Kabelové otopné systémy, elektrické řešení zimních problémů

Společnost V-systém Michal Vesecký, se od roku 1997 zabývá prodejem otopných kabelů a příslušenství, včetně regulačních prvků. Nezanedbatelný podíl na činnosti firmy má i technické poradenství určené projektantům. Při této práci uplatňuje Michal Vesecký, majitel společnosti, i ostatní pracovníci své dlouholeté zkušenosti v tomto oboru z dřívější doby. Technických řešení využívá řada projektantů i investorů; od začátku letošního roku jich bylo předáno již přes 300.

Návrhy společnosti řeší instalaci otopných kabelů do vytápěných podlah, do venkovních komunikací proti námraze a sněhu, ochranu vodovodních potrubí před zamrznutím i ochranu okapů budov před hromaděním sněhu a ledu. Otopné kabely se ve velké míře používají i v průmyslu, především pro technologické ohřevy. Společnost prodává materiál velkoobchodům a elektroinstalačním společnostem, které pak provádějí montáž přímým spotřebitelům.

Použití otopných kabelů je v České republice známo již delší dobu, v původní podobě vytápění především keramických podlah v koupelnách a obytných místnostech. Rozvoj v tomto oboru jde rychle kupředu a otopné kabely jsou využívány i v místech, kde by nám to v nedávné minulosti připadalo nehospodárné s přemírou luxusu.

Základní systém je obdobný pro všechny aplikace. Otopný kabel s odporovým topným jádrem, ve kterém dochází k přeměně elektrické energie v tepelnou, se od jádra ohřívá a celý kabel následně ohřívá i betonovou vrstvu v níž je uložen. Dochází k ohřevu podlahy, která tvoří topnou desku a předává tepelnou energii nejen vzduchu v místnosti, ale formou sálání ohřívá i ostatní konstrukce v objektu a předměty v místnosti.

Pro správné dimenzování kabelů je nutné vypočítat tepelnou ztrátu místnosti. Výkon použitého otopného kabelu se volí o 15 až 20 % vyšší, než výpočet tepelné ztráty, pro zajištění vyšší dynamiky otopné soustavy.

Po výpočtu tepelných ztrát objektu a místnosti, kde má být topný systém instalován, je nutné uvážit, bude-li elektrické podlahové vytápění jako hlavní zdroj tepla, či jen doplňkový. Orientační hranice výkonu je 80 W na jeden metr čtvereční. Pokud je tepelný požadavek vyšší, je nutné brát podlahové vytápění jako doplňkový zdroj. Při vyšších výkonech by teplota podlahy překročila úměrnou mez a nadměrně by se zahřívala. V těchto případech je nutné dodat zbývající energii jiným způsobem.

Pokud jsou tepelné ztráty nízké, lze topné kabely používat jako hlavní zdroj tepla v místnosti. Provozní náklady při tomto způsobu vytápění závisí na tepelné ztrátě objektu a dají se s přesností 10 – 15 % vypočítat.

V objektech, které jsou vytápěny jinak než elektricky, najdou otopné kabely své uplatnění jako doplněk zvyšující komfort bydlení. Jejich pomocí lze vyhřívat exponovaná místa podlahy např. v koupelně, kuchyni, chodbě nebo zádveří. Je určitě velmi příjemné šlápnout bosou nohou z vany na vyhřátou podlahu. To jistě ocení všichni kromě otužilců, kteří se koupou v ledové vodě a teplou podlahou by mařili své záměry.

Pro tyto aplikace je výhodné použít tenkovrstvé podlahové systémy, které nemají vysokou akumulaci tepla, mají rychlý náběh a vyhřívají se pouze v určených hodinách. Otopné kabely se ukládají přímo pod dlažbu do vrstvy lepidla.

