Vykurovacie káble

Vykurovacie káble sú odporové elektrické vodiče, ktoré so 100%-nou účinnosťou premieňajú elektrickú energiu na energiu tepelnú. Ich účinnosť je ešte vhodne dopĺňaná rýchlou a presnou reguláciou, čo ich predurčuje ako ideálny vykurovací prvok s dlhou životnosťou, naviac bez nutnosti údržby. Vlastnosti vykurovacích káblov umožňujú ich široké uplatnenie ako v bežných domácnostiach, tak i v priemysle, od elektrického podlahového vykurovania až po protimrazové elektrické ochranné systémy.

Podlahové elektrické vykurovanie
Už v starom Ríme poznali výhody podlahového vykurovania, stavitelia využívali dômyselný systém kanálov pod podlahou, kde prúdil teplý vzduch a podlahu tak vyhrieval. Dnešné moderné podlahové vykurovanie umožňuje vyhrievať podlahu oveľa efektívnejšie než teplý vzduch. Pokiaľ ako zdroj tepla používame elektrinu, je použitie vykurovacích káblov ekonomicky i prevádzkovo výhodnejšie oproti tradičným spôsobom vykurovania (elektrokotol, akumulačná nádrž, konvektory). Vykurovacie káble tvorí odporové vykurovacie jadro, v ktorom dochádza k premene elektrickej energie na tepelnú, čím je ohrievaný celý kábel a následne i betónová vrstva, v ktorej je vykurovací kábel uložený. Konštrukcia podlahy teda tvorí vykurovaciu dosku, ktorá odovzdáva tepelnú energiu nielen vzduchu v miestnosti, ale formou sálania ohrieva aj ostatné konštrukcie v miestnosti (steny, strop, zariadenie, ...). Vykurovacie káble sú súčasťou podlahy tzv. plávajúceho typu. Znamená to, že vykurovacia betónová doska nie je nikde napevno spojená s podkladom, obvodovými múrmi či inými prvkami stavebnej konštrukcie. Oddelená je od nich vrstvou vhodnej tepelnej izolácie, ktorá slúži aj ako dilatačná vrstva. Elektrické podlahové vykurovanie môže z hľadiska prevádzkovania vykurovacieho systému slúžiť ako jediný zdroj tepla v miestnosti (hlavné vykurovanie), alebo môže byť iba ako doplnok iného zdroja tepla (temperovanie podlahy). Pre tento systém sa používajú vykurovacie káble jednožilové alebo dvojžilové s ochranným opletením.
Z hľadiska konštrukcie rozdeľujeme elektrické podlahové vykurovanie na tri typy, a to priamovýhrevné, akumulačné alebo tenkovrstvé.
Najbežnejší typ elektrického podlahového vykurovania je priamovýhravné, vyžaduje výšku podlahovej konštrukcie 8-12 cm vrátane tepelnej izolácie a podlahovej krytiny. Najčastejšie sa použiva v novostavbách alebo pri kompletných rekonštrukciách podlách, ako podlahová krytina sa používajú „studené“ materiály s nižším tepelným odporom (napr. keramická dlažba, laminátová podlaha,...). Vykurovacie káble umožňujú inštalovať do podlahy rôzne vykurovacie výkony, doporučené sú od 60 do 160 W/m2 v závislosti od tepelných strát objektu, od typu užívania miestnosti (obývačka, spálňa, chodba, …) a taktiež od materiálu podlahovej krytiny.
Akumulačné podlahové elektrické vykurovanie vyžaduje výšku podlahovej konštrukcie 12 - 18 cm. Ako podlahová krytina sú vhodné koberce, pretože je žiadúce, aby sa naakumulované teplo uvoľňovalo postupne. Akumulačné podlahové vykurovanie sa vo väčšine prípadov inštaluje ako hybridné, t.j. akumulačné v kombinácii s tenkovrstvým podlahovým vykurovaním.
Tenkovrstvé polahové elektrické vykurovanie je určené pre temperovanie podláh napr. v kúpeľni. Špeciálne vykurovacie káble hrúbky iba 3 – 4 mm sa inštalujú tesne pod podlahovú krytinu. Jedná sa o vykurovacie rohože s výkonom 100 až 160 W/m2 určené pod keramickú dlažbu alebo hliníkové vykurovacie rohože s výkonom 80W/m2 určené pod plávajúce laminátové podlahy. Tenkovrstvé podlahové elektrické vykurovanie sa inštaluje pri renováciách, kde nie je možné zvýšiť konštrukciu podlahy ako pri priamovýhrevnom podlahovom vykurovaní.
Na reguláciu elektrického podlahového vykurovania sa používajú elektronické termostaty s presnosťou 0,4 °C. Termostaty s priestorovým snímačom používame v miestnostiach s dlažbou, kde je podlahové vykurovanie jediným zdrojom tepla a inštalovaný merný výkon nižší ako 100W/m2. Termostaty s podlahovým snímačom používame v miestnostiach, v ktorých vykurovacie káble slúžia k temperovaniu podlahy v kombinácii s iným vykurovacím systémom. Kombinované termostaty s priestorovým i podlahovým snímačom sa používajú tam, kde vykurovacie káble slúžia ako hlavný zdroj tepla a súčasne je nutné obmedziť maximálnu teplotu podlahy. Triakové regulátory slúžia k plynulému riadeniu výkonu a používajú sa tam, kde nie je možné inštalovať podlahový snímač a kde je požadovaný tichý chod. Použitím programovateľných termostatov je možné výrazné zníženie prevádzkových nákladov za vykurovanie.
Výhodou elektrického podlahového vykurovania sú priaznivé zaobstarávacie náklady až o 40 % nižšie ako u iných porovnateľných typov vykurovania, bezúdržbovosť systému pri životnosti presahujúcej 50 rokov, ideálna tepelná pohoda vďaka priaznivému vertikálnemu rozloženiu teplôt, minimálna cirkulácia vzduchu a tým i prachu vďaka oveľa nižším sálavým teplotám, rýchla a presná regulácia, nižšia spotreba elektrickej energie vďaka možnosti regulovať každú miestnosť samostatne. V neposlednom rade je výhodou i prevádzka ostatných elektrospotrebičov v domácnosti v zníženej vykurovacej sadzbe.

