Podno grijanje Fenix

Regulacija toplinske snage

Ponudu ćete naći u kategoriji električno podno grijanje – grijaće mreže, kabeli i termostati.

Za upravljanje snagom električnih sustava grijanja, primjerice podnog grijanja Fenix, upotrebljava se dvopoložajna regulacija, koja se temelji na načelu prekida odnosno ponovne uspostave opskrbe grijaćeg kruga električnom energijom kada se dosegne granična vrijednost podešena na regulatoru.

Grijaća površina u većini se slučajeva dijeli na zone boravka i rubne zone, u kojima su površinske temperature poda različite. U tom se slučaju svaki grijaći krug mora regulirati zasebno. Uređaji kojima se regulacija provodi u pravilu su u energetskom dijelu znatno pouzdaniji od krajnjih elemenata regulacije toplovodnog sustava (pogoni s regulacijskim armaturama).

Pri odabiru prikladne vrste regulacijske tehnike treba uzeti u obzir:

• radi li sustav grijanja, bilo da je riječ o podnom grijanju Fenix ili nekom drugom, kao dopunski ili kao osnovni izvor topline;

• način rada sustava (akumulacijski, izravni);

• vrstu objekta;

• zahtjeve korisnika.

Najtočnija regulacija postiže se ugradnjom zasebnih regulatora u svakoj prostoriji. Upotrebljavaju se elektronički termostati, koji obično imaju funkciju noćnog sniženja, pri čemu je njegova veličina fiksna ili je korisnik može podesiti. Termostati se mogu dopuniti uklopnim satom s vremenskim programom, a suvremeniji proizvodi vremenski sklop imaju već ugrađen u konstrukciju. Mogućnost izbora upravljačkih elemenata je široka – od jednostavnih analognih do složenih digitalnih upravljačkih jedinica opremljenih raznim pametnim funkcijama.

Regulacija prema temperaturi prostorije

To je osnovni način upravljanja snagom bilo kojeg električnog podnog grijanja, primjerice podnog grijanja Fenix, projektiranog kao osnovni izvor topline. Upotrebljava se termostat opremljen osjetnikom temperature poda i osjetnikom temperature zraka u interijeru.

Osjetnik temperature poda ugrađuje se u ravnini polaganja grijaćeg kabela, najbolje u njezinu središtu, na sjecištu dijagonala, a najmanje 0,5 m od njezina ruba, usporedno s grijaćim vodičima tako da se međusobno ne križaju. Kako bi ga se moglo zamijeniti, polaže se u metalnu cjevčicu čiji se kraj zabrtvi.

Osjetnik temperature zraka ugrađen je ili izravno u kućište termostata postavljenog u grijanoj prostoriji ili može biti vanjski, smješten na zidu. Postavlja se na visini od približno 1 200 do 1 500 mm iznad poda tako da daje što objektivnije podatke o stvarnoj temperaturi. Ne smije biti zaklonjen namještajem ni izložen strujanju zraka ili toplinskim dobicima iz unutarnjih ili vanjskih izvora. Termostati s vanjskim osjetnikom temperature prikladni su za objekte u kojima treba spriječiti da njima rukuju neovlaštene osobe (primjerice u školama, hotelima, objektima javne uprave i sl.). Ugrađuju se u razvodni ormar.

Svaki termostat koji regulira temperaturu poda mora biti opremljen graničnikom temperature poda, koji štiti grijaće elemente od neželjenog porasta temperature u ravnini polaganja grijaćeg kabela. Smješten je u priključnoj kutiji u zidu. Radi tako da pri postizanju najviše temperature u grijaćoj ravnini isključi sustav iz rada .

Željena temperatura zraka u grijanoj prostoriji i najviša površinska temperatura poda podešavaju se na termostatu. Regulacijski uređaj radi tako da regulacijom temperature poda održava temperaturu zraka na podešenoj vrijednosti. Kada se postigne podešena vrijednost temperature zraka ili temperature poda, prekida opskrbu kruga električnom energijom.

