13.10.2024 - Ing. Aleš Smeták
V tomto článku bych se chtěl podělit o některé zajímavé otázky ohledně vytápění domácností, konkrétně měření a regulace topení. Ty, ačkoliv na první pohled naznačovaly, že půjde o technický problém, se posléze ukázaly jako problém mnohem hlubší a komplikovanější - jako problém fyzikální.
V žádném případě se nechci článkem nikomu vysmívat, nikdo totiž nevíme vše a každý jsme odborníkem především ve své profesi, ale po jeho přečtení byste mohli ušetřit za zbytečné výjezdy techniků, kteří by vám stejně nepomohli.
Abychom mohli správně pochopit odpovědi na zmíněné problémy a nemožnost jejich technického řešení, musíme nejprve pochopit zákonitosti a pravidla bytí kolem nás.
Ať se vám to líbí nebo ne, tak vesmír, jehož jsme součástí, je entropický. Ne, není to výstřelek poslední módy, protože tenhle "entropický bordel" tady už je minimálně 12 miliard let. Co to ale znamená?
Entropie vyjadřuje míru neuspořádanosti nebo chaosu v systému. Na začátku vesmíru, během velkého třesku, byl vesmír v extrémně nízkoentropickém stavu (vysoká míra pořádku) a jak postupně expanduje, entropie roste. Entropický vesmír se tedy vyvíjí ve směru neustálého zvyšování neuspořádanosti a po vyčerpání energie nastane rovnováha.
Vím, že to zní možná složitě, ale pochopení entropie je nezbytné k dalšímu kroku, čímž jsou zákony termodynamiky. Ty jsou základními fyzikálními principy, které popisují vztahy mezi různými formami energie, teplem a prací:
Existují tři hlavní druhy šíření tepla: vedení tepla (kondukce), proudění tepla (konvekce) a sálání tepla (radiace), přičemž každý z nich je založen na jiném fyzikálním principu:
Začíná to vždy stejně: "Dobrý den, nám asi netopí podlahovka..." a následuje výčet důvodů, proč tomu tak mohlo být.
Ano, opravdu se může stát, že podlahovka netopí. To vlastně může nastat jen ze dvou důvodů. V systému je teplá voda, která se kvůli problému s regulací nemůže dostat do podlahy nebo v systému prostě teplá voda není. Například kvůli problému se zdrojem vytápění nebo jeho oběhem.
Někdy to opravdu bývá úsměvná záležitost, kdy třeba došly baterky v termostatu, zatuhlým ventilem v rozvaděči nebo poruchou kotle kvůli nevymetenému popelu. Pokud však termostat, hlavice nebo kotel odešly do věčných lovišť, je to skutečný problém a příjezd technika je na místě.
Jenže... mnoho lidí si úplně neuvědomuje princip vytápění podlahovým topením a místo sálání čeká konvekci nebo radiaci. Opakovaně jsme však zaznamenali případy, kdy jsme přijeli na kontrolu práce jiných řemeslníků s tím, že odvedli špatnou práci, protože jejich podlahovka netopí. Diskuze pak obvykle probíhá následovně:
my: "Jak jste přišli na to, že podlahovka netopí?"
zákazník: "Protože není teplá."
my: "Dobře, kolik tady teď máte stupňů?"
zákazník: "23°C"
my: "A kolik máte nastaveno na termostatu?"
zákazník: "23°C"
my: "A proč si myslíte, že Vám to netopí?"
zákazník: "Necítím teplou podlahu."
my: "ok, tak poslouchejte..." a následuje přednáška
Osvěžíme si princip podlahového vytápění, které se skládá ze zdroje tepla, termostatu, ovládacích hlavic v rozvaděči a rozvodu tepla v podlaze.
Celé dohromady to funguje tak, že zdroj vytápění posílá teplou vodu do rozvaděče (rozdělovače), kde jsou umístěny ovládací hlavice, které se otevírají nebo zavírají podle potřeby. O potřebě vytápění, čili o otevření nebo zavření hlavic, rozhoduje právě termostat a to podle okolní teploty vzduchu.
Pokud je teplota vzduchu vyšší než teplota nastavená na termostatu, nechá termostat hlavice zavřené a do podlahy neproudí teplá voda. Podlaha se tak neohřívá. Pokud teplota vzduchu v okolí termostatu klesne pod požadovanou teplotu, termostat otevře hlavice a tím umožní teplé vodě z kotle proudit hadicemi v podlaze.
