Podlahové vytápění - jak na to
Trápí Vás otázka podlahové kúrení - jak na to? V tomto případě jste na správním místě!
Nízkoteplotní vytápění v kombinaci s obnovitelnými zdroji energie lze použít k zásobování teplem všech prostorů, kde se využívá teplovodní vytápění sálavými vytápěcími systémy. Aplikace těchto systémů s nízkým energetickým potenciálem jsou vhodné zejména do:
• rodinných a bytových domů,
• speciálních prostorů veřejné výstavby,
• prostorů halových objektů,
• areálů zemědělských objektů.
Zaujímá Vás podlahové kúrení - jak na to? Pokračujte v čtení.
Rodinné a bytové domy jsou nejčastějším případem aplikace nízkoteplotního vytápění, resp. systémů solárních, geotermálních a tepelných čerpadel, protože umožňují vlastníkovi čisté architektonické řešení vytápěného interiéru a zároveň energeticky úspornou provoz, jako i optimální zabezpečení tepelné pohody.
Objekt s nízkoteplotním vytápěcím systémem však musí splňovat tyto předpoklady:
• tepelná ztráta vytápěných objektů musí být co nejmenší (15 - 20 W. m- 3),
• vytápěný prostor musí mít takovou tepelnou ztrátu, kterou dokáže pokrýt vytápěcí plocha svým výkonem bez toho, aby byla překročena hygienicky přípustná povrchová teplota vytápěcí plochy (podlaha, stěna, strop),
• když je tepelná ztráta větší než dosažitelný výkon vytápěcí plochy, je třeba zvýšit tepelný odpor obvodových konstrukcí dodatečnou izolací, nebo nedostatkový výkon pokrýt sálavou vytápěcí plochou v jiné ploše, případně vytápěcím tělesem.
Více informací o podlahovém kúrení - jak na to najdete na našich stránkách.
Vytápění v nízkoenergetickém domě
Pokud se bude hovořit o uplatnění nízkoteplotního vytápění s obnovitelnými zdroji energie v nízkoenergetickém domě, je třeba definovat nejprve požadavky, následně analyzovat energetickou bilanci, jako i tepelný stav vytápěných interiérů.
Požadavky na nízkoenergetický dům
Snížení spotřeby energie při provozu budov vytvořením komplexního programu energetické efektivity vede k tvorbě a návrhu nízkoenergetického domu. Tento stav lze dosáhnout dvěma způsoby:
• snížením tepelných ztrát budov způsobených přenosem tepla a větráním, spolu s pasivním využitím solární energie běžnými stavebními prvky, např. okna, zasklené stěny
• využitím obnovitelných zdrojů energie, především solární energie, energie geotermálních vod a prostředí pomocí aktivních systémů s nízkým energetickým potenciálem.
Podlahové kúrení - jak na to a široká nabídka produktů jen na našich stránkách.
Tepelný stav v nízkoenergetickém domě
Ve velmi dobře tepelně izolovaných budovách je teplota vytápěcího média a teplotní spád výrazně nižší než u tradičních budov, zatímco vnitřní povrchové teploty vnějších stěn jsou vyšší. V interiéru se vytváří homogenní tepelný stav, přičemž nevznikají nežádoucí vertikální a horizontální teplotní rozdíly, sálavá teplotní asymetrie a nadměrné proudění vzduchu, t.j. lokální tepelná nepohoda.
Výsledky měření a teoretických výpočtů potvrdily, že v nízkoenergetickém domě není z hlediska zajištění tepelné pohody důležité umístění těla. Hlavním problémem je příliš velká variace teploty interiéru vzhledem ke změnám tepelné zátěže t.j. tepelných zisků od lidí, osvětlení, případně slunečním zářením. Protože specifické tepelné ztráty jsou malé, mohou změny tepelné zátěže výrazně ovlivnit interiérovou výslednou teplotu. Tento vliv závisí zejména na tepelné setrvačnosti budovy a schopnosti regulovatelnosti vytápěcího systému.
Tepelná setrvačnost nízkoenergetického domu je vyšší než u standardní budovy. Změny teploty venkovního vzduchu lze kontrolovat pomocí ekvitermické regulace s charakteristickou vytápěcí křivkou. Účinnost takovéto regulace závisí na volbě vytápěcí křivky vzhledem k typu budovy a různosti potřeby tepla v různých interiérech.
Velký vliv slunečního záření cez okna na výslednou teplotu interiéru vyžaduje další provozní funkce vytápěcího systému, umožňující měnit tepelný výkon. Pro nízkoteplotní vytápěcí systémy je významný samoregulační efekt, způsobený malým teplotním rozdílem mezi teplotou interiéru a vytápěcí plochou. Vyžaduje se kombinace této samoregulační schopnosti s interiérovým termostatem, který na základě kontroly teploty interiéru reguluje hmotnostní průtok v nízkoteplotním vytápěcím systému.
Při využití nočního přerušení provozu představuje úspora v nízkoenergetickém domě 1 až 3 % celkové spotřeby energie.
Nízkoteplotní vytápěcí systémy, s minimalizovanými tepelnými ztrátami při výrobě tepla (např. kondenzační kotle) a distribuci, umožňují výraznější využití obnovitelných zdrojů energie.
Renovujete či stavíte a zamýšlíte se nad podlahovým vytápěním? Vše o podlahovém kúrení - jak na to najdete na našich stránkách.
Příklady aplikace v rodinných a bytových domech
Při aplikaci nízkoteplotních systémů v rodinných a bytových domech ukážeme realizaci:
• nízkoteplotního podlahového vytápění,
• podlahového vytápění s tepelným čerpadlem a solárními kolektory v nízkoenergetickém domě,
• nízkoteplotního vytápění s tepelným čerpadlem,
• přípravy teplé užitkové vody v bytovém domě solárními systémy,
• zásobování teplem na vytápění a přípravu teplé užitkové vody geotermální energií.
Nízkoteplotní vytápění s tepelným čerpadlem
Realizovaná vytápěcí soustava je v průmyslovém rodinném domě s obytným podkrovím. Vytápěcí soustavou je centrální vytápění s tepelným spádem 80/60 °C, původním zdrojem tepla byl kotol na pevné palivo. Zdrojem nízkoteplotního tepla je odpadová voda s teplotou 40 až 46 °C.
Původně byla vypracována monovalentní i bivalentní alternativa provozu zařízení, investor vybral a realizoval monovalentní způsob provozu tepelného čerpadla. Z tohoto důvodu bylo třeba upravit teplotní spád podle maximální teploty výstupní vody z kondenzátoru tepelného čerpadla, v tomto případě na hodnoty 55/43 °C. K danému účelu bylo potřeba:
• snížit tepelné ztráty budovy,
• zvětšit vytápěcí plochu podle nového teplotního spádu.
Primární přípojka rozvodu geotermální vody je ve vzdálenosti asi 100 m od objektu. Dvě připojovací trubky z polyetylenu jsou volně uložené v zemi. Pro agresivitu geotermální vody bylo třeba zahrnout mezikruh na výparníkové straně tepelného čerpadla. Mezikruh se samostatnou cirkulací obsahuje deskový výměník tepla. Teplotní spád pro výparník tepelného čerpadla 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 okolo 3,2. Skutečně dosažitelné hodnoty výkonového čísla tohoto tepelného čerpadla pracujícího s R 22 se pohybují od 3,5 do 4,5. Za tepelným čerpadlem na kondenzátorové straně je do vodního okruhu zahrnuta vyrovnávací nádržka s objemem 0,3 m3, ze které se teplá voda rozvádí do vytápěcí soustavy. Do systému tepelného čerpadla patří potřebné ovládání, ekvitermická regulace s možností denního a nočního útlumu a pod. Pro havarijní případy se ponechává napojení na existující zdroj tepla (kotol na pevné palivo). Příprava teplé užitkové vody pro objekt se řeší samostatně bez použití tepelného čerpadla.
