Výber správneho vykurovacieho systému je kľúčový pre komfort a energetickú efektívnosť vášho domova. Ak chcete zaviesť podlahové kúrenie vo svojom dome, byte alebo firme a neviete, aké rúry si vybrať, určite si prečítajte nasledujúci článok. Dozviete sa z neho, ako by malo vyzerať správne rozmiestnenie rúr v podlahovom kúrení, aby ste dosiahli maximálnu možnú efektívnosť. Prečítate si tiež, kde nesmiete rúrky umiestňovať, aké typy rúr sú na trhu a ktoré z nich sú najlepšie. Pozrite sa tiež, na čo by ste mali zvlášť dbať pri výbere rúr do podlahového kúrenia. V tomto článku si na začiatku povieme o rozdieloch vo vlastnostiach materiálov pre výrobu rúrok pre podlahové kúrenie, kúrenie radiátormi. Koho nezaujímajú podrobnosti o materiálových vlastnostiach, môže si prečítať článok "Praktické skúsenosti z praxe", kde nájdete poznatky a problémy po rokoch prevádzky kúrenia.
Typy vykurovacích systémov
Existuje množstvo rôznych typov vykurovacích systémov, z ktorých každý má svoje špecifické výhody a nevýhody. Medzi najbežnejšie patria:
- Teplovodné vykurovanie: Systém, ktorý využíva teplú vodu prechádzajúcu rúrkami umiestnenými pod podlahou alebo v radiátoroch.
- Elektrické vykurovanie: Využíva elektrické odporové káble alebo ohrevné rohože na ohrev vzduchu alebo podlahy.
- Plynové vykurovanie: Využíva zemný plyn alebo propán na ohrev vody alebo vzduchu.
- Tepelné čerpadlo: Systém, ktorý využíva energiu z vonkajšieho prostredia (vzduch, voda, zem) na ohrev alebo chladenie budovy.
- Kachle na tuhé palivo: Tradičný spôsob vykurovania, ako sú drevené alebo uhlíkové kachle.
- Solárne vykurovanie: Využíva energiu zo slnka na ohrev vody alebo vzduchu.
- Vzduchové vykurovanie: Využíva teplý vzduch na ohrev miestností.
- Infravermikulitové vykurovanie: Využíva infračervené žiarenie na ohrev predmetov a osôb v miestnosti.
- Podlahové vykurovanie: Systém, ktorý využíva teplú vodu alebo elektrické káble umiestnené pod podlahou.
- Kombinované vykurovanie: Využíva viacero zdrojov tepla (napr. tepelné čerpadlo a plynový kotol) na zabezpečenie efektívneho vykurovania.
Výber správneho vykurovacieho systému závisí od vašich preferencií, rozpočtu a potrebného komfortu. Každý systém má svoje výhody a nevýhody, preto je dôležité zvážiť všetky možnosti pred konečným rozhodnutím. Medzi najmodernejšie a obľúbené spôsoby patrí podlahové vykurovanie, ktoré sa inštaluje hlavne v novostavbách či pri rekonštrukciách.
Princíp podlahového vykurovania
Pri bežnom vykurovaní odovzdávajú radiátory či konvektory svoje teplo okolitému vzduchu, ktorý stúpa nahor a odovzdáva teplo okolitým objektom. Ochladený vzduch potom klesá nadol, kde sa znovu ohrieva a celý cyklus sa opakuje. Tento jav sa nazýva konvekcia a vzniká pri ňom citeľný teplotný rozdiel medzi úrovňou podlahy a hlavy, čo má za následok zníženie tepelného komfortu.
