V súčasnosti, s nárastom teplôt a klimatických zmien, sa stáva nevyhnutnosťou zabezpečiť komfortné bývanie. Stropné a stenové chladenie sa stáva čoraz populárnejším riešením pre komfortné bývanie. Tento článok sa zameriava na princíp fungovania stenového a stropného chladenia, rôzne typy systémov, ich výhody a integráciu s modernými technológiami.
Úvod do problematiky stenového a stropného chladenia
Stenové a stropné chladenie využíva fyzikálne princípy na zníženie teploty vo vnútorných priestoroch. Tento systém funguje na báze konvekcie a tepelnej výmeny, kde chladný vzduch klesá a teplý vzduch stúpa. Pri systéme stenového vykurovania a chladenia sa vytvára v priestore teplotne homogénne pole. Tým sa zabezpečuje vertikálne rozloženie teploty v interiéri. Plošné chladenie (stenové) alebo chladenie stropom znižuje teplotu v priestore prirodzeným spôsobom - sálaním.
Hlavné výhody stenového a stropného chladenia
- Efektivita: Stenové a stropné chladenie dokáže efektívne regulovať teplotu bez vysokých nákladov na energiu.
- Estetika: Systém je skrytý v stene alebo strope, čo zabezpečuje čistý a moderný vzhľad interiéru.
- Rovnomernosť: Chladenie zhora alebo zo stien zabezpečuje rovnomerné rozloženie teploty v miestnosti.
- Zdravotné benefity: Pri sálaní sa nevytvára žiaden prievan a do priestoru sa nevíri prach či nebezpečné baktérie a roztoče. Pomocou tohto chladiaceho systému tak môžete dosiahnuť hygienicky nezávadný vnútorný priestor.
Rôzne typy stenového a stropného chladenia
Existuje niekoľko typov stenového a stropného chladenia, ktoré sa líšia v použitých technológiách a konštrukčných prístupoch:
Voda chladené systémy: Tieto systémy využívajú cirkuláciu studenej vody v potrubiach zasadených do steny alebo stropu. Chladivom plošného sálavého systému je pritom voda so vstupnou teplotou 16 °C, ktorá cirkuluje v chladiacich poliach. Výmena tepelnej energie prebieha medzi chladiacou plochou a všetkými teplejšími plochami v interiéri, a to vrátane človeka.
Rúry s chladeným vzduchom: V tomto prípade sa chladný vzduch distribuuje cez rúry, ktoré sú umiestnené v stene alebo strope.
Prečítajte si tiež: Chladenie stenami, stropom a podlahou
Stenové a stropné panely: Tieto panely absorbujú teplo a uvoľňujú chladný vzduch do miestnosti.
Princíp fungovania chladenia vodou zo studne
Pri stropnom alebo stenovom chladení domu máte na výber z viacerých možností zdrojov chladu. Najvhodnejší systém chladenia je pritom taký, ktorý vám šetrí peniaze a dokáže privádzať vodu do systému a chladiť čo najefektívnejšie. Jedným z vhodných zdrojov je preto studňa, ktorá ako zdroj chladu prináša viacero výhod.
Zdrojom chladu chladiacej vody pri sálavom systéme chladenia v dome môže byť tepelné čerpadlo (energiu prostredia premieňa na chlad), spodná voda (studňa) alebo tiež zemný vrt vybavený hĺbkovou rúrovou sondou s uzavretou cirkuláciou. Medzi finančne úspornejší spôsob patrí práve chladenie vodou zo studne. Podzemná voda vo forme vlastnej studne má v súvislosti s chladením veľkú výhodu v tom, že jej voda má počas celého roka konštantnú teplotu (7 až 12 °C). Znamená to, že v porovnaní s ostatnými zdrojmi na chladenie je možné efektívne využiť pasívny režim chladenia, a to aj pri pomerne vysokých výkonoch.
V princípe sa pri chladení vodou zo studne čerpá voda z nasávacej studne spravidla pomocou ponorného čerpadla a tá následne prúdi cez oddeľovací výmenník, kde ochladí vodu v rámci chladiaceho systému. Nakoniec treba studničnú vodu nechať vsiaknuť do vsakovacej studne. V žiadnom prípade nie je prípustné túto vypúšťať do kanalizácie alebo povrchovej vody. Chladiacu vodu je vhodné pomocou zmiešavacieho ventilu „ohriať“ na vhodnú teplotu pre daný chladiaci plošný systém, pričom tu sa vhodné teploty začínajú na približne 16°C. Veľkou výhodou tohto systému je aj to, že prevádzkové náklady chladenia tvorí len spotreba elektrickej energie potrebnej na činnosť čerpadiel.
