Budúcnosť vykurovania a chladenia miestností patrí sálavému vykurovaniu. Dokazujú to aj rastúce čísla v oblasti podlahového vykurovania - 50 % nových rodinných domov v Nemecku je vybavených podlahovým vykurovaním. Stále častejšie sa podlahové vykurovanie využíva aj pri rekonštrukciách. Dôvodmi tohto trendu sú výhody sálavého vykurovania - v porovnaní s klasickým radiátorovým vykurovaním si vyžaduje nižšie teploty vykurovacej vody. Taktiež je ekonomicky výhodné využívať ako zdroj tepla obnoviteľné zdroje.
V súčasnej dobe je efektívne vykurovanie a chladenie domácnosti kľúčovým faktorom pre komfort a úsporu energie. Kapilárne rohože, ktoré sú známe svojou všestrannosťou a efektívnosťou, sa stávajú čoraz obľúbenejším riešením. V tomto článku sa pozrieme na výhody a nevýhody nízko- a vysokoteplotného vykurovania a chladenia prostredníctvom kapilárnych rohoží, a to z rôznych perspektív.
Úvod do kapilárnych rohoží
Kapilárne rohože sú inovatívnym systémom vykurovania a chladenia, ktorý využíva tenké trubice naplnené teplou alebo studenou vodou. Tieto rohože sa inštalujú pod podlahu, na steny, alebo do stropov, čím zabezpečujú rovnomerné rozdelenie tepla a chladu. V porovnaní s tradičnými systémami vykurovania a chladenia ponúkajú niekoľko výhod.
Rohože pozostávajú z hustej siete kapilárnych trubičiek s priemerom len 3,35 mm a hrúbkou steny 0,5 alebo 0,8 mm. Detail kapilárnej rohože je na obr. 3: kapiláry sa napájajú na rozvodné potrubie a sú pokryté sklotextilnou sieťkou, ktorá zachytáva ťahové napätie v rovine kapilárnej rohože. Ku kapilárnej rohoži je pripevnený rebrík, ktorý zabezpečuje pravidelné rozstupy kapilárnych rúrok a zároveň slúži na kotvenie rohože k podkladu.
Nízkooteplotné vykurovanie
Nízkooteplotné vykurovanie zabezpečuje teploty vody v rozsahu 30-40 °C. Tento systém je veľmi efektívny v kombinácii s obnoviteľnými zdrojmi energie, ako sú tepelné čerpadlá. Poskytuje vyšší komfort a nižšie náklady na prevádzku, pretože umožňuje rovnomerné a jemné vykurovanie.
Pod pojmom nízkoteplotné vykurovanie sa rozumejú systémy sálavého vykurovania, ktoré využívajú vodu ako vykurovacie médium. Pomerne veľká plocha, z ktorej sa odovzdáva tepelná energia do vykurovaného priestoru, umožňuje, že teplota vykurovacej vody je výrazne nižšia než pri klasickom konvekčnom vykurovaní vykurovacími telesami, keď je teplota teplonosnej látky niekoľkonásobne vyššia ako teplota vzduchu vo vykurovanom priestore. Vďaka nízkym teplotám je sálavé vykurovanie vhodné na kombináciu s nízkoteplotnými zdrojmi energie, medzi ktoré patria aj obnoviteľné zdroje energie ako slnečná energia či energia prostredia.
Podlahové vykurovanie prenáša teplo približne 60 % sálaním a 40 % konvekciou (stúpajúci teplý vzduch). Ľudia prijímajú teplo aj priamym kontaktom so zohriatou podlahou. Konvekcia však spôsobuje vírenie prachu a prenášanie zárodkov zo zeme do dýchacej zóny, čo môže dráždiť dýchacie cesty.
Sálavá zložka tepla pri vykurovaní kapilárnymi rohožami tvorí až 97%. Prúdenie tepla tvorí len malú časť (3%), čo je výraznou výhodou oproti klasickým systémom vykurovania.
Alergikov často obťažuje, najmä v zimnom období pri vykurovaní, pocit upchatého nosa, kýchanie a nádchy. Tento problém je častou príčinou vírenia prachu v miestnosti a jeho spekania na vykurovacích telesách, ktoré vyukrujú vysokými teplotami. Preto sme vyvinuli systém kapilárnych rohoží INFRACLIMA, ktorý rieši tieto problémy vďaka rovnomernému rozloženiu teploty a minimálnemu prúdeniu vzduchu resp. tepla (len 3%).
