Ogrzewanie podłogowe

Ogrzewanie podłogowe

Autorem artykułu jest Katarzyna Mencwal

Ogrzewanie podłogowe to co raz bardziej popularny  sposób ogrzewania domu. Jest to to taki sposób ogrzewania pomieszczeń, w którym ciepło przekazywane jest poprzez promieniowanie cieplne ogrzewanej podłogi.

Jak działa takie ogrzewanie?
Otóż w pomieszczeniach zamiast instalować grzejniki, pod podłogą montuje się przewody, którymi będzie płynąć ciepła woda, albo grzewcze elementy elektryczne. Z tego względu najprościej instalować ogrzewanie podłogowe w domu czy mieszkaniu nowym, jeszcze niezagospodarowanym, zanim pojawią się w nim ostateczne warstwy podłogi. W innym wypadku konieczne jest zrywanie podłogi oraz być może zmiana miejsc poprowadzenia rur. Do wyboru mamy dwa systemy ogrzewania podłogowego - wodny oraz  elektryczny. 

Ogrzewanie podłogowe wodne to sieć rur zatopionych w warstwie betonu pokrywającego podłogę, którymi przepływa woda podgrzewana przez kocioł lub w pompie ciepła. Ogrzewanie elektryczne – to kable z zaizolowanego drutu oporowego albo  maty z przymocowanym do nich kablem lub folie z drutem aluminiowym.


Ogrzewanie podłogowe wodne.

Znajduje ono zastosowanie zarówno w domach jednorodzinnych, jak i w budownictwie przemysłowym czy  sportowym. Mimo pozornie wysokich kosztów inwestycyjnych, ten sposób zapewnienia ciepła jest tańszy w eksploatacji, niż analogiczne ogrzewanie elektryczne. Pozwala zaoszczędzić energię i podnosi estetykę wnętrza, ponieważ jest całkowicie niewidoczny.
Wodne ogrzewanie podłogowe, jako alternatywa dla ogrzewania tradycyjnymi grzejnikami,  stosowane jest w przypadkach, gdy dom jest zamieszkiwany stale, a źródłem ciepła jest kocioł gazowy lub pompa ciepła. Nakłady inwestycyjne w przypadku wodnego ogrzewania podłogowego są  o mniej więcej 40% wyższe od nakładów na ogrzewanie ze zwykłymi wodnymi grzejnikami konwekcyjnymi. Jest to niewątpliwie  największa wada takiego ogrzewania. Jednak koszty eksploatacji takiego systemu są zdecydowanie niższe niż tradycyjnego czy  elektrycznego ogrzewania podłogowego, co w dłuższym czasie rekompensuje większe wydatki poniesione na zakup i montaż dużo droższej instalacji wodnej.
Wodne ogrzewanie podłogowe rekomendowane jest do współpracy z niskotemperaturowymi źródłami ciepła takimi jak kotły gazowe kondensacyjne czy pompy ciepła, co ma bezpośrednie przełożenie na wspomniane niskie koszty eksploatacji takiego ogrzewania.
Rury ogrzewania podłogowego, w których płynie ciepła woda, są pokryte warstwą jastrychu grubości około 6 cm. Na nim jest jeszcze ułożona warstwa wykończeniowa podłogi (kamień, płytki ceramiczne, wykładzina), która ma mieć temperaturę zapewniającą utrzymanie wymaganej temp. komfortu cieplnego w pomieszczeniu. ( Temp. podłogi ok. 30oC zapewnia uzyskanie w pomieszczeniu temp. ok. 20oC przy temp. zewn. od -16oC do -20oC ) Aby to było możliwe, temperatura wody zasilającej instalację ogrzewania podłogowego musi być na poziomie 55°C – na zasileniu i 45°C – na powrocie. Wydajność wodnego ogrzewania podłogowego nie przekracza 70-80 W/m2.  Nie wszystkie pomieszczenia zatem da się ogrzać przy pomocy takiego ogrzewania. Niekiedy trzeba dodatkowo instalować w nich grzejniki płytowe.

