Elektrické topení domů a bytů

Elektrické topení domů a bytů
Elektrické vytápění domů a bytů, sálavé topení, sálavé vytápění

Přímotopné vytápění obytných prostor


Při návrhu elektrického vytápění je vždy rozumné vycházet ze skutečných tepelných ztrát vytápěného prostoru. Velmi důležité je z pohledu návrhu vhodné regulace znát režim, jak je dům, chata či byt  využíván a jaké jsou na jednotlivé místnosti kladené teplotní nároky. 

Přesvěčte se, že vytápění elektřinou není drahé, můžete se podívat na některé naše realizované projekty vytápění.


Skleněné sálavé infrapanely panely umístěné na stěnu

Sálavé topné panely GR a GRSET využívají efektu tzv. sálavého vytápění se všemi jeho přednostmi - energetickou úsporností, omezené cirkulaci, vysušování vzduchu, atd. Jednoduchost, čisté linie skla, několik barevných variací včetně zrcadla – to vše nabízí sálavé skleněné panely GR a panely GRSET. Panely GRSET na rozdíl od panelů GR jsou vybaveny bezdrátovou regulací, což usnadňuje instalaci -  tyto panely jen zapojíte do běžné zásuvky.
Infrapanely řady GR a GRSET zavěšené na stěnách produkují převážně sálavé teplo, část elergie je však přeměněna ka konvekční složku vlivem stoupajícího vzduchu podél panelu. Panely reagují rychle na zásah regulace, mají velmi nízkou až žádnou akumulační schopnost. Povrchová teplota těchto panelů je okolo 80°C. Panely mají integrovanou tepelnou pojistku proti přehřátí. Panely je možné instalovat vertikálně i horizontálně a je možné je vybavit příslušenstvím jako jsou nerezové podpěry a držák ručníků.  


Mramorové topné panely umístěné na stěnu

Nástěnné mramorové sálavé panely MR spojují krásu přírodního kamene s jedinečnými vlastnostmi sálavého vytápění. Tyto výrobky jsou proto určeny do esteticky náročných interiérů zařízených jak v moderním tak i klasickém stylu. Konstrukce panelu navíc kombinuje výhody několika topných systémů – ekonomický provoz sálavého vytápění, vyšší dynamiku konvekčních systémů a schopnost akumulace tepla do mramorové desky. 
Mramorové Infrapanely řady MR zavěšené na stěnách produkují převážně sálavé teplo, část elergie je však přeměněna ka konvekční složku vlivem stoupajícího vzduchu podél panelu. Panely reagují pomaleji na zásah regulace, mají vyšší schopnost akumulace než panely skleněné. Povrchová teplota těchto panelů je okolo 80°C. Panely mají integrovanou tepelnou pojistku proti přehřátí. Panely je možné instalovat vertikálně i horizontálně.   


Sálavé panely s povrchem THERMOCRYSTAL umístěné na strop

Sálavé topné panely jsou určené zejména pro vytápění kanceláří, obchodů, bytů a rodinných domů, Tyto infrapanely je možné montovat přímo na strop, nebo do konstrukcí kazetových stropů s modulem 600mm. V této poloze je dosaženo nejvyšší účinnosti a intenzity tepelného sálaní. U panelů s vnitřní tepelnou pojistkou je možná samozřejmě také instalace do svislé polohy na stěnu – přivedená energie se neztrácí, pouze dojde ke zvýšení podílu konvekční složky. Panely jsou nabízeny v různých velikostech, technickém provedení a výkonech od 100 do 700 W. Kromě standardních barev je lze na objednání za mírný příplatek provést také v barvě dle přání zákazníka.
Při instalaci na strop je doporučeno dodržet minimální výšku panelů nad podlahou. Světlá výška nad podlahou by měla být u panelů o příkonu 300W - 2,5m ... 3m, 600W - 2,8m ... 3,3m, 700W - 3m ... 3,5m.  


Stěnové přímotopné konvektory

Přímotopné konvektory, takzvané přímotopy pracují na principu klasického konvekčního vytápění – topným tělesem je ohříván vzduch v místnosti, který začne proudit a prohřívat celou místnost. Jde o elektrické vytápění se snadnou regulací, nejnižšími pořizovacími náklady, velmi jednoduchou instalací a nulovými nároky na údržbu. Podle použitého termostatu a provedení lze konvektory rozdělit na:

Konvektory s elektronickým termostatem

Elektronický termostat zajišťuje vysokou přesnost regulace teploty vzduchu v místnosti +/- 0,1°C. Instalací těchto konvektorů lze docílit zcela výjimečných provozních parametrů. Kromě přesné regulace nabízí elektronický termostat také naprosto tichý provoz. Všechny konvektory s elektronickým termostatem jsou standardně vybaveny pilotním vodičem (podrobněji v kapitole Regulace přímotopných konvektorů).

