Velkoplošné nízkoteplotní a sálavé topné systémy

Trend moderního vytápění směřuje k navrhování a provozování komfortních zdrojů tepla - komfortních ve smyslu produkce určitého "typu" tepla. Jedná se především o velkoplošné nízkoteplotní (elektrické podlahové topení) a sálavé (velkoplošné stropní, nebo sálavé infračervené topné panely) zdroje tepla.

Takovéto topné systémy vytvářejí lepší rozložení teplot ve vytápěném prostoru, nevíří vzduch a prach, a potřebnou tepelnou pohodu nabídnou při nižší teplotě vzduchu než klasické konvekční systémy.

Elektrické přímotopné topení má téměř 100% účinnost, tzn. pokud spotřebujete 1kWh (1000 W/h) elektrické energie, dostanete téměř 1000 W tepelné energie.

Teplo se v principu šíří třemi základními způsoby, tj. konvekcí (prouděním), dále sáláním (radiace - tepelné a infračervené sálání) a vedením (difuze, kondukce). Z hlediska produkce a šíření tepla pro potřeby vytápění jsou pro nás v tuto chvíli podstatné jen konvekce a sálání.

Základní způsoby šíření tepla - zdroj Wikipedia

V minulosti silně převažující konvekční /teplovzdušné/ vytápění teplovodními radiátory nebo elektrickými přímotopnými konvektory má z principu své funkce (ohřívá pouze vzduch - podíl sálání je žádný nebo velmi malý) řadu nevýhod: víří vzduch a s ním prachové částice a výkaly roztočů což je špatné nejen pro alergiky, k dosažení dobré tepelné pohody je potřeba zahřát vzduch na vysokou teplotu což sebou nese i vysoké energetické nároky, rozvrstvení teplot v ose podlaha - strop je nerovnoměrné - draze ohřátý teplý vzduch stoupá vzhůru, kde se hromadí u stropu, teplovodní topení se navíc také hůře reguluje a má nežádoucí setrvačnost. Na druhou stranu má konvekce vysokou dynamiku, přímé zahřátí vzduchu je daleko rychlejší než sekundární ohřívání od povrchů a ploch. Platí také, že při konvekčním vytápění je teplota vzduchu vyšší, než teplota většiny povrchů vnitřní obálky, u infračerveného vytápění je to právě naopak.

Moderní velkoplošné a sálavé topné systémy dosahují lepšího tepelného komfortu a energeticky úspornějšího provozu. Důvody jsou především:

• rovnoměrné rozložení teplot mezi podlahou a stropem
• zvýšení průměrné povrchové teploty vnitřní obálky
• zvýšený podíl sálání, které je člověkem vnímáno jako příjemné a přirozené
• přesná regulace umožňující velmi malý teplotní rozptyl a minimální teplotní překmity
• zónová regulace, jednotlivé místnosti jsou regulovány podle způsobu a času užívání

Uvedená fakta umožňují při vytápění snížit teplotu vzduchu v závislosti na složení stavebních konstrukcí často až o 2 - 3 st. C při zachování nebo zlepšení tepelné pohody. Zjednodušeně lze říci, že při zvyšování teploty vzduchu nás každý 1 st. C navíc stojí 6% energie navíc.

Velkoplošný nízkoteplotní zdroj tepla - elektrické podlahové topení

Elektrické podlahové topení nabývá v praktickém využití nejčastěji těchto podob:

• topné kabely pro instalaci do vrstvy betonové mazaniny nebo anhydridu
• topné rohože pro instalaci přímo pod dlažbu a podobné materiály, ale i do litých nebo betonových podlah
• topné fólie pro instalaci pod plovoucí podlahy především laminátové, ale i dřevěné, dále určité typy PVC, některé koberce

U podlahového topení je teplo do prostoru předáváno především formou velkoplošné konvekce s vysokým, ale menšinovým podílem sálání. Jedná se topný systém, kterému nelze z hlediska tepelného komfortu, energetické náročnosti a souhrnu dalších vlastností nic vytknout, pokud se nacházíte ve stavební fázi, kdy můžete elektrické podlahové topení aplikovat, neváhejte. Naše webové prodejní stránky se specializací na elektrické podlahové topení: www.podlahove-topeni.eu.

