• falfűtés
• padlófűtés

Padlófűtés, komplett fűtőtestek vezérlése és szabályozása

Ebbe a csoportba tartoznak a födém-, fal-és padlófűtések. Ahogyan már a név is elárulja, itt nagy fűtési felületekről van szó. A belső levegő felmelegítése ezért több mint 80%-os arányban sugárzás útján történik.

A felületfűtések meglehetősen alacsony vízhőmérsékletet igényelnek, ezért ideálisak kis hőmérsékletű fűtési rendszerek kialakításához. A födémfűtések alkalmazása a lakóházak körében nem jellemző, annál gyakoribb viszont a nagyobb épületek (pl. irodaházak, iskolák) esetében, ahol a betonfödémekbe építve gyors reagálású temperáló rendszerek gyanánt fűtésre és hűtésre is alkalmazhatók. A falfűtés még nem tekinthető elterjedt fűtési módszernek, padlófűtéseket azonban már viszonylag gyakrabban alakítanak ki.

Padlófűtés

A padlófűtést úgy alakítják ki, hogy a padlóba fűtőcsöveket fektetnek le (rendszermegoldások). A fűtési rendszer középhőmérséklete a kivitelezéstől függően 40-60 °C közötti, az átmeneti évszakokban, tavasszal és ősszel pedig csak mintegy 25-40 °C közötti. A padlófűtés a hőt nagyrészt sugárzás útján adja át környezetének.

A hő megoszlása a helyiségben nagyon egyenletes. Bár az ablakfelületek körül kialakuló hideg levegős zóna mélyebben benyúlik a helyiségbe, mintha fűtőtesteket alkalmaznánk (bár többnyire úgysem az ablakok körüli rész a legkedveltebb tartózkodási hely), azonban a szoba legmelegebb része a padló és az ablakokkal szemközt elhelyezkedő fal körüli terület. Ez az optimális kényelemérzet elvének szempontjából fiziológiailag kedvezőnek tekinthető.

A nedves fektetési eljárás, (új építésű házak esetében alkalmazható)

Ebben az esetben a fűtőcsöveket kígyózó formában közvetlenül az aljzatba helyezik (40-70 mm), amelyet nedvesen hordanak fel a hőszigetelő rétegre. A szigetelést párazáró réteggel (fóliával) védik meg a nedvességtől.

A száraz fektetési eljárás (új építésű házak esetében alkalmazható)

Ennél az eljárásnál a fűtőcsöveket előkészített szigetelőlemezekre fektetik le. Hogy jobb legyen a csövek hőátadása a padlófelület irányában, a fűtőcsövekre vezetőlemezek ragaszthatók. Mivel ennél az eljárásnál a csöveket „szárazon” fektetik le és építik be, ezt száraz fektetésnek nevezzük. A lefektetett csövek fölé szárazpadló kerül; de nincs akadálya annak sem, hogy nedves aljzatréteg kerüljön erre a rétegre.

A klímapadló elve (régi épületek számára is alkalmas)

Csekély magasságot igényel, ezért különösen alkalmas régi épületek felújításánál való alkalmazásra. A fűtőcsövek mellett közvetlenül a padlóburkolat alatt 5 mm vastagságú műanyag lapokat is elhelyeznek, amelyben számos apró járat van a víz számára.

Fűtőcsövek

A korábbiakkal szemben (pl. rézből) ma már főként műanyag csöveket alkalmaznak. A múltban kedvezőtlen körülmények esetén a csövekhez tartozó egyéb szerelvények vasból készült elemeiben korrózió léphetett fel. Ennek elkerülése végett egyrészt csak korróziónak ellenálló anyagú szerelvényeket alkalmazzunk a hőelosztó rendszer kialakítására, mint pl. réz, rézöntvény vagy műanyag, másrészt fűtőcsőként használjunk olyan műanyag csöveket, amelyek az oxigént nem eresztik át. A különböző korróziógátló inhibitorok (egyfajta adalékanyag a forró vízben, amely a csöveket a rozsdásodástól védi) alkalmazása a rendszerben nem ajánlott.