Ďalším problémom boli astmatici, ktorí sú najmä v zimnom období viac náchylní na suchý prehriaty vzduch v miestnosti. To im bráni spokojne pracovať či oddychovať.
Nižšie prevádzkové náklady oproti štandardným vykurovacím systémom, vzhľadom na nižším prevádzkovým teplotám v kapilárnom systéme. Teplota vody je blízka teplote vzduchu.
Systémy, pri ktorých je podiel sálavej a konvekčnej zložky až 80 % : 20 % pri výrazne nižšej (vykurovanie) / vyššej (chladenie) teplote teplonosnej látky.
Pri určení minimálnej teploty podlahy sa obyčajne vychádza z požiadaviek na tepelnú pohodu chodidiel, preto sa podľa normy STN EN 15377-1 [1] odporúča minimálna teplota podlahy 19 °C.
Maximálna kapacita na vykurovanie je pri podlahe približne 100 W/m2, pri stene 160 W/m2 a pri strope 40 až 50 W/m2.
Profesor Olesen [2], jeden z priekopníkov sálavého vykurovania, uvádza množstvo výhod sálavého vykurovania/chladenia, ako sú schopnosť samoregulácie (vykurovací/chladiaci výkon sa zvyšuje s rozdielom teplôt medzi teplotou povrchu a teplotou miestnosti), ďalej nízke straty pri rozvode tepla/chladu a vysoká účinnosť zdroja tepla.
Úspora energie: Kapilárne rohože znižujú spotrebu energie, pretože pracujú pri nižších teplotách.
Ekologickosť: Možnosť kombinácie s obnoviteľnými zdrojmi energie.
Flexibilita: Môžu byť inštalované v rôznych typoch budov.
Vysokoteplotné chladenie
Vysokoteplotné chladenie využíva kapilárne rohože na efektívne znižovanie teploty v miestnosti. Systém pracuje s teplotou chladiaceho média len o niekoľko stupňov nižšou ako je teplota vzduchu v miestnosti, čím sa dosahuje rovnomerné rozdelenie chladu a znižuje riziko vzniku vlhkosti. Systémy môžu byť prispôsobené tak, aby efektívne pracovali v letných mesiacoch, čím sa zvyšuje komfort obyvateľov.
Pod pojmom vysokoteplotné chladenie sa rozumejú systémy sálavého chladenia, ktoré využívajú vodu ako chladiace médium. Pomerne veľká plocha, z ktorej sa chlad odovzdáva, umožňuje len o niekoľko stupňov nižšiu teplotu chladiaceho média, ako je teplota vzduchu v chladenom priestore.
Ten istý sálavý systém možno pritom využívať na vykurovanie, a zároveň chladenie.
Pri stenovom a stropnom chladení sa odporúča minimálne 17 °C, čo sa pri štandardných podmienkach považuje za najnižšiu prípustnú teplotu, pri ktorej nenastane kondenzácia na vnútorných povrchoch stavebných konštrukcií.
V režime chladenia má strop maximálny chladiaci výkon 100 W/m2, zatiaľ čo pri podlahe je to približne 40 W/m2 a pri stene 70 W/m2.
Špeciálny prípad nastáva pri slnečnom žiarení priamo na chladiacu podlahu, keď jej chladiaca kapacita môže prekročiť 100 W/m2. Podľa Babiaka a kol. [3] je práve toto dôvod, prečo sa podlahové chladenie stále viac využíva v priestoroch s veľkými zasklenými plochami, ako sú letiská, átriá alebo vstupné haly.
Chladenie pomocou kapilárnych rohoží ponúka rovnomerné rozdelenie chladu a znižuje riziko vzniku vlhkosti.
LIVE: Karoline Leavitt Urgent Briefing on Trump’s Next Moves & Iran War Ceasefire Talks | AC15
Porovnanie s tradičnými systémami
V porovnaní s tradičnými radiátorovými systémami, kapilárne rohože ponúkajú rovnomernejšie rozloženie tepla a nižšie emisie CO2. Tradičné systémy často vedú k prehriatiu niektorých miestností, zatiaľ čo kapilárne rohože zabezpečujú stabilnú a pohodlnú teplotu vo všetkých častiach domácnosti.
