Vytápění domácností v průběhu let
První možnost vytápění obydlí našich předků byl oheň. První doklady o používání ohně k vytápění pocházejí z doby před přibližně 100 000 lety. Při vykopávkách v Řecku se zjistilo, že pevná ohniště se používala již 2 500 let př. n. l.. Již 1 500 let př. n. l. egyptské civilizace zjistily, že pomocí měchů se plameny rozfukují, čímž se zvyšuje teplo. První důkazy o počátcích podlahovém vytápění byly nalezeny v Turecku kolem roku 1 200 př. n. l.
Byli to Římané, kteří tyto rané systémy vytápění dále rozvinuli do podoby, kterou lze považovat za první systém ústředního vytápění využívající sálavé teplo v podlahách a stěnách. Po pádu Římské říše se však vytápění interiérů vrátilo zpět a primitivní krby zůstaly normou až do zavedení hliněných kamen v roce 800 našeho letopočtu. Ve 12. století znamenal vynález komínů novou éru vytápění, která se dále rozvíjela s příchodem zděných kamen v roce 1500.
Koncem 17. století vyvinul James Watt první funkční parní vytápěcí systém, který se skládal z centrálního kotle a systému trubek. Na počátku 19. století byla vynalezena teplovzdušná pec, která ohřívala studený vzduch putující potrubím. Pravděpodobně jedním z nejvýznamnějších pokroků v oblasti vytápění domácností byl vynález radiátoru v Rusku v roce 1855 a následně prvního termostatu v roce 1885.
Elektrické vytápění bylo poprvé zkoumáno na konci 19. století, kdy Thomas Edison v roce 1883 vynalezl první elektrické topení. Bezpečnostní problémy spojené s používáním elektrických ohřívačů způsobily, že se běžně začaly používat až v 50. letech 20. století.
Ve 20. století došlo k mnoha dalším pokrokům v systémech vytápění domácností. V roce 1919 si Alice Parkerová nechala patentovat první ústřední topení na plyn, v roce 1935 se začala používat první konvekční systémy vytápění a v 60. letech 20. století se poměrně rozšířily akumulační systémy vytápění. V 80. letech 20. století byly systémy ústředního vytápění s plynovými kotli běžné a dodnes představují přibližně 40 % vytápění budov v celé Evropě.
Nejnovější pokroky v oblasti vytápění domácností
Za posledních 40 let se vytápění domácností neustále vyvíjelo. Technologický pokrok a zlepšení účinnosti a bezpečnosti přispěly k efektivnějším a úspornějším systémům. Vývoj účinnějších kondenzačních plynových kotlů snížil provozní náklady a snížil emise uhlíku, ale stále vyžaduje používání fosilních paliv. V poslední době jsme byli svědky přechodu k tepelným čerpadlům jako lepší alternativě, která jsou účinná, nákladově efektivní a využívají především obnovitelnou energii namísto fosilních paliv. V Polsku, Nizozemsku a Rakousku se v první polovině roku 2022 zdvojnásobil nárůst prodeje tepelných čerpadel.
Jaká je budoucnost vytápění domácností?
Náklady na energii a obavy z dlouhodobého dopadu na životní prostředí znamenají, že se energetický sektor neustále snaží o zlepšení vytápění domácností. Díky pokračujícímu technologickému pokroku můžeme v příštích letech očekávat další změny. Hlavní úvahy o budoucnosti vytápění domácností se budou pravděpodobně točit kolem následujících klíčových oblastí:
- Životní prostředí - budoucí řešení vytápění domácností musí mít nízké nebo v ideálním případě nulové emise uhlíku.
- Náklady - počáteční náklady na výměnu plynového kotle mohou být vysoké, zejména v případech, kdy je třeba provést rozsáhlé práce na instalaci nového topného systému. Je důležité si uvědomit, že z dlouhodobého hlediska úspory provozních nákladů nakonec převýší počáteční výdaje.
- Účinnost - nejvýhodnější řešení vytápění domácností musí mít vysokou přeměnu energie na teplo.
- Technologie - chytré technologie budou hrát roli při zajišťování maximální kontroly nad tím, jak vytápíme své domovy. Pro optimální výkon bude důležitá možnost nastavit systém podle našich vlastních specifických potřeb.
- Komfort - topné systémy budou nastavitelné tak, aby zajistily udržení příjemné teploty v našich domovech. Mnoho systémů bude mít také možnost chlazení, které zajistí celoroční regulaci klimatu v domácnosti.
- Design - topná tělesa již nejsou vnímána pouze jako funkční. Důležitý je také vzhled a topná tělesa budoucnosti budou i nadále navrhována tak, aby zapadala do estetiky moderních domů.
