Teplá voda má na výtoku téct teplá rychle a bez dlouhého odpouštění, a zároveň nesmí v rozvodech chladnout na teploty příznivé pro legionelu. Dosahuje se toho dvěma způsoby: cirkulačním potrubím s čerpadlem, nebo samoregulačním topným kabelem na potrubí teplé vody, například systémem HWAT. Cirkulace je osvědčený standard pro většinu budov, kabel se uplatní hlavně tam, kde se druhé potrubí obtížně vede nebo kde je výhodné řídit teplotu po úsecích.
Dva způsoby, jak udržet teplou vodu u výtoku
Když se teplá voda delší dobu neodebírá, v potrubí chladne. Uživatel pak musí odpustit studenou vodu, než začne téct teplá, a ochlazená voda v rozvodu vytváří podmínky pro množení bakterií. Proto se u delších rozvodů teplota v potrubí udržuje.
Vodovod s cirkulací
Ke každé větvi teplé vody se vede ještě cirkulační potrubí, kterým se voda vrací zpět do zásobníku. Cirkulační čerpadlo zajišťuje stálý malý průtok, takže voda v rozvodu neochladne. Do jednotlivých větví se osazují regulační, typicky termostatické ventily, které rozdělí průtok tak, aby byla teplá voda i na nejvzdálenějších místech.
Vodovod s elektrickým kabelem na ohřev
Místo cirkulace se na potrubí teplé vody pod izolaci položí samoregulační kabel pro udržování teploty teplé vody, například systém HWAT od výrobce nVent Raychem. Kabel s rostoucí teplotou potrubí sám snižuje výkon a jen nahrazuje tepelné ztráty potrubí. Cirkulační potrubí ani cirkulační čerpadlo nejsou potřeba, rozvod je jednotrubkový. Systém se doplňuje řídicí jednotkou, která umožňuje nastavit teplotu a časové programy.
Obě řešení lze kombinovat. Častá je například cirkulace v hlavních stoupačkách a kabel na dlouhých koncových úsecích, kam by se cirkulace vedla obtížně nebo by se špatně vyregulovala.
Legionella a teploty podle vyhlášky č. 252/2004 Sb.
Hygienické požadavky na teplou vodu stanoví vyhláška č. 252/2004 Sb., o hygienických požadavcích na pitnou a teplou vodu. Pro teplotu teplé vody uvádí hodnotu 55 °C a ve vysvětlivkách doplňuje, že teplota po odtočení by neměla klesnout pod 50 °C, optimálně má být nad 55 °C. Cílem je omezit množení legionel v rozvodu. Pro zdravotnická a ubytovací zařízení vyhláška stanoví u legionel závazný limit, pro ostatní budovy jde o doporučenou hodnotu.
Z toho plyne několik zásad pro návrh:
- voda na výstupu z ohřevu musí mít dostatečnou teplotu, Státní zdravotní ústav doporučuje alespoň 55 °C, ideálně 60 °C,
- v rozvodu ani v cirkulaci nesmí teplota výrazně klesat, proto se hlídá vyregulování a izolace potrubí,
- v rozvodech nesmějí zůstávat slepé úseky a dlouhé přípojky bez průtoku,
- systém má umožnit termickou dezinfekci nebo jiné účinné opatření, pokud se legionely objeví.
U samoregulačního kabelu je potřeba ověřit, jakou teplotu typ kabelu a řídicí jednotka dovolí. Možnost krátkodobého zvýšení teploty pro dezinfekci se liší podle výrobce a typu systému, proto se posuzuje už při výběru.
Cirkulace a samoregulační kabel ve srovnání
| Hledisko | Cirkulace | Samoregulační kabel (např. HWAT) |
|---|---|---|
| Rozvod | Dvě potrubí: teplá voda a cirkulace | Jedno potrubí teplé vody |
| Energie pro udržení teploty | Teplo ze zdroje teplé vody a elektřina pro čerpadlo | Elektřina přímo v kabelu |
| Tepelné ztráty | Z obou potrubí, zpětná voda ochlazuje zásobník | Jen z jednoho potrubí |
| Regulace | Vyvážení větví ventily, čerpadlo s časovým nebo teplotním řízením | Řídicí jednotka, teplota a časové programy |
| Nároky na prostor | Větší, druhé potrubí v šachtách a podhledech | Menší, ale nutné elektrické napojení |
| Spolehlivost v provozu | Závisí na správném vyregulování | Závisí na správné instalaci a řízení |
| Typické použití | Bytové domy, RD, většina novostaveb | Rekonstrukce, dlouhé větve, hotely, provozy |
Rozdíl je také v údržbě. Cirkulace vyžaduje občasnou kontrolu čerpadla a nastavení ventilů, kabel kontrolu řídicí jednotky a elektrických ochran.
Investiční a provozní srovnání se vždy dělá na konkrétní budově. U cirkulace rozhoduje délka a počet větví, u kabelu délka potrubí a cena elektřiny. Teplo z tepelného čerpadla nebo z centrálního zdroje bývá levnější než přímá elektřina, cirkulace ale zase přidává tepelné ztráty druhého potrubí. Výsledek proto není dopředu daný.
- Ověřte délku rozvodů a vzdálenost koupelen od zdroje teplé vody.
- Rozhodněte, zda je v šachtách a podhledech místo pro cirkulaci.
- U kabelu počítejte s elektrickým napájením a řídicí jednotkou.
