Tepelné črpadlo spojené s podlahovým vytápěním s odrazovou fólií

Nejčastější dotazy – co by měl každý investor vědět pro správné rozhodnutí :

1) V čem se liší různé systémy?
2) Jakou důležitost má kvalita systému na topný výkon nebo životnost ?
3) Jak ovlivňuje řízení podlahového topení konečné náklady na otop ?
4) Liší se systém podlahového topení pro plynové kotle a tepelná čerpadla?
5) Jaký je rozdíl mezi topnou deskou z betonu a anhydritem?
6) Kdy mohu začít topit?
7) Jsou nutné dilatace topné desky a kdy? Nosnost topné desky.
8) Jaké izolace a proč se dávají pod podlahové topení?
9) Zdravotní hledisko podlahového topení.
10) Rozdělovače topné vody, regulace topné vody

ad 1) V čem se liší různé systémy?

Systémová kotvící izolační deska.

Jsou užívány dle kvality tyto druhy :
Kvalita
a) Systémová izolační deska se zámky a kročejovou ochranou.
Tato deska má 3 cm izolační těleso rozděleno na vrstvu, která tlumí kročejový hluk ( 2 cm ) a vrstvu, která zajišťuje nosnost 400 kg/m2 (1 cm –hust. 35 kg/m3 ). Izolační těleso je kryto ochranou folií pro pochůznost při montáži.
b) Systémová ID se zámky a ochranou folií bez rozdělení izolační vrstvy.
c) Systémová ID se zámky bez ochranné folie pro pochůznost.
d) Systémová ID bez zámků s folií.
e) Systémová ID bez zámků a bez folie.
f) Systémová ID – obyčejný polystyren s hustotou pod 20 kg/m3.

Finanční rozdíl mezi kvalitou a) a kvalitou f) je vyšší než 200%. Z tohoto důvodu dodavatelé, kteří se snaží vydělat maximum provádějí instalace v kvalitě f) a snaží se přiblížit ceně za kvalitu maximální.

Co vše kvalita systémové ID ( izolační desky ) ovlivňuje :

a) Systémové ID se kladou přímo na podkladovou nosnou betonovou plochu nebo na další izolační vrstvu. Pokud není správně dimenzována nosnost izolace celá topná deska klesá a u obvodových zdí v případě obkladů je tento pokles zřetelný. Na izolační vrstvu má vliv stabilizace polystyrenu a jeho hustota na m3.

b) Krycí folie na zámcích zajišťuje nosnost desky, ochranu při pochůzních deformacích
při montáži, možnost spojovat desky do monolitního stavu. Dále pracuje jako
vodoizolační vrstva při položení topné desky. Spolu se zámky zajišťuje přesnost
položení topné trubky a také dilataci topné trubky. Především roztažnost a dilatace,
spolu s užitým materiálem topné trubky mají vliv na životnost topného systému.

c) Pokud tedy topnou trubku položíte na rovný nevhodný polystyren hrozí tyto nedostatky :
- izolační deska nebude dostatečně nosná a topná deska bude klesat
- izolační deska bude přenášet kročejový hluk
- při užití plastových spon nebude topná trubka rovnoměrně rozložená, jak výškově, tak horizontálně
- po zalití topnou deskou nelze nic opravit
- při montáži topné desky dojde k poškození topné trubky – povrchové vrypy
- není umožněna dilatace topných trubek

Topné potrubí :

V současnosti se užívají převážně dva druhy topné trubky :

Kvalita a) ALPEX
Této trubce se říká třívrstvá, ale správně má vrstev pět. Skládá se ze zesítěného polyetylénu a hliníkové střední vrstvy. Vrstvy polyetylénu jsou od hliníkové vrstvy odděleny tmelovými stykovými vrstvami.

Kvalita b) PEX
Trubka ze zesítěného polyetylénu – jednovrstvá.
Kvalita b) je opět mnohem levnější. Rozdíl a to značný rozdíl je v dilataci těchto dvou potrubí. ALPEX má roztažnost 6 cm / 50 m délky a trubka PEX má roztažnost 40 cm/50m.
Nutno uvést při oteplení 50°C. Jestliže se tedy s ohledem na tlakové ztráty užívají smyčky do délky 120 m, dilatace potrubí zde hraje významnou roli a její řešení má podstatný vliv na životnost topného systému.
Dalším aspektem je odolnost ALPEX proti průniku kyslíku. Pokles tlakové pevnosti pak například za 20 let je u trubky ALPEX 5% a u trubky PEX 40 – 50%.