Elektrické podlahové topení - výhody:

• teplá podlaha je nenahraditelný luxus, zvláště oceníte pokud máte děti
• zvyšuje průměrnou teplotu povrchů vnitřní stavební konstrukce = dobrá tepelná pohoda
• velkoplošná konvekce spolu s podílem sálání tvoří rovnoměrný průběh teploty v ose podlaha -strop = dobrá tepelná pohoda
• umožňuje vytápět prostor na nižší teplotu při zachování dobré tepelné pohody a tím snižuje energetické nároky
• neomezuje vnitřní prostor
• nevíří vzduch a s ním prachové částice s výkaly roztočů
• dlouhá životnost, bezúdržbovost

 Zápory: velká setrvačnost u akumulačních a poloakumulačních aplikací (netýká se přímotopných aplikací do tloušťky podkladu cca 4 cm)

Sálavé topné systémy

Tepelné sálání je část spektra elektromagnetické vlnění, které tělesa vysílají v závislosti na své teplotě. Známým tepelným sáláním je např. sluneční záření. Infračervené sálání, používané pro vytápění, je pouze část spektra tepelného sálání, zkráceně se však často označuje jako tepelné sálání. Sálavá složka topidla je závislá na jeho tvaru a povrchové teplotě, právě ta má přímou souvislost s tzv. vlnovou délkou udávanou v µm (mikrometrech). Sálavé neboli infračervené zářiče používané v obytných prostorech se označují jako zářiče "s filtrem", protože pracují zpravidla v oblasti "dlouhovlnného záření" označovaného jako IR-C, s odpovídající vlnovou délkou 3 - 100 µm, bez viditelného podílu světla. Takovéto záření prochází vzduchem prakticky bez zábran a přeměňuje se na tepelnou energii až po dopadu na předměty, plochy stavební konstrukce, člověka atd.

Názvosloví v tomto oboru vytápění není žádným způsobem standardizováno, podle nepsaných pravidel v odborných kruzích by topidlo, jenž je nazýváno sálavé, mělo produkovat více než 50% vyrobené tepelné energie v podobě infračerveného sálání. Pokud nadpolovičního podílu sálání není dosaženo, jedná se pouze o konvekční topidlo se zvýšeným podílem sálání.

V praxi se nejčastěji používají tyto sálavé topné systémy:

• sálavé topné panely (nástěnné, stropní)
• velkoplošné sálavé stropní topení realizované topnými fóliemi

Velkoplošné sálavé stropní topení je komfortní zdroj tepla s většinovým podílem sálání. Velká topná plocha emituje infračervené paprsky rovnoměrně a díky velké ploše se oproti stropním sálavým panelům pracuje s podstatně nižším povrchovou teplotou stropní konstrukce cca 35-45°C. Topným médiem je speciální topná fólie z homogenizovaného grafitu o síle 0,4 mm s měrným výkonem 100 - 200 W/m2.

Sálavé (infračervené) topné panely pracují s povrchovou teplotou cca 80-110°C. Konstrukce panelu je plochá, aby co nejméně podporovala výrobu konvekční složky tepla. Pro jejich správnou instalaci a provozování platí několik pravidel, jejich nedodržení vede k nespokojenosti uživatelů a neefektivnímu provozu panelů.

• sálavým panelům nesmí nic bránit ve vyzařování, měli by být umístěny tak, aby se elektromagnetické vlnění co nejlépe rozptýlilo po celém prostoru
• sálavé panely by neměli být umístěny proti oknům a skleněným výplním
• pokud je to možné, je vhodné, aby sálavé panely emitovaly infra parsky na chladnější části konstrukce (např. obvodová zeď), tím se lépe vyrovnají rozdílné teploty povrchů a zabrání asymetrii teploty sálání
• použijte raději více zdrojů tepla o nižším výkonu než méně výkonnějších
• při umístění na strop dodržujte v trvale obývaných prostorech vzdálenost min. 1m od hlavy

Není panel jako panel

Konstrukce a výroba kvalitního funkčního infračerveného panelu není tak triviální záležitost, jak by se mohlo podle jeho obyčejného plochého vzhledu zdát. Důležité jsou vztahy mezi velikostí (plochou) panelu, jeho maximální povrchovou teplotou, rychlostí s jakou se na tuto teplotu zahřeje, mírou akumulace, mírou nežádoucí emise infra vln zadní stranou panelu, emisivitou povrchu, pohlcování tepla z topného média a dalšími veličinami. Někteří prodejci rádi vydávají za sálavé topení topné systémy nebo komponenty, které jimy nejsou, mají pouze zvýšený podíl sálání oproti konvekční složce.

Výhody sálavého vytápění:

• zvyšuje průměrnou teplotu povrchů vnitřní stavební konstrukce = dobrá tepelná pohoda
• vysoký podíl sálání tvoří rovnoměrný průběh teploty v ose podlaha - strop = dobrá tepelná pohoda
• umožňuje vytápět prostor na nižší teplotu při zachování dobré tepelné pohody a tím snižuje energetické nároky
• nevíří vzduch a s ním prachové částice s výkaly roztočů
• dlouhá životnost, bezúdržbovost

Zápory: při nevhodném umístění a nedokonalém „zasvícení" celého prostoru může docházet ke snížení tepelného komfortu.