Pri podlahovom vykurovaní je vykurovacie teleso tvorené rúrkami v takmer celej podlahe. Teplo odovzdáva najmä sálaním, pri ktorom ohrieva priamo okolité objekty a vyvoláva okamžitý pocit tepla. Podlahové vykurovanie patrí medzi nízkoteplotné vykurovacie systémy. Platí to aj napriek nižšej povrchovej teplote podlahy - na dosiahnutie komfortnej teploty v miestnosti (21 - 22 °C) stačí, keď bude podlaha vyhriata iba na 22 - 25 °C. Nízka teplota podlahy je dôležitá aj z hľadiska zdravia. Hygienické normy dovoľujú vykurovať podlahu v obytných miestnostiach na max. 29 °C. Miestnosti, v ktorých sa zdržiavate krátkodobo (napr. kúpeľňa), môžete vykurovať na max.
Prečítajte si tiež: Výhody automatického odmrazovania
Nízka teplota podlahového vykurovania je ideálna na využitie moderných nízkoteplotných vykurovacích zdrojov, napríklad kondenzačného kotla s modernou reguláciou. Ten pracuje najúspornejšie práve v nízkoteplotnom kondenzačnom režime. Okrem už spomínanej úspory a rovnomerného rozloženia teploty má „podlahovka“ výhodu v tom, že na rozdiel od radiátorov nezaberá priestor pri stenách. Pri použití kvalitných komponentov a pri odbornej montáži je bezúdržbová. Na rozdiel od radiátorov nepredstavuje ďalší predmet, z ktorého musíte utierať prach (podlahu vysávate a umývate tak či tak). Podlahové vykurovanie môžete nainštalovať pod množstvo druhov podlahovej krytiny. Čím má krytina menší tepelný odpor, tým je prestup tepla do miestnosti rýchlejší.
Rúry pre podlahové kúrenie: základné informácie
Rúry alebo trubky na podlahové kúrenie sú odolné, ľahké a flexibilné prvky používané v systémoch podlahového kúrenia. Sú vyrobené z rôznych polymérov (napríklad polypropylén - PP, krížom spojený polyetylén - PE-X), ktoré majú dobrú, ako na plasty, tepelnú vodivosť. To znamená, že rúry na podlahové kúrenie môžu rovnomerne rozvádzať teplo po celej ploche podlahy, čo je mimoriadne efektívny spôsob vykurovania miestností. Ďalej ich veľká flexibilita uľahčuje montáž a pokladanie aj v ťažko prístupných miestach. Vyznačujú sa vysokou odolnosťou voči mechanickému poškodeniu a starnutiu, čo sa prekladá do ich dlhodobého používania.
Pri vodnom podlahovom kúrení sú rúry rozmiestnené v špirálovom spôsobe alebo vo forme "hadice" na povrchu podlahy. Tieto rúry sú umiestnené na tepelnej izolácii a následne zaliate omietkou, ktorej úlohou je upevniť miesto, kde boli trubky podlahovky umiestnené. Týmto zabezpečíme, že rúry po rokoch budú stále na tom istom mieste, kde sme ich položili.
Kam rúry neumiestňovať?
- Pod ťažkými nábytkami umiestnenými na stálo na jednom mieste: neodporúčame pokladať rúry pod nábytok ako sú postele, ťažké skrine bez nôh, alebo kuchynské zabudovania.
- Na miestach, kde je potrebné rýchle vyhriatie alebo ochladenie priestoru: systémy podlahového kúrenia sú charakteristické tepelnou inerciou. To znamená, že potrebujú čas na vyhriatie alebo ochladenie (tento proces trvá dlhšie v porovnaní so štandardnými radiátormi).
- Všade tam, kde nie je možné pridať požadovanú izoláciu k podkladu: správna izolácia pod rúrami na podlahové kúrenie je kľúčová pre celkovú efektívnosť systému. Nevyhnutnosťou je izolačná vrstva, ktorá zabráni únikom tepla cez podlahu (tie môžu v prípade neizolovanej podlahy tvoriť až 20 % tepelných strát domu).
Typy rúr pre podlahové kúrenie
Trubky na podlahové kúrenie sa najčastejšie delia podľa materiálu, z ktorého sú vyrobené.