Ze względów zdrowotnych w pomieszczeniach z wodnym ogrzewaniem podłogowym temperatura podłogi nie powinna przekraczać:

29°C - (optymalnie 26°C) – w pokojach, kuchniach, korytarzach; wyjątek stanowią pokoje dziecinne, gdzie ze względu na sposób użytkowania (dzieci najczęściej bawią się na podłodze) maksymalna wartość temperatury powinna być obniżona;

34°C -w pomieszczeniach tak zwanych sanitarnych (na przykład łazienkach i WC);

35°C - w miejscach o zwiększonych stratach ciepła – pod oknami i przy ścianach zewnętrznych (czyli w tak zwanych strefach brzegowych). Taka temperatura podłogi pozwala uzyskać wymaganą temperaturę: 24°C – w łazienkach i 20°C – w pozostałych pomieszczeniach mieszkalnych.

Ogrzewanie podłogowe elektryczne.

Elektryczne ogrzewanie podłogowe może być wykorzystywane zarówno jako podstawowe ogrzewanie jak również tylko jako dodatkowe źródło ogrzewania, np. w wybranych pomieszczeniach.

Elektryczne ogrzewanie podłogowe może być podstawowym źródłem ciepła dla budynku. Należy jednak pamiętać o tym, że mogą nas wtedy  zaskoczyć wysokie koszty eksploatacji  takiego ogrzewania. Bezpieczniej decydować się na ogrzewanie elektryczne w budynkach, które ciepła zużywają mało, czyli w budynkach bardzo dobrze zaizolowanych (dotyczy to nie tylko ścian, czy dachu, ale też przede wszystkim powstrzymania ucieczki ciepła do gruntu) bądź  użytkowanych  tylko przez część roku, np. latem bądź w okresach przejściowych. Ogrzewanie elektryczne jest też dobrym  rozwiązaniem, gdy dom jest zamieszkiwany okresowo. Jeśli odwiedzamy go na przykład tylko w weekendy, to nie ma sensu ogrzewanie go przez cały tydzień. W przypadku zastosowania instalacji wodnej byłoby to konieczne ze względu na ryzyko zamarznięcia wody w rurach, co zwykle prowadzi do pęknięcia instalacji i zalania domu. Elektryczne ogrzewanie podłogowe nadaje się doskonale na ogrzewanie domu pasywnego czy energooszczędnego.  W takich przypadkach   koszty  użytkowania ogrzewania elektrycznego są zdecydowanie mniejsze    i    wypadają dobrze nawet w   porównaniu z oszczędnościami poczynionymi dzięki rezygnacji z tradycyjnego centralnego ogrzewania ( kocioł, instalacja, kotłownia, skład opału, komin).

W przypadku gdy mamy do czynienia z budynkiem kiepsko zaizolowanym lepiej zastosować elektryczne ogrzewanie podłogowe jedynie jako dodatkowe źródło ogrzewania lub do ogrzewania tylko niektórych pomieszczeń. Można je włączyć wtedy, gdy potrzeba tylko dogrzać jedno pomieszczenie, na przykład łazienkę.
Można zamontować w domu podstawowe źródło ciepła (kocioł gazowy) o niższej mocy (tańszy), a przez kilka najzimniejszych dni w roku dogrzewać dom elektrycznie.  Gdy podstawowym źródłem ciepła dla budynku jest kominek tradycyjny lub z płaszczem wodnym,  elektryczne ogrzewanie podłogowe będzie doskonałym uzupełnieniem .Jeżeli wszyscy domownicy muszą na cały dzień wychodzić z domu, to nie ma komu uzupełniać paliwa w tych urządzeniach. Może się wtedy zdarzyć, że w niesprzyjających warunkach po kilku godzinach dom ulegnie znacznemu wychłodzeniu, a wtedy rury z wodą znajdą się w niebezpieczeństwie – mogą zamarznąć i pęknąć. Jeśli w domu będzie zainstalowane elektryczne ogrzewanie podłogowe, to do takiej sytuacji dojść nie powinno. Przy okresowym użytkowaniu elektrycznego ogrzewania podłogowego  koszt zużytej energii elektrycznej nie powinien być rujnujący dla użytkownika.

