Základy podlahového vytápění a chlazení. Část 1. Typické vlastnosti a zdroje tepla
© Fotolia.com
Podlahové vytápění patří do skupiny velkoplošných otopných soustav. Teplo pro vytápění místnosti je dodáváno sáláním a konvekcí. V podlaze je zabudovaná značná část vytápěcí soustavy. Pro řadu výhod se podlahové vytápění buduje jak v obytných místnostech, v rodinných i bytových domech, tak místnostech užitkových, v obchodech, průmyslu atd., a v současnosti mnohem častěji, než tomu bylo dříve. Běžná je dnes také kombinace několika různých způsobů vytápění, při čemž podlahové vytváří základní část.
V případě, že je podlahové vytápění řešeno teplovodní formou, lze jeho funkci distribuce tepla do místností otočit na odvádění tepla z místností a pak slouží k chlazení.
Úvod
Montážní firmy mají s instalací podlahového vytápění letité zkušenosti a pracovní operace zvládají instalatéři s praxí velmi dobře. Základem je dobře vypracovaný projekt a kvalitní práce montážních pracovníků používajících správný materiál a nářadí.
Doporučuje se, aby podlahové vytápění bylo zřízeno v objektu, který splňuje tepelně-technické vlastnosti tak, že průměrná tepelná ztráta by měla být menší jak 20 W/m3 eventuálně průměrná roční spotřeba tepla nižší než 70 až 80 kWh/m2.
| rozdělení podle | podlahové vytápění |
|---|---|
| teplonosné látky | vzduch, otopná voda, elektřina |
| způsobu montáže | mokrý proces, suchý proces |
| vedení potrubí | spirálové, meandrové |
| elektrické prvky | kabely, rohože, fólie |
| materiálu potrubí | plastové, kovové, vícevrstvé |
| uložení potrubí | zabudované, volně uložené |
1. Základní informace o podlahovém vytápění
Druhy podlahových vytápěcích soustav
Podle způsobu předávání tepla můžeme rozdělit podlahové vytápěcí soustavy na dvě skupiny – konvekční a sálavé. Konvekční předávají teplo do místnosti převážně prouděním (konvekcí). Konkrétním příkladem jsou podlahové konvektory. Sálavé soustavy předávají teplo především sáláním (radiací). V jedné budově (nebo i místnosti) může být nainstalováno podlahové vytápění jak konvekční, tak i sálavé, aby se co nejvíce využily přednosti každé z nich. Vzhledem k fyzikální podstatě sdílení tepla však v praxi neexistuje soustava, která by byla výlučně jen sálavá nebo konvekční.
| parametr vytápění | druh vytápění | |
|---|---|---|
| konvekční | podlahové | |
| předávání tepla převážně | prouděním | sáláním |
| předávací plocha | malá | velká |
| teplota otopné vody | různá | do cca 45 °C |
| umístění | pod oknem | v podlaze |
| pohoda prostředí | dobrá | vyšší |
| zdroj tepla | kotel | kotel, solární panely, tepelná čerpadla |
Teplota otopné vody u konvekčního vytápění může být od 40 °C až do 90 °C. Teplota otopné vody u velkoplošného podlahového vytápění je obvykle do cca 45 °C.
Předávání tepla
U konvekčního vytápění se nejprve ohřeje vzduch v místnosti a od něj teprve stěny, podlaha, další stavební konstrukce, nábytek atp. Při sálavém vytápění se nejdříve ohřívají povrchy stěn a předmětů a od nich vzduch v místnosti. V praxi však nikdy nedochází k předání tepla pouze prouděním nebo pouze sáláním.
Předávací (otopná) plocha
Musí být tak velká, aby tepelný výkon odpovídal tepelné ztrátě vytápěné místnosti. Konvektory mohou mít otopnou plochu o velikosti např. 1 až 3 m2, protože kolem této plochy intenzivně proudí vzduch. Plocha podlahového vytápění je mnohem větší, zpravidla jde o celou plochu místnosti, prostoru. Otopné potrubní hady, fólie, kabely se rozmísťují téměř po celé ploše podlahy vytápěné místnosti. Určitá omezení vytváří nábytek, zařizovací předměty atp.