Előnyök:

• rendkívül alkalmas kis hőmérsékletű rendszerekhez,
• nagy sugárzó hőarány
• nincsenek zavaró fűtőfelületek a lakásban.

Hátrányok:

• költségigényes,
• a csövek pótlása nem egyszerű,
• lassúbb szabályozhatóság (kivéve a klímapadló esetében).

Jól szigetelt épületek esetében, pl. alacsony energiafelhasználású házaknál a napsugárzásból adódó passzív energianyereségek kihasználása télen különösen fontos (ingyen energia). Mivel ezekben a házakban a fűtési teljesítményigény gyorsan változik, gyorsan reagáló fűtőrendszerre van szükség.

Emiatt az ilyen jó szigetelésű épületek esetében a nedvesen lefektetett padlófűtésről mindenképpen jobb lemondani, mivel a nagy tömegű hőtároló réteg és az aljzat miatt ez a rendszer lassabban reagál a változásokra, legalábbis a déli tájolású szobákban.

Falfűtés

A padlófűtéseket függőleges síkba is állíthatjuk: ekkor a fűtőcsöveket a falakra helyezzük fel, és bevakoljuk, ezt azonban már falfűtésnek nevezzük. Mára már kiforrott megoldásokat kínál a piac. Többnyire műanyagból készült csőregiszterek kaphatóak (elemenként vagy készre szerelt formában). Nagyon előnyösek a hajszálcsöves regiszterek, vagy legalábbis a különösen vékony csövek (6-8 mm), ezek szerelésénél ugyanis a vakolatréteg csak mintegy 15-20 mm. A csöveket lehetőleg legalább 5, legfeljebb 10 mm-es réteg fedje. A vakolat felső egyharmadába rendszerint üvegszálas szövetet építenek be.

A vékony vakolat nyújtja a rendszer gyors reakciójának garanciáját, továbbá megtakarítást jelent azokon a felületeken, ahova nem kerül falfűtés.

Előnyök:

• optimális kis hőmérsékletű rendszer,
• nagy arányú a sugárzó hő,
• rendkívül kényelmes,
• gyors szabályozhatóság.

Hátrányok:

• költséges,
• nem egyszerű a csere,
• a külső falra csak korlátozottan kerülhetnek bútorok, illetve képek.

A falfűtés az ideális fűtési rendszer a sugárzó hő arányának szempontjából. A külső fal nem hőt von el az embertől, ahogyan azt már megszoktuk, hanem éppen a fal sugároz meleget. Falfűtés esetében a szokásos 20 °C-os felületi hőmérsékletet a fal 30 °C-os hőmérséklete számottevően meghaladja. A falfűtéssel érintett falfelületeket azonban nem szabad beépíteni, vagy bútorokkal eltakarni.

Külső hőszigeteléssel…

Ezt a problémát azonban orvosolhatjuk egyrészt a jó külső szigeteléssel, amelynek következtében kisebb a lakás hőszükséglete, így kisebb falfelületet kell fűtőcsövekkel borítani, másrészt a berendezés előzetes megtervezésével. A képeket – akár a múzeumokban – a mennyezetre is felfüggeszthetjük.

A fűtőcsöveket sajnos gyakran közvetlenül a tömör falra erősítik, majd bevakolják. Ez különösen a monolitikus építési mód esetében (belső vakolat, tégla, külső vakolat) mindenképpen kerülendő, mivel nem az a célunk, hogy a falon keresztül a külső levegőt fűtsük, hanem az, hogy a belső helyiségeket felmelegítsük. Amennyiben külső hőszigetelést alkalmazunk, a rendszer célszerűnek mutatkozik.

Egyébként a falfűtés csőregisztereinek hőszigetelő lemezzel együttes alkalmazását javasolják a hőveszteségek csökkentése és a szabályozás meggyorsítása érdekében.

Megújítható energiák felhasználása

A valódi kis hőmérsékletű fűtési rendszerként működő felületfűtések alacsony hőmérsékletű előremenő vízhőmérsékletükkel különösen alkalmasak a megújítható energiák, pl. a napkollektorok ingyen hőjének kihasználására, különösen tavasszal és ősszel.

