ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Otopné plochy Pojistné a zabezpečovací zařízení OS 128 Pojistné a zabezpečovací zařízení teplovodních otopných soustav Pojistné zařízení zařízení, které chrání zdroj tepla proti nedovolenému přetlaku, podtlaku, teplotě a proti nedostatku vod v soustavě Expanzní zařízení součást zabezpečovacího zařízení vodních soustav ústředního vytápění umoţňující: vyrovnání změn roztaţnosti vody otopné soustavy bez její zbytečné ztráty; udrţení přetlaku v otopné soustavě v předepsaných mezích; samočinné, popř. automatické doplňování vody do otopné soustavy při jejích drobných netěsnostech, Tepelné soustavy v budovách Zabezpečovací zařízení ČSN 06 0830 Tepelné soustavy v budovách Navrhování teplovodních tepelných soustav ČSN EN 12828 125ESB1,ESBB 2011/2012 129 prof.karel Kabele (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 1
Pojistné zařízení Vţdy přímo u zdroje, bez moţnosti uzavření pojistné místo Přetlak Pojistným ventilem nebo hydrostaticky, Teplota Při dosaţení nejvyšší pracovní teploty se uzavře přívod paliva nebo vzduchu Nedostatek vody v systému Při poklesu tlaku v systému signalizuje nebo automaticky uzavře přívod paliva Tlakoměr, teploměr (snímač nedostatku vody) 125ESB1,ESBB 2011/2012 130 prof.karel Kabele Expanzní zařízení Expanzní zařízení se rozdělují podle zdroje přetlaku, kterým můţe být: hydrostatický tlak (svislé potrubí s otevřenou nádobou); čerpadlo s přepouštěcí armaturou; přepouštění z vyšší tlakové hladiny na niţší; přetlak plynového nebo parního polštáře působícího přímo na vodní hladinu v systému nebo přes membránu či vak s konstantním nebo proměnným mnoţstvím plynu. 125ESB1,ESBB 2011/2012 131 prof.karel Kabele (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2
PLOŠNÉ VYTÁPĚNÍ 132 Plošné vytápění Vyuţita obvykle konstrukce ohraničující vytápěný prostor. Povrchová teplota je omezena hygienicky: Strop 40-45 C (80%) Podlaha 25-30 C (55%) Stěny 55-60 C (65%) Nízkoteplotní systémy vhodné pro spojení s nízkopotenciálními energetickými zdroji (solární systémy, tepelná čerpadla,..) Konstrukční uspořádání otopné plochy: zabudovaná do stavební konstrukce samostatná 133 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 3
Teplotně aktivované stavební konstrukce (TABS) S nebo bez materiálů s fázovou přeměnou Chladicí výkon omezen povrchovou teplotou Regulace? 134 PODLAHOVÉ VYTÁPĚNÍ 135 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 4
Podlahové vytápění Historie Hypokausta 136 Podlahové vytápění Vhodné pro objekty s tepelnou ztrátou < 20 W/m3 Nutné uvaţovat se setrvačností podlahy 4-8h Teplota vzduchu proti konvekčnímu niţší o 2-4 C Povrchová teplota: 24-26 C prostory, kde se stojí 28-29 C obytné a administrativní budovy 32-35 C koupelny, chodby, bazény Optimální závisí na podlahovém materiálu: Textil, korek, dřevo (21-28 C) 137 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 5
Podlahové vytápění Teplotní spád systému 5-6 C (max. 10 C) Průměrná teplota topné vody běţně 50 C. 138 ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 01.075 1998 Podlahové vytápění - Soustavy a komponenty - Část 1: Definice a značky ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 1998 Podlahové vytápění - Soustavy a komponenty - Část 2: Výpočet tepelného výkonu ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ČSN EN 1264-1 06 0315 ČSN EN 1264-2 06 0315 ICS 91.140.10 1998 ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 2002 Podlahové vytápění - Soustavy a komponenty - Část 3: Projektování Podlahové vytápění Soustavy a komponenty - Část 4: Montáž ČSN EN 1264-3 06 0315 Únor ČSN EN 1264-4 06 0315 139 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 6
Podlahové vytápění Skladba podlahy 140 Varianty řešení podlahy TYP A TYP B TYP C 141 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 7
Podlahové vytápění Uloţení potrubí 142 Výkon Podlahové vytápění Omezená povrchová teplota omezený výkon cca 100 W.m -2 Úspory energie? Niţší teplota vzduchu niţší tepelné ztráty Regulace Malý teplotní rozdíl mezi podlahou a vzduchem samoregulační jev 143 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 8
Příklady 144 PODLAHA (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 9
PODLAHA Vytápění venkovních ploch Zařízení na odtávání sněhu Rozteč potrubí 15-50cm Teplota 50-80 C Pouţití nemrznoucích směsí Tepelný výkon dle mnoţství sněhu a venkovní teploty Velká tepelná setrvačnost Mechanická odolnost 147 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 10
STĚNOVÉ VYTÁPĚNÍ 148 Princip Vytápění s otopnou plochou integrovanou do stavební konstrukce. V konstrukci stěny, většinou při jejím vnitřním líci, jsou zabudovány trubky, kterými proudí teplonosná látka. Obdobně jako v podlahovém vytápění se tepelný tok přiváděný teplonosnou látkou rozdělí v poměru tepelného odporu stěny směrem ven a do vytápěné místnosti, což se projeví zvýšením povrchové teploty stěny na obou stranách. Při navrhování stěnového vytápění je bezpodmínečně nutné znát budoucí rozložení nábytku v místnosti což je velmi omezující pro použití tohoto systému v běžné výstavbě. Stěnové vytápění se proto používá především tam, kde je předem dáno využití prostoru jako jsou bazény, vstupní prostory, chodby a kde není možné nebo žádoucí použít běžných otopných ploch, např. ve věznicích, v léčebnách a v sociální výstavbě. Zajímavou možností je využití tohoto systému i pro účely chlazení. 125ESB1,ESBB 2011/2012 149 prof.karel Kabele (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 11
Zásady navrhování České normy, ani platná ČSN EN 1264, tento systém vytápění neřeší a v Evropské normalizaci je v projednávání norma pren 15377 - Heating systems in buildings - Design of embedded water based surface heating and cooling systems (2005), která řeší podlahové, stěnové i stropní vodní systémy. Kromě firemních a normových postupů je vhodné pro analýzu a popis chování těchto systémů vyuţít některou z metod pro matematické modelování dvou nebo třírozměrného vedení tepla, metody konečných prvků anebo metody konečných diferencí. PrEN 15377 se zabývá i specifikací a verifikací těchto výpočtů Analogie s podlahovým vytápěním ( x jiný součinitel přestupu tepla) Empirické vztahy a tabulky 125ESB1,ESBB 2011/2012 150 prof.karel Kabele Postup návrhu určení ploch, pouţitelných pro tento typ vytápění; stanovení poţadované maximální povrchové teploty; výpočet tepelné ztráty místnosti, analogicky k podlahovému vytápění bez ztráty stěnou se stěnovým vytápěním; ověření dosaţitelného výkonu, z plochy a teploty v porovnání s tepelnou ztrátou; případně návrh doplňkových otopných ploch. výběr typu stěnového vytápění, mokrý nebo suchý systém, trubky nebo kapiláry; návrh rozteče a teplotních parametrů teplonosné látky; hydraulický výpočet. 125ESB1,ESBB 2011/2012 151 prof.karel Kabele (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 12
Teplotní poměry Z hlediska zajištění tepelné pohody je stěnové vytápění v principu analogií k vytápění deskovými otopnými tělesy zdroj tepla je zboku a nedochází většinou k přímému kontaktu mezi osobou a otopnou plochou. Doporučená maximální povrchová teplota je v rozmezí 35 aţ 50 C. Při její volbě je nutno zváţit konkrétní podmínky pouţití, zvláště pak to, zda se mohou uţivatelé dostat snadno do přímého kontaktu se stěnou a zda se nejedná o citlivější jedince jako jsou děti a starší osoby. Při povrchových teplotách nad 42 C můţe být dotyk vnímán jiţ bolestivě. Druhým faktorem při volbě povrchové teploty je i velikost ztráty do venkovního prostředí resp. vliv na sousední místnost. Někteří výrobci tak doporučují navrhovat systém na povrchovou teplotu 35 C 125ESB1,ESBB 2011/2012 152 prof.karel Kabele Konstrukční řešení A systém s trubkami o průměru 10-14 mm Mokrá varianta Trubky se ukládají do omítky. Rozteč trubek je 50 aţ 300 mm, trubky se ukládají ve tvaru jednoduchého nebo dvojitého meandru s připojením ze spodu Suchá varianta Trubky ukládají do vyfrézovaných profilů v systémových sádrokartonových obkladových deskách, případně se pouţívá prefabrikovaných desek s jiţ zalitými trubkami a těmi se nosná stavební konstrukce obloţí. B - systémy s kapilárními rohoţemi Mokrá varianta plastové trubičky o průměru 6 mm s roztečí 30-50 mm. Tyto systémy umoţňují pouţití menší tloušťky omítky. 125ESB1,ESBB 2011/2012 153 prof.karel Kabele (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 13
STĚNA OMÍTNUTÁ STĚNA OMÍTNUTÁ (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 14
STROPNÍ VYTÁPĚNÍ A CHLAZENÍ 156 Pramen: Foto Karel Kabele, Bytový dům Praha 7] 157 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 15
[Source: Photo Marie-Claude Dubois, bâtiment Tyréns, Malmö, Suède] STROPNÍ DESKA (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 16
STROPNÍ DESKA SDK PODHLED OMÍTNUTÝ (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 17
SDK PODHLED OMÍTNUTÝ SDK PODHLED SHORA (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 18
SDK PODHLED SHORA SDK PODHLED PODKROVÍ (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 19
SDK PODHLED PODKROVÍ (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 20
ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov VYTÁPĚNÍ PODLOŢÍ LEDOVÉ PLOCHY 168 Skladba podlahy Led 50 mm Beton 240 mm Chlazení -16/-12 C; 160 W/m 2 EPS 250 mm Beton 250 mm 169 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 21
Skladba podlahy s vytápěním Led 50 mm Beton 240 mm Chlazení -16/-12 C 160 W/m 2 EPS 250 mm Beton 250 mm Vytápění 10/8; cca 10 W/m 2 170 171 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 22
172 Realizace 173 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 23