Princípom systému dvoch studní je teda čerpanie vody z jednej studne (cez výmenník tepla) a jej následné odvádzanie do druhej studne. Avšak treba zmieniť, že tento spôsob nie je vhodný pre všetky lokality na Slovensku. Je vhodný najmä v oblastiach s dostatkom spodnej vody, a tiež tam, kde je spodná voda ľahko dostupná pod povrchom pôdy. Minimálne množstvo spodnej vody je pritom 0,5 l/m². Vodu zo studne v žiadnom prípade neveďte priamo do systému rúrok v podlahovke. Pokiaľ disponujete pozemkom so studňou pri dome, je škoda to nevyužiť aj na chladenie. Ide totiž o veľmi úsporný a ekologický spôsob, ako si zabezpečiť v interiéri príjemnú teplotnú klímu aj počas horúcich letných dní.
Prečítajte si tiež: Komfortné bývanie so stenovým vykurovaním
Využitie tepelných čerpadiel pri stenovom a stropnom chladení
Tepelné čerpadlá sú stále populárnejším riešením pre efektívne vykurovanie a chladenie domov, ako aj prípravu teplej vody. Využívajú energiu z okolitého prostredia - vzduchu, zeme alebo podzemnej vody - a pomocou moderných technológií ju premieňajú na teplo, ktoré môže byť následne využité pre vykurovanie, chladenie alebo ohrev vody. Ako príklad uvedieme tepelné čerpadlo vzduch-voda, ktoré získava teplo z vonkajšieho vzduchu a využíva ho na vykurovanie a ohrev vody. Na trhu sa stretávame s dvoma hlavnými typmi tohto zariadenia - monoblok a split.
- Tepelné čerpadlo typu monoblok: Tepelné čerpadlo monoblok sa vyrába a montuje ako jeden celok v továrni.
- Tepelné čerpadlo typu split: V prípade splitového riešenia sú komponenty chladiaceho systému rozdelené medzi vonkajšiu a vnútornú jednotku.
Tepelné čerpadlo zem-voda funguje pomocou hermeticky uzavretého chladiaceho okruhu s kompresorom, ktorý dokáže využiť nízkopotenciálnu energiu uloženú v horninách.
Typy zemných kolektorov pre tepelné čerpadlá
- Zemný plošný kolektor: Funguje ako akumulátor tepla, v podstate ide o obrovský solárny kolektor. Teplo získava zo slnka počas teplejších mesiacov a ukladá ho v pôde. Pri využití plošného kolektora sa počíta, že potrebujete približne 1,5 až 2-násobok plochy obytnej časti domu.
- Zemný vrt (sonda): Využíva hlbinné teplo, ktoré je stabilnejšie po celý rok. Hĺbka vrtu je zvyčajne medzi 80 a 130 metrami a má priemer okolo 175 mm.
Tepelné čerpadlo voda-voda, ktoré využíva podzemnú vodu, vyžaduje studňu na odber vody a vsakovaciu studňu, kam sa voda po využití vracia. Tepelné čerpadlá, ktoré využívajú povrchovú vodu, sú závislé od sezónnych zmien teploty vody.
Faktory ovplyvňujúce výber tepelného čerpadla
- Typ tepelného čerpadla: Existujú 3 druhy tepelných čerpadiel, ktoré sú podrobnejšie popísané vyššie v článku.
- Výkon tepelného čerpadla: Výkon tepelného čerpadla musí zodpovedať tepelným stratám budovy. Musí byť schopné poskytnúť dostatočné množstvo tepla počas najchladnejších dní v roku.
- Účinnosť tepelného čerpadla: Účinnosť tepelného čerpadla sa meria pomocou koeficientu výkonu (COP) a sezónneho koeficientu výkonu (SCOP).
- Možnosť chladenia: Ak plánujete využívať tepelné čerpadlo aj na chladenie, zamerajte sa na modely, ktoré podporujú túto funkciu.
- Dostupnosť inštalačného priestoru: Pre systémy zem-voda je potrebné zvážiť veľkosť a typ pozemku, pretože inštalácia plošného kolektora alebo vrtov zaberá priestor.
- Náklady na inštaláciu a prevádzku: Počiatočné náklady na inštaláciu tepelného čerpadla sa líšia v závislosti od jeho typu, no dôležitým faktorom sú aj prevádzkové náklady.