Ochrana odkvapov pred zamŕzaním
Na mnohých objektoch sa v zime stretávame s problémami, ktoré sú spôsobené zamrznutím odkvapových žľabov a zvodov. Dochádza tak k poškodeniu jednak odkvapového systému, tak i fasády budovy, strechy, dochádza k zatekaniu do objektu a k ohrozovaniu okolia padajúcimi cencúľmi. Najjednoduchším a niekedy aj jediným možným spôsobom ako tento problém vyriešiť, je inštalovať vykurovacie káble do zvodov a žľabov, prípadne aj do úžľabí a na hrany striech. Pri navrhovaní potrebného výkonu je treba prihliadnuť k mnoho
faktorom. Najdôležitejší z nich je rozmer strechy a odkvapov, umiestnenie objektu z hľadiska klimatických podmienok a nadmorskej výšky, orientácia objektu podľa svetových strán, typ strešnej krytiny a sklon strechy. Ďalej je dôležité, či sa jedná o tzv. „studenú“ alebo „teplú“ strechu. „Studená“ strecha je dobre tepelne odizolovaná, problémy so zamŕzaním vznikajú v dôsledku topenia ľadu a snehu vplyvom slnečného
žiarenia a následného zamŕzania vody v žľaboch a zvodoch. V prípade týchto striech postačí, keď vykurovací systém bude pracovať v pomerne úzkom teplotnom intervale (spravidla cca –5 až +2 °C).
Oproti tomu pri nedostatočne tepelne odizolovaných strechách tzv. „teplých“ dochádza k roztápaniu snehu a ľadu i pri podstatne nižších teplotách. Inštalovaný výkon je teda potrebné navrhovať vyšší kvôli tomu, že systém bude pracovať pri nižších teplotách okolia. Všeobecne možno povedať, že v prípade „studených“ striech, ktorých šírka žľabu (rozvinutý plášť) nepresahuje 30cm a ktoré sú umiestnené na objektoch v nadmorskej výške do 500 m.n.m., inštalujeme vykurovacie káble dvojmo, t.j. inštalovaný výkon je 40W na meter dĺžky žľabu. V ostatných prípadoch je spravidla nutné navrhnúť počet slučiek kábla vyšší. V týchto prípadoch sa obvykle jedna slučka vykurovacieho kábla pripevňuje na okraj strechy. Vo zvodoch bežne používaných rozmerov postačuje dvojmo vedený kábel (40 W/m). V úžľabiach sa inštalovaný výkon pohybuje v závislosti na rozmeroch priľahlej strechy a samotného úžľabia. Celý systém je potom riadený najčastejšie automatickou reguláciou, ktorá ho spína na základe teploty a vlhkosti. Pre ochranu odkvapov pred zamrznutím sa používajú vykurovacie káble dvojžilové s ochranným opletením a dvojitou izoláciou. Vďaka použitým materiálom sú vykurovacie káble veľmi dobre a dostatočne tvárne, odolné voči vonkajším mechanickým zásahom a dosahujú vyššiu pevnosť v ťahu. Sú tiež veľmi dobre odolné voči UV žiareniu a klimatickým podmienkam.

