Podlahové vytápění - jak na to
Máte obavy z podlahového vytápění - jak na to? V tom případě jste na správném místě!
Nízkoteplotní vytápění ve spojení s obnovitelnými zdroji energie lze použít k zásobování teplem všech prostor, kde se používají teplovodní sálavé topné systémy. Aplikace těchto systémů s nízkým energetickým potenciálem jsou vhodné zejména pro:
- rodinné a bytové domy,
- speciální oblasti v pozemním stavitelství,
- prostory vnitřních budov,
- prostory zemědělských budov.
Máte zájem o podlahové vytápění - jak na to? Pokračovat ve čtení.
Rodinné a bytové domy jsou nejčastějším případem použití nízkoteplotního vytápění, resp. solárních, geotermálních systémů a tepelných čerpadel, protože umožňují majiteli čisté architektonické řešení vytápěného interiéru a zároveň energeticky úsporný provoz, jakož i optimální zajištění tepelné pohody.
Budova s nízkoteplotním topným systémem však musí splňovat následující předpoklady:
- tepelné ztráty ohřívaných předmětů musí být co nejnižší (15 - 20 W. m- 3),
- vytápěný prostor musí mít takovou tepelnou ztrátu, kterou může topná plocha svým výkonem pokrýt, aniž by byla překročena hygienicky přípustná povrchová teplota topné plochy (podlaha, stěna, strop),
- pokud je tepelná ztráta větší než dosažitelný výkon otopné plochy, musí se tepelný odpor obálky zvýšit dodatečnou izolací nebo se nedostatečný výkon musí pokrýt sálavou otopnou plochou v jiné oblasti nebo otopným tělesem.
Další informace o podlahovém vytápění - jak na to - naleznete na našich webových stránkách.
Vytápění v nízkoenergetickém domě
Pokud se má diskutovat o použití nízkoteplotního vytápění pomocí obnovitelných zdrojů energie v nízkoenergetickém domě, je třeba nejprve definovat požadavky a následně provést analýzu energetické bilance a tepelného stavu vytápěných interiérů.
Požadavky na nízkoenergetický dům
Snížení spotřeby energie při provozu budovy vytvořením komplexního programu energetické účinnosti vede k vytvoření a návrhu nízkoenergetického domu. Toho lze dosáhnout dvěma způsoby:
- snížením tepelných ztrát budov způsobených přenosem tepla a větráním spolu s pasivním využitím sluneční energie běžnými stavebními prvky, např. okny, prosklenými stěnami.
- využívání obnovitelných zdrojů energie, zejména solární energie, geotermální energie a životního prostředí, s využitím aktivních systémů s nízkým energetickým potenciálem.
Podlahové vytápění - jak na to a široká nabídka produktů pouze na našich webových stránkách.
Tepelný stav v nízkoenergetickém domě
Ve velmi dobře izolovaných budovách jsou teplota topného média a teplotní gradient výrazně nižší než v tradičních budovách, zatímco vnitřní povrchové teploty vnějších stěn jsou vyšší. V interiéru se vytváří homogenní tepelný stav bez nežádoucích vertikálních a horizontálních teplotních rozdílů, asymetrie sálavé teploty a nadměrného proudění vzduchu, tj. lokálního tepelného diskomfortu.
Výsledky měření a teoretických výpočtů potvrdily, že v nízkoenergetickém domě není umístění tělesa z hlediska tepelné pohody důležité. Hlavním problémem je příliš velké kolísání vnitřní teploty v důsledku změn tepelné zátěže, tj. tepelných zisků od osob, osvětlení nebo slunečního záření. Vzhledem k tomu, že měrné tepelné ztráty jsou malé, mohou mít změny tepelné zátěže významný vliv na výslednou teplotu v interiéru. Tento účinek závisí především na tepelné setrvačnosti budovy a regulovatelnosti otopné soustavy.
Tepelná setrvačnost nízkoenergetického domu je vyšší než u standardní budovy. Změny teploty venkovního vzduchu lze řídit pomocí ekvitermní regulace s charakteristickou topnou křivkou. Účinnost takové regulace závisí na volbě topné křivky s ohledem na typ budovy a na kolísání potřeby tepla v různých interiérech.
Velký vliv slunečního záření procházejícího okny na výslednou teplotu v interiéru vyžaduje další provozní funkce topného systému, které umožňují měnit tepelný výkon. U nízkoteplotních topných systémů je důležitý samoregulační účinek způsobený malým teplotním rozdílem mezi vnitřní teplotou a topným povrchem. Kombinace této samoregulační schopnosti s vnitřním termostatem, který řídí hmotnostní průtok v nízkoteplotním topném systému na základě regulace vnitřní teploty, je nutná.
Při použití přerušovaného nočního provozu činí úspory v nízkoenergetickém domě 1 až 3 % celkové spotřeby energie.
Nízkoteplotní topné systémy s minimalizovanými tepelnými ztrátami při výrobě (např. kondenzační kotle) a distribuci tepla umožňují větší využití obnovitelných zdrojů energie.