Obr. 1 Porovnání velikosti předávací plochy teplovodního podlahového vytápění a podlahového konvektoru
Teplota otopné vody
U konvekčního vytápění se dříve počítalo s teplotami otopné vody přívodní / vratná voda 90/70 °C při venkovní teplotě −15 °C. V souvislosti s požadavky na úspory energie a změnami v budovách a soustavách došlo ke snížení na 80/60 °C nebo na 75/50 °C, ale i výrazně méně v nízkoenergetických domech. Podlahové teplovodní vytápění mívá obvykle teploty okolo 38/30 °C. Vše závisí na okamžité potřebě dodávky tepla podle teploty venkovního vzduchu.
Umístění
Obr. 2 Trubky jsou u dveří a oken hustěji u sebe
Nejvíc tepla by mělo přicházet do nejchladnějších míst vytápěné místnosti. Je to nejčastěji pod okny nebo u vchodových dveří. I u moderních velmi dokonalých oken je velký rozdíl, orientačně i desetinásobný, mezi únikem tepla oknem a okolní stěnou. Tepelný výkon podlahového vytápění se u oken zvětší tak, že se zmenší rozteč mezi trubkami, trubky se ukládají blíž k sobě. Podlahové konvektory se zásadně umísťují do takto exponovaných míst, typicky u balkonových dveří…
Obr. 3 Podlahový konvektor pod oknem
Pohoda prostředí
Graf 1 Typické a tradované výškové rozložení teploty vzduchu. Moderní nízkoenergetické stavební konstrukce historicky tradované teplotní extrémy značně zmenšily.
Ideální vytápění má u podlahy vyšší teplotu vzduchu než v prostoru nad hlavou. Díky rovnoměrnějšímu výškovému rozložení teplot vzduchu v místnosti u podlahového vytápění vzniká pocit dobré tepelné pohody. Je příjemné mít „nohy v teple“ a přitom dýchat chladnější vzduch. Křivka svislého průběhu teploty vzduchu u podlahového vytápění je nejvíce podobná ideálnímu.
Zdroj tepla
Obr. 4 Kombinace tepelného čerpadla s kotlem
U konvekčního vytápění je předávací (otopná) plocha menší oproti podlaze a musí tedy být teplota otopné vody vyšší pro dosažení stejného tepelného výkonu. Tento nedostatek konvektorů snižují výrobci použitím velmi tichých a úsporných ventilátorů urychlujících proudění vzduchu konvektorem. Tam, kde lze použít tyto systémy vytápění, lze dnes zpravidla použít jakýkoliv moderní, i nízkoteplotní teplovodní zdroj tepla. Nejen tedy kotel na jakýkoliv druh paliva, ale i tepelné čerpadlo. Může se také použít kombinace několika zdrojů tepla, například i se solární tepelnou nebo fotovolataickou soustavou. V případě čistě elektrických systémů žádné takové omezení neexistuje.
Teplota podlahy při podlahovém vytápění
Závisí na druhu místnosti a na tom, zda v ní lidé chodí obuti nebo ne. Podlahy využívané obutými lidmi neovlivňují z hlediska materiálu podlahové krytiny lokální tepelnou pohodu člověka. V tomto případě se doporučuje optimální teplota podlahy pro dlouhodobě sedící osoby 25 °C a pro stojící a chodící osoby 23 °C. Obecně je u podlahového vytápění rozhodující, že průměrná teplota podlahy by neměla z hygienických důvodů překročit 29 °C. Vyšší teplota podlahy může být v místnostech s kratší dobou pobytu, například v koupelnách, u bazénů.
Floor heating supplies heat in heated rooms by transferring from the floor. A large part of the heating system is installed in the floor. For a number of benefits, underfloor heating is being built in living rooms, family and apartment buildings, utility rooms, shops, industry, etc., and more often than ever before. It is also common today to combine several different types of heating, with the floor forming the base. In the event that the floor heating is designed with a hot water form, its function of distributing heat to the rooms can be turned to remove heat from the rooms and then serve for cooling.