podlahového vytápění
Podle způsobu předávání tepla rozlišujeme sálavé (teplovodní, elektrické) nebo konvekční
(teplovzdušné) podlahové systémy.
Teplovodní podlahové vytápění patří mezi nízkoteplotní systémy s teplotou 38/35 °C (topná
voda/vratná voda). Tloušťka betonové vrstvy při zabudování elektrického systému určuje,
zda jde o přímotopné nebo akumulační podlahové vytápění. O přímotopné podlahové
vytápění se jedná v případě, že topnou část kryje malá vrstva betonu. Pokud je topná část
kryta velkou vrstvou betonu, teplo se akumuluje a jde o akumulační podlahové vytápění.
Sálavé podlahové vytápění
U sálavého podlahového vytápění se předává teplo do místnosti sáláním z topné části
zabudované do podlahy.
Do podlahy jsou zabudovány buď trubky, ve kterých obíhá teplá voda (teplovodní vytápění),
nebo elektrické kabely, popř. rohože (elektrické vytápění).
Zdrojem energie pro teplovodní systém může být: plyn (plynový kotel), tuhá paliva (kotle na
tuhá paliva), včetně biomasy), elektřina (elektrokotel, tepelné čerpadlo + energie prostředí),
sluneční energie (solární kolektory).
Rozvod a instalace elektrického podlahového vytápění je snadnější než u zabudování
teplovodních rozvodů. Topné kabely jsou buď samostatné, nebo tvoří rohože či fólie. Rohože se
mohou pokládat přímo pod podlahovou krytinu (přímotopný systém), kdy je topný náběh ve
srovnání s teplovodním vytápěním okamžitý, teplo v místnosti ale nevydrží dlouho. Efektivněji
lze elektrickou energii využít při akumulaci tepla po zabudování systému pod vrstvu betonu (10
cm i více).
Konvekční podlahové vytápění
U konvekčního podlahového vytápění se teplo do místnosti předává prouděním (konvekcí).
V podlaze jsou zabudovány podlahové konvektory (bez ventilátoru nebo s ventilátorem), které
nejsou zabetonovány, ale ukládají se do tzv. vany (zpravidla plechová nádoba).
Podlahové konvektory se umisťují na okraje podlahové plochy (nejčastěji v místě oken), ale je
možné je podle dispozic interiéru umístit do prostoru. Konvekční podlahové vytápění nebylo
běžné v obytných místnostech, postupně si ale získává své příznivce.
MINERÁLNÍ VLNA
•vyrábí se tavením hornin (čedič, křemen)
•má nízký difuzní odpor, a tím vysokou paropropustnost (dům můţe "dýchat")
•součinitel tepelné vodivosti tohoto materiálu λ je od 0,035 W/m·K
Vyuţívá se jako tepelná i akustická izolace ve formě desek či rohoţí. Minerální vlákna
mohou být strusková, čedičová, skleněná, keramická, syntetická (textilní).
PĚNĚNÉ PLASTY
Jedná se o polystyreny, polyuretany, fenolické a rezolové pryskyřice, kaučuk, PVC, PE a pěnové sklo.
Nejčastěji vyuţívané pěněné plasty:
•pěnový polystyren EPS
•produkt polymerace styrenu, který je následně zpěňován a nařezán do bloků
•samozhášivý materiál
•součinitel tepelné vodivosti (od λ = 0,037 W/m·K)
•nízká hmotnost, odolnost vůči cementu
•nízká cena
Při aplikaci se kotví buď pouze lepením nebo lepením a mechanicky.
•extrudovaný polystyren
•nenasákavý materiál
•lze pouţít i jako hydroizolaci
•velmi pevný
Vyrábí se z něj desky s polodráţkou nebo hranou, vyuţíván je zejména pro izolaci soklu nebo základových
desek.
