Efektivita podlahového topení na úrovni 21. století

Podlahové topení bývá zpravidla vnímáno zákazníkem jako nadstandardní řešení, protože se zákazník obává růstu nákladů na vytápění nemovitosti. Podobné obavy ale v poslední době nejsou na místě, máme-li k dispozici moderní technické řešení – topnou fólii. Při velice snadné montáži lze využít suchou i mokrou metodu instalace. Jednoduchá instalace topných fólií a poměrně nízké investiční náklady snižují celkové náklady na pořízení tohoto podlahového topení. Doba života této topné fólie je minimálně okolo 30 let.

Obr. 1. Topná fólie

Topné fólie

Využití topné fólie je praxí prověřené technické řešení elektrického sálavého podlahového topení, které je z pohledu koncových zákazníků, montážních firem i odborníků velice oceňováno. Topná fólie (obr. 1) je tvořena vrstvou uhlíku, zalisovanou do plastové fólie. Tloušťka fólie s uhlíkem ve tvaru pásků je 0,338 mm, s uhlíkovou vrstvouv celé ploše je 0,5 mm. Spolu s tepelněizolačním a odrážecím (odráží teplo nahoru do místnosti a netopí dolů) podkladem tloušťka nepřesáhne 2,5 mm.

Topná fólie je dodávána v pásech o šířce např. 0,5 m a 1 m, stočených do role. Pásy lze na vyznačených místech (po 20 cm) dělit stříháním; jednotlivé pásy je třeba po položení na určené místo elektricky propojit izolovanými vodiči, jejichž konce se pájením či mechanickým připevněním konektoru spojí s odporovým materiálem topné fólie (měděnými pásky po okrajích fólie).

Efektivita podlahového topení

Provoz všech druhů podlahového topení je proti jednobodovým topidlům (radiátorům) o 20 % úspornější. Je to dáno především tím, že teplo se předává do prostoru místnosti velkou plochou podlahy sáláním při poměrně nízké teplotě, která nepřesahuje 27 °C. Sálavé teplo z podlahy vyvolává pocit tepelné pohody, subjektivně vnímaná teplota je o 2 až 3 °C nižší než ve skutečnosti. Elektrická topná fólie je velmi vhodná pro umístění pod plovoucí podlahy. Teplo vyzařované topnou fólií ohřívá reálně 90% celé plochy plovoucí podlahy, oproti kabelovému či teplovodnímu podlahovému topením, kde je reálná plocha mnohokrát menší. Stačí tedy malý výkon na jednotku plochy, aby celá podlaha vyzářila dostatek tepelné energie k prohřátí celé místnosti. Topná folie se umísťuje hned pod plovoucí podlahu, a to podle požadavku uživatele buď v celé ploše místnosti, nebo jen na exponovaných místech, která mají být temperována pro dosažení lokální tepelné pohody. Celá instalace topné fólie je velice snadná a rychlá. Doba reakce chladné fólie na požadavek topení až po její zahřátí je 2 až 3 vteřiny. Při malé tloušťce podlahové krytiny pak celé topení reaguje velmi pružně na regulační zásahy, s minimální tepelnou setrvačností.

Obr. 2. Teplotní profil místnosti s různými systémy vytápění: a) ideální profil, b) radiátorové topení, c) podlahové topení

Rozložení teploty v místnosti se v případě podlahového a radiátorového topení výrazně odlišuje. Zatímco radiátor umístěný na zdi způsobuje přenos tepla do místnosti cirkulací vzduchu, vytápěná podlaha vyzařuje teplo rovnoměrně zdola nahoru, takže ve výšce hlavy stojícího člověka je teplota jen o několik stupňů nižší než při podlaze. Za ideální způsob vytápění se považuje topení s takovým rozložením teplot v místnosti, při kterém je teplota vzduchu v oblasti hlavy o 2 až 3 °C nižší než u nohou (obr. 2). Podlahové topení je tady už ve své podstatě velmi efektivní.

Řízení podlahového topení

K provozní efektivnosti topení podstatnou měrou přispívá jeho řízení. Vyzkoušený způsob úspory v provozních nákladech na topení je zónová regulace topení, kdy se každá místnost vytápí individuálně a jen tehdy, je-li to třeba. Velký význam má teplota, na kterou má být místnost vytápěna. Máme-li teplo od nohou, stačí k dosažení individuálního pocitu tepelné pohody menší teplota v místnosti. Je třeba si uvědomit, že snížení nastavené teploty o 1 °C přináší úsporu nákladů přibližně 6 %. Například chodbu, předsíň, spíž atd. není zapotřebí vytápět na komfortních 22 °C. Dále se zamysleme nad denními režimy: je potřeba topit na 22 °C v celém bytě po celou dobu, když jsme doma? Nestačilo by topit na komfortní teplotu pouze v místnostech, kde uživatelé bytu pravidelně pobývají – tedy např. v obývacím pokoji, v dětském pokoji? Jaká teplota vyhovuje v ložnici v době spánku? V koupelně je pro komfort požadována teplota vyšší, např. 24 °C, ale většinou to stačí pouze v době večerního koupání.

Tato optimalizace při zónové regulaci podlahového topení dokáže značně ušetřit náklady na vytápění. V případě elektrické topné fólie je další výhodou to, že elektřina je nejlépe regulovatelný zdroj, který ve spojení s topnými fóliemi dává možnost velmi flexibilně řídit a regulovat topení.

Pro efektivní zónovou regulaci topení ve spojení s topnými fóliemi je třeba aplikovat řídicí systém, který prostřednictvím řídicích jednotek ovládá jednotlivé zóny v nastaveném teplotním režimu. Příkladem je sCs (Sauvage Control System) který byl vyvinut právě pro řešení této situace. Tento systém umožňuje uživateli pomocí výkonných jednotek sCs Worker individualizovat v každé místnosti několik teplotních režimů během dne vytápění. Výkonná jednotka není pouhý termostat. Obsahuje vlastní procesor a řídicí software. V každé jednotce je modul, který snímá teplotu v místnosti, jednotka ji vyhodnocuje a porovnává s nastaveným režimem a podle toho ovládá činnost topení. Výkonná jednotka by měla být v každé místnosti – až na výjimky, jako je např. chodba či předsíň, které mají shodný denní režim a mohou být napojeny na jednu výkonnou jednotku.

Pro zajištění komfortu uživatele jsou všechny výkonné jednotky řízeny z jedné řídicí jednotky sCs Unit, která ovládá všechny jednotky sCs Worker v objektu a spravuje tak individuální režimy topení v každé zóně. Do řídicí jednotky sCs Unit může být dodán GSM modul pro dálkové ovládání mobilním telefonem.

Uživatelské menu řídicího systému nezatěžuje zbytečným nastavováním, je preferováno flexibilní řízení topení. Jeho součástí je tzv. rychlé menu, které nabízí možnost okamžitého přechodu na režim temperování nemovitosti v případě celodenní nepřítomnosti a jiných událostí mimo objekt.

Popsaný systém inteligentního řízení topných fólií s výkonnými jednotkami sCs Worker je bezúdržbový a dokáže snížit spotřebu elektřiny oproti klasickým termostatům až o 65 %. Tím se topení s elektrickou topnou fólií stává efektivnějším než např. plynový kotel.

Topné fólie při rekonstrukci

Obr. 3. Skladba podlahy s instalovanou topnou rohoží HEAT PLUS

Pravděpodobně nejčastěji rekonstruovanými objekty jsou byty. Úpravy bývají více či méně rozsáhlé a často zahrnují také topení. Technika topné fólie a řídicího systému sCs je vhodná také k použití při rekonstrukci (obr. 3). Je kompatibilní se stávající elektroinstalací. Při suché instalaci je minimální stavební zásah v bytové jednotce; topnou fólii lze umístit např. pod podlahovou krytinu, ať už jde o dřevěné podlahy, koberce nebo PVC . Aplikace systému topné fólie celkově zvyšuje komfort pro obyvatele dané nemovitosti a snižuje náklady na vytápění bytu (obr. 4).

Obr. 4. Porovnání ročních provozních nákladů pro různé způsoby vytápění bytu 1+kk, 51,9 m², tepelná ztráta 2,8 kW

Obr. 5. Roční náklady na provoz ostatních elektrospotřebičů v bytě (při větším odběru elektrické energie je nastaven výhodnější tarif)

Dalším faktem pro porovnání dopadu úspory na byt při instalaci tohoto topného systému, jsou podmínky odběru elektrické energie dohodnuté s distributorem. Uživatel má nárok na zahrnutí do tzv. nízké sazby tarifu na elektřinu, a tím šetří na nákladech všech elektrospotřebičů v domácnosti (obr. 5).

Topné fólie a výstavba RD

Při stavbě rodinných domů, zvláště typů montovaných staveb a dřevostaveb, se často preferuje suchá instalace, aby se zkrátila doba do dokončení stavby. Důležitou částí projektu je zasíťování inženýrskými sítěmi. V tomto případě je třeba odpovědět na otázku, zda je nutné investovat nemalé finanční prostředky do plynové přípojky. Na rozdíl od připojení k elektrické síti není plynová přípojka zcela nezbytná. Často se setkáme s názorem, že dům odkázaný čistě na elektřinu není úplně dobrý nápad. Co se stane při výpadku elektřiny? Jak budu topit? Ovšem nemáte-li doma kamna na pevná paliva, ani plynový kotel nepomůže, protože ten při výpadku elektřiny také nefunguje. Naopak využíváte nízký tarif za elektřinu 20 hodin během dne.

Při porovnávání topných systémů v rodinném domku samozřejmě nelze opomenout tepelné čerpadlo, které je z principu nejúspornějším elektrickým topením. Investor by měl propočítat, zda se mu tato značně finančně náročná investice vyplatí, jak z hlediska poklesu provozních nákladů, tak i životnosti tohoto systému. Na obr. 6 je porovnání investičních nákladů do základních topných systémů pro rodinné domky v 1. roce užívání a na obr. 7 s investičními a režijními náklady za 20 let.

Obr. 6. Investiční náklady na vytápění rodinného domku v 1. roce užívání (95 m², tepelná ztráta 5,84 kW)

Obr. 7. Porovnání topných systémů z hlediska investičních a režijních nákladů za 20 let užívání rodinného domku