Pohyb vzduchu v miestnosti
Stropné vykurovanie využíva hlavne sálanie - teplo zo stropu ohrieva predmety a steny v miestnosti rovnomerne, s minimálnym vírením vzduchu. Preto je tento systém obľúbený najmä v nemocniciach.
Stropné vykurovanie je najrozšírenejšie v nových administratívnych budovách, ale čoraz častejšie sa uplatňuje aj v nemocniciach, priemyselných halách a súkromných domoch.
Pri použití rúrok Gabotherm® hetta nie je potrebné temperovať, alebo vykurovať pred ani počas omietania. Veľmi nízky objem vykurovacej vody v systéme - 0,5 l na 1 m2 výhrevnej plochy.
Systém stenového vykurovania a chladenia Gabotherm® WR 8 - mokrý systém využíva polybuténovú rúrku Gabotherm® hetta s malým priemerom 8 mm, ktorá umožňuje rýchlu regulačnú odozvu. Požadovaná teplota interiéru sa dá rýchlo a presne upraviť. Tento systém poskytuje mnoho výhod nielen pri vykurovaní ale aj pri chladení - ide predovšetkým o studené sálanie chladených plôch bez prievanu.
Systém stenového vykurovania Gabotherm® WR 12 - mokrý systém využíva polybuténové rúrky Gabotherm® hetta s malým priemerom 12 mm. To celému systému umožňuje rýchlu regulačnú odozvu - požadovaná teplota sa dá rýchlo a presne upraviť.
Systém stenového vykurovania a chladenia Gabotherm® KPI 10 - suchý systém využíva polybuténové rúrky Gabotherm® hetta s malým priemerom 10 mm, vďaka čomu umožňuje rýchlu regulačnú odozvu. Požadovaná teplota v interiéri sa dá rýchlo a presne upraviť. Systém poskytuje mnoho výhod aj pri chladení, predovšetkým studené sálanie chladených plôch bez prievanu.
Tento progresívny sálavý systém sa začína vďaka svojim výhodám presadzovať na trhu.
Systém stenového vykurovania a chladenia vytvára v priestore teplotne homogénne pole. Prináša maximálny komfort, pričom vertikálne rozloženie teploty v priestore je ideálne. Plošné vykurovanie alebo chladenie stropom odbúrava tepelnú záťaž najprirodzenejším spôsobom - sálaním. Ochladzovanie na rozdiel od klasickej klimatizácie prebieha jemným sálaním medzi chladiacou plochou a všetkými teplejšími plochami v miestnosti, vrátane človeka.
V súčasnej dobe je efektívne vykurovanie a chladenie domácnosti kľúčovým faktorom pre komfort a úsporu energie. Kapilárne rohože, ktoré sú známe svojou všestrannosťou a efektívnosťou, sa stávajú čoraz obľúbenejším riešením.
Rýchlosť reakcie
Vykurovací poter nad trubkami podlahového kúrenia zvyšuje tepelný odpor, čo znamená, že zmena teploty sa prejaví až po cca 5 hodinách. Aj s moderným riadením systém reaguje pomaly a oneskorene. Kapilárne rohože sú tesne pod povrchom - preto reagujú veľmi rýchlo. Už do 15 minút sa teplota na strope prispôsobí a začína vykurovanie.
Systém poskytuje mnoho výhod aj pri chladení, predovšetkým studené sálanie chladených plôch bez prievanu.
Energetická efektivita
Energetická účinnosť priamo závisí od teploty vykurovacej vody - čím nižšia, tým menšia spotreba energie. Stropné vykurovanie s rohožami pracuje už s teplotou 30 °C. Pri využití napríklad tepelného čerpadla to môže znamenať až 40 % úsporu elektrickej energie.
Úspora energie: Kapilárne rohože znižujú spotrebu energie, pretože pracujú pri nižších teplotách.
Ekologickosť: Možnosť kombinácie s obnoviteľnými zdrojmi energie.
Flexibilita: Môžu byť inštalované v rôznych typoch budov.
Spomedzi sálavých systémov je v ponuke viacero variantov, ktoré sa líšia či už umiestnením (podlaha, strop, stena, prípadne ich kombinácia), alebo technickým riešením (rúrky zabudované v roznášacej vrstve, tepelnej izolácii, betónovom jadre alebo v omietke na vnútornom povrchu).
