Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Základy podlahového vytápění a chlazení. Část 4. Trubkové hady, části, regulace, chyby

Ing. Jaroslav Dufka

Recenzovaný

Teplovodní trubkové podlahové vytápění se skládá z mnoha částí. Nejdůležitější jsou níže stručně popsány. Uvedeny jsou i nejčastější instalační chyby.

Rozdělovač

Toto zařízení je z hlediska mechanických prvků poměrně jednoduché, provozní podmínky však kladou důraz především na jeho kvalitu. Na trhu je v nabídce mnoho typů rozdělovačů, co se týká konstrukce. Rozdělovače se díky odvzdušňování nedoporučuje umísťovat do místností určených ke spaní.

Rozdělovače se vyrábí z mosazi, nerezové oceli, plastů. Jsou dodávané jako pevné, vyrobené z tažené tyče s daným počtem vývodů. Je také možné rozdělovač vyskládat ze stavebnicových modulů.

Průměr připojení u běžně používaných rozdělovačů je od ¾″ až do 2″. V případě výroby z pevných tyčí jsou rozdělovače dodávané od 2 do 12 vývodů, velké dimenze 1½″ a 2″ mají pouze 2 až 6 vývodů.

Obr. 27 Rozdělovač určený pro 4 topné okruhy

Obr. 28 Zapojený rozdělovač s označením jednotlivých okruhů

Volba rozdělovače závisí na počtu okruhů a zdroji tepla. Optimálním řešením je vždy zdroj, který dodává rozdělovači vodu o požadované teplotě pro podlahové vytápění. V případě soustavy kombinované (vyskytují se otopná tělesa vyžadující vyšší teplotu otopné vody než požaduje podlahové vytápění) je možné instalovat směšovací rozdělovač, který je schopen upravit (snížit) teplotu vody pro podlahové vytápění. Nejjednodušší řešení využívá termostatický ventil, ovšem to je možné použít jen při dostatečně velkém rozdílu teplot, ideálně alespoň 10 stupňů, mezi teplotou ze zdroje a teplotou vyžadovanou podlahovým vytápěním.

Složitější jsou kompletní sestavy s elektronickým čerpadlem. Jedná se o sety rozdělovačů (obr. 37), které řeší v jedné skříni jak rozvod k radiátorům (vysokoteplotní), tak rozvod do podlahového vytápění (nízkoteplotní), hydraulické vyregulování okruhů, včetně regulace teploty pro podlahové vytápění.

Trubky pro podlahové vytápění

Pro montáž podlahového vytápění se používají trubky o různých rozměrech, obvykle 10 × 2 mm, 12 × 2 mm, 16 × 2 mm, 17 × 2 mm a 18 × 2 mm. Pro podlahové vytápění lze použít trubky z mědi, vhodného plastu, časté je i použití vícevrstvých trubek kombinace plast - kov.

Síťovaný polyetylen (PE–X)
Pro podlahové vytápění se používá v průměrech od 16 × 2 mm do 25 × 2,3 mm, maximální provozní teplota 90 °C, maximální provozní tlak 10 bar. Základní surovinou pro výrobu síťovaného polyetylénu je většinou vysokohustotný polyetylén. PE-X trubky mají velmi dobré mechanické vlastnosti, vysokou odolnost proti šíření trhlin, vysokou houževnatost a velmi dobrou tlakovou odolnost za vyšších teplot. Samozřejmostí je ochrana proti difúzi kyslíku přes stěnu trubky do otopné vody.
Vícevrstvá trubka (PEX–AL–PEX)
Pro rozvody podlahového vytápění se vyrábí v průměrech od 16 × 2 mm, průměry od 16 do 20 mm pouze v klubech, síla hliníkové vrstvy do průměru 20 mm je 0,2 mm, malý koeficient délkové roztažnosti a tvarová stálost, maximální provozní teplota 90 °C, maximální provozní tlak 10 bar.
Vícevrstvá trubka (plast–Cu–plast)
Méně častá kombinace, ale rovněž se vyskytuje na trhu.
Polyetylen (PE–RT)
Trubky s pětivrstvou konstrukcí, pro rozvody podlahového vytápění se vyrábí v průměrech od 8 × 1 mm do 20 × 2 mm, dlouhodobá životnost a dokonalá těsnost kyslíkové bariéry z EVOH, maximální provozní teplota 95 °C.
Polypropylén (PP)
Polypropylen blokový kopolymer PP-B má dobrou ohebnost, ale nižší teplotní odolnost (75–90 °C). Polypropylen statistický kopolymer PP-R, houževnatost a rázovou odolnost má tento typ horší než PP-B. Má však velmi dobrou tlakovou odolnost i při vyšších teplotách, teplotní odolnost přesahuje 100 °C. V současnosti se oba typy PP nahrazují kvalitnějším PP–RCT.
Polypropylén PP–RCT (PP–RCT/Al/PP–RCT)
Pro rozvody podlahového vytápění se vyrábí v průměrech od 16 × 2 mm, 18 × 2 mm a 20 × 2 mm. Mají ohybovou paměť a vysokou houževnatost. Pětivrstvá konstrukce má podélně svařovanou hliníkovou vrstvu, maximální provozní teplota 95 °C.
Polybutylén (PB)
Pro rozvody vytápění, podlahového vytápění a sanity, průměry 16 × 2 mm a 18 × 2 mm, má menší hmotnost, snadněji se ohýbá, maximální provozní teplota 90 °C, maximální provozní tlak 10 bar.
Měď (Cu)
Měděné trubky určené pro podlahové vytápění musí splňovat požadavky normy [15]. Měděné trubky se používají s opláštěním, které chrání trubku před mechanickým poškozením. Opláštění zabraňuje vzniku bodové koroze při působení betonových či omítkových směsí. Materiál, ze kterého se potrubí vyrábí, je dezoxidovaná měď (SF-Cu) s obsahem čisté mědi minimálně 99,90 %. Pro podlahové vytápění se vyrábějí v provedení měkkém (R 220) v dimenzích 10 × 0,6 mm; 12 × 0,7 mm a 14 × 0,8 mm. Nově se začaly pro podlahové systémy také vyrábět systémy flexibilních, extrémně tenkostěnných opláštěných měděných trubek [16] v dimenzích 14 × 2 mm; 16 × 2 mm a 20 × 2 mm. Pro porovnání: např. trubka 16 × 2 mm má tloušťku měděné stěny jen 0,35 mm.