Konvektory s elektromechanickým termostatem

Konvektory s elektromechanickým termostatem jsou jednodušší (a tedy levnější) variantou elektronické verze. Vyznačují se nižší přesností regulace cca +/- 0,5°C. Jsou proto vhodné především do prostor s menšími nároky na přesnost udržované teploty, nebo tam, kde je nadřazený systém regulace a termostat na konvektoru se nevyužívá. V nabídce jsou typy s pilotním vodičem i bez něj.

Designové konvektory

Jde o přímotopné konvektory, jejichž vzhled je přizpůsoben vysokým požadavkům moderních interiérů. Použitý materiál výrazně mění celkový vzhled konvektoru a činí z tohoto výrobku nejen výkonné topidlo, ale i nepřehlédnutelný doplněk. Konvektory jsou opatřeny elektronickou regulací s pilotním vodičem, umožňujícím časové ovládání plného a útlumového režimu.  


Tepelné zářiče

Ze všech tepelných zdrojů mají krátkovlnné tepelné zářiče nejvyšší podíl sálavé složky tepla, jsou nejlepší volbou pro vytápění ve venkovním prostředí, ve velkých prostorách, a všude tam, kde je potřeba okamžité teplo. Infrazářiče Burda Worldwide Technologies  mají robustní konstrukci moderní design a velmi vysokou životnost, jsou určeny i pro profesionální použití.
Tepelné zářiče jsou ideální pro rychlé vytopení nepravidelně obývavých prostorů. Jejich okamžitý tepelný účinek a intenzivní sálání je ideální, jako doplňkový zdroj tepla do koupelen, vytápění k bazénům, do zimních zahrad, či vysokých místností a hal. Dokáží navodit pocit příjemného tepla i při mnohem nižších okolních teplotách. Velmi vhodné jsou pro rázové vytápění garáží a dílen. Tepelné zářiče jsou nepřekonatelné při použití ve venkovním prostředí pod pergoly altány nebo na terase, kde dokáží zpříjemnit posezení s přáteli a navodit příjemnou atmosféru.
 


Podlahové vytápění

Z hlediska funkčnosti je elektrické podlahové vytápění naprosto shodné s teplovodním podlahovým vytápěním – elektrické vytápění se však vyznačuje snazší instalací, vyšší flexibilitou a nižšími pořizovacími náklady. Principem je zahřát konstrukci podlahy na teplotu jen o něco vyšší, než je teplota vzduchu. Protože však hřeje velká plocha, je tento systém schopen vydat dostatek energie k vyhřátí místností – proto se obecně označuje jako velkoplošné nízkoteplotní vytápění.

Elektrické podlahové vytápění je jedním z nejrozšířenějších způsobů využití elektrických topných kabelů. Pro tyto aplikace jsou z hlediska ceny, užitných vlastností i funkčnosti systému ideální odporové topné kabely. Samoregulační kabely nebo kabely s konstantním výkonem se pro podlahové vytápění standardně nepoužívají. Provedení topného prvku – tj. zda jde o topné okruhy nebo topné rohože – nemá na užitné vlastnosti podlahového vytápění žádný vliv a z tohoto pohledu je nepodstatné. Informace, které jsou v této kapitole uvedeny, platí obecně, proto je nadále místo termínů „topný okruh“ a „topná rohož“ používáno společné označení „topný kabel“.

Podlahové vytápění hlavní

Jak název napovídá, podlahové vytápění je v tomto případě hlavním, často jediným zdrojem tepla v místnosti. Jeho úkolem je vyhřát místnost na požadovanou teplotu, samotná teplota podlahy má nižší prioritu – pokud teplota vzduchu v místnosti dosáhne požadované úrovně, systém podlahového vytápění se vypíná, i když je teplota podlahy nižší, než by si uživatel v danou chvíli mohl přát. Toto opatření je nezbytné pro úsporný provoz vytápění – přetápění místností vede k nežádoucím energetickým výdajům. Systém regulace snímá pomocí sond teplotu vzduchu v místnosti i teplotu podlahy. Podlahové sondy plní tzv. limitační funkci – brání zvyšování teploty podlahy na nežádoucí (nepříjemnou) hodnotu. Velikost topné plochy je závislá na požadovaném výkonu, obvykle se ale vytápění instaluje v celé volné ploše místnosti.