Náklady na vytápění otopnými kabely nejsou vzhledem ke své komfortnosti vysoké a lze je velmi lehce hlídat pomocí elektronických termostatů, které pracují s přesností 0,4 °C. Vzhledem k tomu, že je takto přesně regulován zdroj tepla, který je pouze několik centimetrů od místa spotřeby, odpadá tepelná regulace vzdáleného zdroje, tepelná setrvačnost velkého objemu vody otopných systémů, a tím i kolísání teploty ve vytápěné místnosti v daleko větší míře, než u otopných kabelů. Teplo z otopných kabelů při dobré izolaci podkladního betonu ohřívá podlahu, která je nejteplejší částí místnosti a v bezprostředním a stálém styku s člověkem vytváří pocit tepelné pohody. Nejtepleji je u podlahy a ne u stropu jako při běžném způsobu vytápění. Tímto způsobem je možné výrazně snížit teplotu vzduchu při zachování stejného pocitu tepla.

Regulace provozu otopných kabelů se velmi lehce zabezpečí pomocí časového nastavení provozu během dne nebo týdne, s možností zpětné kontroly doby provozu za poslední dny, měsíce a roky.

Společnost V-systém nabízí pod názvem TEPLÁ DLAŽBA nejpoužívanější tenkovrstvý systém do koupelen a podobných prostor. Je to stavebnice, kterou lze prodávat i v maloobchodních prodejnách přímým spotřebitelům. Jediné, co musí zákazník znát, je velikost plochy podlahy, kam chce otopné kabely instalovat. Další rozlišení je v typu regulace. V nabídce je jednoduchý analogový nebo digitální programovatelný termostat. To plně postačí k zakoupení kompletní sady komponentů a přiložený podrobný návod ulehčí instalaci. Kabely nejsou v rohoži, stavebník není vázán jejími rozměry a kabely si sám instaluje přesně podle rozměrů své koupelny i v členitém prostoru. Kabely může každý položit sám, ale připojit k elektroinstalaci je smí pouze osoba oprávněná, s odpovídající elektrotechnickou kvalifikací.

Na podobném principu je vytápění chodníků, vjezdů a nájezdových ramp jako ochrana před zasněžením a tvorbou náledí. Otopné kabely pod povrchem umožní odtávání sněhu přibližně s rychlostí 2 cm/hod. Tomu odpovídá instalovaný výkon v kabelech asi 300 W na 1 m². Při napadání vyšší vrstvy je možné použít mechanizaci a otopné kabely zajistí roztání zbytků a hlavně zabrání tvoření náledí, které i v malé míře zabrání například vozíčkářům vjezdu do veřejné budovy po šikmé zledovatělé rampě. Pro odtátí sněhu, zabránění tvorby náledí, ale zároveň i zabránění zbytečných tepelných ztrát, se používá elektronická regulace. Ta pracuje v závislosti na teplotě plochy, teplotě vzduchu a údaje z čidla vlhkosti umístěným přímo v povrchu vytápěné plochy. Při dopadu sníh teplem čidla roztaje a vzniklá vlhkost dává podmět k zapnutí vytápění za předpokladu teploty povrchu pod 0 °C. Regulátor hlídá několik veličin a spíná vytápění pouze v případě nutnosti. V úvahu se bere i teplota venkovního vzduchu. Je známo, že při náhlém oteplení obvykle následuje sněžení, proto může být preventivně zapnuto vytápění a plocha předehřátá v dostatečném předstihu. Vyhřát plochu, která měla např. několik dní –10 °C, do kladných hodnot, trvá určitou dobu. Pokud při teplotě povrchu 0 °C začne sněžit, vyhřívání pokračuje, při suchém počasí se vyhřívání zastaví. Regulátor se dá nastavit na různé podmínky a popsané funkce se dají také vypnout nebo použít jinak, podle místních podmínek a zkušeností.