Přestavujete nebo stavíte a uvažujete o podlahovém vytápění? Vše o podlahovém vytápění - jak na to najdete na našich webových stránkách.
Příklady použití v rodinných a bytových domech
Při použití nízkoteplotních systémů v rodinných a bytových domech ukazujeme provedení:
- nízkoteplotní podlahové vytápění,
- podlahové vytápění s tepelným čerpadlem a solárními kolektory v nízkoenergetickém domě,
- nízkoteplotní vytápění s tepelným čerpadlem,
- příprava teplé vody v bytovém domě se solárním systémem,
- zásobování teplem pro vytápění a přípravu teplé užitkové vody geotermální energií.
Nízkoteplotní vytápění s tepelným čerpadlem
Realizovaný systém vytápění je v přízemním rodinném domě s obytným podkrovím. Vytápění je ústřední s tepelným spádem 80/60 °C, původním zdrojem tepla byl kotel na tuhá paliva. Nízkoteplotním zdrojem tepla je odpadní voda o teplotě 40 až 46 °C.
Původně byly vypracovány jak monovalentní, tak bivalentní alternativy provozu zařízení a investor zvolil a realizoval monovalentní způsob provozu tepelného čerpadla. Z tohoto důvodu musel být teplotní spád upraven podle maximální teploty výstupní vody z kondenzátoru tepelného čerpadla, v tomto případě na hodnoty 55/43 °C. Za tímto účelem bylo nutné:
- snížit tepelné ztráty budovy,
- zvětšit topnou plochu úměrně novému teplotnímu gradientu.
Primární přípojka geotermální vody je vzdálena asi 100 m od budovy. Dvě polyethylenové připojovací trubky jsou volně v zemi. Vzhledem k agresivitě geotermální vody bylo nutné na straně výparníku tepelného čerpadla umístit meziprodukt. Mezikruh s oddělenou cirkulací obsahuje deskový výměník tepla. Teplotní spád výparníku tepelného čerpadla pak bude 20/15 °C.
Tepelné čerpadlo s tepelným výkonem 20 kW je vybaveno dvěma hermetickými kompresory. Elektrický příkon je 5,5 kW a dosažitelné výkonové číslo tepelného čerpadla je přibližně 3,2. Skutečné dosažitelné hodnoty výkonového čísla tohoto tepelného čerpadla pracujícího s R 22 se pohybují v rozmezí 3,5 až 4,5. Za tepelným čerpadlem na straně kondenzátoru je do vodního okruhu zařazena vyrovnávací nádrž o objemu 0,3 m3, ze které je teplá voda rozváděna do topného systému. Součástí systému tepelného čerpadla je nezbytná regulace, ekvitermní regulace s denním a nočním útlumem atd. Pro nouzové případy zůstává zachováno napojení na stávající zdroj tepla (kotel na tuhá paliva). Příprava teplé vody pro budovu je řešena samostatně bez použití tepelného čerpadla.
Vše o podlahovém vytápění - jak na to a ještě více najdete pouze na našich webových stránkách.
Příprava teplé vody v bytovém domě se solárním systémem
Největší instalace solární energie v bytové výstavbě na Slovensku byla realizována v roce 1985 na sídlišti v Šuranech. Pro využití solární energie pro přípravu teplé vody byl postaven experimentální bytový dům s jedenácti. S celkovou potřebou vody 2000 l.
Bytový dům je čtyřpodlažní budova se suterénem, kde se nachází strojovna a plochá střecha, na níž jsou instalovány solární kolektory.
Solární systém je bivalentní s krátkodobou (2denní) akumulací tepla. Experimentální obytný dům se solárním systémem pro přípravu teplé vody se nachází v místě s nejdelší dobou slunečního svitu v roce a maximálním množstvím dopadajícího slunečního záření z hlediska dostupnosti slunečního záření.
K přeměně sluneční energie na tepelnou energii slouží 34 plochých solárních kolektorů namontovaných na pochozí ploché střeše, které jsou ve třech řadách zasunuty do ocelové nosné konstrukce. Potrubí (tepelně izolované) kolektorového okruhu je vedeno do suterénu bytového domu, kde je napojeno na akumulační nádrž o objemu 4000 litrů. K ohřevu vody ohřívané solární energií je sériově připojen druhý zásobník o objemu 2000 litrů. Zásobníky jsou vybaveny teplotními čidly a jejich plnění řídí diferenciální regulátor.
Občanské stavby
Uplatnění podlahového teplovodního vytápění v občanských budovách je velmi široké (kancelářské budovy, hotely, restaurace, kina, divadla, kulturní a společenské budovy atd.), ale ve většině případů je také úzce spojeno s využitím klasického vytápění, tj. jako tzv. kombinované teplovodní vytápění.