 

Podlahové vytápění vedlejší (doplňkový, komfortní ohřev podlah)

Úkolem topného kabelu je prohřát podlahu na příjemnou, komfortní teplotu v době, kdy je zde přítomen uživatel. Teplota vzduchu v místnosti je pro systém regulace nepodstatná, prioritní je teplota podlahy. Regulace proto snímá pouze teplotu podlahy a udržuje jí na požadované hodnotě. Samotné vytápění místnosti je zajištěno jiným zdrojem (elektrický sálavý panel, teplovodní radiátor, apod.). Pokud by provozem komfortního vyhřívání podlahy mohlo docházet k přetápění místnosti, mělo by být řešeno na straně regulace hlavního zdroje tepla – vypnutím panelu, uzavřením přívodu topné vody do radiátoru. 
Doplňkové podlahové vytápění se instaluje pouze ve vybraných plochách – například před vanou nebo sprchovým koutem.
 

Teplota podlahy a dynamika ohřevu

Hygienické předpisy omezují teplotu podlahy v místnostech s dlouhodobým pobytem osob na 27°C (obytné místnosti). Teplota podlahy v ostatních místnostech se volí dle účelu místnosti – např. u koupelen v rozmezí 30-35°C. Uvedené hodnoty jsou pouze orientační, protože vnímání teploty podlahy je velmi subjektivní – pro někoho mohou být vysoké, pro někoho nízké. Teplota by tedy měla být upravena tak, aby uživateli vytvářela potřebnou tepelnou pohodu. Pro hlavní podlahové vytápění se navíc teplota podlahy omezuje, aby nedocházelo k přetápění místností. Například u současných novostaveb – NED a pasivních domů – se teplota podlahy v obytných místech udržuje v rozmezí pouze 22-25°C.
Za standardních podmínek se při pokojové teplotě prohřeje podlaha z 20°C na cca 27°C přibližně za 1 hodinu. Důvodem je akumulace tepla do anhydridové nebo betonové desky (tl. 4-6cm), která je nosným prvkem celé podlahy. Pro aplikace, ve kterých podlahové vytápění plní funkci hlavního vytápění, je tato dynamika naprosto dostačující, pro systémy komfortního ohřevu podlah je však vhodné aplikovat doplňkové izolace, které mohou zkrátit dobu ohřevu na cca 15 minut .
Obecně se teplota podlahy udržuje dle účelu místnosti na hodnotách v rozmezí 23°C až 35°C. Na jakou teplotu a za jak dlouho se podlaha v praxi skutečně ohřeje, ovlivňuje spousta faktorů – nejen příkon podlahového vytápění, ale hlavně tepelné izolace ve skladbě podlahy a teplota vzduchu v místnosti. Například pokud u doplňkového podlahového vytápění, plnícího pouze funkci komfortního ohřevu podlahy, bude odstaven hlavní zdroj tepla, pak se teplota v místnosti ustálí na hodnotě, kdy se tepelný výkon podlahy vyrovná tepelným ztrátám v místnosti (viz výpočet tepelných ztrát). Teplota podlahy pak v provozu nemusí přesáhnout 20°C. Správně navržené podlahové vytápění by ale mělo bez problémů dosahovat požadovaných teplot.
 

Výkon podlahového vytápění

Výkon každého topidla – tedy i podlahového vytápění – je dán jeho teplosměnnou plochou (velikost podlahy) a rozdílem teplot (rozdílem mezi povrchovou teplotou podlahy a teplotou vzduchu v místnosti). Jeden metr čtvereční topné plochy o teplotě 27°C, vydává při teplotě okolního prostředí 20°C tepelný tok o velikosti cca 70 W/m². V praxi to znamená, že pokud hygienické předpisy omezují teplotu podlahy v obytné místnosti na 27°C, pak maximální výkon, který lze z podlahového vytápění získat, je právě 70 W/m² (cca 100 W/m² při teplotě podlahy 35°C). Vynásobíme-li tento výkon účinnou velikostí topné plochy, získáme reálný výkon, který může podlahové vytápění poskytnout. Pokud je tento výkon nižší, než je stanoveno výpočtem tepelných ztrát, pak podlahové vytápění místnost v zimní období samostatně nevytopí a musí být doplněno dalším zdrojem tepla.