Konstrukce systému a tepelná izolace závisí na konkrétních podmínkách. Vysuté rampy jsou zespodu tepelně izolované, zatímco vyhřívané plochy přímo na zemi jsou bez tepelné izolace, topné rohože jsou položené v betonu na podkladním kamenivu. Štěrk svými vzduchovými mezerami zabraňuje rychlému prostupu tepla z otopných kabelů do země a naopak umožní prostup latentního tepla ze země vzhůru, čímž se zabrání rychlému promrzání horní vrstvy vyhřívané plochy.

Všechny systémy jsou vybaveny proudovými chrániči, které reagují okamžitě při průchodu proudu 30 mA a vypnou přívod proudu. To znamená, že i v nepříznivých podmínkách při případném poškození izolace otopných kabelů a přítomnosti vody na živých částech kabelu, je proud okamžitě vypnut a neohrožuje zdraví lidí.

Životnost otopných kabelů je kolem padesáti let, za předpokladu správného uložení v podkladním betonu se prakticky rovná životnosti stavby. Teplota v jádru kabelu je kolem 70 °C. Jádro je uloženo v kvalitní izolaci s dlouhou životností. Technické podmínky uložení otopných kabelů jsou podobné jako při uložení běžných kabelů pod omítkou. Při instalaci kabelů odbornou firmou, které jsou kryté podlahou, poskytuje firma V-systém záruku 10 let.

Otopné kabely se v poslední době používají i k ochraně okapů proti zamrzání. Tím je chráněna hlavně omítka fasády, před zatékáním vody, při neprůchodném okapu. Zatékáním vody do omítky a následným zamrznutím vznikají velké škody na fasádách budov. Otopný kabel vyhřívá okap a jeho okolí a zabraňuje tvorbě rampouchů, které ohrožují chodce. V horských oblastech s vysokou vrstvou sněhu vznikají na střechách firnové převisy, které namáhají konstrukci střechy a při pádu působí další škody. Tomu zabrání vyhřívaný okraj střechy. Regulace topných kabelů v okapech je podobná jako u vytápěných ploch. Jednodušší je regulace intervalová, kdy jsou kabely v provozu v předem zvoleném teplotním intervalu. Regulace je k dispozici v několika typech a je vždy přizpůsobena místním podmínkám.

Ochrana potrubí proti zamrzání je nutná vždy v místech, kde za mrazu proudí voda v potrubí pomalu nebo neproudí vůbec, i v případech kvalitní tepelné izolace, která bez přístupu tepla vždy promrzá. Společnost V-systém jako jediná dodává hotový výrobek pro jednoduché aplikace pod označením PG - xx. Výrobek se skládá z otopného kabelu, termostatu s nastaveným bodem sepnutí 3 °C a přívodního kabelu se zástrčkou. Zařízení se pouze zastrčí do zásuvky, a tím odpadá v jednoduchých instalacích nutnost odborné instalační práce. Otopný kabel se může instalovat i pod omítku společně s tepelnou izolací potrubí. Vyráběné délky jsou od 1 do 45 m. Pro složitější a odborné instalace se používají standardní otopné kabely s regulátorem v rozváděči a instalaci provádí odborná firma. Další možností ochrany potrubí je použití samoregulačního kabelu, jehož výkon je závislý na jeho teplotě. Čím vyšší teplota, tím nižší výkon. Výkon se vždy ustálí na určité hodnotě teploty, a tím se spotřebovává pouze nejnutnější množství elektrické energie. Rozmezí výkonu je přibližně od 30 W na 1 m kabelu při zapnutí, který postupně poklesne na pouhých 8 W, při delším provozu a dosažení určených teplotních podmínek. Ochrana potrubí proti zamrznutí se využívá v soukromém sektoru i v průmyslu. Větší dimenze potrubí jsou opatřeny větším počtem kabelů a smyčkami. Vyhřívat lze jakékoli průmyslové zařízení, násypky na uhlí, zásobníky, skleníky, napáječky pro skot, při dopravě tuků v chemickém a potravinářském průmyslu a dalších aplikacích.