Požadavky na vyhřívaný objekt
Kombinované teplovodní vytápění nabízí všechny výhody obou systémů, tj. velkoplošné sálavé i konvekční vytápění, a je vhodné zejména pro vytápěné budovy, kde:
- možnost pokrytí velkých tepelných ztrát v případech, kdy samotný instalovaný výkon podlahového vytápění nestačí,
- flexibilní reakce na změny potřeby tepla způsobené vnějšími zdroji tepla (sluneční záření, teplo z vaření, lidská produkce tepla atd. ), přičemž podlahové vytápění pokrývá základní tepelné ztráty a konvekční vytápění pružně reaguje na výkyvy venkovní teploty, zejména v přechodných obdobích na jaře a na podzim),
- možnost změny polohy a výkonu topného tělesa při změně uspořádání interiéru nebo změně účelu a funkce místnosti.
Kombinovaný ohřev teplé vody
Díky široké materiálové základně, progresivním technickým řešením a novým technologiím instalace je nyní možné vybrat a navrhnout topný systém "na míru". Jedním z takových řešení mohou být kombinované teplovodní otopné soustavy na bázi plastů, které umožňují vhodným způsobem kombinovat konvekční i sálavý přenos tepla. Jinými slovy, lze současně používat jak tradiční topná tělesa, tak velkoplošné sálavé topné plochy.
Kombinované vytápění spojuje výhody dvou topných systémů, a to velkoplošného sálavého vytápění a konvekčního vytápění, a odstraňuje jejich nevýhody jako samostatných jednotek, přičemž oba systémy jsou nízkoteplotní.
Topný systém se skládá z potrubí k jednotlivým rozdělovačům podlahového a konvekčního vytápění. Rozvod topných trubek od rozdělovače k jednotlivým topným tělesům se nejčastěji provádí dvěma způsoby:
- V prvním případě, kdy jsou trubky uloženy v podlaze, je dosaženo nejkratšího spojení mezi rozdělovačem a topným tělesem. Toto řešení se používá především u novostaveb, kde se podlahová vrstva pokládá až po položení potrubí.
- Druhé řešení umožňuje vést trubky k topným tělesům v lištách po obvodu místnosti. V budovách, kde se vyměňuje topný systém, by bylo pracné a zejména neekonomické vést plastové trubky k topným tělesům v podlaze. Tomu by předcházela demontáž podlahové krytiny a následné vyřezání drážek pro položení potrubí, což by prodloužilo dobu trvání výměny topného systému a také zvýšilo investice. Ve stávajících budovách je proto vhodné vést plastové trubky od rozdělovače k topným tělesům u stěny umístěným v soklu.
Vlastní připojení plastových trubek k topnému tělesu se provádí buď přímo z podlahy, nebo ze zdi. Kromě toho je pro napojení ze stěny nutné vyříznout drážku pro umístění trubek. Pokud je použita soklová lišta, připojují se trubky přímo ze soklové lišty. Podle způsobu připojení trubek k topným tělesům lze rozlišit jednotrubkový a dvoutrubkový systém. Na těchto dvou systémech závisí také typ šroubení použitého na topném tělese. Chtěli byste podlahové vytápění - ale jak to udělat, to je otázka, která vám nedá spát? Už ne!
Zdroje tepla pro kombinované vytápění
Všechny používané zdroje tepla jsou využitelné (teplovodní kotle na pevná paliva, plyn, elektřina, ale i obnovitelné zdroje energie a předávací stanice tepla). Z těchto zdrojů jsou nejméně vhodné kotle na tuhá paliva, u nichž je omezena možnost regulace výkonu.
Kombinované teplovodní systémy založené na plastovém potrubí lze navrhovat z hlediska zajištění požadované teploty topného média, konstrukce nebo provozního režimu ve vztahu ke zdroji tepla takto:
(a) centrální teplovodní zdroj tepla vyrábějící topnou vodu přímo pro konvekční okruh s použitím směšování (třícestné a čtyřcestné armatury) pro nízkoteplotní velkoplošný sálavý topný okruh;
(b) centrální nízkoteplotní zdroj tepla, který vyrábí topnou vodu pro celý kombinovaný nízkoteplotní systém, ale s dodatečným zvětšením otopných ploch;
(c) centrální teplovodní zdroj tepla, který vyrábí topnou vodu přímo pro konvekční topný okruh, ale využívá výměníkovou stanici pro nízkoteplotní velkoplošný sálavý topný okruh.
Tři hlavní varianty řešení mají různé technické a materiálové požadavky. V současné době se nejčastěji používá varianta a), i když se v zásadě jedná o dva samostatné topné systémy. Alternativu b) lze použít pouze u nízkoenergetických budov s měrnými tepelnými ztrátami 15 až 20 W.m-3, a to z důvodu sníženého tepelného příkonu otopných těles. Řešení c) je teoreticky nejdokonalejší, vytváří dva tlakově a teplotně nezávislé topné okruhy, zatímco právě pro nízkoteplotní velkoplošné sálavé vytápění vytváří okruh dokonale chráněný před nečistotami kotlového okruhu a zároveň maximálně odolný proti účinkům difúze kyslíku.
Máte obavy z podlahového vytápění - jak na to? Pak jste na správném místě!
Použitá literatura:
Dušan Petráš: Nízkoteplotní vytápění a obnovitelné zdroje energie
