Vytápění elektrickými topnými fóliemi

Elektrické topné folie Ecofilm představují rychle se rozšiřující způsob vytápění, vhodný pro všechny stavby určené k pobytu, od rodinných a bytových domů až po občanské. Typické jsou nízké pořizovací náklady, rychlá montáž, dokonalá a bezeztrátová regulace s okamžitou reakcí a čistý provoz. Překvapí i cena za teplo a hlavně příjemné vnitřní klima, které plyne z podstaty tohoto vytápění.

Širší i odborná veřejnost se začala o vytápění pomocí lehkých elektrických topných fólií ještě více zajímat s nástupem pasivní a nízkoenergetické výstavby. Bylo logické, že do dobře izolovaných domů, které vystačí s topným výkonem od 2 do 5 kW, nemá smysl pořizovat komplikovanou, většinou předimenzovanou a drahou otopnou soustavu, která po většinu roku stojí a navíc zabírá v domě místo.

Levné a rychlé pořízení, levný provoz

Pořízení otopné soustavy i s regulací stojí v případě fólií ECOFILM cca 100 tis. Kč i méně včetně montáže, která je velmi rychlá, což je nezanedbatelná přednost. Řeč je o běžném rodinném domku. Je to asi třetina až čtvrtina ceny „robustního” vytápění s kotlem, v případě pořízení tepelného čerpadla ještě méně. Celkové výdaje za elektřinu pro vytápění topnými fóliemi a ohřev vody jsou přitom u srovnatelných domů přibližně stejné, jako když je pro tyto služby využit plyn. Vyplývá to z porovnávacích měření, které si zadala společnost FENIX Group. Při celkových ročních platbách cca 8 tis. Kč za elektřinu v referenčních domech s fólií ECOFILM se jen obtížně hledá výhodnější alternativa.

Rychlá reakce a vysoká účinnost

Vysoká efektivita vytápění s fóliemi Ecofilm má více důvodů. Za prvé má odporový elektrický ohřev 100% účinnost. Kdežto u vytápění kotli, které využívají spalného tepla, odchází část tepla komínem, takže se v nejlepším případě využije 98 %, u spalování biomasy pod 85 %. Běžné teplovodní otopné soustavy navíc pracují jako středoteplotní nebo vysokoteplotní; s vyšší teplotou topné vody jejich účinnost a efektivita ale obecně klesá. K tomu se přidává vyšší setrvačnost teplovodního vytápění: Abychom v místnosti i celém domě zajistili požadovanou teplotu, musíme nastartovat teplovodní topení nebo jeho regulační akci v dostatečném předstihu. A poté, co dům či místnost nejsou už užívány, vytápění ještě dlouho dobíhá.

Jedinečnou předností nízkoteplotního elektrického sálavého vytápění – to je právě případ i folií Ecofilm – je však nejen pohotová reakce na regulační podnět. V běžném provozu jsou totiž vytápěny jen užívané místnosti a sice na teplotu, kterou si mohou uživatelé sami nastavit. Ostatní místnosti jsou pak vytápěny jen ztrátovým teplem z vytápěných místností. U moderních, dobře izolovaných domů to většinou znamená, že v neobsazených místnostech je jen o několik stupňů nižší teplota; pokojový regulátor pak zajistí, aby v nich teplota neklesla pod přednastavenou stand-by úroveň.

Příjemný pocit tepla

Uživatel, jenž je sám v jinak prázdném domě, ovšem necítí, že zbytek domu je provozován v chladnějším režimu. Princip celoplošného, nízkoteplotního vytápění, k němuž se hodí i elektrické topné fólie typu Ecofilm, je nejvíce v souladu s biologickým založením člověka. Vytápěn je totiž strop, alternativně podlaha nebo stěny jen na teploty blízké lidskému tělu, a tak se sousední chladnější místnosti neprojeví.

V literatuře se píše, že pocit tepelné pohody nastane, když součet teploty vzduchu a teploty stěn dává 40 °C. Toto tvrzení má více variant, vždy jde ale o totéž. Je z nich zřejmé, že člověk musí nějak vnímat teplotu stěn. Protože se jich ale nedotýká a protože pouhé vedení tepla vzduchem informaci o teplotě stěny nenese, musí člověk přímo či nepřímo „cítit” tepelné sálání stěn.

