 |
OGRZEWANIE PODŁOGOWE
Pierwsze systemy ogrzewania podłogowego z wykorzystaniem przewodów grzejnych zastosowano w Finlandii na początku lat 70-tych. Przez długi czas ogrzewanie podłogowe stosowano głównie w pomieszczeniach, w których podłogi wykonane były z materiałów dających w dotyku poczucie zimna, czyli przede wszystkim w łazienkach.
W trakcie lat 90-tych stosowanie ogrzewania podłogowego rozszerzyło się, co wiązać można między innymi z coraz większą popularnością płytek ceramicznych i kamienia na podłogach wewnątrz budynku. Niebagatelny wpływ miało również udoskonalenie systemów sterowania oraz powszechne wprowadzanie podwójnej taryfy w rozliczeniach gospodarstw domowych z zakładami energetycznymi.
Elektryczne ogrzewanie podłogowe uważane jest powszechnie za bardzo komfortowe. Urządzenia grzejne nie są widoczne i nie posiadają gorących elementów. Zapewniają komfortową temperaturę, eliminują przeciągi oraz dają większą swobodę przy projektowaniu wnętrz.
W zależności od sposobu zainstalowania, ogrzewanie podłogowe może być typu akumulacyjnego, częściowo akumulacyjnego lub bezpośredniego.
Ogrzewanie podłogowe stosowane jest powszechnie w pomieszczeniach, w których podłoga wykończona została materiałem o wysokiej przewodności cieplnej (np. kamień, płytki ceramiczne). Zmniejsza to ryzyko szkód wywołanych przez wilgoć, zwłaszcza w pomieszczeniach, w których podłoga narażona jest na częsty kontakt z wodą (łazienki).
Ogrzewanie podłogowe można jednak zastosować praktycznie w każdym pomieszczeniu jako samodzielne albo w połączeniu z innymi systemami grzewczymi.
Ogrzewanie podłogowe dostarcza moc grzewczą na całej powierzchni podłogi, tworząc dużą powierzchnię przekazującą ciepło. Dlatego też temperatura podłogi jest tylko o kilka stopni wyższa od temperatury powietrza. Dzięki temu eliminuje się silną cyrkulację (ruchy) powietrza, czyniąc ogrzewanie podłogowe idealnym rozwiązaniem dla osób cierpiących na alergie. Temperatura powierzchni podłogi zwykle zostaje ograniczona termostatem do poziomu od 26 do 28°C, a temperatura w głębi oscyluje wokół 30 - 33°C.
Zależnie od struktury podłogi, system elektrycznego ogrzewania podłogowego wykonuje się przy użyciu przewodów grzejnych lub mat grzewczych. Ogrzewanie podłogowe może być instalowane w niemal wszystkich materiałach stosowanych do wykończenia podłóg.
Ogrzewanie podłogowe jest rozwiązaniem bardzo łatwym w utrzymaniu. Przewody grzejne nie wymagają konserwacji, a ich żywotność wynosi kilkadziesiąt lat. Nawet jeżeli przewód grzejny zostanie uszkodzony, nie stanowi zagrożenia dla materiałów, które go otaczają, a usterka może zostać natychmiast usunięta. Miejsce uszkodzenia można łatwo znaleźć i naprawić.
Tam gdzie podłoga jest wykończona materiałem o niskiej przewodności cieplnej, ogrzewanie podłogowe może być rozwiązaniem pozwalającym gromadzić energię cieplną, wykorzystując do tego tańszą taryfę nocną. Podłoga nagrzewa się w nocy, a w ciągu dnia ciepło jest oddawane do pomieszczenia. Jednak system wykonany w wersji akumulacyjnej trochę wolniej dostosowuje się do zmian temperatury. System musi zgromadzić w ciągu nocy optymalną ilość ciepła tak, aby temperatura pokoju nie wzrosła nadmiernie podczas jego oddawania trakcie dnia. Jest to sprawa szczególnie istotna w czasie wiosny i jesieni, kiedy różnice temperatury między dniem i nocą mogą być znaczne.
