Základy podlahového vytápění a chlazení. Část 7. Elektrické podlahové vytápění a jeho části
V tomto pokračování seriálu článků je uveden přehled základních prvků elektrického podlahového vytápění a jejich vlastností.
Části elektrického podlahového vytápění
Elektrické podlahové vytápění sestává z těchto částí:
- topný kabel, rohož nebo fólie,
- teplotní sonda,
- elektrický jistič,
- regulátor teploty.
Prodávané sady elektrického podlahového vytápění obsahují většinou pouze topnou rohož nebo fólii s teplotní sondou a plastové příchytky. Jistič a regulátor se musí dokoupit. Většina obchodníků je však má v prodeji jako doplňkový sortiment.
Obr. 58 Příklad otopné rohože. Červený topný kabel je páskou upevněný na rohoži, černý kabel již není topný, slouží pro napojení na elektrický rozvod.
Obr. 59 Topná fólie šířky 100 cm
Topný kabel a rohože
Při tzv. mokré skladbě podlahové konstrukce se velkoplošné podlahové vytápění realizuje formou topných kabelů zalitých vrstvou betonu nebo anhydridu, která zajišťuje rovnoměrné rozložení teploty v podlahové ploše. S kabely malých průměrů lze v některých případech zhotovit podlahové vytápění uložením kabelů, respektive rohoží, do vrstvy lepidla pod keramickým obkladem podlahy. Na trhu se pro omezené využití vyskytují i „topné koberce“, které lze instalovat do místnosti volně.
Topným prvkem je elektrický odporový kabel aplikovaný buďto jako topný okruh (volná pokládka, vhodný pro menší a členité plochy), nebo jako topná rohož (kabel zafixovaný na tkanině, vhodný pro větší a pravidelné plochy). Tento systém se s ohledem na svoji konstrukci nazývá akumulačním (nebo poloakumulačním), ačkoliv akumulační schopnost tenké betonové desky není zdaleka taková, jaká je obvykle u podlahových teplovodních systémů.
Topné fólie
Při mokré i suché skladbě podlahové konstrukce lze velkoplošné podlahové vytápění realizovat formou topné folie. Jedná se o tenkou folii o tloušťce cca 0,4 mm, pomocí které se povrch podlahy zahřívá v celé ploše, což má pozitivní vliv na rovnoměrné rozložení teploty. Pokud je fólie instalována pod povrchem podlahy, nášlapná vrstva (plovoucí podlaha, PVC, koberec) nemívá dostatečnou akumulační schopnost, a pak v tomto případě působí topná folie jako přímotopný zdroj tepla.
Teplotní sonda
Sonda se ukládá do podlahy s topným kabelem, rohoží nebo fólií. Je to kabel, který má na jednom konci teplotní čidlo a druhý konec kabelu je připojen k regulátoru. Podlahová sonda se obvykle umisťuje do vlnovcové ohebné trubky – tzv. husího krku. Tato ochranná trubka umožňuje v případě potřeby sondu vytáhnout a následně vložit zpět – ať už z důvodu poruchy, nebo výměny termostatu za jiný typ. Proto se musí přechod ochranné trubky z drážky v podlaze do zdi provést ohybem s dostatečně velkým poloměrem.
Obr. 60 Teplotní sonda; uložení do podlahy (vlevo), detail výrobku (vpravo)
Vytápění topnými kabely
Topný kabel slouží k přeměně elektrické energie v energii tepelnou. Topné kabely se rozdělují podle několika hledisek. Podrobné přehledy topných kabelů lze nalézt na internetových stránkách výrobců [8].
Obr. 61 Vyhřívání schodů v koupelně k vaně topným kabelem
Odporové kabely jsou nejrozšířenějším typem topných kabelů. Jádro těchto kabelů je z vodivého materiálu s určitým elektrickým odporem. Podle délky kabelu, tedy velikosti elektrického odporu, pak mají kabely určitý tepelný výkon. Výrobce stanoví minimální možnou délku, aby se kabel nepřehříval. Pro běžné použití se kabely prodávají v konkrétních délkách a s konkrétními výkony, jako tzv. topné okruhy vybavené připojovacími vodiči. Technici s odpovídající elektro kvalifikací si mohou délky topných okruhů na základě výpočtů a s dodržením zásad od výrobce určovat sami.
Používají se i tzv. samoregulační kabely, které nemají elektrický odpor, a tedy i výkon konstantní, ale s rostoucí teplotou se odpor zvyšuje, a tak omezuje velikost protékajícího elektrického proudu a tepelný výkon.
V luxusních koupelnách mohou být k vaně přistaveny schody. Možné je i vyhřívání jednotlivých stupňů, na kterých jsou položeny dlaždice.