 

Doporučené příkony podlahového vytápění

Pro elektrické vytápění (tedy i pro podlahové) je místo výkonu udáván příkon – tj. skutečně přiváděná energie. Výkon je pak u správně provedené konstrukce podlahového vytápění o cca 5-7% nižší, než příkon. Pokles výkonu je způsoben tepelnými ztrátami do konstrukce pod podlahovým vytápěním a tepelným odporem konstrukce nad podlahovým vytápěním. Těmto ztrátám se v praxi nedá zabránit a jsou společné pro všechny typy podlahového vytápění. Příkon se udává ve W/m² – tzv. plošný příkon.
Reálný výkon podlahového vytápění je do 100 W/m² (viz předcházející kapitola), a protože větší výkon není podlaha schopna předat, nemá význam navrhovat vyšší příkony. Výjimkou jsou koupelny (požadavek na teplotu podlahy až 35°C), aplikace komfortního ohřevu podlahy (požadavek na dynamiku), nebo akumulační systémy:
Vytápění obytných místností – 60-80 W/m² (dle výpočtu tepelných ztrát), max. 100 W/m²
Vytápění koupelen a aplikace komfortního ohřevu podlahy – do 160 W/m²
Akumulační vytápění – 250-300 W/m²
 

Doporučené skladby podlah

Je poměrně hodně možností, jak a kam topný kabel ve skladbě podlahy instalovat, všechny však mají jednu věc společnou – vždy musí být zajištěn odvod tepla z pláště topného kabelu. Teplota na plášti kabelu se dle typu a příkonu může pohybovat v rozmezí 50-70°C a je nutné zajistit „obepnutí“ celého pláště topného kabelu vodivým materiálem (flexibilní tmel, anhydrid, beton), aby bylo teplo odváděno do konstrukce. Nedokonalé „zalití“ kabelu může vést ke vzniku vzduchových mezer (kaverny), které budou způsobovat dlouhodobé přehřívání kabelu a tím i výrazné zkrácení jeho životnosti.
Je potřeba si uvědomit, že vzduch, který neproudí, je velmi dobrý izolant a proto i materiál, ve kterém je topný kabel umístěn, by měl být co nejkompaktnější (homogenní). Například anhydrid, i když má podobný součinitel tepelné vodivosti jako beton, vede teplo o něco lépe než betonová směs, který vykazuje určitý stupeň poréznosti.
Vzhledem k neustálému vývoji stavebních materiálů i technologií zde nelze uvést všechny možné varianty stavebních konstrukcí s podlahovým vytápěním. Přesto je lze rozdělit obecně, dle způsobu provozu topného systému:
 

1.Přímotopné systémy

Do této kategorie je možné zařadit také topné folie ECOFILM a topné kabely ECOFLOR, které se instalují přímo pod povrchovou krytinu. Jde o nejrozšířenější způsob aplikace. Používá se jak pro systémy hlavního vytápění, tak i pro systémy komfortního ohřevu podlahy. Topný kabel je umístěn těsně pod nášlapnou vrstvou, obvykle ve flexibilní stěrce nebo samonivelačním potěru. Používají se kabely co nejmenších průměrů a s nižším lineárním příkonem, aby byla rozteč smyček malá a podlaha se rovnoměrně prohřívala. Výhodou tohoto systému je snadná instalace, flexibilnější a i o něco ekonomičtější provoz – průměrná (tzv. střední) teplota podlahy je nižší, než u poloakumulačních a akumulačních systémů. Nevýhodou je vyšší spotřeba lepících tmelů nebo stěrek, které jsou drahé.
 

2.Poloakumulační systémy

Poloakumulační, nebo též částečně akumulační systémy se používají pouze pro vytápění, pro komfortní ohřev podlahy jsou nevhodné. Topný kabel je umístěn buď na tepelné izolaci a je zalit vrstvou vodivého materiálu (anhydrid, beton) o tloušťce cca 4-6cm, nebo je uvnitř této plovoucí desky (obvykle v 1/3 od spodu), např. na KARI síti. I když jsou tyto skladby nazývány poloakumulační, používají se pouze ve spojení s přímotopnou sazbou. Tloušťka nosného materiálu je příliš malá, aby mohla naakumulovat dostatečné množství energie, a tento název je používán spíše pro rozlišení způsobu instalace topného kabelu, než pro rozdíl v praktickém provozu systému vytápění.
Výhodou je nižší pořizovací cena topných kabelů – protože je kabel umístěn v dostatečně silné vrstvě, která zajistí rovnoměrné rozložení teploty, lze použít kabely s vyšším lineárním příkonem (cca 15 W/m), takže pro instalaci požadovaného příkonu stačí kratší kabel položený s většími roztečemi, než kdyby měl pouze 10 W/m. Používají se také kabely s PVC pláštěm, které jsou levnější než kabely s pláštěm na bázi teflonu. Kabel má sice větší průměr, v této konstrukci to však ničemu nevadí.
Nevýhodou je komplikovanější způsob pokládky – především tehdy, má-li být topný kabel uvnitř nosné desky. Tato deska musí být monolitická, a pokud by se například u betonu odlila jen vrstva 2cm, po zavadnutí instaloval topný kabel a až následně udělala druhá vrstva tl. 4cm, 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.
 

3.Akumulační systémy

Vzhledem k poměrně obtížné regulovatelnosti se v současnosti akumulační systémy již téměř nepoužívají. Podlaha musí obsahovat dostatečně silnou vrstvu akumulačního materiálu – obvykle 12-15cm betonu – do kterého se během krátké doby (obvykle v noci) musí naakumulovat takové množství tepla, aby pokrylo potřebu objektu na vytápění během celého dne. Používají se robustní výkonné kabely (20 – 30 W/m), aby bylo možné nainstalovat potřebný výkon. Tento systém nemá proti přímotopnému a poloakumulačnímu žádné výhody, k jeho volbě se obvykle přistupuje v aplikacích, kde během dne není k dispozici potřebný výkon elektrické rozvodné sítě – například v okrajových oblastech s nedostatečně dimenzovanou rozvodnou soustavou, nebo u průmyslových podniků, které mají díky instalované technologii velkou spotřebu během dne, ale přes noc mají energie nadbytek.
 

Tepelné izolace pro podlahové vytápění

Pomineme-li obecné tepelně technické vlastnosti celého objektu, pak pro hlavní podlahové vytápění jsou tepelné izolace podlahy klíčové pro parametry a hlavně pak provozní náklady celého topného systému. Nejběžněji je k izolacím podlah používán expandovaný, nebo lépe extrudovaný polystyren. Nevhodné jsou izolace o malé objemové hmotnosti – např. používané pro izolaci fasád – pokud bude topný kabel položen na takovouto izolaci, hrozí vlivem teplot její postupná sublimace.
Nad nevytápěnými prostory a terénem se instaluje izolace v tloušťce 8-10cm (nejlépe ve dvou vrstvách s překrytím spár), nad vytápěným prostorem v tloušťce cca 5cm. Začlenit dostatečnou vrstvu tepelné izolace do skladby podlahy nebývá u novostaveb problém, spíše u rekonstrukcí stojí investor před rozhodnutím, jak rozsáhlý zásah do konstrukce provede. Zde je důležité upozornit, že žádný „nátěr“ ani „folie“ nenahradí 10 cm polystyrenu a pokud má být podlahové vytápění provozováno ekonomicky, je nutné podlahu důkladně tepelně zaizolovat.
Při komfortním ohřevu podlahy je podlahové vytápění provozováno přerušovaně, v krátkých intervalech (obvykle cca hodinu ráno a večer) a proto je u něj důležitá dynamika. U těchto aplikací je vhodné použít doplňkovou izolaci F-Board, která se umisťuje přímo pod topný kabel, a to i u novostaveb, u kterých je kvalitní tepelná izolace již v základní konstrukci podlahy. Tato izolace zvýší tepelný odpor konstrukce pod topným kabelem, takže teplo jde především nahoru do dlažby a podlaha se při pokojové teplotě ohřeje z 20°C na cca 27°C přibližně za 15 minut. Obráceně izolace brání akumulaci tepla do podlahy, takže po vypnutí systému podlaha také velmi rychle ochladne. U doplňkového ohřevu to však není na závadu – akumulace a dlouhá setrvačnost zde není žádoucí. Srovnání rychlosti prohřívání podlah v aplikacích bez doplňkové izolace, proti aplikacím kde instalována byla.
Podlahová izolace F-Board nenahrazuje plnohodnotnou tepelnou izolaci podlahy, především u rekonstrukcí však velmi výrazně zlepší funkci komfortního ohřevu podlahy, bez nutnosti rozsáhlých zásahů do konstrukce podlahy. V systémech hlavního vytápění je použití doplňkové izolace F-Board zbytečné – vzhledem k delším intervalům provozu topného systému není velká rychlost ohřevu podlahy potřebná.

Odeslat článek známému   Vytisknout