Z punktu widzenia sterowania i użytkowania systemu ważne jest to, że ilość energii zużywana przy ogrzewaniu podłogowym wpływa na sprawność elektryczną, która ogólnie rzecz biorąc jest niższa niż w przypadku grzejników elektrycznych. Powodem tego jest użyta metoda dystrybucji ciepła, gdyż obserwuje się straty ciepła przez strukturę podłogi (ok. 2-4 procent). Dodatkowe straty wynikają ze stosunkowo wolnego tempa dostosowania się do warunków otoczenia. Całkowite koszty użytkowania zwykle są jednak niższe z powodu zastosowania tańszej taryfy nocnej oraz faktu, że ogrzewana podłoga pozwala na często pozwala utrzymać trochę niższą temperaturę w pomieszczeniu bez obniżania komfortu cieplnego.
Ogrzewanie podłogowe – przewody i maty grzejne
Przewody grzejne powszechnie stosowane przy ogrzewaniu podłogowym to dwużyłowe przewody o standardowej rezystancji. Ich typ, moc i metody montażu zależą od rodzaju materiału, z którego wykonano podłogę . Wybór systemu grzewczego zależy również od głębokości montażu, rodzaju powierzchni podłogi i rozmieszczenia przewodów.
Najbardziej popularnym miejscem montażu przewodów grzejnych jest wylewka betonowa, gdzie przewody kładzie się na gruncie z betonu. Przewody grzejne mogą być także instalowane w podłogach drewnianych lub jastrychowych.
Typy przewodów powinny być dobrane odpowiednio do struktury podłogi np. przewody stosowane do podłóg betonowych nie są zwykle odpowiednie dla podłóg drewnianych. W wypadku podłóg drewnianych stosowane są przewody o mocy od 8 do 10 W/m, podczas gdy w podłodze betonowej instalowane są przewody typu od 10 do 20 W/m.
Moc samoregulujących przewodów grzejnych zmienia się wraz ze zmianą temperatury otoczenia, dzięki temu wydzielają tyle ciepła ile jest potrzebne. Samoregulujące przewody są stosowane jako ochrona rur i rurociągów przed zamarzaniem, co pozwala unikać uszkodzeń i problemów z ich pękaniem. System orynnowania odprowadzający wodę deszczową również może być zabezpieczany przeciwoblodzeniowo dzięki tym przewodom.
W przypadku mat grzejnych, przewód grzewczy jest zamocowany na samoprzylepnej siatce. Przewód grzejny jest bardzo cienki, a moc maty wynosi 100 lub 150 W/m2.
Standardowa szerokość maty wynosi 50 cm. Maty grzejne stosowane są głównie w pomieszczeniach remontowanych.
Sterowanie i kontrola
Ogrzewanie podłogowe jest regulowane przy użyciu specjalistycznych termostatów. Termostat podłogowy z czujnikiem instalowanym w podłodze reguluje jej temperaturę, chroniąc ją przed zbyt dużym nagrzaniem. Temperatura w pokoju zmienia się zgodnie z wymaganiami użytkowników. Termostaty podłogowe są przystosowane do regulowania temperatury w pomieszczeniach takich jak łazienki itp., gdzie ważne jest utrzymanie określonej temperatury podłogi.
W pomieszczeniach mieszkalnych dokładność sterowania ogrzewaniem może być udoskonalona przez zastosowanie połączenia termostatu pokojowego i podłogowego. Podłogowy termostat będzie regulował maksymalną temperaturę podłogi, podczas gdy termostat pokojowy zapobiegnie zbyt dużemu wzrostowi temperatury powietrza. Tego typu ustawienie powinno być szczególnie odczuwalne podczas ciepłych dni, wówczas temperatura podłogi będzie niższa od maksymalnie ustawionej wartości i w pokoju z podłogą z glazury temperatura podłogi będzie niska. W otwartych pomieszczeniach, gdzie ciepło może być przenoszone z pokoju do pokoju konieczne może być utrzymanie wyższych ustawień termostatów. Przy systemie akumulacyjnym, konieczny może być wzrost temperatury pomieszczenia podczas okresu gromadzenia ciepła. Systemy sterowania są zwykle wyposażone w oprogramowanie do akumulacji ciepła, w celu częściowego jego gromadzenia.
Dzięki niemu zużycie energii zostaje zoptymalizowane, przy wykorzystaniu tańszej, nocnej taryfy, a także analizie informacji o zewnętrznej temperaturze i zmianach termicznych w pokoju podczas wcześniejszego okresu monitorowania, który zostaje wzięty pod uwagę (tzw. Inteligentne Termostaty).
Komfort ogrzewania
Kiedy temperatura powierzchni podłogi jest o kilka stopni wyższa od temperatury pokoju, wówczas uzyskujemy poczucie komfortu. Poprzez połączenie ogrzewania podłogowego z grzejnikami elektrycznymi lub ogrzewaniem sufitowym, można stworzyć system ogrzewania, w którym powierzchnia podłogi może być stale utrzymywana na poziomie 23 do 24°C, a w czasie całkowitego okresu ogrzewania nie ryzykujemy zbyt dużego przemieszczania się ciepła z podłogi do pokoju w czasie ciepłych dni.
Struktura ogrzewania elektrycznego podłogowego
Materiał stosowany na powierzchni podłogi wpływa na własności ogrzewania, szczególnie na sposób akumulacji ciepła, a w efekcie na wydajność ogrzewania.
Ogrzewania podłogowe jest odpowiednie dla prawie wszystkich dostępnych materiałów stosowanych do wykończenia podłogi. Właściwości materiału,z którego wykonuje się podłogę decydują o temperaturze jej powierzchni. Dla glazury odpowiednim rozwiązaniem ogrzewania podłogowego będą przewody grzejne lub mata, nie różniące się od tradycyjnego ogrzewania z wodnym obiegiem.
Pewne typy parkietów (parkiety bukowe) nie są zalecane jako materiał na podłogi z powodu możliwości otwierania się słoi drewna. Bardzo grube drewniane podłogi (>300 mm) działające jako izolator, obniżają, a nawet częściowo powstrzymują oddawanie ciepła. Wykładzina PCV z korkową płytą może kurczyć się z czasem, powodując rozejście się podłogi na stykach płyt.
Kleje i substancje klejące używane do mocowania podłogi powinny być dostosowane do ogrzewania podłogowego. Należy również zawsze sprawdzić właściwości lakierów i innych substancji pokrywających czy są odpowiednie dla ogrzewania podłogowego.
Zależnie od materiału powierzchni podłogi różnie odczuwane jest ciepło jakie ona wydziela. Materiały o dużej izolacji cieplnej dają wrażenie cieplejszych od materiałów łatwo przewodzących ciepło. Poniżej podano kilka temperatur powierzchni podłogi, aby osiągnąć optymalną temperaturę pomieszczenia: Podłogi drewniane 23 do 28°C Wykładziny 21 do 28°C Wykładziny PCV 25,5 do 28,5°C Podłogi betonowe 24,5 do 28,5°C Płytki ceramiczne i kamienie 24,5 do 28,5°C
Każdy materiał ma inną przewodność cieplną, np. opór cieplny drewnianego parkietu jest średnio dwadzieścia razy większy niż glazury. Grubość powierzchni również wpływa na przepływ ciepła. Duży opór cieplny powoduje większą emisję ciepła do pokoju, lecz ogrzewanie podłogowe wolniej dostosowuje się do zmian warunków i wymagań. Częściowe gromadzenie energii cieplnej cechuje materiały słabo przewodzące ciepło, a glazury są bardziej odpowiednie przy utrzymywaniu ciągłości ogrzewania.
Poniżej przedstawiono przykłady zastosowań przewodów dla różnych konstrukcji podłogowych:
Wylewka betonowa + standardowy przewód 10 do 20W/m
Wylewka betonowa + mata grzejna 100 lub 150W/m
Wylewka betonowa + samoregulujący przewód dla małych powierzchni
Drewno + standardowy przewód 10 W/m, Pmax<80W/m2
Drewniana podstawa, mokre powierzchnie + standardowy przewód 10 W/m, Pmax<80W/m2
Drewniana pośrednia podłoga, mokre powierzchnie + standardowy przewód 10 W/m, Pmax<100W/m2
Deski + standardowy przewód 10 W/m, Pmax<100W/m2
Podłogi jastrychowe + renowacyjny przewód 10 do 20 W/m
Lekkie płyty + renowacyjny przewód 10 do 20 W/m
|
|