Typy systémů vytápění domácností

Druhy obytných topných systémů

Existuje několik typů systémů používaných k poskytování tepla v domácnosti, a uvnitř každého širokého typu existuje mnoho variací. Některé topné systémy sdílejí komponenty s domácím chladicím zařízením a některé systémy zajišťují vytápění i chlazení. Termín HVAC - vytápění, větrání a klimatizace - se používá k popisu celkového systému klimatizace v domácnosti.

Bez ohledu na to, jaký systém HVAC je používán, účelem všech topných zařízení je využívat tepelnou energii ze zdroje paliva a přenášet ji do obytných prostor, aby se udržovala pohodlná okolní teplota. Vytápěcí systémy mohou využívat různé zdroje paliva, včetně zemního plynu, propanu, topného oleje, biopaliva (např. Dřeva) a elektřiny. Některé domy mají více než jeden topný systém, například když je suterén nebo dokončený suterén vytápěn jiným systémem než zbytek domu.

Systémy nuceného ohřevu / chlazení vzduchu

Zdaleka nejběžnějším systémem HVAC v moderních severoamerických domovech je systém nuceného vzduchu, který používá pec s ventilátorem, který dodává ohřátý vzduch do různých místností domu prostřednictvím sítě potrubí. Nucené vzduchové systémy se velmi rychle přizpůsobují teplotě v místnosti a protože klimatizační systémy mohou sdílet stejné dmychadlo a potrubí, jedná se o účinný systém HVAC.

Zdroje paliva: Pece poháněné systémy nuceného vzduchu mohou být poháněny zemním plynem, kapalným propanem (LP), topným olejem nebo elektřinou.

Distribuce: Vzduch, který je zahříván hořákem pece nebo topným článkem, je distribuován sítí potrubí do topných registrů v jednotlivých místnostech. Jiný systém potrubí vrací vzduch zpět do pece zpětným tokem studeného vzduchu.

Výhody:

• Systémy nuceného vzduchu lze filtrovat, aby se odstranil prach a alergeny. Mohou však také zvýšit množství alergenů, které jsou ve vzduchu.
• Zvlhčovací (nebo odvlhčovací) zařízení lze integrovat do systému nuceného vzduchu.
• Pece s nuceným oběhem vzduchu jsou relativně levné.
• Tyto pece mohou dosáhnout nejvyššího hodnocení AFUE (roční účinnost využití paliva) jakéhokoli topného systému (to však nutně neznamená, že se jedná o nejefektivnější způsob vytápění domu).
• Systémy s nuceným vzduchem mohou kombinovat chlazení s možností ohřevu.

Nevýhody:

• Vyžaduje potrubí a zabírá místo ve stěnách.
• Fanoušci pece mohou být hluční.
• Pohybující se vzduch může distribuovat alergeny.
• Pohybující se vzduch může být suchý, pokud není zvlhčen.
• Protože systémy nuceného vzduchu ohřívají vzduch a ne předměty v místnosti, nepovažuje se za nejpohodlnější formu vytápění.

Gravity Air Furnace Systems

Gravitační vzduchové pece, předchůdce systémů nuceného vzduchu, distribuují také vzduch systémem kovových potrubí, ale spíše než nucením vzduchu pomocí dmychadla fungují systémy gravitačního vzduchu jednoduchou fyzikou stoupání teplého vzduchu a klesání studeného vzduchu. Gravitační vzduchová pec v suterénu ohřívá vzduch, který pak stoupá do různých místností potrubím. Chladný vzduch se vrací do pece pomocí systému zpětného vedení studeného vzduchu. Takzvané „chobotnice“, které se nacházejí v mnoha starších domovech, jsou gravitační vzduchové pece.

Gravitační vzduchové systémy již nejsou nainstalovány, ale v mnoha starších domovech nadále fungují efektivně.

Zdroj paliva: Pece s nuceným vzduchem mohou být poháněny zemním plynem, kapalným propanem (LP), topným olejem nebo elektřinou.

Distribuce : Upravený vzduch cirkuluje sítí kovových potrubí.

Výhody :

• Gravitační systémy nemají žádné pohyblivé části a mohou vydržet po mnoho desetiletí.
• Systémové vybavení je velmi spolehlivé a vyžaduje malou údržbu.

Nevýhody :

• Vzduch nelze účinně filtrovat.
• Energetická účinnost je nižší než u novějších pecí.
• Úpravy teploty jsou pomalé, protože systémy fungují pomocí jednoduchých konvekčních proudů.

Sálavé topné systémy v podlaze

Moderní podlahové vytápění je typ sálavého topného systému. Sálavé vytápění se liší od tepla nuceného vzduchu tím, že ohřívá předměty a materiály, jako je nábytek a podlahy, spíše než jen vzduch. Většina domácích sálavých systémů distribuuje teplo prostřednictvím horké vody ohřáté v kotli nebo ohřívači teplé vody.