- Kompatibilita s existujúcim systémom: Ak už máte inštalovaný vykurovací systém, mali by ste zvážiť, či je kompatibilný s tepelným čerpadlom.
Pasívne a aktívne chladenie s tepelným čerpadlom
- Pasívne chladenie: Je využiteľné len pri tepelných čerpadlách typu voda-voda a zem-voda. Tento spôsob využíva nízke teploty zeme alebo podzemnej vody, ktoré sú cez výmenník tepla prenesené do vykurovacieho systému. Počas tohto procesu nie je kompresor tepelného čerpadla aktívny.
- Aktívne chladenie: Je možné u všetkých typov tepelných čerpadiel. Pri aktívnom chladení sa kompresor tepelného čerpadla zapne a funguje podobne ako klimatizácia.
Tepelné čerpadlo tak počas celého roka funguje v závislosti od klimatických podmienok, pričom jeho výkon a efektivita sa menia v súlade s vonkajšími teplotami. V zimnom období môžu tepelné čerpadlá vzduch-voda potrebovať odmrazovanie výparníka, keďže kondenzácia vlhkosti na studenom povrchu vytvára námrazu. V lete sa COP (koeficient výkonnosti) zvyšuje, pretože vonkajšie teploty sú vyššie a tepelné čerpadlo nemusí toľko „bojovať“ proti nízkym teplotám.
Stropné chladenie - suchý systém zo sadrokartónu
V súčasnej dobe, keď sa energetická efektívnosť a komfort bývania stávajú čoraz dôležitejšími kritériami pri výbere a realizácii súkromného či pracovného prostredia, prichádzajú na scénu inovatívne riešenia, ktoré tieto požiadavky spĺňajú. Jedným z takýchto riešení je stropné chladenie prostredníctvom suchého systému zo sadrokartónu. Tento systém ponúka efektívnu alternatívu k tradičným metódam chladenia a vykurovania, a to s dôrazom na jednoduchosť inštalácie, energetickú účinnosť a optimalizáciu vnútornej klímy.
Prečítajte si tiež: Informácie o stenovom vykurovaní
Suchý systém inštalácie podlahového kúrenia a chladenia predstavuje inovatívne riešenie, ktoré spája pohodlie, energetickú efektivitu a jednoduchosť montáže. Systém je navrhnutý tak, aby bol maximálne užívateľsky priateľský a adaptabilný na rôzne typy priestorov, či už ide o novostavby alebo rekonštrukcie existujúcich objektov. Systém podlahového kúrenia a chladenia je realizovaný prostredníctvom inovatívnej inštalácie prefabrikovaných sadrokartónových platní, do ktorých sú už v predstihu zabudované rúrky. Tieto platne sú vyrobené pod prísnymi profesionálnymi štandardmi vo výrobnom závode, pričom ponúkajú efektívnu hrúbku 30 mm, šírku 1250 mm a sú dostupné v štyroch rôznych dĺžkach - 500, 1000, 1500 a 2000 mm. Pre špecifické aplikácie je možné zvoliť aj platne s hrúbkou 15 mm v rozmeroch 1000 x 625 mm a 2000 x 625 mm. Rúrky typu RAUTHERM S, vyrobené z PE-Xa materiálu a majúce rozmer 10,1 x 1,1 mm s kyslíkovou bariérou, sú usporiadané vo veľmi hustom rozostupe 45 mm, čo zabezpečuje maximálny výkon systému.
Podmienky pre montáž a skladovanie sadrokartónových dosiek
Dlhoročné skúsenosti ukázali, že ideálne podmienky pre inštaláciu a prácu so sadrokartónovými doskami je relatívna vlhkosť vzduchu v rozmedzí 40 a 70 % a teplota v miestnosti nad +10 °C. Po montáži sa stropné prvky musia chrániť pred dlhodobým pôsobením vlhkosti. Preto musí byť konštrukcia primerane po dokončení montáže vetrať. Priamemu fúkaniu na strop povrchu horúcim alebo studeným vzduchom sa treba vyhnúť. V zime sa treba vyhýbať rýchlemu a náhlemu zvýšeniu tepla, pretože by mohlo spôsobiť zmeny dĺžky, ťahové trhliny alebo vydutie stropu na povrchu stropu. Chladiace stropné dosky a príslušenstvo sa musia chrániť pred účinkami vlhkosti a skladovať v suchých priestoroch. Aby sa predchádzalo deformáciám a zlomom, stropné prvky by sa mali skladovať na plocho, napr. na paletách alebo podporných blokoch, ktoré sú od seba vzdialené približne 35 cm. Pri skladovaní dosiek v interiéri dbajte na nosnosť stropnej konštrukcie.