MATERIÁLY NA BÁZI PAPÍRU – CELULÓZY
•celulózové tepelněizolační materiály se vyrábějí z recyklovaného novinového papíru (základní
surovinou je tedy v prvopočátku dřevo)
•absorbují vodní páru a předávají ji dál do konstrukce
•výborné tepelné vlastnosti (λ = 0,039 – 0,043 W/m·K)
•je nutné počítat s takzvaným "sedáním"( při aplikaci je proto nutné hmotu zhutnit)
Nanáší se nástřikem a dostanou se i do míst, kam by bylo obtíţné uloţit rohoţové izolace. Jsou velmi
vhodné k rekonstrukcím nebo dodatečnému zateplování (není nutné demontovat celou konstrukci).
Vyuţívá se také drcený starý papír, voštinové desky, vlnité desky z asfaltového papíru.
NETRADIČNÍ MATERIÁLY
•konopí
•technická rostlina
•rychlá obnovitelnost (roste mnohem rychleji neţ dřevo)
•zdravotně nezávadný, prodyšný materiál (faktor difuzního odporu μ = 2 – 6), zaručuje zdravé
mikroklima – příjemné bydlení
•dlouhá ţivotnost (nejméně 50 let, pokud není ve velmi vlhkém prostředí)
•pevný, odolný proti škůdcům a hnilobě
•vysoká tepelná kapacita (c = 2100 J/kg·K)
•dobré tepelné vlastnosti (λ ≈ 0,04 W/m·K)
Z konopí se vyrábí tepelněizolační desky nebo rouna, které je moţné pouţít v exteriéru i interiéru. Osazují se
nejčastěji do lehkých ocelových nebo dřevěných rámů nebo je moţné je při vyšší objemové hmotnosti
aplikovat přímo na povrch stavební konstrukce (ETICS). Je třeba je však ochránit před vnějšími klimatickými
vlivy. Konopí se také vyuţívá ve formě foukané sypké izolace aplikované na těţce přístupná, nepravidelná
místa.
•sláma
•levný stavební i tepelněizolační materiál
•ve spojení s hliněnou omítkou má vysokou poţární odolnost (aţ 90 minut)
•nízká odolnost proti vlhkosti (nutno chránit omítkou nebo obkladem)
•součinitel tepelné vodivosti slaměných izolací λ je přibliţně 0,1 W/m·K
Vyuţívá se jako součást zdících materiálů, jako střešní krytina, tepelná izolace, případně i součást nábytku.
•ovčí vlna
•vlna se speciálně upravuje proti hnilobě a plísním
•recyklace se provádí kompostováním
•rychle a účinně pohlcuje a uvolňuje vodní páru
•součinitel tepelné vodivosti λ = 0,038 W/m·K
OSTATNÍ IZOLAČNÍ MATERIÁLY
Dále se jako izolace používají materiály na bázi dřeva (dřevovláknité, dřevotřískové,
dřevoštěpové materiály, korek, kokosová vlákna, piliny, rákosové rohože), minerální
materiály (expandovaný perlit nebo břidlice, struska, křemelina, keramzit, popílek) nebo
vakuová izolace.
Třída energetické náročnosti hodnocené budovy se stanoví dle následující tabulky podle vypočtené měrné
spotřeby energie v kWh/(m2·rok). Měrné spotřeby energie ve třídě C jsou pro vyjmenované druhy budov
hodnotami referenčními.
2. Energetický štítek obálky budovy
Tento dokument je zpracovaný podle požadavků technické normy ČSN 73 0540-2 Tepelná
ochrana budov; mezi projektanty je dobře znám jako "energetický štítek". V posledních
letech prošel, stejně jako samotný předpis, několika drobnými změnami, které se týkaly
především konečného vyjádření hodnoty:
SEN (Stupeň Energetické Náročnosti – listopad 2002), STN (Stupeň Energetické Náročnosti
– březen 2005) či dnešní
CI (klasifikační ukazatel – duben 2007).
Štítek slouží pouze k vyjádření tepelně technické kvality ochlazovaných konstrukcí
budovy a přímo tak souvisí s tepelnou ztrátou objektu.