Vytápění v podlaze zahrnuje plastové vodní potrubí instalované uvnitř betonových podlah nebo připojené k horní nebo spodní části dřevěných podlah. Je tichý a obecně energeticky účinný. Má tendenci se ohřívat pomaleji a trvá déle, než se přizpůsobuje než nucené vzduchové teplo, ale jeho teplo je konzistentnější.

Existují také podlahové systémy, které používají elektrické vedení instalované pod podlahovými materiály, obvykle keramickými nebo kamennými dlaždicemi. Jsou méně energeticky účinné než systémy s teplou vodou a obvykle se používají pouze v malých místnostech, jako jsou koupelny.

Zdroje paliva : Systémy horké vody jsou obvykle vytápěny centrálním kotlem, který může být poháněn zemním plynem, kapalným propanem (LP) nebo elektřinou. Teplá voda může být poskytována také solárními systémy horké vody, které se běžně používají k doplňování palivových systémů.

Distribuce : Podlahové systémy jsou obvykle distribuovány horkou vodou protékající plastovými trubkami.

Výhody :

• Sálavé systémy poskytují pohodlné a rovnoměrné teplo.
• Při zahřívání kotly mohou být sálavé systémy velmi energeticky účinné.

Nevýhody :

• Sálavé systémy se relativně pomalu zahřívají a přizpůsobují změnám teploty.
• Instalace podlahových systémů může být drahá.
• Pokud se objeví problémy s údržbou, je obtížný přístup ke skrytému potrubí.
• Systémy založené na kotli nelze kombinovat s klimatizací.

Tradiční systémy kotlů a radiátorů

Starší domy a bytové domy v Severní Americe jsou často vytápěny tradičními systémy kotlů a radiátorů. Mezi ně patří centrální kotel, který cirkuluje páru nebo horkou vodu potrubím do radiátorových jednotek umístěných strategicky kolem domu. Klasický radiátor - litinová svislá jednotka obvykle umístěná blízko oken - se často nazývá parním radiátorem, i když tento termín je někdy nepřesný.

Ve skutečnosti se u těchto starších radiátorů používají dva typy systémů. Skutečné parní kotle skutečně cirkulují plynnou páru potrubím k jednotlivým radiátorům, které pak kondenzují zpět do vody a odtékají zpět do kotle k opětovnému ohřevu. Moderní radiátorové systémy cirkulují horkou vodu do radiátorů pomocí elektrických čerpadel. Horká voda uvolňuje své teplo na radiátoru a chlazená voda se vrací do kotle pro další ohřev. Systémy s horkou vodou jsou v Evropě velmi běžné.

Zdroje paliva: Systémy kotle / radiátoru mohou být poháněny zemním plynem, kapalným propanem, topným olejem nebo elektřinou. Původní kotle mohly být poháněny také uhlím.

Distribuce: Teplo je produkováno párou nebo horkou vodou cirkulující kovovými trubkami do radiátorů tvarovaných pro usnadnění přenosu tepelné energie.

Výhody :

• Sálavé teplo je docela pohodlné a nevysušuje vzduch jako teplo nuceného vzduchu.
• Radiátory lze aktualizovat na nízkoprofilové podlahové nebo nástěnné radiátory.
• Po výměně starých kotlů mohou moderní kotle nabídnout velmi dobrou energetickou účinnost.

Nevýhody :

• Radiátory mohou být nevzhledné.
• Umístění radiátorů může omezit umístění nábytku a krytiny oken.
• Systémy založené na kotli nelze kombinovat s klimatizací.

Horkovodní podlahový radiátor

Další modernější forma sálavého tepla je teplovodní soklový systém, známý také jako hydronický systém. Tyto systémy také používají centralizovaný kotel pro ohřev vody, která cirkuluje systémem vodovodních potrubí k nízkoprofilovým topným jednotkám na soklové desce, které vyzařují teplo z vody ven do místnosti pomocí tenkých kovových žeber obklopujících vodní potrubí. Jedná se v podstatě pouze o aktualizovanou a vyvinutou verzi starých vzpřímených radiátorových systémů.

Zdroje paliva: Kotle pro hydronické systémy mohou být poháněny zemním plynem, kapalným propanem (LP), topným olejem nebo elektřinou. Mohou jim také pomoci solární systémy vytápění.

Distribuce :

• Horká voda ohřívaná kotelem a vedená k „trubkovým“ základním dílům namontovaným podél zdí. Žebra zvyšují povrchovou plochu odvodu tepla pro efektivitu.
• Teplo je distribuováno přirozenou konvekcí: Zahřátý vzduch stoupá ze základní desky, zatímco studený vzduch padá směrem k jednotce pro topení.

Výhody :

• Hydronické systémy mohou nabídnout vynikající energetickou účinnost.
• Hydronické systémy jsou tiché, protože neexistují ventilátory ani dmychadla.
• Teplotu lze přesně regulovat.
• Radiátorové systémy jsou velmi odolné a vyžadují malou údržbu.

Nevýhody :

• Sálavé / konvekční jednotky na základní desce musí zůstat bez překážek a mohou představovat výzvy při umisťování nábytku a navrhování zakrytí.
• Radiátory se pomalu zahřívají.
• Systémy horké vody nelze kombinovat s klimatizačními systémy.
• Pokud se teplo vypne po delší dobu, může být v topných trubkách riziko zamrznutí.

Topné systémy tepelných čerpadel

Nejnovější technologií vytápění domácností (a chlazení) je tepelné čerpadlo. Tepelná čerpadla využívající systém, který je podobný klimatizačnímu zařízení, odebírají teplo ze vzduchu a dodávají jej domů pomocí manipulátoru vnitřního vzduchu. Standardní domácí systémy jsou tepelná čerpadla se vzduchovým zdrojem, která odebírají teplo z venkovního vzduchu. Existují také zemní nebo geotermální tepelná čerpadla, která odvádějí teplo z hlubin v zemi, stejně jako tepelná čerpadla s vodním zdrojem, která se spoléhají na rybník nebo jezero na teplo.

Oblíbeným typem tepelného čerpadla se vzduchovým zdrojem je systém mini-split nebo ductless. To má relativně malou venkovní kompresorovou jednotku a jeden nebo více vnitřních vzduchových manipulátorů, které lze snadno přidat do místnosti nebo do odlehlých oblastí domu. Mnoho systémů tepelných čerpadel je reverzibilních a v létě lze přepnout do režimu klimatizace. Tepelná čerpadla mohou být energeticky účinná, ale jsou vhodná pouze pro relativně mírné podnebí; jsou méně účinné za velmi horkého a velmi chladného počasí.

Zdroje paliva: Tepelná čerpadla jsou obvykle poháněna elektřinou, i když jsou k dispozici i modely zemního plynu.

Distribuce : Teplo (a chlazení) jsou zajišťovány nástěnnými jednotkami, které foukají vzduch přes cívky výparníku spojené s venkovním čerpadlem, které odvádí nebo absorbuje teplo z venku.

Výhody :

• Systémy nabízejí topení i chlazení.
• Tepelná čerpadla mohou být velmi energeticky účinná.
• Jednotlivé nástěnné jednotky umožňují přesnou kontrolu každé místnosti.
• Ventilátory jsou tišší než centrální systémy nuceného vzduchu.
• Není vyžadováno žádné potrubí.

Nevýhody :

• Tepelná čerpadla jsou nejvhodnější pro relativně mírné podnebí.
• Distribuce ohřátého nebo chlazeného vzduchu může být omezena, protože pochází z jedné jednotky (v každé místnosti nebo oblasti).

Elektrické odporové topné systémy

Elektrické topné desky a jiné typy elektrických ohřívačů se běžně nepoužívají v primárních systémech vytápění domácností, většinou kvůli vysokým nákladům na elektřinu. Zůstávají však oblíbenou možností doplňkového vytápění v dokončených suterénech, domácích kancelářích a sezónních místnostech (jako jsou tříleté verandy a slunné pokoje). Elektrické ohřívače se snadno a levně instalují a nevyžadují žádné potrubí, čerpadla, vzduchové manipulátory ani jiná distribuční zařízení. Jednotky jsou levné a nemají žádné pohyblivé části a nevyžadují prakticky žádnou údržbu.

Kromě konvenčních podlahových ohřívačů existují také elektrické sálavé radiátory, které se zahřívají zářením. Obvykle se instalují blízko stropu a jsou nasměrovány k obyvatelům místnosti a poskytují více soustředěného tepla, než jaké získáte u soklových jednotek. Sálavé topné články jsou také energeticky účinnější než základní desky.

Distribuce : Ohřívače podlahových desek používají přirozenou konvekci k oběhu tepla v místnosti. Nástěnné ohřívače a mnoho speciálních ohřívačů (jako topné radiátory) mají obvykle vnitřní ventilátory, které vyfukují horký vzduch.

Výhody :

• Vytápěcí jednotky jsou univerzální a lze je instalovat téměř kdekoli.
• Systémy potřebují k napájení pouze elektrický obvod.
• Jednotky bez ventilátorů pracují tiše.
• Sálavé elektrické radiátory ohřívají objekty v místnosti, podobné sálavému teplu v podlaze.
• Není potřeba potrubí nebo drahá instalace.

Nevýhody :

• Provoz elektrických ohřívačů je velmi nákladný.
• Používají hodně elektřiny, a proto nepřiměřeně přispívají k nadužívání elektrické rozvodné sítě a souvisejícím problémům.
• Většina elektřiny je vyráběna z uhelných elektráren, takže elektrické ohřívače, i když jsou provozuschopné, významně přispívají ke znečištění ovzduší a atmosférickému uhlíku.