Podlahové elektrické vytápění

Typy elektrického vytápění jsme rozdělili podle několika kritérií. Nejprve podle zdroje tepla, poté podle způsobu přenosu tepla (sálavé a konvekční) a následně podle způsobu distribuce tepla (teplovodní a se zdroji ohřívajícími přímo vzduch). Při volbě vhodného systému vytápění rozhoduje další kritérium, a to umístění otopných ploch ve vytápěném prostoru. Můžeme využít podlahovou plochu, stěny vytápěných místností nebo strop. Každá z těchto variant má své plusy a minusy, proto na trhu existují různé systémy. V tomto článku se podrobněji podíváme na systémy elektrického vytápění, jejichž koncové prvky jsou zabudovány v podlahové konstrukci.

Podlahové vytápění bývá velice často prezentováno jako příklad velkoplošného vytápění využívající k přenosu tepla do místnosti ohřevu podlahové konstrukce pomocí integrovaných otopných prvků, kterými bývají buďto kabely, rohože či fólie elektrických systémů, nebo trubky teplovodních systémů, pro které však může být topná voda připravována elektrickým zdrojem, takže i v tomto případě můžem hovořit o elektrickém vytápění, i když teplovodním. Nesmíme však zapomínat, že ne každý systém s otopným prvkem umístěným v podlaze musí nutně patřit mezi velkoplošné vytápění. Příkladem jsou podlahové konvektory nebo teplovzdušné vytápění s podlahovými vyústkami.

Velkoplošné podlahové vytápění umožňuje sdílet teplo do vytápěného prostoru převážně sáláním, přičemž podíl tepelného toku sáláním činí zhruba 55 %, zásluhou čehož poskytují tyto systémy téměř ideální prostorové rozložení teplot ve vytápěné místnosti, a to jak ve vertikálním, tak horizontálním směru. Další výhodou je absence otopných těles na stěnách místností, což uživatelům přináší více možností při zařizování interiéru. Naproti tomu u většiny těchto systémů musíme počítat s větší teplotní setrvačností danou tím, že produkované teplo se akumuluje v podlahové konstrukci a následně se vyzařuje do vytápěných prostor. To má za následek horší schopnost regulace vnitřní teploty, kvůli které může zejména v přechodném období docházet k přetápění, což snižuje energetickou efektivitu provozu.

Podlahové konvektory ani teplovzdušné systémy nemají z pohledu tepelné pohody vnitřního prostředí zdaleka ideální křivku vertikálního rozložení teplot v místnosti, nicméně při konečném výběru pro ně hovoří zase jiné výhody.

Podlahové konvektory oceníme zejména při celoplošném prosklení s okny na výšku celé stěny, před kterými bude jakékoliv tradiční otopné těleso působit rušivě z hlediska estetiky a velkoplošné podlahové vytápění bude mít pro změnu problém docílit očekávaného rozložení teplot v místnosti zásluhou silnějšího ochlazování vzduchu velkou prosklenou stěnou, které může způsobit nežádoucí proudění vzduchu. Podlahové konvektory, jak napovídá jejich název, využívají k přenosu tepla výhradně konvekci.

Přednosti a nedostatky teplovzdušného vytápění byly podrobněji popsány v předchozím článku, takže si je připomeňme pouze ve stručnosti. Tím, že systém zajišťuje současně vytápění i větrání vnitřních prostor, nabízí se využití tepla odpadního vzduchu k předehřevu vzduchu čerstvého, čímž významně klesá energetická náročnost vytápění. Další výhodou je prakticky permanentní filtrace cirkulujícího vzduchu, pomocí které se z vytápěných prostor odstraňují prachové částice a jiné alergeny. Za nevýhodu se může považovat konvekční přenos tepla, který nemusí vždy poskytovat ideální rozložení teploty ve vytápěných prostorách, a náročnější realizace vzduchotechnických rozvodů po objektu.

Systémy podlahového elektrického vytápění

Podlahová topná folie

• při tzv. suché skladbě podlahové konstrukce se velkoplošné podlahové vytápění realizuje formou topné folie umístěné pod finální vrstvou podlahy
• jedná se o tenkou folii o tloušťce pouhých 0,4 mm, pomocí které se finální vrstva podlahová konstrukce zahřívá v celé ploše, což má pozitivní vliv na rovnoměrné rozložení vnitřní teploty interiéru
• vzhledem k tomu, že pohledová plocha (plovoucí podlaha, PVC, koberec) nemívá dostatečnou akumulační schopnost, funguje v tomto případě topná folie jako přímotopný zdroj tepla
• sálavá složka přenosu tepla nebývá při těchto aplikacích tak dominantní, přesto se stále jedná o druh sálavého vytápění