1. PEX rúry (sieťovaný polyetylén)
Najpopulárnejším druhom rúr pre tento typ kúrenia sú PEX rúry, čiže polyetylénové (konkrétne sieťovaný polyetylén). Sú flexibilné, ľahké na inštaláciu a majú vysokú odolnosť voči zmenám teplôt a chemikáliám. Sieťovaný PE (PE-X) sa vo väčšine prípadov pripravuje z HDPE. V PE-X sú jednotlivé reťazce PE pospájané do polymérnej siete vhodnými sieťovacími systémami, čím sa mení pôvodný termoplastický PE na elastomér. Požadovaný stupeň zosietenia je medzi 65 - 89 % (podľa ASTM F 876-63). Sieťovaním sa zlepšia fyzikálno-mechanické vlastnosti pôvodného PE. PE-X si zachováva mechanickú pevnosť až po teploty 120 - 150 °C pričom tendencia k toku pod napätím je redukovaná. PE-X taktiež lepšie odoláva organickým rozpúšťadlám.
Prečítajte si tiež: Ktoré čerpadlo je lepšie: Obehové alebo ponorné?
Spôsoby výroby PE-X rúrok:
- PE-Xa (sieťovanie peroxidmi): Procesom peroxidácie vodíka taktiež známym ako „Engelova metóda“, podľa vynálezcu PE-Xa v 60-tych rokoch minulého storočia, v dôsledku čoho vzniká trojrozmerná sieť. Jedná sa o dvojstupňový proces vytvárania priečnych väzieb (zosieťovania) medzi atómami uhlíka za horúca alebo v jeho anamorfickom stave. Peroxidy sú zvyčajne obsiahnuté v priebehu procesu lisovania a priečna väzba je dosiahnutá ohrievaním polyetylénu s vysokou hustotou (High Density Polyethylen - HDPE) nad teplotou rozkladu peroxidu, čo spôsobuje vytváranie voľných radikálov, ktoré spúšťajú proces priečnej väzby. Táto metóda sa uskutočňuje nad bodom roztavenia kryštálov, ktorá trvá pomerne dlhšie ako pri metóde PE-Xb a PE-Xc v dôsledku udržania vysokých teplôt v procese lisovania polyméru. Zosieťovaním sa vylepší najmä teplotná a tlaková odolnosť, ako aj rázová húževnatosť pri nízkych teplotách (-50 °C). Koextrudová tesniaca vrstva nerozpustná vo vode proti difúzii kyslíka je z etylvinylalkoholu (EVAL).
- PE-Xb (sieťovanie silánmi): Proces výroby silánom sa často referuje ako „ošetrovanie vlhkosťou“, nakoľko táto metóda výtvárania priečnych väzieb pozostáva z namočenia rúrky do vody. Tento proces používa HDPE živice s prísadami, ktoré vytvárajú reakciu tým, že je rúrka vystavená pôsobeniu tepla a vlhkosti po lisovaní.
- PE-Xc (sieťovanie ožarovaním): Proces žiarením je vytvorený v dvoch etapách použitím gamma / beta energie. Prvá etapa pozostáva z vlisovania HDPE do rúrky. Po procese vlisovania je v druhej etape proces vytvárania priečnej väzby v HDPE dosiahnutý vystavovaním rúrky elektromagnetickému žiareniu (gamma) alebo vysoko-energických elektrónov (beta). Tieto procesy sú označované ako jadrové resp.
Porovnanie PE-X rúrok:
- Pri spôsobe výroby neexistujú žiadne inštalatérske aplikácie vyžadujúce osobitné výrobné metódy.
- Aj keď je PE-Xa mierne viac ohybný, nie sú žiadne odporúčania od výrobcov na ohýbanie PE-X rúrok viac ako 6-krát ich vonkajšieho priemeru (½“ SDR9 rúrka vonkajšieho priemeru = 5/8 „, čo znamená maximálny polomer ohybu 3 ¾ „) či už sa jedná o PE-Xa, b alebo c.
- Z hľadiska ceny sa javí najvhodnejšie PE-Xb rúrka, naopak z hľadiska kvality je najvhodnejšie PE-Xa. Všetky typy rúrok PE-X musia mať certifikát od výrobcu.