Kvalita c) Polypropilen PP
Nebudeme komentovat – naprosto nevhodné pro podlahové topné systémy. Pokles tlakové pevnosti za 10 let až o 80%.

 

ad 2) Jakou důležitost má kvalita systému na topný výkon nebo životnost ?

Jestliže podlahový topný systém zalijeme topnou deskou je již neopravitelný nebo velice obtížně opravitelný. Navíc na tento dále investujeme konečnou vrstvu – dlažby, plovoucí podlahy atd.
Nesprávná izolační deska ovlivňuje klesání topné desky. Odtržení topné trubky od topné desky snižuje topný výkon. Toto způsobuje dilatace, rychlé přehřátí v době zrání topné desky.
Životnost topného systému je dána součtem všech aspektů – kvalita materiálu a provedení, dodržování provozních parametrů, správná dimenzace systému.

Topný výkon ovlivňuje správné nastavení rychlosti proudění topné vody, při správném zhodnocení odporu jednotlivých smyček a celého systému. Propočet ztrát třením v potrubí a dále propočet místních ztrát – ztráty armatur.
Dále hustota položení potrubí na systémové desce v souladu s výpočtem hustoty tepelného výkonového toku ( W/m2 ) dle tepelné ztráty daného prostoru.
Smyčky lze pokládat ve vzdálenosti od sebe 5 a více cm. Na tlakové ztráty potrubí má dále vliv i teplotní spád systému.

Příklad :
Při průtokové rychlosti 2 m/s - nárůst teploty topné vody potřebný pro topný výkon na jeden m2 topné desky při různých šířkách položení topné trubky.
Povrch - plovoucí podlaha – tepelný odpor 0,10 m².K/W, teplota místnosti 22°C. Potřebný topný výkon 70 W/m² – trubka 16x2 ALPEX. Dotyková teplota podlahy 28°C.

5 cm rozteč topné tr. …………………… 38°C topná voda
10 cm …………………………………... 41°C
15 cm ………………………………….. 44°C

Z daného přehledu logicky vyplývá, že pokud chceme šetřit musíme snižovat formou zateplení požadavek na topný výkon a za druhé je výhodnější pro tepelná čerpadla co nejnižší teplota topné vody. Z pohledu projekční přípravy je to však kompromis mezi otimalizací počtu a délky smyček, odporu soustavy, investiční náročnosti a regulací topného systému.

Bývalý rekvalifikovaný automechanik skutečně topnou trubku položí, ale pak čeká co to bude dělat a to už bývá skutečně pozdě !!

 

ad 3) Jak ovlivňuje řízení podlahového topení konečné náklady na otop ?

Při užití topného systému v ČR pracujeme z 95% s venkovními teplotami -15°C až +20°C v době topné sezóny.
Jestliže si tedy necháme namontovat ruční regulaci směšování topné vody do podlahového topení museli bychom ve dne i v noci reagovat dle tabulek na venkovní teplotu. Ta totiž určuje aktuální tepelnou ztrátu objektu a na tu musí reagovat topný systém zvyšováním nebo snižováním teploty topné vody.
Pokud je tedy ruční směšování nastaveno na hraniční maximální hodnoty, podlaha se většinou přehřívá a je 100% odstavována regulačním čidlem. Po poklesu je opětně 1-3 hod. natápěna vysokou teplotou topné vody. Tento cyklační systém způsobuje tepelnou nepohodu v místnosti s rozdílem teplot až 2°C a také nehospodárnost oproti ekvitermnímu automatickému řízení ve výši 15 – 20% za topnou sezónu. ( Zvýšené náklady za otop ).
Jestliže vůči topnému zdroji nesprávně dimenzujeme počet topných smyček a dále nesprávně regulujeme topnou vodu, již v této situaci můžeme ztrácet 20-25% úspor ( 5-10 tis. Kč/rok ) na topných nákladech. Topná voda by měla na základě ztráty objektu v závislosti na venkovní teplotě klesat a stoupat automaticky. ( Křivkové ekvitermní řízení teploty topné vody ).
Pro představu průměrná teplota je v ČR 2,5 až 3°C +. Teploty nad nulou jsou v ČR za posledních 5 let - 6 měsíců ze 7,5 měsíce topné sezóny. Od 15. prosince až 30. dubna .

 

ad 4) Liší se systém podlahového topení pro plynové kotle a tepelná čerpadla?

Rozdíl mezi těmito tepelnými zdroji je v optimální nebo možné výstupní teplotě topné vody. I když uvažujeme klasický plynový nebo kondenzační kotel, optimální topná výstupní voda je u tepelného čerpadla nižší. Pohybuje se od 30-45°C. Jestliže podlahové topení je svojí konstrukcí připraveno přijímat vodu 30 až 55°C je jasné, že je nutno k tomuto aspektu přihlížet a topné plochy osazovat s ohledem na tuto skutečnost.
U tepelného čerpadla se také ve větší míře vrací investice do ekvitermního řízení topné vody. Čím nižší teplotou zdroje topíme, tím více musíme s ohledem na časové cykly přenastavovat výstupní teplotu topné vody. Posuny skutečné pokojové teploty se nižší teplotou topné vody prodlužují. Pokojová teplota pulzuje a snižuje úroveň teplotní pokojové pohody.

Užívání nižší teploty topné vody je však opodstatněna nižšími provozními náklady. Její užití je však podmíněno dobrou nebo patřičnou regulací.
Nelze tedy přistupovat k systémům tepelných čerpadel stejně, jako ke zdrojům s vyšší teplotou topné vody – elektro kotle, plynové kotle, pevná paliva.

ad 5) Jaký je rozdíl mezi topnou deskou z betonu a anhydritem?

V počáteční fázi se topná deska prováděla z klasické betonové směsi. Brzy se zjistilo, že v řadě objektů toto vytápění nestačí i přes teoretické propočty. Výzkum poukázal na vliv ztrát nedostatečné izolace spodní části, začal se zabývat vhodnou vrstvou betonu a především složením samotného betonu.

Dnes by odborné firmy měli znát složení a zrnitost betonové směsi a umět doladit tuto směs vhodným plastifikátorem. Doporučená optimální výška topné desky z betonové směsi se uvádí 6,5 cm.
Anhydrit – směs vápence a přísad, byla vyvinuta pro provádění samonivelačních podlah a přizpůsobena pro užití na podlahové topné systémy. Po kontrolním příčném řezu zjistíte, že anhydritová směs lépe přilne k topné trubce – má tedy lepší parametry převodu tepla. Doporučená min. vrstva 5 cm lépe reaguje na dotop při změně teploty. Po provedení není nutno podlahy rovnat – nivelovat stěrkami pod dlažby nebo plovoucí podlahy, jako u betonových podlah.

Pro dodavatele systému podlahového topení však musí být známa skutečnost, kterou směs užije nebo objedná investor s ohledem na nižší účinnost betonové mazaniny.
Dalším, pro někoho důležitým aspektem je skutečnost, že anhydritovou desku můžeme začít natápět za cca 7 dní, betonovou desku bychom měli začít natápět za cca 25 dní.
Betonová deska je levnější – anhydritová deska je ve všech parametrech kvalitnější.

ad 6) Kdy mohu začít topit?

Betonová deska

Jak bylo uvedeno v odst. ad 5) u betonové desky začínáme topit za cca 25 dní. Teplotu topné vody zvedáme od 20°C každý druhý den o 5°C až do teploty 40°C – 8 dní. Na vyšší teplotu desku před dosažením minimální vlhkosti 1-3% nenatápět. Nesnižovat prudce teplotu – topit minimálně dva měsíce rovnoměrně. Při tomto postupu deska vysychá a dle větrání a podmínek dosahuje své pevnosti a stanovené vlhkosti.
 

Anhydritová deska

Tuto desku můžeme začít natápět za cca 7 dní. Zhruba 4 dny ji topíme 20°C topnou vodou a pak ve dvoudenních cyklech přidáváme na teplotě topné vody po 5°C. Za 14 dní tedy budeme do podlahového topení pouštět 40°C topnou vodu. Na této teplotě necháme desku vysušit na hodnotu vlhkosti 1 - 2%. Po té můžeme u obou systémů přistoupit k položení konečné vrstvy.

ad 7) Jsou nutné dilatace topné desky a kdy? Nosnost topné desky.

