V daném bytě jsou provozovány dva zásobníkové ohřívače vody (bojlery). První o objemu 80 litrů pro koupelnu. Druhý ohřívač vody pro kuchyni má objem 60 litrů. Dominantní spotřebiče jsou mimo tyto dva ohřívače ještě pračka, pečicí trouba, mikrovlnná trouba s grilem a koupelnový ohřívač vzduchu s ventilátorem. Všechny tyto spotřebiče mají příkon 2kW rovnoměrně rozdělený mezi tři fáze. Nově k těmto spotřebičům přibyla myčka. Změnila se také hodnota vstupního jističe ze 3×25A na 3×16A.
Bylo tedy nutné nově připojit další spotřebič (myčku) a najít vhodné místo k zapojení (výkonové). Byt má elektroměrovou sazbu D25. Dříve se ohřívače teplé užitkové vody konstruovaly tak, že ohřívací doba byla osm hodin souvisle. Tomu odpovídal příkon ohřívacího tělesa obvykle mezi 1 až 2kW. Nyní výrobci ohřívačů vody používají jednotně topné těleso o příkonu 2kW. Elektřina se nyní dodává v sazbě nižšího tarifu (NT) vícekrát denně v tzv. děleném tarifu. To umožňuje dohřát vodu v krátké době. Uvažovaný ohřívač 60 litrů má ohřívací dobu na plnou teplotu 2h a ohřívač 80 litrů 2,5h na stejnou teplotu. Oba ohřívače byly zapojeny na různé fáze. Z rozboru denní spotřeby v nižší sazbě se ukázalo, že spotřeba není příliš velká, protože ani spotřeba teplé vody není velká; za den se nespotřebuje celý obsah teplé vody v zásobníku.

Snížení příkonu ohřívačů na polovinu
Nejjednodušším řešením by bylo snížit příkon obou ohřívačů na polovinu a zapojit oba ohřívače na stejnou fázi, čímž by se uvolnila jedna fáze pro myčku. Toto by bylo možné provést dvěma způsoby. Prvním uvažovaným řešením bylo snížení příkonu ohřívačů na polovinu výměnou současného 2kW tělesa za těleso 1kW. Oba ohřívače byly již delší dobu v provozu, a bylo tedy vhodné zároveň je vyčistit od vodního kamene, který se tvoří uvnitř vysrážením z vody. Od tohoto řešení bylo upuštěno, protože požadovaná tělesa o příkonu 1kW není v současnosti možné v obchodě zakoupit. Dostupná jsou pouze tělesa o příkonu 2kW.
Těleso o příkonu 1kW by bylo nutné koupit u výrobce topidel na objednávku. Při čištění se ukázalo, že usazeniny nebyly uvnitř v takovém množství, které by poškodilo topné těleso, proto bylo možné toto těleso u ohřívače 80 litrů používat i nadále. Ohřívač 60 litrů měl ohřívací těleso jiné konstrukce, a to keramické v trubce. V tomto ohřívači se jen velmi málo usazoval vodní kámen, protože k ohřevu vody dochází přes větší plochu a při nižší teplotě, což má vliv na tvorbu vodního kamene - tvoří se ho méně. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto topná tělesa o výkonu 2kW ponechat.

Dalším uvažovaným způsobem snížení příkonu obou ohřívačů bylo zapojení křemíkové diody ke každému ohřívači (obr. 1). Oba ohřívače by byly zapojeny paralelně, a to  tak, že do série s každým ohřívačem by se zapojila dioda. Jeden bojler by se napájel kladnou půlvlnou a druhý zápornou půlvlnou. Součet obou půlvln by dal celkový příkon obou ohřívačů 2kW. Toto řešení se běžně používá např. u vysoušečů vlasů, kde v nižším stupni je vysoušeč zapojen přes diodu (je zapojena jen jedna půlvlna), čímž se sníží výkon na polovinu. Vhodné by bylo umístit diody s drátovými přívody přímo do svorkovnice uvnitř ohřívače. Toto jednoduché zapojení nebylo pro možnost poruchy diody (přehřátí) realizováno. Rozhodl jsem se pro řešení elektrikářské (obr. 2).

Obr. 1. Zapojení s křemíkovými diodami

Přednostní relé - zapojení dvou bojlerů za sebou
Přednostní relé se obvykle zapojuje tak, že při zapnutí přednostního (prioritního) spotřebiče se krátkodobě vypne obvykle akumulační spotřebič nebo topné těleso, např. pečicí trouba nebo topidlo pro ohřev vzduchu v místnosti. Zde však byla neobvykle využita funkce přednostního relé, a to upřednostnění jednoho akumulačního spotřebiče před druhým. Jak již bylo řečeno, spotřeba teplé vody v tomto bytě není příliš velká, větší je pro kuchyň.

Protože v bytě je převážně spotřebovávána voda v kuchyni (jde o starší byt s obývanou kuchyní a umyvadlem), zapojil jsem přednostní relé tak, že nejprve se nahřívá voda v ohřívači 60 litrů pro kuchyň, poté, co tento ohřívač vypne, se nahřívá voda v druhém ohřívači pro koupelnu. Sloučením obou ohřívačů na jednu fázi se uvolnila druhá fáze pro zapojení myčky. Tím, že se začala v domácnosti používat myčka na nádobí, zmenšila se v kuchyni spotřeba teplé vody z kuchyňského ohřívače 60 litrů. Je-li přes den zvýšena spotřeba vody, např. při velkém úklidu, malování atd., je při druhém nebo třetím zapnutí v sazbě NT dostatek času na dohřátí. Po půl roce používání tohoto zapojení nenastal nedostatek teplé vody: vysledoval jsem, že taková situace nenastane, ani kdyby spotřeba teplé vody vzrostla o 100%.

Obr. 2. Skutečné zapojení s přednostním relé

Závěr
Z elektrotechnického hlediska snížení příkonu a prodloužení doby odběru snižuje ztráty v síti, daleko lépe využívá vedení a zdroje výroby elektrické energie. Větší odběratelé zaplatí celkově méně za odebranou elektrickou energii, jestliže si takto uspořádají svůj odběr (což je sledováno např. měřením čtvrthodinového maxima). Podobně bylo uspořádání zavedeno i u domácností, a to tím, že součástí faktury za odběr nejsou jen odebrané kilowatthodiny, ale i platba za hodnotu hlavního jističe.

František Majda

Ukázka z časopisu Elektro 6/2011

Celoroční předplatné časopisu Elektro si můžete objednat níže přiloženým formulářem!