Fűtőfelület-kombinációk

Természetesen mindig lehetőségünkben áll és ésszerűnek mutatkozik a különböző fűtőfelületek kombinálása: pl. a tartózkodásra szolgáló helyiségekben falfűtés, padlófűtés a fürdőben, és lapradiátorok a konyhában, a WC-ben és a kevésbé gyakran használt helyiségekben.

Nyári hűtés

Különösen a falfűtések alkalmasak arra, hogy nyáron a lakás hűtésére használjuk őket, amennyiben a csőrendszeren hideg vizet áramoltatunk át. Ettől olcsóbb és egyszerűbb „klímaberendezésre” aligha tehetünk szert.

Kompakt fűtőfelületek

Ahogyan a kazán méretezésénél is, a fűtőfelületek szükséges nagyságának megállapításában az épület által teljesített szigetelési szabvány játssza a főszerepet. Minél jobb szigeteléssel rendelkezik egy ház, annál kisebb fűtőfelületekre van szükség, annál kisebbek tehát a beruházás költségei is.

Kis hőmérsékletű fűtőrendszerek

A régebbi épületekben jellemző „normál hőmérsékletű rendszerek” mellett, amelyekben az előremenő víz mintegy 90 °C-os, a visszatérő víz hőmérséklete pedig 70 °C körüli (tehát pl. -12 °C-os külső hőmérséklet esetén a fűtőtestek fűtési középhőmérséklete kb. 80 °C), a jó hőszigetelésű épületekben lényegesen alacsonyabb (energiatakarékosabb) hőmérséklet is elegendő a helyiségek felmelegítéséhez. Új építésű ház esetében a fűtési rendszert 70/50 °C-ra vagy 55/40 °C-ra javasolt beállítani (előremenő/visszatérő víz hőmérséklete), mintegy 15-20 K-es hőmérsékletkülönbséggel.

Ezt a rendszert kis hőmérsékletű rendszernek nevezzük. Jól hasznosíthatóak ezen a területen a kondenzációs kazánok, amelyek a füstgáz kondenzálása révén hőt nyernek vissza. A kondenzáció pedig egyébként is – az üzemanyagtól függően -csak az 50 °C-ot meg nem haladó hőmérsékletű visszatérő víz esetében következik be.

Sugárzó hő

A fűtőfelületek célja, hogy helyiségeinkben olyan hőmérsékletű levegőt teremtsen, amelyben se nem fázunk, se nem izzadunk, így egy modern fűtési rendszerrel szemben az alábbi követelményeket támaszthatjuk:

• a helyiségek rendeltetésétől függően tegyen lehetővé az egyes helyiségekben különböző hőmérsékletet
• a szobán belüli hőeloszlás legyen egyenletes
• a fűtőfelületek rendelkezzenek nagy felülettel, ugyanis ezen keresztül tudják a hő nagyobb részét a szoba levegőjének átadni

A lakószobákat elméletileg kétféleképpen fűtjük:

• Konvekció segítségével: a meleg levegő (a fűtőtesttől) egyenesen a mennyezet irányába emelkedik, ott (ahol nem is használjuk) alakul ki a legmagasabb hőmérséklet, lassan lehűl, majd a padló irányából ismét a meleg fűtőtest felé áramlik.
• Hősugárzás útján: a különböző felületi hőmérsékletű testek között folyamatos hőátadás működik. A gyakorlatban sugárzó hővel leggyakrabban napsütés formájában találkozunk. A napsugárzásnak kitett test felmelegszik. Hasonló érzés pl. egy cserépkályha hőleadása is. A sugárzó hő nagyon kellemes érzés!

A helyiségeknek a kényelem szempontjából rendkívül előnyös felmelegedése akkor következik be, ha a szobát körülvevő belső felületek nagyjából azonos, 20 °C-os hőmérsékleten vannak. Az orvosok maximálisan 2-3 °C-os hőmérséklet különbségeket javasolnak a szoba levegőjének és a belső felületeknek a hőmérséklete között. A fűtőfelületeknek ebben fontos szerepe van. Ezeket két csoportba osztjuk: kompakt fűtőtestekre és felületfűtésre.