Vytápění topnými rohožemi
Topná rohož funguje jako otopné těleso uložené v podlaze. Rohož se může instalovat do novostavby nebo do budovy již dříve postavené, v níž se provádí rekonstrukce stavebních částí nebo otopné soustavy. Tepelný výkon dodávaný rohožemi může být od 100 W i celkově přes 10 kW.
Topná rohož se skládá z tkaniny a k ní připevněného elektrického topného kabelu. Kabel je po celé své délce připevněn k tkanině v konstantní rozteči a urychluje se tím instalace. Podle způsobu výroby se rozlišují rohože šité a lepené. Na vhodnost použití nebo výkon nemá způsob fixace kabelu vliv. Šité rohože mají tu výhodu, že mohou být použity pro atypické tvary místností a vyrábí se „na míru“. Lepené rohože se vyrábějí ve větších sériích, výroba je produktivnější a cena je nižší než u šitých rohoží.
Pro pokládání topných rohoží platí tyto všeobecné podmínky:
- topná rohož se musí vést nejméně 5 cm od stěn,
- připojovací kabel a kabel se sondou termostatu musí být uloženy v plastové ochranné trubce,
- pro zabránění tepelných ztrát musí být pod rohoží uložena tepelná izolace,
- při kladení rohože do místnosti větší než 20 m2 musí být vytvořena dilatační spára,
- rohož se nevede pod vanou, sprchovým koutem nebo nábytkem bez nožiček,
- před položením i po položení rohože se musí provést měření odporu topného obvodu,
- základem pro případnou možnost reklamace je vše provést podle návodu výrobce.
Vytápění elektrickými topnými rohožemi může být provozováno jen v případě, že tvoří se stavební konstrukcí budovy nerozlučný celek. Znamená to, že nemůže být přenosné, ale musí být pevně zabudované. Topný kabel rohože nesmí být krácen, tvoří z výroby určitý elektrický celek, který má daný topný výkon, elektrický odpor a další vlastnosti. Kabel je ukončen studeným koncem sloužícím k připojení na napětí 230 V. Studený konec může být na stavbě podle potřeby zkrácen. Topné kabely se připojují na soustavu 230 V, 50 Hz; elektrické krytí topných kabelů je IP 67.
V prostorách s „mokrým“ provozem (koupelny, prádelny apod.) se instalují rohože s kabelem s ochranným opletením. Ochranné opletení kabelu zajišťuje zvýšený požadavek norem na ochranu proti úrazu elektrickým proudem. Ochranné opletení se připojuje k PE vodiči nebo k ochrannému pospojování.
Podle zkušeností výrobců by měl instalovaný příkon odpovídat 1,1 až 1,3násobku vypočtených tepelných ztrát objektu. Pokud nelze takto vypočtený příkon instalovat v celém rozsahu do podlahové plochy, doporučuje se použít přídavné vytápění. Lze kombinovat například s elektrickým konvektorem, sálavým tělesem nebo i stropním vytápěním. Pro krátkodobé vytápění a do koupelen se i dodatečně instalují topné rohože o tepelném výkonu 160 W/m2, v prostorách dlouhodobě obývaných jen 80, 100 nebo 120 W/m2.
Obr. 62 Skladba podlahy 1 – nášlapná vrstva (dlažba, koberec, PVC, lamino), 2 – podlahová teplotní sonda v ochranné trubce, 3 – nosná anhydritová deska, 4 – topná rohož, 5 – tepelná izolace, 6 – podklad (betonová deska)
Instalace musí být opatřena zařízením umožňující odpojení rohože, či rohoží v obou pólech se vzdáleností rozpojených kontaktů nejméně 3,5 mm. Odpojení může být zajištěno přístupnou zástrčkou a zásuvkou nebo spínačem vestavěným do pevného vedení podle předpisů pro instalaci. Před pokládkou i po pokládce topné rohože musí být provedeno měření izolačního odporu mezi topným vodičem a ochranným opletením. Naměřené hodnoty se zapisují do záručního listu. V záručním listu musí být zakresleno uložení topné rohože s označením spojek přívodního kabelu a topné části přesným okótováním od stěn objektu. Do záručního listu musí být opsáno výrobní číslo rohože a datum výroby ze štítku umístěného na studeném konci rohože, tento štítek se následně vloží do připojovací krabice.
Do textilní konstrukce rohože je připevněn topný kabel, který může být ohýbán pouze v určitém poloměru. Při instalaci musí být poloměr ohybu nejméně osminásobek průměru kabelu. Textilní pásy, k nimž je topný kabel připevněn, mohou být rozstřiženy a kabely narovnány tak, aby se tvarem přizpůsobily vyhřívané ploše. Spojka spojující studený konec a topný okruh nesmí být instalována v ohybu. Topné kabely topných rohoží se nesmějí dotýkat, ani křížit, vzdálenost topných kabelů od sebe je min. 30 mm.
Obr. 63 Povolené rozstřižení topné rohože a nepovolené křížení rohože
Nejvíce tvarově členěné bývají koupelny. V nich se také rohože přizpůsobují svým tvarem místnosti nejčastěji. Vedení kabelu nemá vliv na předávání tepla nebo na tepelný výkon. Pokud je koupelna větší, musí se topná rohož stříhat i v několika místech. V tomto případě je vhodné si provést pokládku předem „nanečisto“ a rozložení topné rohože nakreslit na papír. Při vlastním kladení rohože pro betonování se ušetří čas a je předem známo, kterým směrem se má při rozvíjení rohože postupovat.
Topné rohože pro poloakumulační a akumulační vytápění
Výhodou poloakumulačního systému je nižší pořizovací cena topných rohoží – protože je kabel umístěn v dostatečně silné vrstvě, která zajistí rovnoměrné rozložení teploty. Podle potřeby lze použít i kabely s vyšším příkonem (cca 15 W/m). Nevýhodou je komplikovanější způsob pokládky – především tehdy, má-li být topný kabel uvnitř nosné betonové desky. Tato deska musí být monolitická, a pokud by se například u betonu odlila jen vrstva 2 cm, po zavadnutí instaloval topný kabel a až následně udělala druhá vrstva tloušťky 4 cm, hrozí velmi reálné nebezpečí, že po uvedení topného kabelu do provozu dojde k oddělení těchto dvou vrstev a k tzv. „vzdutí“ podlahy. U poloakumulačních a akumulačních systémů je také nutné důsledně dodržovat při prvním uvedení do provozu postupný náběh teploty podlahy – tzv. režim prvního zátopu.
Topné rohože pro akumulační a poloakumulační elektrické podlahové vytápění [9] se vyrábí sériově v šířkách 50 a 90 cm. Výrobce může podle potřeby zákazníka vyrobit rohož v libovolné šířce. Rohože s plošným výkonem 250–300 W/m2 se vyrábějí o šířce také 30 cm.
Nejmenší příkon sériově vyráběných topných rohoží je 270 W, největší může být i přes 4 kW. Jednotlivé místnosti v dobře tepelně izolovaných domech mají tepelnou ztrátu v uvedeném rozmezí. Příkon 4 kW postačuje pro vytápění velkých hal kancelářských nebo provozních budov. V případě vytápění sportovních nebo jiných rozlehlých hal o velké tepelné ztrátě se mohou instalovat topné rohože o nejvyšším výkonu.
Topné rohože pro přímotopné vytápění
Topné rohože jsou umístěny přímo pod dlažbu v tenké vrstvě pružného tmelu [10]. Používají se jak pro systémy hlavního vytápění, i pro systémy komfortního ohřevu podlahy.
Z hlediska funkčnosti není mezi topným kabelem a rohoží žádný rozdíl. Tyto dva výrobky se liší pouze ve způsobu pokládky. Instalace okruhu z topných rohoží je flexibilnější, ale náročnější. Rohož se vyznačuje jednodušší pokládkou a je u ní zajištěno rovnoměrné rozložení výkonu. Rohož je však vhodná spíše pro pravidelné plochy.
Topná rohož je umístěna těsně pod nášlapnou vrstvou, obvykle ve flexibilní stěrce nebo samo-nivelačním potěru. Používají se kabely co nejmenších průměrů a s nižším lineárním příkonem, aby byla rozteč smyček malá a podlaha se rovnoměrně prohřívala.
Topné rohože se vyrábí v provedení se samolepícími páskami, samolepící rohože a ultratenké rohože. Sériově se vyrábí topné rohože pro přímotopné vytápění šířky 30 a 50 cm o příkonu 100 až 3000 W.
Vzhledem k velmi malé výšce je rohož vhodná k instalaci na stávající podlahu bez její demontáže. Výhodou je velmi pružný provoz – rychlý zátop, může to být přibližně 15 až 30 minut. Tepelná setrvačnost je malá a podlaha přestává topit v krátké době po vypnutí.