Všechno na téma podlahové kúrenie - ako na to a eště víc najdete jen na našich stránkách.
Příprava teplé užitkové vody v bytovém domě se solárním systémem
Největší sluneční energetický systém v bytové výstavbě se na Slovensku realizoval v roce 1985 na sídlisku v Šuranách. Pro využití sluneční energie na přípravu teplé užitkové vody byl vybrán experimentální bytový dům s jedenácti bytovými jednotkami s celkovou potřebou 2000 l vody.
Bytový dům je 4-podlažní budova se sklepením, ve kterém je umístěna strojovna a má plochou střechu, kde jsou osazeny sluneční kolektory.
Sluneční energetický systém je bivalentní s krátkodobou (2-denní) akumulací tepla. Experimentální bytový dům se slunečním zařízením pro přípravu teplé užitkové vody se nachází z hlediska dostupnosti slunečního záření v lokalitě s nejdelším slunečním svitem v roce a s maximálním množstvím dopadajícího slunečního záření.
Přeměna sluneční energie na tepelnou energii je pomocí 34 ks slunečních plochých kapalinových kolektorů osazených na pochůzkové ploché střeše, které jsou vložené ve třech řadách do ocelové podpěrné konstrukce. Potrubní rozvody (tepelně izolované) kolektorového okruhu jsou zvedené do sklepení bytového domu, kde se připojují na akumulační zásobník obsahu 4000 litrů. Druhý zásobník obsahu 2000 l sériově zapojený slouží na dohřev vody ohřáté sluneční energií. Zásobníky jsou vybaveny snímači teploty a diferenciální regulátor řídí jejich plnění.
Obyčejné budovy
Možnost aplikace podlahového teplovodního vytápění v obyčejných budovách je velmi široká (administrativní budovy, hotel, restaurace, kina, divadla, kulturní a společenské budovy atd.), avšak ve většině případů je však úzce spojeno i s využitím tradičního vytápění, tedy jako tzv. kombinované teplovodní vytápění.
Požadavky na vytápěný objekt
Kombinované teplovodní vytápění nabízí všechny výhody obou systémů, tedy velkoplošného sálavého a konvekčního způsobu vytápění a je vhodné zejména pro vytápěné objekty, kde je:
• možnost pokrytí velké tepelné ztráty v případech, kdy instalovaný výkon podlahového vytápění sám o sobě nestačí,
• pružná reakce na změnu potřeby tepla v důsledku cizích zdrojů tepla (sluneční záření, teplo z vaření, produkce tepla lidmi, atd.), přičemž podlahové vytápění kryje základní tepelnou ztrátu a konvekční vytápění pružně reaguje na výkyvy venkovní teploty, a to zejména v přechodných obdobích jaro, podzim),
• možnost variabilní změny polohy a výkonu vytápěcího tělesa při změně dispozice interiéru nebo změně účelu a funkce místnosti.
Kombinované teplovodní vytápění
Široká materiálová báze, progresivní technická řešení a nové instalační technologie způsobily, že v současnosti si lze vybrat a navrhnout vytápěcí systém „přímo na míru“. Jedním z těchto řešení mohou být kombinované teplovodní vytápěcí systémy na bázi plastů, které umožňují vhodně kombinovat jak konvekční, tak sálavé odevzdávání tepla do místnosti. Jinými slovy, současně používat tradiční vytápěcí tělesa ale i sálavé velkoplošné vytápěcí plochy.
Kombinované vytápění spojuje výhody dvou vytápěcích systémů, a to velkoplošného sálavého vytápění a konvekčního vytápění a eliminuje jejich nevýhody jako samostatných celků, přičemž oba systémy jsou nízkoteplotní.
