Průběh teplot a tepelných toků v místnosti po ukončení zátopu

otopné soustavy

Dopisy čtenářů

V příspěvku [1] Vladimír Valenta uvádí způsob výpočtu zátopového tepelného toku. Navazuji na něj ukázkou toho, jaký průběh mohou mít teploty a tepelné toky přiváděné do místnosti po ukončení zátopu.

Uvažuje se denní topný cyklus t = 24 h, rozdělený na dobu zátopu t_Z = 2 h, ustálené vytápění t_U = 14 h a chladnutí (topná přestávka) t_C = 8 h, vnitřní teplota q_i = 20 °C, teplota vnějšího vzduchu q_e  = – 15 °C. Potřebný tepelný tok k pokrytí tepelné ztráty při ustáleném vytápění je Q_U = 1 126 W a zátopový tepelný tok je Q_Z = 1 800 W (výpočty jsou provedeny postupy uvedenými v [2].

Jestliže se zmenší zátopový tepelný tok okamžitě po ukončení stanovené doby zátopu na hodnotu tepelného toku přiváděného do místnosti v době ustáleného vytápění, pak teploty v místnosti klesají a nedosahují požadované vnitřní teploty. Názorně je to vidět z jejich průběhu uvedeného v tabulce 1 a z grafu na obr. 1, kde je znázorněný průběh teploty vzduchu.

Tab. 1 • Průběh teplot v místnosti při okamžitém poklesu zátopového tepelného toku Q_z = 1800 W na úroveň tepelného toku potřebného při ustáleném vytápění Q_u = 1126 W

Graf 1 •

kde je:

• q_{i [}°C] – teplota vzduchu;
• q_m [°C] – průměrná vnitřní povrchová teplota konstrukcí ohraničující místnost;
• q _[°C] – vnitřní teplota.

Z uvedených údajů je zřejmé, že má-li být zachována požadovaná vnitřní teplota dosažená po ukončení zátopu, a která má být pak udržovaná v době ustáleného vytápění, je nutné přivádět do místnosti i po skončení zátopu tepelný tok, který je větší, než je potřebný tepelný tok při ustáleném vytápění. Jak velký tento tepelný tok musí být, je vidět z tabulky 2 a z grafu na obr. 2.

Tab. 2 Průběh tepelného toku přiváděného do místnosti po ukončení zátopu Q_sz [W] k zajištění vnitřní teploty q_i = 20 °C (t_sz – doba po skončení zátopu [h]

Graf 2 •

grafy: Ing. Roman Vavřička, Ph.D.

Poznámky:

1. Tepelný tok stanovený k pokrytí tepelné ztráty místnosti obvyklým způsobem se odlišuje v tomto konkrétním případě od tepelného toku vycházejícího z neustáleného tepelného stavu jen o 3 W.
2. Při přerušovaném režimu vytápění může probíhat převážná část denního topného cyklu v neustálených podmínkách, což se samozřejmě promítá i do spotřeby tepla při vytápění.

Odkazy:

1. VALENTA, V.: Průběh vnitřních teplot v místnostech při zátopu. Topenářství instalace, č. 4/2013, s. 38.
2. ŘEHÁNEK, J.: Tepelná akumulace budov. ČKAIT, Praha, 2002.

doc. Ing. Jaroslav Řehánek, DrSc.,
Centrum stavebního inženýrství, a.s. Praha

Poznámka redaktora:

Příklad je spočten pro konstantní venkovní teplotu vzduchu –15 °C. Obvykle jde o teplotu v nejchladnější části dne, zatímco v ostatních částech dne bývá venkovní teplota vyšší. Tím je popsaný jev částečně kompenzován, ale zcela odstraněn není.

Při rozhodování o přerušovaném vytápění, například i individuálně řešeném manuálním otevíráním nebo uzavíráním hlavic termostatického ventilu v místnosti až na doraz, tedy on-off, které se stále častěji objevuje v bytové výstavbě po instalaci indikátorů vytápění nebo měřičů tepla, nebo při rozhodování o vytápění s nočním útlumem, je nutné důkladně zvážit vliv v článku uvedených poznatků a podle konkrétní situace jej zohlednit v regulaci výkonu zdroje tepla. Zejména v otopných soustavách s ekvitermním řízením nemusí být, po skončení doby zátopu a po přechodu ze zvýšené zátopové teploty přívodní otopné vody na ekvitermní teplotu, k dispozici dostatek tepelného výkonu. Tedy tepelného toku, který by odstranil nežádoucí pokles teploty v místnosti a sníženou tepelnou pohodu. Typickým příkladem může být uživatel bytu, který z úsporných důvodů plně zavře termostatické hlavice při odchodu do práce na noční směnu, vrací se domů až dopoledne, kdy hlavice zase otevře. Tedy v době, kdy ranní zátop již skončil, ekvitermní řízení teploty přívodu už počítá s vyšší externí teplotou, a souběžně i s naakumulovaným teplem ve stavebních konstrukcích, které se však daného bytu netýká, neboť jeho uživatel to neumožnil. Tepelný tok do bytu pak neodpovídá aktuální potřebě a uživatel si stěžuje na chlad. Zvláště to platí v soustavách s ekvitermním řízením teploty otopné vody, které s přerušováním toku tepla do místnosti on-off manipulací s termostatickými hlavicemi vůbec nepočítá.

Individuální chování uživatelů bytů zásadně ovlivňuje předpoklady, na kterých je založeno, nazvěme to kolektivní šetření. Tedy shodu všech obyvatel domu na tom, že se budou chovat podobně. Současná doba, jejímž znakem je například i nepravidelná pracovní doba, opuštění bytu na delší dobu, vyžaduje volit takové formy regulace, které ztrátě tepelného komfortu zabrání.