Fűtőtestek

Ebbe a csoportba tartoznak az úgynevezett fűtőtestek, mint pl. többek között a radiátorok, konvektorok, lapradiátorok. Itt kompakt és viszonylag kicsi fűtőfelületekről van szó. A helyiség levegőjének felmelegedése így 43-82%-ban konvekció, tehát elsősorban a levegő keringése folytán következik be. A sugárzó hő aránya ennek megfelelően alacsony.

* 1. számjegy = a rétegek száma, 2. számjegy = a konvektorlemezek száma

A nagyobb arányú sugárzó hő elérésének szempontjából csak az egyetlen lapból álló, konvektorlemez nélküli lapradiátor előnyös. Jó szigetelésű házaknál nem okoz problémát, hogy nélkülözzük ezeket a lemezeket, így még azt a helyveszteséget is megtakarítjuk, amelyet a mélyebben a helyiségbe benyúló fűtőtestek okoznak.

A fűtőtestek általában a külső falakra, az ablakok alá kerülnek, hogy ezzel is emeljük a viszonylag hideg ablakfelületek hőmérsékletét, és így növeljük kényelemérzetünket.

A fűtőtesteket azonban:

• ne szereljük fel a külső fal mélyedésébe
• és ne építsük be, vagy takarjuk el valamilyen borítással

A beépített fűtőtestek 4-15%-ot is veszíthetnek teljesítőképességükből, és a termosztátszelepek is csak távérzékelővel képesek megfelelően ellátni feladatukat:

Előnyök:

• költségtakarékos,
• egyszerű szerelés, karbantartás és csere, jó és gyors szabályozhatóság.

Hátrányok:

• nagy a konvekció aránya,
• a port felkavarja és lebegteti,
• helyet vesz el a helyiségből; nehezen tisztítható.

Ha a fűtőtestek 55 °C fölé melegednek, a meleg levegő lebegteti a port, amitől kellemetlenül száraznak érezzük a levegőt. Ezért ajánlatos kis hőmérsékletű fűtési rendszert betervezni, amelyben a fűtőtestek felmelegítése alacsonyabb hőmérsékletű előremenő vízzel történik. A fűtőtestek DIN szerinti teljesítményadatai 90/70 °C-ra, tehát 80 °C-os átlagos vízhőmérsékletre és 20 °C-os belső hőmérsékletre vonatkoznak.

Cseké­lyebb vízhőmérséklet esetében a fűtőtestek felületeit arányosan növelnünk kell:

A fűtőtestekhez vezető csővezetékeket célszerű a padló fölött, a lehető legrövidebb űton (pl. cső-a-csőben műanyag csővezeték) vezetni.

Fűtési berendezések vezérlése, szabályozása

A fűtési berendezéseket lehetőleg úgy kellene működtetnünk, hogy közben kevés veszteséget szenvedjünk az energiában. Mind új rendszer, mind pedig egy már meglévő rendszer optimalizálása során figyelnünk kell arra, hogy a kazán által kisugárzott hőből, a készenléti üzemmódból és a hőelosztásból eredő veszteségeket lehetőleg alacsony szinten tartsuk.

Ezt a célt szolgálja többek között az alacsony rendszerhőmérséklet, amelyet mindig az aktuális szükséglethez kellene igazítani. Ezenkívül a rendszerhőmérsékletet az éjszakai üzemmódban alacsonyabbra kellene állítani, a hőfejlesztő egységet (a kazánt) pedig ki kellene kapcsolni.

A fűtési berendezés vezérlése

A vezérlés gondoskodik arról, hogy bizonyos kritériumoktól függően – mint pl. a külső hőmérséklet, óra szerinti idő vagy a lakók jelenléte – a készülék egyáltalán működésbe lépjen vagy kikapcsoljon. Ehhez nincs szükség visszajelzések feldolgozására – ha az adott feltétel már nem áll fenn (pl. nyáron, ha meleg van), a készülék egyszerűen kikapcsol.