Hlavní zásadou je oddělit topnou desku od nosných obvodových konstrukcí a také sloupů i příček. K tomuto slouží cca 1cm silné dilatační pásy.
Další zásadou je dilatace především betonových topných desek. Zde se užívá maximální samostatná deska o velikosti do 50m2 a max. strana 8 m. Průchod topné trubky musí být mezi deskami řešen chráničkou. Jako dilatační spára se užije buď speciální dilatační pás nebo 2 ks dilatačního pásu obvodových stěn, který se slepí pomocí lepících pruhů na šíři 2 cm.

U anhydritu se desky do velikosti 100-120 m2 nedilatují, pouze se oddělí od nosných konstrukcí jako u betonové desky. Maximálně se užije dilatace v místě dveří. V místě oddělení desek se jistí topná trubka taktéž chráničkou. Menší dilatace anhydritové desky má opět kladný vliv na životnost topného systému.

Nosnost topné desky se dá zvýšit užitím kari sítě (ocelová stavební síť ) před zalitím. Tato se položí nejlépe pomocí plastové úzké bužírky, bodových čtverců tak, aby se nedotýkala topné trubky a byla nejméně 1,5-2 cm pod povrchem topné desky.

 

ad 8) Jaké izolace a proč se dávají pod podlahové topení?

Někdy se investoři mylně domnívají, že čím více polystyrenu do podlahy dájí tím lépe.
Polystyren sám o sobě je pružná hmota. Čím silnější vrstvu dám tím bych musel zvyšovat hustotu polystyrenu na m3, aby mi po určité době soustavným tlakem polystyrénová deska nesnižovala svoji výšku. Neužívat polystyreny nízké hustoty pod 20Kg/m3.

Optimální je držet se těchto zásad :
a) Podlaha nad vytápěnou místností 3 cm polystyrenu (25Kg/m³) hustota tepelný odpor min. 0,75 m²K/W
b) Podlaha nad zeminou 5-6 cm celkem - tepel. odp. min. 1,25 m²K/W
c) Podlaha nad venkovním konstrukčním přesahem do –15°C 8 –10 cm - tepel. odp. min. R=2 m²K/W

Pomocnou izolaci pod systémovou kotvící desku dávat v jedné vrstvě.

 

ad 9) Zdravotní hledisko podlahového topení.

Na zdravotní nezávadnost podlahového topení a nulový vliv na lidské zdraví byla vydána tato norma s těmito omezeními :
povrchová teplota podlahy
Místnosti a pracoviště kde se převážně stojí do 27°C
Obytné a kancelářské prostory do 29°C
Chodby a předsíně do 30°C
koupelny – sauny do 33°C
okrajové zóny do 35°C

Dalšími klady podlahového topení jsou:

Rozložení vyšších teplot v nižších polohách obytné místnosti.
Minimální víření prachových částic.
Rovnoměrné rozložení tepla v místnosti.

 

ad 10) Rozdělovače topné vody, regulace topné vody

Současný standart je dnes automatická ekvitermní regulace topné vody. Na základě venkovní teploty topná voda stoupá nebo klesá. Topný systém nepřetápí, pouze na základě topné křivky nastavuje topný výkon soustavy pro požadovanou teplotu vytápěných prostor.

Další důležitou součástí je řízení průtoku v každé smyčce s kontrolním průhledítkem – měřidlem.
Využít lze i řízení každé topné smyčky pomocí servopohonu – zavřít – otevřít. Zajišťuje hospodárnost v méně užívaných prostorech.

Pro zákazníky MBC s.r.o. vypracoval :

Jiří Kudláček, tech.obchodní ředitel
Moving Brands Czech s.r.o. IČ 26881926
divize tepelná čerpadla, fotovoltaické systémy

sídlo :
Pod Bílým Kamenem 1807
753 01 Hranice

telefon : +420 603 85 17 16

email : jkudlacek@mbcbohemia.cz
www: http://www.tepelna-cerpadla-vzduch-mbc.cz