Hliníkové topné rohože
Jsou určeny pod laminátové a dřevěné plovoucí podlahy instalované do tzv. vlhkých prostor – např. do koupelen [11]. Topným prvkem jsou speciální vodiče s dvojitou fluoropolymerovou izolací a vysokou teplotní odolností (trvalá zátěž až 70 °C). Je tím garantována nadstandardní životnost topného prvku při maximální bezpečnosti; použité materiály jsou samozhášivé. Rohož je provedena jako dvoužilová, s jedním připojovacím vodičem (tzv. studeným koncem) délky 3 m. Vodiče jsou umístěny mezi dvě samolepící hliníkové fólie. Horní vrstva, která je ve styku s krytinou, je vyztužena PE tkaninou pro vysokou mechanickou odolnost. Tloušťka rohože je přitom pouze 1,7 mm. Instalace se provádí stejně jako u běžných topných rohoží (nastřižením tkaniny), je však nutné jednotlivé pásy vodivě propojit. Hliníková fólie se připojuje na ochranný vodič a plní funkci ochranné mříže.
Obr. 64 Hliníkové topné rohože – pokládka rohože a plovoucí podlahy
Vytápění topnými fóliemi
Teplota podlahy s podlahovým vytápěním by neměla být vyšší, než 27 °C. Podlahové folie se proto vyrábí pouze v takových příkonech, které při dodržení všech instalačních podmínek tuto teplotu nemohou překročit. U průměrně zateplené stavby (z dnešního hlediska) je to v rozsahu 60 W/m2 až 80 W/m2 a pro velmi dobře zateplené objekty (NED) ve výkonu 40 W/m2 [12]. Topné folie se vyrábí v šířkách 600 a 1 000 mm. Aktivní (topná) šířka fólie je 500 mm nebo 900 mm a po obou stranách fólie se ponechává 50 mm místo pro uchopení a manipulaci. Mohou být použity pro plovoucí podlahy, nebo podlahy s PVC či kobercem.
Obr. 65 Skladba podlahy s topnou fólií pro plovoucí podlahu 1 – třívrstvá dřevěná nebo laminátová podlaha, 2 – podlahová teplotní sonda, 3 – krycí PE fólie, 4 – podlahová topná fólie, 5 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 6 – beton (anhydrit, původní podlaha)
Obr. 66 Skladba podlahy s topnou fólií pro PVC nebo koberec 1 – nášlapná vrstva PVC nebo koberec, 2 – dvouvrstvá lepená podložka, 3 – podlahová teplotní sonda, 4 – krycí PE fólie, 5 – podlahová topná fólie, 6 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 7 – beton (anhydrit, původní podlaha)
Výrobci se svými výrobky dodávají také návod k montáži včetně obrázků a jednotlivých kroků postupu. Návodů na montáž je také několik na internetových stránkách jako videoklipy [13]. Z většiny videoklipů si lze udělat poměrně dobrou představu o montáži. Stavební práce podle návodu by měl zvládnout zkušený řemeslník. Elektrické zapojení však musí provádět pouze oprávněný elektrikář, který musí potvrdit Záruční list.
Položení topné fólie je možné do místnosti jakékoliv šířky a délky. Vyberou se fólie různých šířek tak, aby se poskládaly vedle sebe na šířku vytápěné místnosti. Postup už se pak provádí podle návodu. Zjednodušený postup montáže podlahové fólie s vyobrazením:
1. vyberou se fólie různých šířek podle šířky vytápěné místnosti,
2. do podlahy se umístí teplotní sonda,
3. druhý konec kabelu sondy se vloží do elektrikářské krabičky upevněné ve stěně 120 cm nad podlahou,
4. po podlaze se roztáhnou jednotlivé fólie,
5. do výkresu se nakreslí jejich položení s popisem šířky a délky a označí se umístění nábytku,
6. u všech fólií se jednotlivě změří jejich impedance a zapíší,
7. vodiče jednotlivých fólií se připojí do sběrnice v druhé elektrikářské krabičce,
8. z této krabičky se vedou vodiče do první (horní) krabičky ve výšce 120 cm,
9. vodiče v horní krabičce se připojí na elektrické napětí a regulační termostat.
Obr. 67 Postup při montáži topné fólie - v devíti krocích
Použitá a doporučená literatura
- https://www.fenixgroup.cz/sites/default/files/01_cz_cleneni_vyrobku_ecofloor.pdf
- https://www.fenixgroup.cz/cs/produkty/topne-rohoze-pro-poloakumulacni-vytapeni
- https://www.fenixgroup.cz/cs/produkty/topne-rohoze-pro-prime-vytapeni
- https://www.fenixgroup.cz/cs/produkty/hlinikove-topne-rohoze-al-mat
- https://www.fenixgroup.cz/cs/produkty/ecofilm-f-folie-pro-podlahove-vytapeni
- https://www.youtube.com/watch?v=jyfCbt_WXPY
- Dufka, J.: Podlahové vytápění. Praha. Grada, 2006
Zdroje obrázků
Obrázky 58 - 67 www.fenixgroup.cz
In this sequel to the article series, an overview of the basic elements of electrical floor heating and their properties is given.