Modernizácia
Klasické podlahové vykurovanie je pri rekonštrukciách problematické. Výška systému spôsobuje nerovnosti podláh, riziko zakopnutia a znižuje výšku miestnosti. Stropné vykurovanie sa dá inštalovať oveľa jednoduchšie. Strop býva prístupný a najmä v starších budovách je možné zachovať dostatočnú výšku miestností aj pri použití zníženého stropu.
V súčasnej dobe je efektívne vykurovanie a chladenie domácnosti kľúčovým faktorom pre komfort a úsporu energie. Kapilárne rohože, ktoré sú známe svojou všestrannosťou a efektívnosťou, sa stávajú čoraz obľúbenejším riešením.
Výhody a nevýhody kapilárnych rohoží
Výhody
- Úspora energie: Kapilárne rohože znižujú spotrebu energie, pretože pracujú pri nižších teplotách.
- Ekologickosť: Možnosť kombinácie s obnoviteľnými zdrojmi energie.
- Flexibilita: Môžu byť inštalované v rôznych typoch budov.
- Vysoký tepelný komfort: Zabezpečujú rovnomerné rozloženie tepla a minimálne vírenie vzduchu.
- Rýchla reakcia: Systém reaguje na zmeny teploty v priebehu niekoľkých minút.
- Možnosť vykurovania aj chladenia: Rovnaký systém je možné využívať celoročne.
- Zdravotné benefity: Minimalizujú vírenie prachu a sú vhodné pre alergikov a astmatikov.
Nevýhody
- Počiatočné náklady: Inštalácia môže byť nákladná.
- Komplexnosť inštalácie: Vyžaduje odbornú montáž a plánovanie.
- Potreba kvalitnej izolácie: Pre efektívnosť systému je nevyhnutná dobrá izolácia budovy.
Aplikácie kapilárnych rohoží
Systémy s kapilárnymi rohožami sa úspešne používajú v rôznych typoch budov, od rodinných domov až po administratívne a polyfunkčné objekty.
Prípadové štúdie
Polyfunkčná budova v Bratislave
Táto aplikácia predstavuje príklad celoplošnej inštalácie, pri ktorej sa kapilárne rohože inštalovali do podlahy, stropov aj obvodových stien. Objekt predstavuje štvorpodlažnú, z väčšej časti administratívnu budovu po celkovej rekonštrukcii. Obvodové steny sú z tehlového muriva Porotherm, izolované izoláciou z minerálnej vlny s hrúbkou 150 mm, vykurovaná/chladená podlahová plocha je 2 224 m2. Ako zdroj tepla slúžia solárne kolektory a tepelné čerpadlá voda - voda a vzduch - voda. Chladenie je pasívne, pričom chlad sa získava zo studne. Ako doplnkový zdroj chladu pri veľkej tepelnej záťaži slúži tepelné čerpadlo vzduch - voda. Časť priestorov je obsadená zamestnancami investora, zvyšok priestorov bude slúžiť na prenájom. Hlavnou motiváciou investora pri inštalácii systému s kapilárnymi rohožami boli úspora energie na prevádzkových nákladoch (a súčasne aj vyššie zisky z prenájmu) a vnútorné prostredie s vysokou mierou komfortu, ktoré umožňuje zamestnancom podávať vysoký výkon.
Novostavba rodinného domu v Limbachu
Novostavba trojpodlažného rodinného domu postaveného na pôvodnej základovej doske má obvodové murivo z tvárnic Ytong Lambda. Vykurovaná/chladená podlahová plocha má rozlohu 287 m². Ako zdroj tepla slúžia tepelné čerpadlo zem - voda a solárny systém. Chladenie je pasívne, pričom chlad sa získava zo zemného kolektora. V prípade potreby možno na chladenie využiť tepelné čerpadlo zem - voda. Výhodou takéhoto systému je, že v zime sa zo zeminy odoberá teplo, čím sa zemina ochladzuje a tak sa pripravuje na letnú prevádzku. Naopak, v lete sa prebytočné teplo do zeminy ukladá a zemina sa regeneruje, vďaka čomu obsahuje dostatok tepla na zimnú prevádzku. Hoci stropy a podlahy sú v tomto prípade zapojené osobitne (z dôvodu možnosti vykurovať podlahou a chladiť stropom), pri prevádzke sa z hľadiska komfortu a ekonomiky ukázalo ako najvýhodnejšie ponechať všetky okruhy otvorené. Tak sa dosiahli minimálne zmeny teploty vykurovacieho/chladiaceho média počas roka. Motiváciou investora na inštalovanie kapilárnych rohoží boli maximálne úspory energie a komfort, zásadnou bola požiadavka na nenáročnú údržbu systému a jednoduchú reguláciu s minimálnymi nárokmi na obsluhu.
Novostavba rodinného domu v Breze na Orave
Novostavba trojpodlažného rodinného domu s obytným podkrovím v Breze na Orave má vykurovanú/chladenú podlahovú plochu 210 m2. Obvodové steny sú z tvárnic Ytong, zateplené 10-centimetrovou izoláciou z polystyrénu. Ako zdroj tepla na vykurovanie slúžia kotol na pevné palivo a solárny systém. Chladenie domu je pasívne, so studňou ako zdrojom chladu. Aj počas letnej prevádzky dokáže podlahový systém zabezpečiť komfortné vnútorné prostredie, čiastočne aj vďaka vysokému chladiacemu výkonu pri priamom slnečnom žiarení na podlahu. V kúpeľni sú kapilárne rohože uložené okrem podlahy aj v strope, aby sa v zime dosiahol požadovaný vysoký tepelný výkon pri nízkej teplote vykurovacej vody. Motiváciou investora pri investícii do kapilárnych rohoží bola najmä vysoká kvalita vnútorného prostredia pri dobrom pomere ceny a výkonu. Zároveň požadoval čo najnižšiu teplotu podlahy (okolo 25 °C) v zime, vhodnú na využitie solárnej energie na dokurovanie.
Dvojpodlažný rodinný dom v Galante
Dvojpodlažný rodinný dom v Galante predstavuje novostavbu s moderným terasovitým dizajnom. Obvodové murivo sa realizovalo pomocou strateného debnenia z tvárnic VELOX. Vykurovaná/chladená podlahová plocha objektu má rozlohu 309 m2. Zdrojom tepla je tepelné čerpadlo zem - voda, objekt má zároveň predprípravu na solárny systém. Chladenie je pasívne, pomocou zemného kolektora, v prípade potreby je pripravené tepelné čerpadlo zem - voda. Podobne ako pri rodinnom dome v Breze, aj tu sa využíva regenerácia zeminy. V zime sa zo zeminy teplo odoberá, takže zemina je už v lete dostatočne vychladená, zatiaľ čo v lete sa prebytočné teplo do zeminy akumuluje a tá sa regeneruje. Kapiláry sa inštalovali len v strope, čo umožnilo lepšie využitie plochy ako pri podlahovom systéme (na strope neprekáža žiadny nábytok) a zároveň výber ľubovoľnej podlahovej krytiny - hrubého koberca do spálne, drevenej podlahy do obývačky atď. V kúpeľniach sa stropný systém doplnil podlahovým systémom, aby sa v zime dosiahol požadovaný vysoký tepelný výkon. V prípade tohto rodinného domu investor kládol dôraz na možnosť vykurovať aj chladiť tým istým systémom počas celého roka pri veľmi nízkych prevádzkových nákladoch. Ďalším dôvodom bola snaha vyhnúť sa štandardnému spôsobu chladenia vzduchotechnikou a súvisiacim problémom, ako je vírenie prachu či prievan.
Záver
V čase rastúcich nárokov na energetické úspory a s tým spojenú tepelnú izoláciu budov a využívanie nízkoteplotných obnoviteľných zdrojov energie predstavujú sálavé systémy progresívne riešenie, ktoré sa v stavebnej praxi uplatňuje v rastúcej miere a je reálny predpoklad, že sa podiel týchto systémov bude naďalej zvyšovať.
Kapilárne rohože predstavujú efektívne riešenie pre nízko- a vysokoteplotné vykurovanie a chladenie. Ich výhody prevyšujú nevýhody, najmä v kontexte ekologického a hospodárneho bývania. Pre tých, ktorí hľadajú moderné a efektívne metódy, sú kapilárne rohože jednoznačne hodnotnou voľbou.
tags: #nizkoteplotne #vykurovanie #a #vysokoteplotne #chladenie #kapilarnymi