Ohýbanie rúrok:
- Minimálny polomer ohybu: ½” priemeru rúrky = 3¾” polomeru rúrky.
- Aj keď PE-Xa je flexibilnejši ako PE-Xb a PE-Xc, neexistuje žiadne odporúčanie od výrobcov na ohýbanie PE-X rúrok nad 3¾”.
- Minimálny odporúčaný polomer ohybu: ½” priemeru rúrky = 5” polomeru rúrky
- Z uvedeného odporúčaného polomeru ohybu nie je dôvod na ohýbanie rúrok pre podlahové kúrenie nad 5” polomeru PE-X rúrky. Všetky typy PE-X sa dajú ohýbať na 5” polomeru rúrky.
Cena rúrok pre podlahové kúrenie:
Pri porovnaní ekonomického aspektu rúrok na báze PE-X je PE-Xa najviac ekonomicky náročná, všeobecne je cena PE-Xa od 40 % do 200 % vyššia ako pri rúrkach z PE-Xb. Vzhľadom k cenovo efektívnej metodológie výroby je PE-Xb ekonomicky najvýhodnejšia. PE-Xc je cenovo o 30 % až 60 % drahšia ako PE-Xb.
2. Medené rúry
Iným materiálom používaným na výrobu trubek alebo rúr na podlahové kúrenie je meď. Medené rúry sa vyznačujú vysokou účinnosťou pri vedení tepla (až 400 W/(K*m)) a odolnosťou voči korózii. Sú tiež odolné voči mechanickému poškodeniu. V súčasnosti sa však používajú menej často kvôli vyšším výrobným nákladom. Treba však zohľadniť fakt, že kvôli oveľa lepšej tepelnej vodivosti medi v porovnaní s plastmi, pokrytie rovnakej plochy rúrami PEX vyžaduje približne dvojnásobné množstvo rúr v porovnaní s pokrytím podlahy rúrkami vyrobenými z medi.
3. Polybuténové rúry (PB)
Polybutén, resp. polybutylén (zaužívané sú oba názvy, hoci správny chemický názov materiálu je polybutén) je inštalovaný v Amerike zhruba od roku 1970 a napriek svojej dlhej histórii inštalácií menej známy aj na Slovenskom trhu s rúrkami najmä pre podlahové kúrenie. Vo Viedenskom geotermálnom projekte sú polybutylénové rúrky inštalované od roku 1974 a v trvalej prevádzke. V prevádzke nájdete podlahové kúrenie s polybuténovými rúrkami na území bývalého Československa v stavbách dodnes, a ktoré majú aj viac ako 25 rokov a ich životnosť je prakticky overená časom. Štandardizované metódy extrapolácie predpovedajú životnosť na viac ako 50 rokov pri zaťažení 70 °C a tlaku 10 bar (skúška podľa ISO 9080). Napriek dlhej histórií a miliónoch nainštalovaných metrov rúrok sa za posledné roky na tento materiál akosi pozabudlo a inštalatéri posledných 10 rokov preferujú rúrky z polyetylénu (PE-RT alebo PE-X) predovšetkým ako viacvrstvové rúrky v kombinácii polybutylén a polyetylén - napr. PB/AL/PE-LLD. Polybutén s označením Polybutene-1 (PB-1) je polyolefín vyrábaný s použitím katalyzátorov, čím vzniká vysoko izostatický termoplast s vynikajúcimi mechanickými, tepelnými a chemickými vlastnosťami. Polybutén si svoju vysokú pevnosť a flexibilitu zachováva pri teplotách do 100 °C. Najväčšou výhodou pri výrobe je, že sa jedná o chemicky čistý materiál (oproti sieťovanému polyetylénu PE-X, do ktorého sa v procese pridávajú chemické prísady za účelom sieťovania - viď. nižšie).