- Navrhněte vyregulování cirkulace termostatickými ventily.
- Stanovte odběrový profil pro návrh zásobníku.
- Myslete na možnost termické dezinfekce.
Kde se hodí které řešení
Bytový dům
U novostaveb s centrální přípravou teplé vody je standardem cirkulace. Stoupačky se vedou v instalačních šachtách, kde je pro druhé potrubí místo. Kabel se uplatní u dlouhých ležatých rozvodů v garážích nebo tam, kde je výhodné řídit teplotu po úsecích.
Rodinný dům
Při kompaktní dispozici, kdy jsou koupelny a kuchyně blízko zdroje, se cirkulace často nenavrhuje vůbec. U větších domů se vzdálenými koupelnami se navrhuje cirkulace s časovým řízením čerpadla. Kabel se hodí, když chybí trasa pro cirkulaci.
Hotel a ubytovací zařízení
Zde je klíčová hygiena a závazné limity. Používá se cirkulace s pečlivým vyregulováním a možností termické dezinfekce, u složitých rozvodů i kombinace s kabelem na vybraných úsecích.
Rekonstrukce
V rekonstruovaných domech často není kudy vést druhé potrubí. Samoregulační kabel umožní udržovat teplotu v jednom potrubí bez rozsáhlých stavebních zásahů, pokud je k dispozici elektrické napájení.
Návrh cirkulace a cirkulačního čerpadla
Cirkulační čerpadlo se nenavrhuje podle katalogu, ale podle výpočtu. Výpočet vnitřního vodovodu podle ČSN 75 5455 a zásady podle ČSN 75 5409 a ČSN EN 806 určují dimenze potrubí. Průtok cirkulace se odvozuje z tepelných ztrát rozvodu teplé vody a z dovoleného poklesu teploty. Z průtoku a tlakové ztráty nejnepříznivější větve se pak vybere čerpadlo.
- Vyregulování: termostatické cirkulační ventily ve větvích zajistí, že voda nepoteče jen nejkratší cestou.
- Izolace: kvalitní izolace teplé vody i cirkulace snižuje potřebný průtok i ztráty.
- Řízení čerpadla: časové nebo teplotní řízení omezí provoz v době bez odběru, pokud to hygienické požadavky dovolí.
- Napojení do zásobníku: cirkulace se zaúsťuje tak, aby co nejméně narušovala teplotní rozvrstvení vody.
Návrh zásobníku teplé vody
Návrh zásobníku teplé vody, často označovaného jako zásobník TUV nebo bojler, se řídí normou ČSN 06 0320 Tepelné soustavy v budovách: Příprava teplé vody, Navrhování a projektování. Objem zásobníku a výkon ohřevu spolu souvisejí: malý zásobník potřebuje výkonný zdroj, velký zásobník vystačí s menším výkonem, ale déle se nahřívá a má větší tepelné ztráty.
Základem je odběrový profil, tedy kolik teplé vody se odebírá a kdy. U bytového domu se vychází z počtu osob a bytů, u hotelu z obsazenosti a ranních špiček, u provozoven z technologie. Projektant porovná průběh odběru s dodávkou tepla ze zdroje a určí objem, který pokryje špičku.
- U tepelného čerpadla je potřeba zásobník s dostatečnou plochou výměníku a počítat s nižší teplotou ohřevu, kterou se kvůli hygieně doplňuje dohřevem.
- U centrálního zdroje se volí mezi zásobníkovým ohřevem a průtokovým ohřevem s akumulací otopné vody.
- U cirkulace se do bilance zahrnují i tepelné ztráty rozvodu, které musí zdroj krýt.
Součástí návrhu je i zabezpečení zásobníku proti nadměrnému tlaku a teplotě, tedy pojistný ventil a expanzní nádoba určená pro pitnou vodu, podle ČSN 06 0830. Projektant také řeší umístění zásobníku: krátká vzdálenost k hlavním odběrům zkracuje rozvody i cirkulaci.
Správně navržený zásobník zajistí dostatek teplé vody ve špičce bez zbytečně velkého objemu, který by zvyšoval ztráty i riziko nedostatečně ohřáté vody.
Časté otázky
Co je HWAT systém?
HWAT je obchodní název samoregulačního topného kabelu výrobce nVent Raychem pro udržování teploty teplé vody v potrubí. Kabel se montuje na potrubí pod izolaci a nahrazuje cirkulační potrubí a čerpadlo.
Je samoregulační kabel úspornější než cirkulace?
Záleží na budově. Kabel má menší tepelné ztráty, protože vytápí jen jedno potrubí, ale spotřebovává přímo elektřinu. Cirkulace využívá teplo ze zdroje teplé vody, ztrácí ale teplo i z druhého potrubí. Rozhodnutí vychází z výpočtu pro konkrétní rozvod.
Musí mít rodinný dům cirkulaci?
Ne vždy. U kompaktní dispozice s krátkými rozvody se bez cirkulace obejde. U vzdálených koupelen se navrhuje cirkulace s časovým řízením nebo samoregulační kabel, aby nebylo nutné dlouho odpouštět vodu.
Jakou teplotu má mít teplá voda?
Podle vyhlášky č. 252/2004 Sb. by teplota teplé vody po odtočení neměla klesnout pod 50 °C, optimálně má být nad 55 °C. Na výstupu z ohřevu se proto obvykle udržuje vyšší teplota.