Náš vesmír, podle současných poznatků, vznikl z jakéhosi homogenní „plodové” směsi, již tvořilo záření o nesmírné teplotě, z něhož postupně, jak vesmír chladl, „kondenzovaly” elektrony, pozitrony, neutrina, protony atd., zkrátka hmota. V první setině vteřiny po Velkém třesku měl vesmír – koule vyplněná zářením – teplotu 100 mld. °C a hustotu energie 7,6·10²³ J/m³, což odpovídá 3,8·miliardám tun/m³. Proč by tedy člověk, který z ní de facto také „zkondenzoval”, nevnímal tepelné sálání stěn? Vnímá, ale popis je prozaičtější.

A. Člověk si především sám vyrábí vlastní biologické teplo, jehož velikost si každý na základě vlastní hmotnosti může spočítat podle tab. 1. Díky tomu může být teplota stěn i vzduchu menší, než tělesná teplota 36,5 °C, aniž by člověk, byť neoblečen, cítil chlad.

B. Je-li teplota vzduchu menší, než tělesná, odebírá vzduch tělu teplo vodivostními mechanismy. Průvan zvýší přestup tepla (prouděním) do vzduchu. Naopak oblečení ztrátu tepla snižuje.

C. Je-li teplota stěn menší než povrchová teplota oblečení nebo odhalených částí těla, dochází na dálku k přenosu (odborně se říká sdílení) tepla mezi stěnou a člověkem prostřednictvím elektromagnetického tepelného záření (zkráceně sálání). Je to velmi účinný způsob šíření tepla na dálku.

Cílem vytápění je hlavně zásobit obytný prostor teplem tak, aby celkové vyrobené teplo (tzn. biologické i z otopného zdroje) pokrylo tepelné ztráty místnosti.

V další fázi usilujeme o docílení vyrovnaných teplot na konstrukcích, které obklopují místnost. Chceme se tím vlastně přiblížit rovnovážným podmínkám, i když plné rovnováhy nelze v principu dosáhnout (nelze zastavit všechny tepelné toky). Při nevyrovnaných teplotách, např. když na nás z jedné strany sálá rozpálený radiátor a z druhé sálá naše tělo na studené zasklení okna, se necítíme příjemně.

Obecně platí, že vyrovnávání teploty vnitřních konstrukcí a vzduchu provádíme zvýšením tepelné izolace domu, viz tab. 2. Zvláštní pozornost zaslouží okna, kterými unikají největší tepelné ztráty. Určitě není chybou zabudovat okna určená pro pasivní dům i do standardní úsporné stavby.

Navíc je zřejmé, že pocit pohodlí je individuální a závislý na činnosti. Jsou -li dva v jedné místnosti, jeden látá ponožky a druhý luxuje, pak jednomu je nejspíš zima a druhému horko. Přibližuje to i tab. 2. Vyrovnaná bilance toků uvedených v tabulce je nutnou, ne ale postačující podmínkou pohodlí.

Realizace elektrických topných fólií

Elektrické topné fólie se umisťují celoplošně do stropů nebo podlah (např pod plovoucí dřevěnou podlahu ap.). Stropní vytápění má výhodu, že nemusíme brát ohled na umístění nábytku, na druhé straně někteří autoři poukazují, že v místnosti neúnosně roste teplota s výškou. Takto ale fyzika nefunguje. Stropní velkoplošné vytápění má převažující sálavý charakter: Vedením se ohřívá jen tenká přilehlá vrstva vzduchu, ten ale neklesá. Sálavé teplo od stropu, aniž by bylo pohlcováno vzduchem, zato ohřívá podlahu a teprve od ní se ohřívá vzduch v prostoru. Ten má vůči podlaze nižší teplotu, ta je ale naopak vyšší, než je teplota ochlazovaných stěn. Názorně to ukazuje graf z měření neobývané vytápěné místnosti, které provedla společnost FENIX Group. Nejméně výhodné je stěnové velkoplošné vytápění; překáží mu buď nábytek nebo okna. Rovněž je nevýhodné, aby stěna sálala přímo do oken. Nízkoemisivní vrstva skel sice odráží sálání, jenže část sálání je sklem pohlceno, změní se v teplo a vedením prostupuje ven, což už nízkoemisivní vrstva nezastaví.

Lidé, kteří mají zkušenost se stropním vytápěním, tvrdí, že na člověka jeho teplo působí nejpřirozeněji, neboť hřeje shora, podobně jako Slunce, od kterého se ohřívá zem a od země pak vzduch.

Literatura a zdroje:

[1] Provazník Kamil a kol.: Manuál prevence v lékařské praxi – Tabulky energetických nároků pohybové činnosti. V rámci programu Národní program zdraví vydal Státní zdravotní ústav, 1998.