Ochrana potrubí pred zamŕzaním
Rôzne typy potrubných vedení môžu v zimných mesiacoch spôsobovať užívateľom nepríjemné problémy so zamŕzaním, a to aj napriek svojej zdanlivo dostatočnej tepelnej izolácii. Žiadna tepelná izolácia nezabráni zamrznutiu potrubia, pokiaľ je potrubie vystavené dlhšiemu pôsobeniu teplôt pod bodom mrazu, iba toto premŕzanie spomalí. Pre úplné odstránenie nebezpečia zamrznutia potrubia je nutné kompenzovať
jeho tepelnú stratu zdrojom tepla potrebného výkonu. V praxi najpoužívanejším spôsobom je temperovanie potrubia pomocou vykurovacích káblov. Tento spôsob sa používa hlavne kvôli jeho jednoduchosti, rýchlosti inštalácie, spoľahlivosti a priaznivej cene. Nainštalovanie vykurovacieho kábla ale neznamená, že by odpadla potreba tepelne izolovať potrubie – kvalita a hrúbka tepelnej izolácie ovplyvňuje inštalovaný výkon vykurovacieho kábla a aj prevádzkové náklady. Pre túto aplikáciu sú vhodné viaceré typy vykurovacích káblov. Pre menšie záhradkárske aplikácie sa používajú vykurovacie káble so zabudovaným bimetalovým termostatom, pre potrubia s väčším priemerom ako 20 mm sú určené vykurovacie káble s nutnosťou použitia externej regulácie, v priemysle zase nájdu uplatnenie samoregulačné vykurovacie káble. Ďalej existujú vykurovacie káble s vyšším merným výkonom (až 50W/m) a vysokou teplotnou odolnosťou (až 200°C), ktoré sú určené pre doprovodné technologické ohrevy potrubí v priemysle (napr. mazivá, tuky, čokoláda,...).

Ochrana vonkajších plôch pred ľadom a snehom
Poľadovica v zimnom období spôsobuje veľké problémy na všetkých nechránených vonkajších plochách. Mnohé nájazdy či nákladné rampy sú nezjazdné, vonkajšie schodiská a chodníky nebezpečné. Je nutné pracne odstraňovať sneh a ľad z chodníkov, vonkajších schodísk, musíme soliť cesty a parkovacie plochy,
príjazdové cesty, nakladacie rampy. I cez tieto zásahy však stále hrozí na mnohých plochách s väčším sklonom nebezpečie úrazu a značných materiálnych škôd. Vykurovacie systémy inštalované na vonkajších plochách predstavujú spoľahlivú a trvalú istotu a bezpečie. Vyhnete sa chemickému i štrkovému posypu, nedochádza ku znečišťovaniu životného prostredia a tiež ušetríte čas venovaný odpratávaniu snehu v zime a zbytkom posypu na jar. Nejde pritom len o vlastné pohodlie – veď napríklad výjazdy pre vozidlá záchrannej
služby alebo nájazdy pre invalidné vozíky musia býť použiteľné neustále. Pre ochranu vonkajších plôch sú určené dvojžilové vykurovacie káble s ochranným opletením o mernom výkone 30W/m.Vďaka svojej robustnej konštrukcii vynikajú značnou mechanickou odolnosťou. Inštalovaný výkon závisí hlavne od skladby vyhrievanej plochy, hĺbky uloženia vykurovacíchh káblov a na spôsobe, akým bude ochladzovaná. Je nutné rozlišovať plochy ochladzované len zhora (konštrukcia na teréne) a plochy ochladzovanej z obidvoch strán (mosty, rampy). V praxi sa vykurovacie výkony pohybujú v rozmedzi od 260 do 350 W/m2.
Celý systém ochrany vonkajších plôch je možné ovládať pomocou automatickej regulácie. Vlhkosť je snímaná jedným alebo dvomi snímačmi, zapustenými do vyhrievanej plochy. V prípade poklesu teploty pod nastavenú hodnotu a súčasne ak je prítomná voda v akomkoľvek skupenstve, tak regulátor uvedie do prevádzky systém ochrany pre roztápenie ľadu a snehu. Vyhrievaná plocha je počas trvania snehových zrážok udržiavaná na teplotu nad bodom mrazu, padajúci sneh sa ihneď roztopí a námraza sa tu ani nevytvorí. Ak teplota opäť stúpne nad nastavenú hodnotu, prípadne ak zmizne vlhkosť z plochy, regulátor celý systém vypne. Uvedený spôsob nevyžaduje žiadnu obsluhu a stáva sa maximálne úsporným, pretože je v prevádzke iba po dobu nezbytne potrebnú. Tento typ regulácie je v dnešnej dobe už dvojcestný, to znamená, že regulátor môže riadiť nezávisle od seba dve aplikácie, napr. ochranu vonkajšej plochy v kombinácii s aplikáciu ochrany strešných odkvapov.
Text: Ján Jurica

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk