Jak funguje „soklové vytápění“ – 1. část
Vzhledem ke klimatickým podmínkám českého regionu jsou kladeny vysoké nároky na otopné soustavy, které slouží k udržení pohodlného mikroklimatu v obytných prostorách. Moderní otopná zařízení se podle metody výměny tepla s okolním prostředím dělí do dvou hlavních typů: konvekční a sálavé.
Rozdíl spočívá v tom, že konvekční, kvůli velkému teplotnímu rozdílu mezi povrchem zařízení a okolním vzduchem, nejprve ohřívají vzduch, který aktivně cirkuluje, vyhřívá prostor a předměty v něm. Naproti tomu sálavé nejprve zahřívají předměty umístěné v místnosti metodou tepelného záření a teprve od nich se ohřívá vzduch. Rozložení teploty v místnosti, její jednotnost a v důsledku toho komfort mikroklimatu závisí na typu instalovaného otopné soustavy.
Podrobněji se podíváme na výhody a nevýhody jednotlivých typů otopných zařízení, na požadavky kladené na moderní otopné soustavy a na hlavní otázky: čím se zásadně liší soklové vytápění od konvekčních a sálavých ohřívačů, jakých typů zařízení se to týká, jak pracují a jaké jsou výhody soklového vytápění.
K vytápění obydlí naši předkové používali zařízení, které bylo založeno na principu tepelného záření. Akumulační a vyzařující kameny u ohně sloužily jako vodítko, které vedlo k výrobě pecí na přípravu jídla a následně k jejich použití pro vytápění prostor. K prvnímu poznání u ohně patří i zkušenost, že přímo u ohně je – teplo a ve „stínu“ jeho záření – je chladno. Daleko později, v různých veřejných a obytných budovách, se k vytápění využíval princip vytápění povrchu stěn za pomoci originálních konstrukcí.
Ve slavných lázních starobylého Říma, stejně jako ve starověkých klášterech a pevnostech, pod podlahou a ve stěnách vytvářeli otopné soustavy – obr. 1. Pára nebo horký vzduchu se přenášely systémem kanálů, vytvořených ve stěnách a podlahách. Takto se vyhříval prostor prostřednictvím nahřívání podlah a zdí, nikoliv vzduchu v místnosti. Tento vynález byl prototypem moderních systémů povrchového vytápění, jinak nazývaného sálavé vytápění: podlahové vytápění, teplá stěna, stěnové vytápění, stropní vytápění. Od středověku až do „éry technologické revoluce“, jako stacionární ohřívače používali kachlová kamna a krby, které vyzařují teplo do místnosti. Díky vyváženému množství tepla nahromaděnému v budově vzniklo příjemné mikroklima. A to i přes malou ztrátu energie, protože se vzduch v místnosti zahříval již podruhé, a teplo se akumulovalo ve stěnách, na povrchu masivních pecí a okolních předmětů, které jsou schopné k jejich akumulaci a uchovávání.
„Technický pokrok“ nevynechal ani vývoj vytápěcí techniky. V devatenáctém století došlo k zásadním změnám: technologie vytápění se začala rozvíjet jako konvekční, tj. nahřívání a cirkulace vzduchu – obr. 2. V roce 1885 zavedl profesor Hermann Richel, na jím založené katedře „vytápění a větrání (cirkulace)“ na Technické univerzitě v Berlíně, novou metodu vytápění. Vynalezl žebrovaný ohřívač – radiátor, který ohřívá vzduch a odvodil vypočtové vztahy. Invaze takzvané „moderní“ technologie způsobila revoluci ve vytápění. Došlo k postupnému přechodu na nákladově ztrátový a zdravotně škodlivý – konvekční princip.
