Ogrzewanie płaszczyznowe - ciepło ze ścian, podłogi i sufitu

Dodano: poniedziałek, 10 września 2018 09:19
Ogrzewanie płaszczyznowe - ciepło ze ścian, podłogi i sufitu

Upowszechnienie niskotemperaturowych źródeł ciepła - kotłów kondensacyjnych, pomp ciepła czy instalacji solarnych - w połączeniu z niską energochłonnością nowych budynków pozwoliło na efektywne funkcjonowanie ogrzewania płaszczyznowego, przy czym instalacja taka może pracować z zasilaniem wodnym lub prądem elektrycznym.

Dlaczego ogrzewanie płaszczyznowe?

Ilość przekazywanej do pomieszczenia energii cieplnej potrzebnej do ogrzewania zależy m. in. od wielkości powierzchni urządzeń grzejnych i ich temperatury. W tradycyjnych instalacjach grzejnikowych stosunkowo niewielka powierzchnia emitująca ciepło równoważona była wysoka temperaturą ich powierzchni.

Przy zasilaniu instalacji ze źródeł ciepła, których temperatura czynnika grzewczego nie powinna przekraczać 50°C, powierzchnia grzejna nie zapewniająca dostateczna moc przy niskich temperaturach zewnętrznych musi być więc znacznie większa. Wymagałoby to zamontowania dużych, zajmujących powierzchnie użytkową grzejników, utrudniających aranżację wnętrza i uzyskanie pożądanej estetyki.

Ukrycie elementów grzejnych w przegrodach budowlanych - podłodze , ścianach czy suficie - sprawia, że instalacja staje się niewidoczna choć narzuca też pewne ograniczenia w sposobie urządzenia i użytkowania pomieszczenia. Energia cieplna przy takim rodzaju ogrzewania przekazywana jest głównie na drodze promieniowania, zatem powierzchnie grzewcze nie mogą być zasłonięte np. przez meble, a temperatura powierzchni (zwłaszcza podłogi) nie wyższa niż 27-30°C.

W najczęściej układanym ogrzewaniu podłogowym istotny wpływ na efektywność ogrzewania ma rodzaj pokrycia podłogowego - materiały źle przewodzące ciepło (np. drewno, grube wykładziny dywanowe) znacząco ograniczają emitowaną energię cieplną.

W ogrzewaniu ściennym jego instalowanie w ścianach zewnętrznych spowoduje zwiększenie strat ciepła (wyższa temperatura przegrody) i powinno być układane raczej na ścianach wewnętrznych, co z kolei utrudnia uzyskanie równomiernej temperatury w całym pomieszczeniu. Zagrożenie dla szczelności instalacji stwarza możliwość przedziurawienia rur w przypadku choćby próby powieszenia obrazka.

Umieszczenie ogrzewania w suficie stosowane jest raczej w pomieszczeniach podrzędnych np. korytarzach, lub w połączeniu z innym sposobem ogrzewania. System ten ogranicza bowiem naturalną konwekcję powietrza i pod sufitem tworzy się „ciepła poduszka” , a nad podłoga jest znacznie chłodniej.

W przypadku systemu wodnego z wykorzystaniem instalacji ściennej lub sufitowej można też uzyskać efekt schładzania w ciepłych porach roku, ale temperatura powierzchni nie może spadać poniżej tzw, punktu rosy (zagrożenie zawilgoceniem podłoża).

Ogrzewanie wodne czy elektryczne?

O wyborze systemu decydują głównie koszty jakie ponoszone są na użytkowanie ogrzewania, a te zależą od ceny wykorzystywanych nośników energii.

Energia cieplna pozyskiwana z prądu jest znacznie droższa niż z innych źródeł, choć w niewielkich, bardzo energooszczędnych budynkach takie rozwiązanie może być uzasadnione ze względu na stosunkowo niskie koszty inwestycyjne. Niemniej alternatywnym rozwiązaniem - przy braku dostępu do sieci gazowej i dla uniknięcia uciążliwej obsługi kotła na paliwo stałe - zamontowanie pompy ciepła typu powietrze-woda, pozwoli na pośrednie wykorzystanie prądu do ogrzewania przy znacznie niższym zużyciu energii elektrycznej.

Comfort folia do elektrycznego ogrzewania podłogowego, układanego pod parkietem, fot. Luxbud
Comfort folia do elektrycznego ogrzewania podłogowego i sufitowego, fot. Luxbud

Natomiast bezpośrednie, płaszczyznowe ogrzewanie elektryczne warto wykonać jako akumulacyjne, co pozwoli na efektywne korzystanie z tańszej energii pobieranej poza godzinami szczytu energetycznego w nocy. Najczęściej jednak elektryczne ogrzewanie - głównie podłogowe - wykorzystuje się jako uzupełniające inny system grzewczy, np. w celu uzyskania efektu ciepłej podłogi w łazience, co pozwala również na jego miejscowe uruchomienie w dowolnym czasie.

Najczęściej instalowane wodne ogrzewanie płaszczyznowe, umożliwia wykorzystywanie różnych rodzajów paliwa, zależnie od typu zamontowanego kotła. W przypadku podłączenia do pompy ciepła czy kotła kondensacyjnego zasilanie może odbywać się bezpośrednio, natomiast wykorzystanie innych źródeł ciepła wymaga zainstalowania układu mieszającego, który dostosuje temperaturę zasilania do wymagań odpowiednich dla ogrzewania płaszczyznowego.