Elementy grzejne

Kable grzejne
Są najczęściej stosowanym rozwiązaniem.
Kable mogą być jedno- lub dwużyłowe. Kable jednożyłowe mają jeden przewód (żyłę), którym płynie prąd. Aby przepływ prądu był możliwy, trzeba zamknąć obwód elektryczny, czyli tak ułożyć kabel, żeby połączyć jego koniec z początkiem.
W kablu dwużyłowym są dwie żyły obok siebie: grzejna i powrotna. Końce żył z jednej strony kabla są fabrycznie zwarte, a z drugiej – przyłączone do napięcia zasilającego.
Budowa kabla, a więc i sposób zasilania ma istotny wpływ na powstawanie pól magnetycznych. Dlatego w pomieszczeniach, gdzie stale przebywają ludzie,  zaleca się stosować kable dwużyłowe, wytwarzające znikome pole.
Kable są sprzedawane w zestawach kilku-, kilkunasto- i kilkudzięsięciometrowych. . Im krótszy zestaw, tym droższy jest po przeliczeniu metr kabla.
Od zapotrzebowania na moc cieplną w danym pomieszczeniu zależeć będzie wielkość odstępów między układanymi w podłodze kablami (jest to ściśle określone w instrukcji montażu). Zazwyczaj odstępy nie powinny być mniejsze niż 50 mm.

Maty grzejne
Są to maty z tworzywa sztucznego z wplecionym cienkim kablem – przewodem grzejnym.
Maty kupuje się w zestawach o różnej powierzchni i mocy grzejnej. Podobnie jak w kablach, im mniejszy zestaw, tym droższy jest metr kwadratowy maty.

Folie grzejne
Wykonane są z płaskich drutów aluminiowych zatopionych w folii poliestrowej. Grubość folii wynosi około 0,2 mm. Folie kupuje się w zestawach, składających się z modułów grzewczych. Uszkodzenie jednego modułu nie zakłóca pracy zestawu. Folię można przycinać na żądaną długość. Przyciętą część należy zaizolować specjalną taśmą. Maty i folie grzejne są droższe od kabli, dlatego są rzadziej stosowane.

W zależności od powierzchni pomieszczenia i ilości wykorzystanego miejsca, należy wybrać matę grzejną lub kabel grzejny o odpowiedniej mocy. W przypadku mat grzejnych moc określa się w przeliczeniu na 1m2 maty, np. 150 W/m2. W przypadku przewodów, moc określa się w przeliczeniu na ich długość, np. 17 W/m. Znając moc jednostkową przewodu lub maty, możemy  zaplanować rozłożenie elementów grzejnych pod podłogą.
Przewody grzejne są przeznaczone do montażu w warstwie wylewki betonowej, natomiast maty grzejne mogą być montowane w cienkiej warstwie kleju lub wylewki bezpośrednio pod płytkami.

W przypadku ogrzewania podłogowego elektrycznego bardzo ważne jest uwzględnienie na etapie jego projektowania rozmieszczenie mebli w pomieszczeniu.   Nie należy umieszczać mat, ani przewodów grzejnych pod meblami.  Zamontowanie ich np. pod szafkami kuchennymi spowoduje tylko podgrzanie podłogi, nie będzie następowało odbieranie ciepła i przekazywanie go pomieszczeniu. Należy również pamiętać, że nie wolno przykrywać ogrzewanej podłogi żadnymi materiałami mogącymi zablokować odprowadzanie ciepła takimi jak grube dywany o dużej powierzchni. Może to doprowadzić do uszkodzenia elementu grzejnego wskutek przegrzania podłogi. Konsekwencją może być  również zła  praca automatyki sterującej.

W standardowych pomieszczeniach moc zainstalowana powinna wynosić 100-150W/m2 .  Wyższą moc należy zainstalować w łazience (150-180W/m2),  łazienki są bowiem pomieszczeniami o wyższym zapotrzebowaniu cieplnym. Jeśli ogrzewanie ma pełnić funkcję  podstawowego systemu grzewczego warto zastosować ogrzewanie akumulacyjne. Wtedy przewody grzejne  umieszczamy  w grubej warstwie wylewki (10-12cm). Moc zainstalowana w przypadku systemów ogrzewania akumulacyjnego powinna wynosić 170-180W/m2 . Ogrzewanie akumulacyjne nagrzewa grubą warstwę wylewki w czasie tańszej taryfy prądowej (tzw. taryfa nocna), a oddaje ciepło w ciągu dnia (wymagany jest wtedy  licznik dwutaryfowy).
 Należy pamiętać, że w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności takich jak np. łazienka posadzka z zamontowanym elektrycznym ogrzewaniem podłogowym powinna być uziemiona.