Řešení vytápění domů pro budoucnost s nulovou spotřebou energie
Budoucnost vytápění domácností bude bezpochyby jiná, než jak ji všichni známe dnes. Cílem Evropské unie je do roku 2050 dosáhnout klimatické neutrality. Aby tohoto cíle dosáhly, provádějí země po celé Evropě změny ve způsobu vytápění našich domovů tím, že postupně vyřazují kotle na fosilní paliva ve prospěch jiných systémů. Již nyní se setkáváme s tím, že vlády během několika příštích let zakážou instalaci nových plynových kotlů. Rakousko například posunulo datum zákazu instalace plynových kotlů v nových budovách z roku 2025 na rok 2023.
Pokud se tedy blíží zánik plynových kotlů, jaké jsou alternativy? Jak již bylo zmíněno, tepelná čerpadla jako oblíbené řešení vytápění domácností vedou., nabízí se ovšem i další systémy vytápění.
Tepelná čerpadla
Vysokoteplotní, nízkoteplotní tepelná čerpadla, tepelná čerpadla země-vzduch a tepelná čerpadla vzduch-vzduch pracují na stejném principu. Přesouvají tepelnou energii ze vzduchu nebo země ven a využívají ji k zajištění tepla a ohřevu vody. Až 75 % energie využívané tepelnými čerpadly je obnovitelné, takže k napájení čerpadla je zapotřebí pouze 25 % elektrické energie. Když k tomu připočteme, že tepelná čerpadla jsou až třikrát nebo čtyřikrát energeticky účinnější než plynové kotle, je jasné, proč se tepelná čerpadla pravděpodobně stanou budoucností vytápění domácností.
Hybridy plynu a vodíku
Použití vodíku namísto zemního plynu je čistou alternativou spalování, která by výrazně snížila emise uhlíku. Studie však zjistily, že kvůli vysokým nákladům a nízké energetické účinnosti vodíku nemusí jít o životaschopné řešení.
Hybridní systémy
Hybridní systém vytápění kombinuje využití stávajícího plynového nebo olejového kotle s novou technologií, jako je tepelné čerpadlo se zdrojem vzduchu nebo země. Systém automaticky přepíná mezi oběma zdroji energie tak, aby v daném okamžiku poskytoval co nejefektivnější výkon. Tepelné čerpadlo je nejúčinnější během teplých měsíců, zatímco kotel je nejefektivnější přes zimu. Při použití s moderním účinným plynovým nebo olejovým kotlem může celková účinnost hybridního systému snížit vaše účty za energii a bude mít nižší emise oxidu uhličitého, protože kotel se bude používat méně.
Solární termické panely
Solární termické vytápění absorbuje tepelnou energii ze slunce prostřednictvím panelů na střeše vašeho domu. Kapalina v panelech se pak přesune do vašeho domu a tepelný výměník předá tepelnou energii do zásobníku teplé vody, kde se použije k přípravě teplé vody a vytápění. Solární termický systém může zajistit 40 až 70 % tepla a teplé vody, které ročně potřebuje čtyřčlenná rodina, a proto musí být využíván společně s dalším systémem, zejména v chladných měsících, aby bylo zajištěno dostatečné množství tepla. Využitím obnovitelné energie ze slunce mohou solární termické panely výrazně snížit účty za energii a mají nulové emise uhlíku.
Kotle na biomasu
Kotle na biomasu fungují podobně jako plynové nebo olejové kotle, ale jejich palivem je především dřevo ve formě polen, štěpky nebo pelet. Kotle na biomasu jako systém využívající obnovitelný zdroj energie a se schopností dosáhnout více než 90% účinnosti by se mohly v budoucnu rozšířit. Jejich provoz však může být mnohem levnější, počáteční náklady na instalaci jsou však značně vysoké a kotle na biomasu vyžadují hodně místa, což je pro mnohé vylučuje jako vhodnou volbu. Kotle na biomasu také vyžadují ruční práci při doplňování paliva a vysypávání vzniklého popela.
Chytrá řešení vytápění
S dalším rozvojem technologií můžeme v budoucnu očekávat více inteligentních systémů vytápění. Již nyní máme možnost nastavovat a ovládat chytrá topení na dálku z aplikací v telefonu, navíc se systém může spojit s instalatéry pro včasnou diagnostiku problémů a údržbu. Další novinkou jsou chytré termostaty, které se mohou naučit rutinu domácnosti a podle toho přizpůsobit svůj provoz, například zapnout topení dříve, než vstanete. Chytrý termostat sleduje prostředí, aby zajistil optimální výkon systému vytápění v případě potřeby a šetřil energii, když není nikdo doma nebo se místnosti nepoužívají.
Budoucnost vytápění domácností se mění a toto je teprve začátek. Pro zajištění budoucnosti planety je důležité, aby všichni, vlády, průmysl i spotřebitelé, zvážili dopad topných systémů a abychom v příštích letech pokračovali v přechodu na nové, udržitelné a účinné systémy.