Základy podlahového vytápění a chlazení. Část 5. Podlahové konvektory
Za podlahové vytápění v obecném výkladu lze považovat i vytápění řešené konvektory, které jsou v podlaze zabudovány. Tepelná energie do místností v tomto případě nevstupuje, nebo z ní nevystupuje celou plochou podlahy, ale jen její částí, plochou, kterou zabírá konvektor.
© Fotolia.com
Charakteristika
Vytápěná místnost má v podlaze zabudována otopná tělesa – podlahové konvektory. Obvykle mají kovový plechový plášť ve tvaru vaničky a umísťují se do chladem nejvíce zatížených míst. Typicky do podlahy u oken, velkých prosklených stěn a dveří sousedících s venkovním prostorem, do teras, zahrad aj. Jejich výrazná výhoda je v tom, že nezabírají užitečný prostor místnosti a v podstatě nijak neomezují výběr podlahové krytiny, rozestavění nábytku atp. Základem konvektoru je otopný výměník tepla umístěný ve vaně z ocelového (nejčastěji nerezového) plechu, který je napojen na teplovodní dvoutrubkový, ale může být použit i jednotrubkový systém.
Obr. 48 Části podlahového konvektoru: 1 – krycí mřížka, 2 – nosná lišta mřížky, 3 – krycí plech, 4 – výměník tepla, 5 – šroubení pro připojení na potrubí, 6 – nosný podstavec výměníku, 7 – vana konvektoru
Obr. 49 Dlouhý podlahový konvektor zabudovaný v podlaze
Výběr konvektoru
Konvektor se vybírá podle požadovaného tepelného výkonu, tvaru, délky, šířky a hloubky, druhu prostředí a způsobu připojení.
Pokud je v místnosti ještě jiné otopné těleso, pak součet výkonů obou těles musí odpovídat tepelným ztrátám, může být i větší. Vyrábí se konvektory založené jen na přirozeném proudění vzduchu, bez ventilátoru, případně s jedním až dvěma ventilátory. Většina ventilátorů má možnost přepínání počtu otáček. Ventilátor je zdrojem hluku. Proto se používají velmi tiché axiální, nebo častěji mnohem tišší radiální ventilátory. Hluk z konvektorů s moderními ventilátory, respektive jejich akustický výkon a především hladina akustického tlaku v posuzovaném místě je často nižší, než je obvyklé hlukové pozadí, takže konvektor není slyšet. S rostoucími otáčkami ventilátoru hlučnost roste, a proto je nutné volit konvektor nejen podle výkonu, ale i produkovaného hluku při požadovaném výkonu.
![Graf 2 Příklad závislosti hlučnosti na počtu otáček ventilátoru [1]](/docu/clanky/0193/019300o3.png)
Graf 2 Příklad závislosti hlučnosti na počtu otáček ventilátoru [1]
Obr. 50 Konvektor se dvěma ventilátory
Obr. 51 Půlkulatý konvektor
Tvary konvektorů mohou kopírovat tvar místnosti. Kromě rovných se vyrábějí také půlkulaté tvary různých poloměrů i délek.
Délky a šířky umožňují zákazníkům výběr konvektoru podle velikosti okna nebo stěny, kde má být umístěn.
Obr. 52 Napojení konvektoru; vlevo rovné, vpravo boční
Důležitým parametrem je druh prostředí, kde může být konvektor umístěn. Pod pojmem druh prostředí se myslí prostor „suchý“ nebo „mokrý“. Ventilátory pro mokré prostředí k tomu musí být přizpůsobeny z hlediska bezpečnosti provozu, mají vyšší stupeň elektrického krytí. Většina ventilátorů pracuje na bezpečné napětí 12 V DC nebo 24 V DC.
Napojení konvektoru na přívodní potrubí bývá možné z různých stran. Může být jak z pevného potrubí s využitím tvarových fitinků, tak ohebného, např. vlnovcové trubky z nerezové oceli či jiného vhodného materiálu.
Regulace výkonu konvektoru termostatem
Tepelný výkon nejvýkonnějších podlahových konvektorů může dosáhnout u jednoho i přes 10 kW – viz tab. 8.