Radiátory a konvektory se nejčastěji instalují pod okna. Díky velkému teplotnímu rozdílu mezi povrchem zařízení a přívodem vzduchu se vytváří konvekční proud, který stoupá ke stropu, tam se ochladí a klesá k podlaze. Rozdíl teploty mezi podlahou a stropem může dosáhnout 8 °C – obr. 3. Ve skutečnosti je strop ohříván a chladný vzduch se pohybuje podél podlahy, jinými slovy vytváří se průvan. Pokud není místnost dostatečně tepelně izolována, spotřebiče částečně zahřívají okolí venku, což je důvodem nízké účinnosti a vysokých nákladů tohoto typu vytápění. Konvektory navíc často vysouší vzduch a částice prachu s ním cirkulují, což je velmi škodlivé pro osoby trpící astmatem nebo alergiemi. Při tomto typu vytápění zůstávají stěny místnosti chladné, na nich může kondenzovat voda a vlhké stěny vytvářejí vhodné prostředí pro tvorbu plísní. Utohoto typu vytápění tak není možné hovořit o zdravém mikroklimatu v místnosti. Navíc se některé typy radiátorů nemusí dobře designově vyjímat v místnosti.
Panelo-sálavé vytápění „teplá podlaha“ (podlahové vytápění), na rozdíl od radiátorů, nevytváří stálou cirkulaci prachu, je nízkoteplotní a má všechny výhody principu nekonvekce (sálavého) vytápění, ale stěny a rohy místnosti nejsou dostatečně vyhřívané.
V případě podlahového vytápění je nejteplejší vzduch ve spodní části a nejchladnější nahoře. Generují se tak různé teploty, přičemž teplota u nohou je +24 °C, +22 °C na úrovni těla a +20 °C u stropu – obr. 4. Tento systém se používá jako hlavní k vytápění domácností, pro větší pohodlí jako doplňující k podlahovému vytápění v jednotlivých místnostech. Má obrovskou výhodu v místnostech se „studenou podlahou“ – mramor, keramické dlaždice, koupelna, kuchyň – je vhodný všude, kde se nohy dlouhodobě dotýkají povrchu studené podlahy – obr. 5.
Nicméně, spolu s touto výhodou, existují i nevýhody, které neumožňují efektivně využívat podlahové vytápění v místnostech,kde se na podlahu používají materiály s vysokými tepelně izolačními vlastnostmi – koberce s tlustým vlasem, přírodní parkety, pokud je tloušťka podlahové desky větší než 25 mm, atd. Takovéto povrchy se používají hlavně v obývacích pokojích, ložnicích, dětských pokojích. Specifičnost instalace podlahového vytápění vyžaduje mnoho přípravných prací, výplň potěrem 30–50 mm a následnou pracnost oprav soustavy v případě poruchy zapuštěných kabelů nebo potrubí. U elektrického vytápění na velkých plochách může být nevýhodou požadované značné množství elektrické energie a elektromagnetického záření od elektrických kabelů.
Obecně platí, že radiátory, konvektory a podlahové vytápění spojuje jedna významná nevýhoda – studené stěny v místnosti. Tento problém lze řešit pouze jedním způsobem, jejich zahříváním, čímž se mění kvalita stěn a zlepšují se jejich tepelné vlastnosti.
Navíc vyhřívaná stěna vyzařuje teplo uvnitř místnosti – obr. 6. „Tepelný vzduchový šít“, který je vytvořen podél vnějších stěn, zabrání unikání tepla z místnosti.
Německý inženýr Alfred Ayzenshink, specializující se na techniku vytápění, navrhl otopnou soustavu postavenou na základě otopných těles, schovaných za sokl. Soklové vytápění pracuje na principu podobném stěnovému vytápění, ale jeho instalace je oproti stěnovému vytápění jednodušší.
Více informací o variantách použití soklového vytápění, pokynech pro instalaci apod. na: www.board-radiator.eu
Konzultace týkající se všech otázek k soklovému vytápění získáte na telefonech a adresách uvedených
v části „Kontakty“.
Pokračování příště