Oba jsme rozeni v letních měsících, máme rádi teplo. Teplo domova a teplo domácího krbu (doslova) je pro nás velmi důležité. Nehodláme tedy snížit spotřebu na úkor tepelného komfortu, ale zapojit do práce technologie, které to udělají za nás. Jak jsme už předeslali, chceme vybudovat "energeticky nenáročný a co možná nejvíce ekologický bungalov". Za tímto účelem bude zateplení stěn, stropu a podlahy opravdu masivní, orientace oken převážně k jihu, ale nejen to. Spolu s tím by měl jít ruku v ruce i způsob vytápění a větrání. Spotřeba energií na vytápění (ÚT) a přípravu teplé užitkové vody (TUV) zatěžuje domácí rozpočty takřka dvěma třetinami. My snížíme tuto spotřebu nejen zateplením, ale dobrým návrhem otopné soustavy a jejím kvalitním řízením.
V domě bude využito veškeré teplo, které bude sálat z kuchyňského sporáku, krbu, el. spotřebičů, z nás samých, a to tak, že bude zbavené ve výměníku veškerých pachů. (z odcházejícího teplého, jídlem nasátého vzduchu z digestoře bude ve výměníku využito pouze teplo na ohřátí chladného, ale čerstvého vzduchu z venku). To znamená, že nebudeme muset větrat, abychom vyčistili vzduch a následně pak topili jako divý, abychom nezmrzli. Teplo bude rovnoměrně proudit do všech místností, tak aby všude byla příjemná teplota. Když tedy budeme chtít zatopit v krbu kvůli atmosféře, přebývající teplo se využije třeba na ohřev vody na mytí, nebo na zatopení v nejvzdálenější místnosti od obývacího pokoje. Vše bude řízeno „chytrým“ systémem, kde si nastavíme požadovanou denní a noční teplotu v domě. Chytrý systém bude znát své priority. Když budeme topit v krbu, nebo bude teplo získáváno z rozehřátých slunečních panelů, kotel na elektrický proud bude v nečinnosti. Zapne se pouze v případě, že požadovaná teplota bude nižší než skutečná. A jak to bude v létě, kde místo topení byste nejraději mrazili? Zateplení domu působí i opačně – žár se nedostane dovnitř v takové míře jako u málo izolovaných domů (tomu pomůže i cca 90 cm přesah střechy). Zároveň nasávaný vzduch zvenku půjde do domu pod zemí, kde se automaticky ochladí. Zní to prostě báječně – a pokud se nebojíte technických výrazů a nákresů, následuje odborné vysvětlení.
Zpočátku bude jako hlavní zdroj tepla elektrický proud. Abychom využili nabídky energetiky, bude teplo získáváno převážně v nočních hodinách, v době nízkého tarifu elektřiny, akumulací do kapaliny. K akumulaci bude určena akumulační nádrž (AN) o objemu 750 litrů se dvěma výměníky (v budoucnu bude paralelně umístěna ještě jedna AN bez výměníků). Druhým zdrojem tepla bude krbová vložka s teplovodním komínovým výměníkem. Systém bude připraven pro snadné připojení solárního okruhu (SOLAR) a tepelné čerpadlo (TČ) země-voda.
Sériově vyráběná AN určená jako solární zásobník pro tuto topnou soustavu by byla značně drahá. Proto jsem oslovil společnost Komextherm Praha spol. s r.o. s vlastním návrhem (viz. obrázek). Uvidíme zda a za jakou cenu bude realizovatelná. (viz. obrázek)
Teplo z AN bude odebíráno do okruhů podlahového vytápění v koupelně a v kuchyni (pouze pod dlažbou), do k oupelnového topného žebříku a do ohřevu vzduchu ventilace. Dále se na odběru bude podílet TUV výměník v AN. Zcela záměrně není navrhován zásobník TUV, protože toto řešení průtokového ohřívače nevyžaduje občasný ohřev vody nad 60 oC pro zničení bakterií.
Spolu s TUV bude ventilace hlavním "odběratelem" tepla z AN. Řízená ventilace s rekuperací (zpětné získávání) tepla z odpadního vzduchu bude primárně zajišťovat tepelnou pohodu a dostatek čerstvého vzduchu. Čerstvý vzduch bude nasáván střídavě z fasádní mřížky a zemního registru podle venkovní teploty. Sání ze zemního registru bude využíváno především na ohřátí vzduchu v zimě (z -12 na 0 oC) a ochlazení vzduchu (z 30 na 22 oC) v letních parnech. Po přefiltrování bude smíchán s cirkulačním vzduchem a ten v případě potřeby dohřán na požadovanou teplotu (teplota ohřátého vzduchu by neměla převýšit 40 oC). Takto upravený vzduch bude přiváděn podlahovými kanály do obytných místností pod okna.
Odpadní vzduch bude u stropu nasáván z WC, koupelny, technické místnosti a v době vaření i z kuchyně (v budoucnu ještě ze šatny) a přes rekuperaci odveden střechou mimo dům. Aby nedošlo k přehřátí obývacího pokoje v době, kdy budeme topit v krbu, bude do cirkulace zapojen i vzduch ohřátý teplo-vzdušnou krbovou vložkou.
Celý systém ventilace by měl zajistit výměnu vzduchu v místnostech zhruba v těchto hodnotách:
- WC - 30 m3h-1
- koupelna - 40 až 60 m3h-1
- kuchyně - 5 až 10 m3h-1
- šatna - 30 m3h-1
- zádveří - 10 až 15 m3h-1
- ložnice 2 osoby - 40 m3h-1
- dětský pokoj - 30 až 50 m3h-1
- obývací pokoj - poč. osob x 25 m3h-1
- pracovna - 30 m3h-1
- ostatní prostory - 10 m3h-1
Popsaný systém je schematicky znázorněn na níže přiložených nákresech.
Systém se zdál vcelku "dokonalý", ale vyvstala otázka, jak ho celý uřídit. Jednoúčelové řídící systémy (pro kotle, pro solární systémy,...) nepřipadaly v úvahu, protože jejich bližší provázání a kooperace nebude možná. Bylo mi doporučeno zaměřit se na řízení pomocí PC, ale to jsem odmítl vzhledem k nedostatku periferií, nestabilitě operačních systémů a vysokému odběru el. Nakonec padla moje volba na modulární průmyslové počítače českého výrobce Elsaco. Sestavu počítače, analogových vstupních (čidla tepla) a digitálních výstupních (spínání relé, lineárních servo-pohonů,...) modulů s komunikačním terminálem je možné v PC v prostředí ProgWin naprogramovat, odladit simulací a nasadit do praxe. Ale to už předbíhám.
Ve spolupráci s panem Kratochvílem ze společnosti Alek, jsem navrhl čidla (od Rawet) a servopohony s armaturami (od Beline). Čidla se senzory typu Ni 1000/5000 (odpor vedení nemá na měření teploty velký vliv) budou použity na měření teplot v betonu vytápěných podlah (Rawet PT10), v prostoru obýváku a koupelny (Rawet PT20), v AN (Rawet PT30) a venku (na severní straně domu Rawet PT10 v úpravě proti vlhkosti a větru).
Může se zdát, že náklady na takovéto řešení budou velmi vysoké. Z připravovaného rozpočtu vyplynulo, že se skutečně nebude jednat o malou položku, ale přistupujeme k tomu, jako k investici, která okamžikem nasazení bude šetřit nemalé finanční prostředky. Celkové řešení bude také snadno rozšiřitelné o SOLAR, či TČ.