Vytápěcí soustavu tvoří potrubní rozvody k jednotlivým rozdělovačům podlahového a konvekčního vytápění. Rozvod vytápěcích trubek od rozdělovače k jednotlivým vytápěcím tělesům se nejčastěji realizuje dvěma způsoby:
• V prvním případě, kdy trubky jsou zasypány v podlaze, se dosahuje nejkratšího spojení rozdělovače s vytápěcím tělesem. Toto řešení se aplikuje hlavně v novostavbách, kde se podlahová vrstva kladou až po uložení trubek.
• Druhé řešení umožňuje vést trubky k vytápěcím tělesům v soklové liště po obvodu místnosti. V objektech, ve kterých se realizuje výměna vytápěcí soustavy by bylo pracné a hlavně neekonomické vést plastové trubky k vytápěcím tělesům v podlaze. Předchádzala by tomu demontáž nášlapné vrstvy podlahy a následné vysekaní drážek pro kladení trubek, čím by se prodloužila doba trvání výměny vytápěcí soustavy a zvýšily by se také investice. Proto je vhodné v už existujících budovách vést plastové trubky od rozdělovače k vytápěcím tělesům vedle stěny umístěné v soklové liště.
Samotné napojení plastových trubek na vytápěcí těleso se realizuje buď přímo z podlahy, nebo ze stěny. Napojení ze stěny si navíc vyžaduje vysekaní drážky pro umístění trubek. V případě použití soklové lišty se trubky napájají přímo z ní. Podle způsobu napojení trubek na vytápěcí tělesa rozlišujeme jednorourový a dvojrourový systém. Právě od těchto dvou systémů závisí i druh použité armatury na vytápěcím tělese. Chcete podlahové kúrenie - ako na to je však otázka, která Vám nedá spát? Už více ne!
Zdroje tepla pro kombinované vytápění
Využitelné jsou všechny používané teplovodní zdroje tepla (teplovodní kotle na pevné palivo, plyn, elektrickou energii, ale i zdroje obnovitelných energií a odovzdávací stanice tepla). Z těchto zdrojů jsou nejméně vhodné kotle na pevné palivo, kde je omezená možnost regulace výkonu.
Kombinované teplovodní soustavy na bázi plastových trubkových rozvodů se mohou řešit z hlediska zabezpečení požadované teploty vytápěcího média, konstrukčního vyhotovení, případně provozního režimu v návaznosti na zdroj tepla takto:
a) centrální teplovodní zdroj tepla vyrábějící vytápěcí vodu přímo pro konvekční okruh s aplikací míchání (trojcestné a čtyřcestné armatury) pro nízkoteplotní velkoplošné sálavé vytápěcí okruh;
b) centrální nízkoteplotní zdroj tepla vyrábějící vytápěcí vodu pro celý kombinovaný nízkoteplotní systém, ale s přídavným zvětšením ploch vytápěcích těles;
c) centrální teplovodní zdroj tepla vyrábějící vytápěcí vodu přímo pro konvekční vytápěcí okruh, ale s použitím výměnníkové stanice pro nízkoteplotní velkoplošné sálavé vytápěcí okruh.
Uvedené tři zásadní možnosti řešení jsou různě technicky a materiálově náročné. V současnosti se nejčastěji používá alternativa a), i když v principu jde o dvě oddělené vytápěcí soustavy. Alternativu b) lze použít jen pro nízkoenergetické objekty s měrnými tepelnými ztrátami 15 až 20 W. m-3, vzhledem ke snížení tepelného výkonu vytápěcích těles. Řešení c) je teoreticky nejkompletnější, vytváří dva tlakově a teplotně nezávislé vytápěcí okruhy, přičemž právě pro nízkoteplotní velkoplošné sálavé vytápění tvoří okruh dokonale chráněný před nečistotami kotlového okruhu a zároveň maximálně odolný proti vlivům difúze kyslíka.
Trápí Vás otázka podlahové kúrenie - ako na to? V tom případě jste na správném místě!
Použitá literatura:
Dušan Petráš: Nízkoteplotné vykurovanie a obnoviteľné zdroje energie