A fűtési berendezés szabályozása

A szabályozás során a szabályozandó értékeket egy érzékelő egység folyamatosan figyeli. A megállapított adatok az aktuális adatok. Ezeket a szabályozás összehasonlítja a mindenkori kívánt értékekkel (egyéni kívánalmak, elfogadott értékek) és megkísérli, hogy bizonyos intézkedések útján a kétféle értéket azonos nevezőre hozza.

Az előremenő víz hőmérsékletének szabályozása fűtési görbe segítségével

A gyakorlatban a külső hőmérséklettől függő vízhőmérséklet-szabályozás vált be, amely közvetlenül a kazánra hat. Ennek során a szerkezet a külső hőmérsékletet folyamatosan méri (az érzékelőt az épület hideg, északi homlokzatára kell illeszteni), és a szabályozó segítségével ennek megfelelően variálja a rendszerben található fűtővíz hőmérsékletet. Ebben az összefüggésben beszélhetünk a kazán mozgó üzemmódjáról.

Egy ilyen szabályozás képes biztosítani, hogy a kazán a fűtővizet mindig csak annyira melegítse fel, amennyire az az épület fűtéséhez szükséges. A kazán beszerelésekor előzetesen beállítanak egy fűtési görbét, jelen esetben pl. a 2. görbét:

Ez azt jelenti, hogy 0 °C-os külső hőmérséklet esetében a kazán a fűtővizet 57 °C-ra melegíti, majd a víz ezen a hőmérsékleten jut el a fűtőtestekbe (a szivattyú közreműködésével) az előremenő vezetéken keresztül. -15 °C esetében a maximális vízhőmérséklet 67 °C. Ha a helyiségben ez a vízhőmérséklet még nem eredményez kellőképpen meleget (pl. 20 helyett csak 18 °C a hőmérséklet), egyszerűen egy másik görbét, jelen esetben pl. az 1. görbét kell választani. Ebben az esetben pl. 0 °C-os külső hőmérséklet esetében a vízhőmérséklet 57 helyett 67 °C lesz.

A helyiségek szabályozása hőfokszabályozó szelepekkel

A helyiségenkénti szabályozást a gyakorlatban hőfokszabályozó szelepekkel oldják meg. Ezek a helyiség hőmérsékletét a beállított kívánt értékhez igazítják (helyiségenkénti „finomhangolás”). Ennek működése meglehetősen egyszerű: a hőfokszabályozó-fejben található egy fémfúvóka. Amennyiben ezt hideg levegő éri, összehúzza magát, és ezzel kihúzza a szelepkúpot a szelepfészekből; így a meleg víz beáramolhat a fűtőtestbe.

A helyiség felmelegszik, és a termosztátfejet ismét meleg levegő veszi körül. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a beállított hőmérsékletet a levegő el nem éri (a szelep játéka y: fokozatok 1-5-ig); vagyis a fémfúvóka ismét kitágul, és elzárja a szelepet.

• Szellőztetéskor a szelepet teljesen el kell zárni, mert a meleg benti levegő kicserélődése folytán a hideg külső levegőre a szelep azonnal kinyílik, és a többnyire az ablakok alatt elhelyezett fűtőtest „kifűti a pénzt az ablakon”.
• Nem szükséges, hogy a hőfokszabályozó szelepet éjszakára lecsavarjuk, amennyiben a fűtés szabályozását helyesen beállították. Épp ellenkezőleg, ezzel akadályoznánk a reggeli felmelegítését a fűtőtestnek.
• Hogy a helyiség hőmérséklete szabályozható legyen, a hőfokszabályozó szelepnek könnyen hozzáférhetőnek kell lennie, vagyis ne takarjuk el pl. valamilyen borításával vagy függönyökkel, különben a termosztát körül még a szoba felmelegedése előtt megakad a (meleg) levegő, és a szelep idejekorán újra lezárja a meleg víz útját. Ha ez semmiképp sem oldható meg, alkalmazzunk távérzékelős termosztátszelepeket.