Na co się zdecydować?
Jak zawsze przy wyborze sposobu ogrzewania domu najważniejsze będą koszty. Instalacja ogrzewania elektrycznego jest kilkakrotnie tańsza od wodnego. Kable i uchwyty do ich mocowania, maty lub folie  oraz urządzenie sterujące to praktycznie cały system. Na wysoki koszt instalacji ogrzewania wodnego wpływ ma nie tylko cena rur i rozdzielaczy, ale przede wszystkim wyposażenia kotłowni. Musimy zapewnić miejsce na opał,  wybudować komin, zapewnić odpowiednią wentylację,  pamiętać o uzupełnianiu zapasu opału, serwisować instalację grzewczą i kominową.  Niewątpliwie największą wadą ogrzewania podłogowego są wysokie koszty jego eksploatacji zaś zaletą   to, że nie zajmuje miejsca w domu, jest łatwe, szybkie i tanie w montażu, można je zastosować bez większych problemów nawet w pomieszczeniach istniejących już budynków i energia elektryczna jest niemal zawsze dostępna.

Ogrzewanie podłogowe wodne:

komfortowe;trwałe;nie zajmuje powierzchni użytkowej; może współpracować z tanimi w eksploatacji i ekologicznymi urządzeniami grzewczymi, na przykład pompą ciepła;ze względu na zwiększoną grubość i ciężar podłogi trzeba je przewidzieć w projekcie budynku;jego instalacja jest droga;w razie awarii istnieje ryzyko zalania domu wodą.

Ogrzewanie podłogowe elektryczne:

komfortowe;trwałe;nie zajmuje miejsca w domu;ma prostą i tanią instalację;bardzo łatwo się nim steruje, zarówno ręcznie, jak i automatycznie; ze względu na dostępność energii elektrycznej nadaje się do niemal każdego domu;można je stosować na już istniejących posadzkach;nie ma ryzyka zamarznięcia instalacji ani wycieku wody;z powodu wysokiego kosztu energii elektrycznej jego eksploatacja jest droga.duża bezwładność tego sposobu ogrzewania utrudnia szybkie dostarczanie ciepła do pomieszczeń, ale dzięki niskiej temperaturze powierzchni oddającej ciepło, rzadko spotyka się problemy z przegrzaniem pomieszczeń.od momentu włączenia ogrzewania do chwili, gdy podłoga jest ciepła, musi upłynąć pewien czas, minimum 30 minut, choć w niektórych przypadkach (np. ogrzewanie akumulacyjne) nawet 2-3 godziny.przy zastosowaniu odpowiedniego sterownika do maty grzejnej, można ustawić pracę maty w dowolny sposób. Można ustawić dowolną temperaturę pomieszczenia lub podłogi. Można zaprogramować sterownik tak, by w pomieszczeniu było ciepło tylko wtedy, gdy ktoś z nim przebywa (np. w godzinach 6:30-7:30 i 17:00-21:00), co znacznie zmniejsza straty ciepła i koszt ogrzewania domu.

Oceniając system ogrzewania najczęściej zwracamy uwagę nie na temperaturę odczytaną na termometrze, ale na wrażenie użytkownika, subiektywne odczucie odbierane przez osoby będące w pomieszczeniu, czyli komfort cieplny.
Prócz wielu czynników takich jak wilgotność oraz prędkość przepływu powietrza bardzo istotna jest temperatura, a ściślej jej rozkład zarówno w pionie jak i w poziomie pomieszczenia. .
Pomiary pionowego rozkładu temperatury w pomieszczeniach przy różnych systemach grzewczych wykazały, że najbardziej zbliżony do optymalnego rozkładu temperatur występuje w przypadku ogrzewania podłogowego.(KM)

---

Opracowanie: redakcja portali branżowych www.ogrzewnictwo.pl, www.klimatyzacja.pl

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl