Teplotní gradient nízkovýkonného stropního vytápění Ecofilm v nízkoenergetických domech

Úvod

V dubnu 2010 společnost Fenix Group vydala zprávu, nazvanou "Stropní vytápění ECOFILM v nízkoenergetických domech". Účelem bylo ukázat, že při použití stropního vytápění s nízkým plošným výkonem v obytných místnostech, umístěných v budovách s nízkými teplotními ztrátami, lze dosáhnout přijatelné křivky gradientu tepelného pohodlí.

Zpráva vznikla na základě testu provedeném v prostoru dobře izolované moderní stavby a výsledky testu zřetelně ukázaly, že vyhovující profil teplotního gradientu lze dosáhnout při instalovaném výkonu stropního vytápění mezi 80 a 140 W/m² (aktivní plocha topného prvku).

Účelem této následné zprávy je ukázat, že při rozmezí výkonu 40-100 W/m² stropního vytápění ECOFILM, instalovaném v nízkoenergetických domech (20-30 kWh/m²A), je dosahováno identických teplotních gradientů od podlahy po strop pro každý z testovaných výkonů.

Pro provedení těchto testů byla účelově vybudována nízkoenergetická testovací místnost v prostorách nevytápěného skladu. Podlaha, stěny a strop byly izolovány na vysokou stupeň vícevrstvou izolací, používanou v moderních nízkoenergetických budovách. Jako zdroj tepla byly použity standardní vytápěcí prvky ECOFILM, regulací napájecího napětí bylo dosaženo snížení instalovaného výkonu vytápění až na 40W/m² a pro srovnání byly zaznamenávány různé teploty povrchu a vertikální přírůstky teplot od podlahy ke stropu.

Konstrukce testovací místnosti:

Obr. 1 - Podlaha
220 x 45 mm dřevěné nosníky, 120mm Kingspan
22 mm dřevotřísková deska,
6 mm Depronová izolace
15 mm konstrukční podlahový materiál
U-hodnota: 0,18W/m²K

Obr. 2 - Stěna
195 x 45 mm dřevěné nosníky,
170 mm Kingspan TW55
12,7 mm sádrokarton (vnitřní strana)
12 mm OSB deska (venkovní strana)
U-hodnota: 0,18W/m²K

Obr. 3 - Strop
220 x 45 mm dřevěné nosníky, 12,7 mm sádrokarton
Topný prvek ECOFILM (500/600 Typ C)
200 mm skelnovláknová izolace,
22 mm dřevotřísková deska nahoře
U-hodnota: 0,19W/m²K

Obr. 4 - Okno
1700 x 990 mm UPVC dvojité sklo
U-hodnota: 1,79W/m²K

Nastavení testu:
Ve stropě bylo instalováno celkem 24 jednotlivě propojených topných prvků. Topná plocha každého prvku byla 0,495 m², celková topná plocha byla 11,88 m².

 Prvky měly jmenovitý výkon 150 W/m² při 230 V, použitím nastavitelného transformátoru bylo dosaženo výkonů 40, 60, 80 a 100 W/m² (vyhřívaná plocha).

Termočlánky typu K, připojené k HP 34970A sběrači dat, byly připojeny k povrchu topného prvku, sádrokartonového povrchu a dovnitř série matných černých plastových koulí, které byly připevněny na testovací stojan se vzdálenosti středů po 200 mm, jak ukazuje Obrázek 5. Tyto termočlánky byly použity k měření vertikálního teplotního profilu v testovací místnosti pro každý výkon.

Topný systém byl řízen standardním digitálním elektronickým pokojovým termostatem Aube TH232, pracujícím v režimu snímání vzduchu.

Výstupní relé termostatu bylo použito ke spínání externího spínače, připojeného na nastavitelný transformátor a topnou zátěž. Jeden pól spínače byl připojen na jeden ze vstupů sběrače dat a byl použit pro záznam sepnutí a vypnutí topného systému.
 
Obr. 5 - Vzduch. termočlánky      
      
Obr. 6 - Záznam dat

Výsledky testu:

Obr. 7 - Teplotní obraz vytápěného stropu při testu

Obrázky 8 - 11 ukazují odpovídající teplotní/časové grafy pro každý testovaný výkon. Tyto grafy zřetelně ukazují, že ačkoliv doba, potřebná pro dosažení 21°C pro sepnutí termostatu je nejkratší pro nejvyšší instalovaný výkon, jednotlivé okamžité teploty, zaznamenaný pro každý výkon jsou téměř identické.
 
Graf v obrázku 12 ukazuje profil teplot od podlahy ke stropu pro každý výkon v čase = 70 hodin. Tento graf zřetelně ukazuje, že pro instalace s nízkými teplotními ztrátami je teplotní profil po dosažení rovnováhy stejný pro všechny výkony mezi 40 a 100 W/m².

Závěr:

Výše zobrazené grafy přesvědčivě ukazují, že vytápěcí fólie o nízkém plošném výkonu, je-li instalována v nízkoenergetických domech, poskytuje ideální komfortní podmínky a že odpovídající vertikální teplotní gradient od podlahy ke stropu je identický s gradientem, získaným při vyšším plošném výkonu.
 
Zobrazené grafy navíc ilustrují, že v nízkoenergetických domech může nízkovýkonný ECOFILM dosáhnout průměrné teploty prostředí 21°C při maximální ustálené povrchové teplotě topného prvku pouze 25°C, což činí ze stropního topného systému ECOFILM ideální zdroj tepla pro nízkoenergetické budovy.

květen 2011
G.Graham – Flexel Int. Ltd