Decyzja o instalacji ogrzewania podłogowego

Instalacja ogrzewania płaszczyznowego - zwłaszcza podłogowego - niezależnie czy będzie to ogrzewanie wodne czy elektryczne, wymaga odpowiedniego przygotowania podkładów podłogowych, a przede wszystkim uwzględnienia zwiększonej ich grubości w porównaniu ze zwykłą podłogą. Dlatego decyzję o zainstalowaniu takiego ogrzewania należy podjąć już na etapie budowy stanu surowego domu. W domach jednorodzinnych ogrzewanie podłogowe łączone jest często z innym systemem przekazywania ciepła np. z grzejnikami instalowanymi w części pomieszczeń, kominkiem.

Mniej wymagające pod względem przygotowań są instalacje ścienne i sufitowe. Montowane na surowych podłożach (mur, strop) z pokryciem tynkiem lub okładziną np. z płyt g-k.

Materiały instalacyjne

Wodne ogrzewanie płaszczyznowe

System wodnego ogrzewania płaszczyznowego składa się z rur ułożonych w jastrychem podłogowym bądź tynku, rozdzielacza do którego podłącza się poszczególne pętle rur grzewczych oraz układu sterowania dostosowanego do pozostałej części instalacji grzewczej.

System wodnego ogrzewania podłogowego Speedfit®, fot. John Guest Polska
System wodnego ogrzewania podłogowego Speedfit®, fot. John Guest Polska

Wykorzystuje się głównie rury tworzywowe o średnicy 16 mm z powłoką ochronną zabezpieczającą przed dyfuzją (przenikaniem) przez ścianki rury tlenu zawartego w powietrzu. Najczęściej instalowane są rury z polietylenu sieciowanego oznaczane symbolem PEX-Al-PE. Dostępne są też tzw. maty kapilarne - gotowe zestawy wężownicy wykonanej z cienkich rurek, połączonych z kolektorem zbiorczym.

Wykorzystywane są głównie przy układaniu ogrzewania sufitowego, a gęste rozmieszczenie elementów grzejnych zapewnia równomierną temperaturę powierzchni grzewczej.

Jako elementy mocujące używane są listwy montażowe pozwalające na równoległe prowadzenie rur w stałych odstępach. Listwy umieszcza się w miejscach zagięcia rur i w odstępach co ok. 1,5 m na prostych ich odcinkach. Przy ogrzewaniu podłogowym do mocowania wykorzystuje się też plastikowe spinki wciskane w izolację ze styropianu.

System wodnego ogrzewania podłogowego KAN-therm w kilku wariantach technologicznych, fot. KAN
System wodnego ogrzewania podłogowego KAN-therm w kilku wariantach technologicznych, fot. KAN

Poszczególne pętle doprowadzane są do rozdzielacza, w którym oprócz zaworów odcinających montowane są rotametry (pozwalają na pomiar przepływu) jak też zawory regulacyjne sterowane termostatem.

Elektryczne ogrzewanie płaszczyznowe

System elektrycznego ogrzewania płaszczyznowego zawiera kable lub maty grzewcze oraz termostat regulujący temperaturę ogrzewanej powierzchni.

Elektryczne przewody grzejne ELEKTRA VCD lub ELEKTRA VC do układania ogrzewania podłogowego, fot. Elektra
Elektryczne przewody grzejne ELEKTRA VCD lub ELEKTRA VC do układania ogrzewania podłogowego, fot. Elektra

Kable grzejne mogą być przystosowane do zasilania jedno- lub dwustronnego. Podstawowym parametrem kabli grzejnych jest ich moc oddawana przez 1 mb przewodu, która wynosi zależnie od przeznaczenia 10-20 W/mb.

Kable konfekcjonowane są w gotowych odcinkach o określonej mocy (maksymalnie do ok. 4 kW w jednej pętli). Ich efektywność grzewczą przyjmuje się wg wskaźnika 100 W/m2 gdy ogrzewanie ma być głównym źródłem ciepła lub 50-60 W/m2 w przypadku uzyskiwania efektu ciepłej podłogi.

Z kolei maty grzewcze przystosowane są do układania bezpośrednio pod pokryciem ściany czy podłogi. Kabel grzejny o niewielkiej średnicy (ok. 2,5 mm) umocowany jest do siatki z tworzywa sztucznego o szerokość 0,5 m i długości wynikającej z zapotrzebowania na moc grzewczą.

QuickNet - jednostronnie zasilane, samoprzylepne maty grzejne do elektrycznego ogrzewania podłogowego pod posadzkami ceramicznymi,fot. nVent Thermal Polska
QuickNet - jednostronnie zasilane, samoprzylepne maty grzejne do elektrycznego ogrzewania podłogowego, układanego pod posadzkami ceramicznymi, fot. nVent Thermal Polska

Moc jednostkowa mat grzewczych wynosi najczęściej 100-150 W/m2. Szczególnie małą grubością charakteryzują się folie grzewcze wykorzystywane najczęściej do układania pod posadzkami pływającymi (panelami podłogowymi, deską warstwową).

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcie otwierające: Kisan

Zdjęca w tekście: Luxbud, John Guest, Kan, Elektra, KAN, nVent Thermal Polska

Film w tekście: PURMO