Podlahový elektrický konvektor

• speciálním typem přímotopného konvektoru je podlahový konvektor pracující na shodném principu jako nástěnná varianta, ale umístěný v podlahovém žlabu s krycí mřížkou
• topidlo je vybaveno ventilátorem pro nasávání chladného vzduchu, který je hnán kolem topného tělesa, aby následně ohřátý proudil mřížkou ven do místnosti
• konvektory, jakožto přímotopné zdroje, předávají teplo vyrobené topným tělesem do místnosti ve stejný okamžik, kdy v místnosti nastává teplotní deficit, dodávku tepla řídí vestavěný termostat reagující na aktuální vnitřní teplotu vytápěného prostoru

Topný kabel a rohože

• při tzv. mokré skladbě podlahové konstrukce se velkoplošné podlahové vytápění realizuje formou topných kabelů zalitých tenkou vrstvou (4–6 cm) betonu nebo anhydridu, která zajišťuje rovnoměrné rozložení teploty v podlahové ploše
• topným prvkem je elektrický odporový kabel aplikovaný buďto jako topný okruh (volná pokládka, vhodný pro menší a členité plochy), nebo jako topná rohož (kabel zafixovaný na tkanině, vhodný pro větší a pravidelné plochy)
• tento systém se s ohledem na svoji konstrukci nazývá akumulačním (nebo poloakumulačním), ačkoliv akumulační schopnost tenké desky není zdaleka taková, jak jsme zvyklí u podlahových teplovodních systémů
• sálavá složka přenosu tepla nebývá při těchto aplikacích tak dominantní, přesto se stále jedná o druh sálavého vytápění

Teplovodní podlahové vytápění + elektrokotel

• systém velkoplošného vytápění umístěný v podlaze, u kterého je teplonosnou látkou teplá voda distribuovaná ze zdroje topnými hady zahřívajícími podlahovou konstrukci, ze které se teplo do vytápěného prostoru sdílí převážně sáláním, konvekcí pouze malá část
• k ohřevu teplonosného média slouží topné patrony uložené v izolovaném výměníku, voda kolem nich proudí a přijímá produkované teplo
• elektrokotel se užívá i jako doplňkový (bivalentní) zdroj k jinému zdroji, zapínán bývá v době, kdy je provoz hlavního zdroje kapacitně nedostatečný nebo ekonomicky či energeticky neefektivní
• monovalentní provoz je teoreticky možný u domů s nízkou spotřebou tepla, v současné době však toto řešení naráží u novostavaveb na legislativní překážku, respektive nutnost dosáhnout požadovaný podíl využití obnovitelných zdrojů energie

Teplovodní podlahové vytápění + akumulační zásobník

• systém velkoplošného vytápění umístěný v podlaze, u kterého je teplonosnou látkou teplá voda distribuovaná ze zdroje topnými hady zahřívajícími podlahovou konstrukci, ze které se teplo do vytápěného prostoru sdílí převážně sáláním, konvekcí pouze malá část
• teplo vyrobené v tepelném zdroji s obtížně regulovatelným výkonem (solární panely, krbová kamna, kotel s ručním přikládádním paliva) je výhodné distribuovat s yužitím akumulačního teplovodního zásobníku, který umožňuje efektivně využívat vyrobené teplo v době jeho aktuální potřeby
• akumulační zásobník s dobře izolovaným pláštěm je nabíjen teplem z hlavního zdroje tepla, jako doplňkový (bivalentní) zdroj využívaný v době, kdy se nedostává energie z hlavního zdroje, slouží elektrické topné patrony uložené uvnitř zásobníku

Teplovodní podlahové vytápění + tepelné čerpadlo vzduch/země – voda

• systém velkoplošného vytápění umístěný v podlaze, u kterého je teplonosnou látkou teplá voda distribuovaná ze zdroje topnými hady zahřívajícími podlahovou konstrukci, ze které se teplo do vytápěného prostoru sdílí převážně sáláním, konvekcí pouze malá část
• energie pro ohřev vody v topném systému je tepelným čerpadlem získávána buďto z venkovního vzduchu, nebo ze země s využitím vrtu nebo plošného kolektoru
• teplo odebrané venkovnímu prostředí se ve výparníku tepelného čerpadla předává kapalnému chladivu, které se po zahřátí odpařuje; páry chladiva jsou následně v kompresoru stlačovány, přitom vzroste jejich teplota a jsou přiváděny do kondenzátoru; zde předávají teplo topné vodě, ochlazují se a kondenzují; poté kapalné chladivo prochází expanzním ventilem do výparníku, čímž se cyklus uzavírá
• vzhledem k tomu, že tepelné čerpadlo spotřebovává pro pohon kompresoru elektrickou energii, lze tepelná čerpadla z tohoto pohledu zařadit mezi způsoby elektrického vytápění; nicméně většinu vyrobené tepelné energie získávají z přírodního prostředí a tak se i z hlediska dotačních programů řadí mezi zdroje využívající obnovitelné zdroje energií