Postup montáže stropného chladenia zo sadrokartónu
V súlade s normou DIN 18181 sú chladiace stropné dosky určené na montáž na kovové podkonštrukcie. Kovové formy podkonštrukcií musia byť schopné niesť približne 17 kg/m² hmotnosti chladiacich stropných dosiek. Kotviace a upevňovacie kovania schválené pre konkrétne aplikácie a zaťaženia sa používajú na upevnenie týchto podkonštrukcií k pevným stropom. Spojenia medzi kovovými základnými a nosnými latami sa musia vykonať pomocou vhodných doplnkových komponentov od výrobcu CD profilov. Podperné profily podkonštrukcie musia vždy ležať rovnobežne s inštalovanými výstužnými pásmi stropných prvkov.
Stropné prvky sa dodávajú na paletách. Na stavenisku sa musia prenášať vo zvislej polohe alebo premiestňovať pomocou vhodných spôsobov prepravy. Pri montáži odporúčame použiť mechanický zdvíhač stropných dosiek Týmto spôsobom možno prvky chladiaceho stropu namontovať jediná osoba. Odporúčame použiť skrutkovač na sadrokartón s hĺbkovým dorazom. Otvory pre skrutky mimo uvedených upevňovacích bodov môžu poškodiť prefabrikované 10,1 x 1,1 mm RAUTHERM S rúrky. Inštalácia skrutiek v oblasti vrstvenej polystyrénovej izolácie na zadnej strane môže mať za následok zlomenie dosky.
Neaktívne stropné plochy možno dokončiť pomocou komerčne dostupných 15 mm sadrokartónových dosiek, ktoré sú navrhnuté ako dvojitý obklad. Montážne prvky, ako sú napríklad integrované osvetlenie, vetracie otvory alebo sprinklery, sa môžu inštalovať len v tepelne neaktívnych oblastiach stropu. Vo všeobecnosti ide o polkruhové, sploštené hrany prvkov chladiaceho stropu, spolu s hlavami skrutiek musia byť zašpachtľované. Priečne hrany dosiek musia byť skosené a pred tmelením sa musia očistiť vlhkou kefou alebo hubkou. Všetky spoje dosiek by mali byť zbavené prachu. Aby sa zabránilo vzniku trhlín, musia byť spoje stropných prvkov vždy navrhnuté tak, aby zahŕňali papierové výstužné pásy.
K prepláchnutiu musí dôjsť bezprostredne po inštalácii aktívnych chladiacich stropných prvkov. Tlaková skúška sa musí vykonať po odvzdušnení vzduchu zo systému a zdokumentovať v súlade s protokolom o tlakovej skúške pre podlahové vykurovanie/chladenie REHAU. V prípade zamrznutia, existuje riziko zamrznutia, je potrebné prijať príslušné opatrenia, aby sa zabránilo poškodeniu systému zamrznutím.
Náklady na stropné chladenie
Čo sa týka ceny stropného vykurovania mimo samotnej montáže, je potrebné zohľadniť, že celý systém musí byť navrhnutý tak, aby bol schopný nielen chladiť, ale aj vykurovať. To znamená, že ako zdroj tepla je optimálne použiť tepelné čerpadlo, hoci niektoré inštalácie môžu využívať kombináciu chilleru pre chladenie a plynového kotla pre vykurovanie, čo je však skôr výnimkou. Navyše, stropné plochy musia byť dimenzované nielen na chladenie, ale aj na vykurovanie, aby dokázali pokryť tepelné straty objektu. To môže zahŕňať rozšírenie vykurovania aj do miest, ktoré pri systémoch určených len na chladenie bývajú často prehliadané, ako sú kuchyne, chodby a toalety.
Pri montáži systému stropného chladenia existujú dva hlavné typy: klasické sadrokartónové panely s integrovanými rúrkami a novší systém Railfix. Čo sa týka ceny, sadrokartónový systém stropného chladenia je považovaný za jeden z najdrahších, hlavne kvôli vysokej cene za meter štvorcový aktívnej chladiacej plochy. Cena sadrokartónových panelov vrátane montáže sa môže pohybovať nad 200 eur za meter štvorcový.
Aplikácie stropného chladenia sadrokartónom
Stropné chladenie sadrokartónom sa často uplatňuje pri renováciách existujúcich nehnuteľností, ale svoje využitie nájde aj v novostavbách, kde investorom môže ísť o estetické podhľady s integrovaným osvetlením, reproduktormi alebo inými prvkami.