4. PE-RT (polyetylén so zvýšenou teplotnou odolnosťou)
Relatívne nový materiál je v Európe schválený pre výrobu rúrok od roku 2005. Tento materiál sa vyznačuje jedinečnou molekulovou štruktúrou a kryštalickou mriežkou, ktorá poskytuje vysokú dlhodobú pevnosť pri vysokej teplote bez nutnosti sieťovania materiálu.
Faktory, ktoré treba zvážiť pri výbere rúr
Pri výbere trubek na podlahové kúrenie existuje niekoľko dôležitých faktorov, na ktoré je dobré si dať pozor.
Prečítajte si tiež: Ako si vybrať umývačku riadu: Vstavaná alebo plne integrovaná?
- Flexibilita: Prvým z nich je flexibilita rúr, pretože musia byť ľahko ohýbateľné a rozložiteľné pozdĺž podlahy.
- Hrúbka steny: Dôležité je tiež, aby rúry boli dostatočne hrubé, aby zabezpečili rovnomerné rozloženie tepla (zvyčajne okolo 2 mm).
- Priemer rúr: Priemer rúr tiež má význam, pretože príliš malý priemer môže spôsobiť obmedzený prietok teplej vody, čo ovplyvní efektívnosť systému kúrenia (tento parameter by sa mal pohybovať v rozmedzí od 10 do 20 mm - najčastejšie sa používajú trubky na podlahové kúrenie s rozmermi 16x2 mm, 17x2 mm a 18x2 mm).
- Potrebné množstvo materiálu: Je tiež potrebné vykonať výpočty týkajúce sa množstva potrebného materiálu. V tomto prípade je dobré presne zmerať plochu podlahy a zohľadniť všetky kúty alebo prekážky. Potom je možné prepočítať, koľko rúr bude potrebných na pokrytie celej plochy.
- Výber materiálu rúrok pre podlahové kúrenie: Výhodou plastových potrubí je ľahká a pomerne jednoduchá montáž, pretože sú ľahké a pružné. Malé tlakové straty sú dosiahnuté hladkým povrchom. Sú cenovo dostupné. Pri výbere materiálu treba prihliadať aj na životnosť potrubia, ktorá je závislá najmä od teploty pracovnej látky a od tlakových pomerov. Aby bolo odovzdávanie tepla cez podlahovú krytinu a cementový resp. anhydritový poter efektívny, plastové rúrky podlahového vykurovania majú mať vhodnú tepelnú vodivosť.
Rozmiestňovanie rúrok
Pred samotnou inštaláciou by ste si mali starostlivo naplánovať rozmiestnenie nábytku. Aby bolo vykurovanie efektívne a teplota rovnomerná, rúrky musia byť naskladané v presných vzdialenostiach. Skladajú sa z množstva vyvýšených ostrovčekov, rúrky sa tvarujú a vkladajú do medzier medzi nimi. Tvoria ho ploché dosky obsahujúce vlákna na aretáciu kotviacich sponiek. Je vhodný pri rekonštrukciách.
Porovnanie napätia v čase pre rôzne materiály
Tvarová stálosť rúrok v závislosti od napätia v čase je znázornená v grafe 1. Z grafu je zrejmé, že PB rúrky strácajú svoju pevnosť v ťahu približne po 900 hodinách po zaťažení 6,5 Mpa. Nežiadúca náhla strata pevnosti sa vyskytuje aj pri zaťažovaní rúrok z PP-R, kde pri počiatočnom zaťažení pod 5 MPa po približne 10 tis. hodinách nastáva nežiadúci lom a teda strata tvarovej stálosti rúrky. Pri materiálu rúrok z PVC-C sa nežiadúci lom nevyskytuje avšak jeho tvarová stálosť v čase je nízka a teda rýchlo stráca svoju pevnosť. Z hľadiska napäťových vlastností a tvarovej stálosti v čase je rúrka pre podlahové kúrenie z PE-Xa najlepšia, nakoľko nedochádza k nežiadúcemu lomu a aj po dobe 100 tisíc hodín od zaťaženia cca 5 Mpa si rúrka zachováva odolnosť voči stratám pevnosti v ťahu a/alebo tlaku.