Obr. 29 Měděné potrubí; s opláštěním (vlevo), bez opláštění (vpravo)

V zahraničí se vyrábí pro podlahové vytápění i trubky oválného průřezu [17]. Materiálem trubek je PE-X. Nejčastěji se používají trubky rozměru 17 × 24 mm o tloušťce stěny 2,5 mm. Jako hlavní výhoda se uvádí intenzivnější přestup tepla z boku do betonu a rovnoměrnější rozložení teplot na povrchu podlahy (obr. 31). Výrobce dodává s trubkami také speciální příchytky v lištách pro přichycení trubek oválného tvaru.

Obr. 30 Oválné trubky – tvar a rozměry

Obr. 31 Šíření tepla z trubek a v podlaze

Obr. 32 Detail uchycení oválné trubky do příchytky

Ze všech druhů trubek se nejčastěji používají materiály PE-X a PEX-AL-PEX. Nejlépe vyhovují požadavku pořizovací cena – užitné vlastnosti. Trubka polybutylenová má nejlepší vlastnosti jak z hlediska dlouhodobé životnosti, tak z hlediska montáže (je „měkká“ a snadno ohebná i při nižších teplotách), avšak cena je ve srovnání PE-X znatelně vyšší. Všechny plastové trubky používané pro podlahové vytápění musí být opatřeny kyslíkovou bariérou. Jde o to, že celková plocha povrchu instalovaných trubek je velmi velká a bez kyslíkové bariéry dochází k difuzi tohoto plynu ze vzduchu do otopné vody a pak podporuje korozi.

Regulace tepelného výkonu

Místnost vytápěná prostřednictvím podlahy představuje na základě své velké akumulační kapacity stabilní otopnou soustavu. Na jedné straně to znamená, že krátká kolísání teplot, např. v důsledku větrání, jsou rychle opět vyrovnávána, na druhé straně také, že vyhřátí velmi silně ochlazené místnosti může vyžadovat delší dobu. Tuto dobu je třeba respektovat a podle ní volit vhodnou regulaci.

S regulací výkonu souvisí setrvačnost náběhu a časová konstanta. Setrvačnost náběhu je doba potřebná k dosažení tepelného výkonu při přivádění topné vody o jmenovité teplotě, jmenovitém průtoku a jmenovité teplotě okolí. Setrvačnost náběhu T₉₀ se vyjadřuje při dosažení 90 % tepelného výkonu otopné soustavy. Tato doba je důležitá při zjišťování rychlosti odezvy otopné plochy na regulační zásah [12].

Tab. 7 Setrvačnost náběhu různých otopných ploch
druh otopné plochy	teplota topné vody [°C]	setrvačnost náběhu `T`₉₀ [min]
podlahová – mokrý způsob	34	166
podlahová – suchý způsob	42	62
konvekční otopné těleso	75	12

Časová konstanta Ʈ_A je kritérium pro rozhodnutí, zda se otopná plocha zařadí do skupiny podlah akumulačních, poloakumulačních nebo přímotopných. Vyjadřuje dobu, za kterou se při nabíjení ohřeje akumulační vrstva podlahové plochy. Konstanta Ʈ_A u ploch akumulačních je 10 až 12 hodin, poloakumulačních 4 až 8 hodin, přímotopných méně než 4 hodiny.

Provoz podlahového vytápění vyžaduje plynulou a pozvolnou regulaci, neboť na rychlé změny stejně reaguje až se zpožděním. Základem je řízení teploty otopné vody podle klimatických podmínek. Při požadavku na řízení podle programu se využívají regulační systémy, které si samy během provozu zjistí časovou konstantu konkrétní soustavy, délku regulační odezvy konkrétního podlahového vytápění a podle ní pak vypočítávají nutný předstih pro řízení provozu podle časového programu.

Regulace teploty jednotlivých místností

Obr. 33 Zjednodušené schéma ekvitermní regulace podlahového vytápění: Te – čidlo venkovní teploty, R – regulátor, OT – omezující termostat čerpadla, T – čidlo teploty vody, Č – oběhové čerpadlo, Z – zásobník teplé vody, RV – regulační ventil, SP – servopohon, MIX – trojcestný směšovací ventil

Jejím úkolem je dávkování množství energie pro každou místnost. Navazuje na základní řízení teploty otopné vody podle klimatických podmínek a doplňuje ji řízením průtoku otopné vody okruhy (řízení servopohonů ovládajících ventily topných okruhů, zpravidla na rozdělovači).

Regulace tepelného výkonu je možná podle teploty vnitřního vzduchu nebo venkovního vzduchu (ekvitermní). V menších budovách (rodinné domy) se běžně používá jako základ regulace ekvitermní, kterou doplňuje řízení podle teploty vnitřního vzduchu.

Regulační termostaty

Obr. 34 Pokojový termostat

Dnes používané termostaty mají většinou provoz proporcionálního typu s přesností okolo 0,6 stupně. Umožňují během dne naprogramovat více časových intervalů s různou úrovní teploty. Čas spínání se volí podle různých způsobů regulace teploty, a tím se co nejpřesněji přizpůsobují charakteru vytápění. Tyto termostaty mají rozsah regulace prostorové teploty 5 až 35 °C. Je však nutné si uvědomit, že i samy stavební konstrukce domů svými tepelně izolačními a akumulačními vlastnostmi zpomalují proces chladnutí, případně ohřívání místností a výsledek tak nezávisí jen na našem přání vyjádřeném zvoleným programem regulátoru a schopností podlahového vytápění.

Obr. 35 Programovatelný termostat

V praxi jsou oblíbené prostorové termostaty s týdenním programem. Elektrické napájení je ve variantách 230 V nebo 2 tužkové baterie typu AAA 1,5 V. Profil regulace vytápění je programovatelný dvěma způsoby:

denní režim; používá se, pokud se přítomnost osob v domě nemění v průběhu týdne (například ženy či muži v domácnosti, důchodci, rekreační bydlení) a naprogramuje se jeden profil platný pro všechny dny v týdnu,
týdenní režim; ve kterém je možné naprogramovat jiný rozvrh teplot pro každý den v týdnu a každý den lze naprogramovat individuálně.

Rozsah nastavení teploty je 2 až 40 °C, dodává se ve třídě ochrany před úrazem elektrickým proudem IP20.

Obr. 36 Prostorový termostat

Prostorové termostaty mají většinou možnost volit ze tří režimů řízení teploty:

komfort – teplota podle požadavku v referenční místnosti (nejvíce využívaná místnost v domě), která se používá v průběhu dne a večera,
útlum – teplota, která se používá v nočních hodinách (tzv. útlumová nebo úsporná) nebo v případě nepřítomnosti osob,
nezámrzná teplota, která je udržována pro zabezpečení podlahového vytápění proti poškození při zamrznutí.

Termostat je napájený bateriemi a má oddělené spínací relé. Technické údaje; rozsah nastavení teploty: 2–40 °C, napájení: 2 tužkové alkalické baterie typ AAA 1,5 V; automatická kontrola stavu nabití baterií se signalizací; třída ochrany IP20.

Obr. 37 Zjednodušené schéma více zdrojů tepla zapojených do soustavy podlahového i radiátorového vytápění. Příklad kombinace zplyňovacího kotle na dřevo a solární tepelné soustavy.

Regulace výkonu podlahového vytápění je možná také jinými regulátory. Záleží na požadavcích uživatele na komfort vytápění.

Zdroj tepla

Pro podlahové nízkoteplotní vytápění lze využít jen jeden nebo i několik různých zdrojů tepla. Jako samostatný (jediný) zdroj lze použít kotel na kterékoliv palivo, tepelné čerpadlo. Mohou být doplněny solární tepelnou soustavou. Používání nízkých provozních teplot zvyšuje využití zemního plynu kondenzačními kotli, případně energetický přínos tepelných čerpadel.