Tab. 8 Příklad tepelného výkonu konvektorů v závislosti na délce a otáčkách ventilátoru [2]
![Tab. 8 Příklad tepelného výkonu konvektorů v závislosti na délce a otáčkách ventilátoru [2]](/docu/clanky/0193/019300o8.png)
Obr. 53 Pokojový termostat; vlevo mechanický (manuální) pro konvektor s ventilátorem, vpravo digitální s týdenním programem
Obr. 54 Zapojený konvektor před dobetonováním podlahy
Pro udržení zvolené teploty v prostoru je nutné regulovat výkon konvektorů podle okamžité změny venkovní teploty, intenzity slunečního záření například skrz okna, podle množství tepla, které produkují přístroje, zařízení, množství lidí v prostoru atp. K tomu slouží termostat. Například se manuálním termostatem ručně navolí otáčky ventilátoru a regulačním kolečkem nastaví požadovaná teplota vzduchu v místnosti. Termostat při poklesu teploty pod nastavenou hodnotu sepne výstup pro elektrotermický ventil a spouští ventilátor podle nastavených otáček. Digitální termostat s časovým programem ovládá elektrotermický ventil. Tyto moderní termostaty mají možnost nastavení regulace výkonu každý den jinak podle požadavků uživatele.
Údržba konvektorů
Dobře zabudované a připojené podlahové konvektory vyžadují jen velmi malou údržbu, která spočívá především v čištění od prachu. Pokud je v konvektoru ventilátor, je nutné před čištěním zajistit, aby se ventilátor neuvedl do provozu. Postup musí být popsán v návodu k obsluze. Některé typy konvektorů jsou vybaveny trubkou pro odvod kondenzátu. Tato trubka se čistí v případě znečištění současně s výměníkem tepla.
Chlazení podlahovými konvektory
V posledních letech se stále častěji vyskytují období s vysokými venkovními teplotami, které trvají delší dobu než dříve. Pro udržení vyhovující tepelné pohody prostředí je pak třeba vybrané místnosti chladit. Jednou z možností jsou k této funkci přizpůsobené podlahové konvektory s ventilátory a trubkou pro odvod kondenzátu vzniklého kondenzací vlhkosti ze vzduchu. Otopná voda v soustavě se pak v takovém období rozvádí s nižší teplotou, než je teplota vzduchu v místnosti, a konvektor může být využit k ochlazování místnosti.
Obr. 55 U dřevěných podlah je vysoká náročnost na kvalitní provedení podlahového chlazení
V letním období má vzduch vysokou teplotu. Čím je teplota vzduchu vyšší, tím více vlhkosti, vodních par, dokáže přijmout. Při styku tohoto teplého vzduchu s chladným povrchem tepelného výměníku konvektoru, jehož teplota je nižší než teplota rosného bodu vzduchu, dochází ke kondenzaci vodních par. Pokud v konvektoru není řešen odvod kondenzátu, tak je nutné zabránit možnosti kondenzace. Obvykle postačuje ochlazovat otopnou vodu na maximálně 18 až 16 °C. Proto je žádoucí potřebu chlazení včas uvědomit a pak volit konvektory, které mají odvod kondenzátu a které umožní volit i teploty nižší. S funkcí chlazení souvisí i nutnost jinak řešit tepelnou izolaci přívodního potrubí. Použitá izolace musí být difuzně těsná.
Na grafu je znázorněn příklad zjištění rosného bodu v místnosti, kde byla naměřena teplota 27 °C a relativní vlhkost 45 % rH. Do diagramu se vynese naměřená teplota a relativní vlhkost vzduchu – žlutý bod, který je dán na průsečíkem křivky teploty 27 °C a relativní vlhkosti 45 % rH. Z bodu se spustí svislá čára (červená) na křivku nasycení, 100 % rH – tvoří spodní hranici diagramu. Z průsečíku s křivkou nasycení (zelený bod) se odečte na svislé ose vlevo teplota rosného bodu, zde je to 14 °C.
Graf 3 h-x diagram s určením teploty rosného bodu
Vhodná opatření proti nepříjemnostem vzniklým kondenzací jsou difúzně těsná tepelná izolace v kritických místech, výroba konvektorů z korozi odolných materiálů a použití konvektorů vybavených odvodem kondenzátu do odpadního potrubí.
Vnitřní prostor lze ochlazovat i plošnou podlahovou soustavou za předpokladu dodržení takových teplot, aby na povrchu podlahy nedocházelo ke kondenzaci. Regulace chlazení je řešena tak, aby se zabránilo poklesu teploty plochy podlahy pod kritickou teplotu podle DIN 1946 [3]. Vyhodnocuje rosný bodu vzduchu v místnosti a podle něj reguluje teplotu otopné/chladicí vody přiváděné do konvektoru. Pro ochlazování je výhodné umístění konvektorů u prosklených konstrukcí, neboť na ně a skrz ně do místnosti ve zvýšené míře vniká sluneční záření a teplo z něj je třeba odvést.
Jako zdroj energie pro podlahové vytápění i chlazení místností konvektory je ideální použít reverzibilní tepelné čerpadlo, které umožňuje jak ohřívání, tak chlazení otopné vody. Velmi běžná tepelná čerpadla pro tento účel jsou typu vzduch-voda. Tato tepelná čerpadla mohou být poháněna elektrickou energií. V poslední době se objevují i zajímavé realizace plynových tepelných čerpadel v komerční sféře. Vhodná pro chlazení jsou tepelná čerpadla se zemním vrtem. Neboť teplota ve vrtu je, až na výjimky, použitelná pro chlazení i bez činnosti tepelného čerpadla, jedná se tzv. free-cooling. Ke stávajícím zdrojům tepla lze samozřejmě doplnit i samostatné chladicí stroje, ale v případě nové investice je výhodnější volit jiné řešení.
Shrnutí
Při návrhu podlahového vytápění jednotlivých místností je třeba zvážit, zda bude uživatel požadovat podlahové vytápění se šířením tepla především konvekcí, konvektory, nebo především sáláním, velkoplošně. Kombinace obou způsobů vytápění je možná za předpokladu vypracování kvalitního projektu. Kombinace se zpravidla volí při potřebě urychlit zvyšování teploty v místnosti, protože velkoplošné podlahové systémy jsou dynamicky pomalejší. Nebo při potřebě v konkrétních zónách výrazně zvýšit tepelný výkon. Toto bývá zapotřebí například u velkých prosklených ploch.
Jak teplovodní konvektory, tak teplovodní podlahovou soustavu lze při dodržení určitých zásad využít i pro chlazení vnitřního prostředí.
Použitá a doporučená literatura
- http://www.minib.cz/kcfinder/upload/files/PODLAHOVE%20KONVEKTORY_CZ.pdf
- http://www.minib.cz/convectors/detail/126
- DIN 1946 Větrání a klimatizace – Část 6: Větrání bytových domů – Všeobecné požadavky, požadavky na měření, výkon a označování, dodání / převzetí (certifikace) a údržbu.
- ČSN 16430-1:2015 Ventilátorem vybavená otopná tělesa, konvektory a zapuštěné konvektory – Část 1: Technické specifikace a požadavky.
- ČSN EN 60335-2-80 Elektrické spotřebiče pro domácnost a podobné účely – Bezpečnost – Část 2-80: Zvláštní požadavky na ventilátory.
- https://vytapeni.tzb-info.cz/podlahove-vytapeni/3428-podlahove-vytapeni-i
Zdroje obrázků
- http://www.minib.cz/convectors/
- http://www.minib.cz/convectors/
- http://www.minib.cz/convectors/
- https://www.korado.cz/produkty/konvektory.html
- http://www.minib.cz/convectors/
- https://w5.siemens.com/web/cz/cz/corporate/portal/home/produkty_a_sluzby/IBT/mereni_a_regulace/regulatory/fan-coil/Pages/fan-coil.aspx
- http://www.minib.cz/convectors/
- http://www.minib.cz/convectors/
Underfloor heating in a general explanation can also be considered heating designed convectors, which are installed in the floor. In this case, the thermal energy in the rooms does not enter or exit from the entire floor area, but only a part of it, the surface occupied by the convector.