Teplá voda v hadici předává vedením (kondukcí) teplo betonové nebo anhydritové podlaze a krytině. Ta pak následně sáláním (radiací / zářením) předává teplo ostatním předmětům v místnosti. Vzhledem k velké ploše podlahy, ze které dochází k sálání tepla, může být teplota topné vody relativně nízká (25°C - 35°C). V případě podlahového vytápění dochází k přenosu tepla i prouděním (konvekcí), protože teplá podlaha zahřívá vzduch nad ní a ten pak stoupá vzhůru a zahřívá termostat.
Zní to velmi jednoduše, že? Samozřejmě. Je to totiž velmi jednoduché. Pro upřesnění dodám, že v případě podlahovky je přenos tepla ze dvou třetin způsoben sáláním (radiací/zářením) a jen z jedné třetiny prouděním (konvekcí).
Zde však přichází onen kámen úrazu. Zkusme si popsat krok po kroku:
Tady už začíná být zřejmé, že teplota podlahy nemá důvod se hřát na teplotu vody v okruhu, protože dříve, než by se na tuto teplotu nahřála, sálání a konvekce ohřeje vzduch v místnosti natolik, že termostat vytápění zastaví.
Samozřejmě můžeme nalézt i případy, kdy teplou podlahu opravdu můžeme cítit. Je tomu zpravidla v případech, kdy začínáme natápět velmi prochladlý dům nebo během natápění intenzivně větráme. V takových případech se teplý vzduch ztrácí do prochladlých zdí nebo se větrá pryč a termostat proto nevypíná. Je zřejmé, že oba případy jsou velmi nehospodárné.
Tento příběh už tak vtipný není a naštěstí není ani náš. Volá předseda jednoho SVJ, že v jednom bytě si majitelka stěžuje na nefunkční topení. V bytě se nachází standardní teplovodní radiátory.
Ano, opravdu se může stát, že radiátory netopí. To vlastně může nastat v zásadě z níže uvedených důvodů:
Než se vrátíme k majitelce, pojďme si nastínit jak funguje vytápění radiátorem. Teplovodní radiátor umístěný pod oknem v obytné místnosti využívá všechny tři způsoby přenosu tepla:
Protože radiátor je poměrně malý a musí ohřívat velké množství vzduchu, musí jeho provoz být zajištěn mnohem teplejší vodou, než je tomu u podlahového vytápění. Z toho často plyne nezkušenost klientů, kteří celý život žili v bytě s radiátory a jsou zvyklí, že topné těleso musí na dotyk hřát a čekají to samé i od podlahového vytápění.
A řešení u stěžovatelky?
Radiátory byly opravdu studené a v bytě bylo chladno. V jiných bytech vše v pořádku. Řešení se zdá být snadné: rozbité hlavice, zavzdušněné radiátory, zavřený ventil ve stoupačce...
..kdepak nic z toho. Radiátory byly prostě jen zavřené, termohlavice byly na minimum. Po jejich otevření začaly radiátory topit a paní k nim hned přiskočila a zase je zavřela se slovy: "To nemůžete, takhle bych moc platila."
Tohle je jeden z méně častých problémů a většinou řešíme, že něco netopí. Ne vážně, i tohle se může stát. Klienta volá, že na termostatech má nastavenou určitou teplotu, ale v horních místnostech domu je teplota o dva až tři stupně vyšší...
V obou případech s tím sami moc nenaděláte a volat technika je na místě. Nicméně tady byla příčina ještě někde jinde. Ačkoliv jedna hlavice měla problém domáčkout zatuhlý ventil do úplně vyplé polohy, tak jeden částečně nedovřený okruh podlahovky nemohl způsobit takový nárůst teploty v celém horní části domu.
Čtyři žebříky v koupelnách. Klientka si neuvědomila, že nechala kvůli sušení mokrých věcí aktivní žebříky v koupelnách na nejvyšší stupeň. Bohužel termostaty v místnostech o rostoucí teplotě věděly, ale nemohly situaci nijak ovlivnit. Jejich odstavení podlahového vytápění nemohlo vyřešit roztopený žebřík s vlastní termohlavicí. Teplo pak sáláním a kondukcí procházelo skrze příčky a stropy a bezprecedentně nahřívalo celé horní patro. K tomu se přidal ještě teplý vzduch ze spodních pater stoupající schodištěm a poslední záchvěv teplého počasí.
Tohle je naštěstí úsměvný problém a řešení by se samozřejmě nějaké našlo:
Pokud jste v článku nalezli chybu, dejte nám, prosíme, o ní vědět na eas@eas-elektro.cz
Děkujeme, Eva a Aleš Smetákovi - návrat zpět na přehled článků