Chyby při montáži

Pokud montáž podlahového vytápění probíhá podle detailně zpracovaného prováděcího projektu, měla by být bez chyb. Problémy vznikají při montáži podle projektu zpracovaného jen pro stavební povolení, nebot tento projekt může být velmi zjednodušený, nemusí obsahovat všechny prvky. Pokud vzniknou pochybnosti, je nutné montáž přerušit a otázky konzultovat s projektantem, s výrobcem nebo dovozcem použitých materiálů, případně celého systému podlahového vytápění. Častěji jsou však vidět i různé „zlepšováky“ či snahy ušetřit nebo dohnat něco, na co se zapomnělo. Pak vznikají chyby při montáži i při přípravných pracích [18]. Následující obrázky zjevně ukazující chyby nepotřebují další komentář.

Obr. 38 Kari síť na podlaze různě navzájem přeložená

Obr. 39 V místnosti nejsou zabudována okna a dveře

Obr. 40 Tepelná izolace s tepelnými mosty

Obr. 41 Křížení potrubí na systémové desce

Obr. 42 Chybějící izolace nahrazena pískem, evidentně nevhodný typ polystyrenu

Obr. 43 Kabely elektroinstalace dodatečně vedené na trubkách

Obr. 44 Místo systémové lišty použity dřevěné hranolky s otvory pro trubky

Obr. 45 Rozdělovač sestavených pozinkovaných fitinků určených pro rozvody pitné vody, bez možnosti kontrolovat a seřídit průtoky otopné jednotlivými okruhy

Obr. 46 Trubky položeny bez fixace mohou během zálivky změnit svou polohu

Obr. 47 Na trubkách položená síťovina, která omezí zatečení betonové nebo anhydritové zálivky

Zásadní chybou nekvalitních projektů i montáže je nerespektování hydraulických parametrů k optimálními provozu. V prvé řadě použití okruhů o velkých délkách, v praxi i nad 200 metrů, v závislosti na světlosti trubky. Nemožnost seřízení, z níž vyplývá nadměrný průtok kratšími okruhy a nedostatečně vytápění tam, kde jsou okruhy delší. Podobnou chybou je i záměna světlostí trubek bez ověření výpočtem. Chybu může způsobit i jiný systém spojování trubek než předepsaný, neboť může svou menší, anebo naopak větší světlostí spojek změnit průtok v okruhu.

Náklady na podlahové vytápění

Cena teplovodního podlahového vytápění se skládá ze tří hlavních částí. Cena trubek, která podle zvolené rozteče a kvality materiálu, tvoří 25 až 45 % z ceny podlahového vytápění. Druhou položku tvoří tepelná izolace, systémová deska a systém upevnění a rozdělovač. Třetí položkou je montáž, jejíž cena je závislá na zvoleném systému podlahového vytápění, druhu a provedení zálivky.

V rámci konkurence nemůže být cena podlahového vytápění u různých montážních firem příliš rozdílná. Konečná suma však vždy záleží na konkrétních požadavcích zákazníka. Většina firem uvádí jen ceny základní, orientační a bez DPH [19]. Například:

podlahový systém do 500 m²	590 Kč/m²
podlahový systém nad 500 m²	490 Kč/m²
suchý podlahový systém	990 Kč/m²

Výše uvedená cena nezahrnuje rozdělovače, skříňky ani zdroj tepla a dopravní náklady; naopak zahrnuje mzdové náklady a zisk montážní firmy.

I v současné době si někteří stavitelé realizují podlahové vytápění svépomocí. Pokud sami nejsou znalí oboru TZB a projektování, pak by ve vlastním zájmu měli využít systémového dodavatele podlahového vytápění. Neboť to jim ve většině případů umožní si nechat zkontrolovat vlastní návrh tak, aby se vyhnuli nejhrubším chybám.

Shrnutí

Teplovodní podlahové vytápění trubkovými hady se používá jak v obytných místnostech, tak i v neobytných prostorech. Montáž se provádí mokrým nebo suchým způsobem, a to umožňuje i jednoduché využití i v objektech s dřevěnými stropy.

Hospodárný provoz lze zajistit správným výběrem a používáním regulace výkonu. Prakticky lze použít jakýkoliv zdroj tepla a výhodou je použitelnost zdrojů s nižší výstupní teplotou a vyšším podílem obnovitelných zdrojů energie. Podlahové vytápění umožňuje libovolnou změnu zdroje tepla, podle toho, co je aktuálně výhodnější. Možná je také kombinace teplovodního podlahového vytápění s otopnými tělesy, konvektory, případně i s elektrickým podlahovým vytápěním topnými kabely, fóliemi. Z hlediska snadnosti a rychlosti pokládání trubek roste zájem o systém využívající suchý zip.