Regulacija prema temperaturi vanjskog zraka

Ovaj je način prikladan za prostorije s velikim ostakljenim površinama, u kojima sobni termostat kasno reagira na toplinske dobitke od sunčeva zračenja pa zbog toplinske tromosti sustava dolazi do pregrijavanja. U tom se slučaju osjetnik temperature vanjskog zraka postavlja na južno pročelje, a pripadajuća regulacijska tehnika unaprijed zabilježi sunčevo zračenje i pravodobno snizi temperaturu poda.

Regulacija na stalnu vrijednost

Za prostorije u kojima postoje toplinski dobici ili u kojima osnovni toplinski gubitak pokriva drugi sustav grijanja, podno grijanje, bilo podno grijanje Fenix ili neko drugo, može se projektirati kao dopunski izvor koji osigurava ugodnu temperaturu poda (kuhinje, hodnici, predvorja, kupaonice). Za regulaciju snage upotrebljava se termostat s osjetnikom temperature ugrađenim u ravnini polaganja grijaćeg kabela, pri čemu se temperatura poda održava na stalnoj vrijednosti. Osjetnik temperature položen je u metalnu cjevčicu u razini grijaćih elemenata, usporedno s njima tako da se međusobno ne križaju.

Regulacija toplinske snage akumulacijskog podnog grijanja

Kod akumulacijskog načina rada između faze preuzimanja energije i njezine pretvorbe u toplinu te faze predaje topline u prostor postoji vremenski pomak, pri čemu se pražnjenje sustava odvija samo od sebe i regulacijskom se tehnikom na njega teško može utjecati. Zato je regulacija snage zahtjevnija nego kod izravnog načina rada, a ni kvaliteta toplinske ugode nije uvijek optimalna. Prikladno je rješenje dopuniti osnovno podno grijanje, primjerice podno grijanje Fenix, dinamičkim sustavom (električni konvektori, radijatori, izravno grijanje u rubnoj zoni).

Za regulaciju snage upotrebljava se regulacija prema vanjskoj temperaturi, koja upravlja punjenjem sustava ovisno o vanjskoj temperaturi i preostaloj toplini u podu. Regulatori su ujedno opremljeni graničnikom temperature poda radi zaštite grijaćih elemenata od prekoračenja dopuštene temperature u ravnini polaganja grijaćeg kabela. Za smještaj osjetnika temperature poda vrijede ista načela kao kod izravnog sustava. Osjetnik temperature vanjskog zraka postavlja se na sjevernoj strani objekta, na mjestu zaštićenom od sunčeva zračenja, na visini od približno 2 do 3 m iznad terena. Osjetnik se umeće u instalacijsku kutiju. Kako bi se sustav grijanja bolje prilagodio toplinskoj tromosti objekta, može se ugraditi u vanjski zid (žbuku).

Punjenjem se može upravljati ručno ili automatski. Pri ručnom upravljanju treba ručno podesiti razne parametre prema vremenskim prilikama i vremenu preuzimanja energije. Pri automatskom upravljanju regulatori imaju ugrađenu funkciju koja prilagođava karakteristike punjenja te samostalno, prema trenutačnim vremenskim prilikama, usklađuje početak punjenja, vrijeme sniženja i vrijeme pražnjenja. Može biti riječ o upravljanju unaprijed ili o naknadnom upravljanju. Pri upravljanju unaprijed sustav dobiva nalog za punjenje od početka trajanja niske tarife, i to na potrebno vrijeme. Pri naknadnom upravljanju potrebno vrijeme punjenja unutar razdoblja niske tarife računa se od trenutka završetka niske tarife. Upravljanje unaprijed prikladno je za slučajeve kada su vremena punjenja jednaka ili kada su počeci i završeci razdoblja punjenja vremenski nepravilni. Naknadno upravljanje može se odabrati u ostalim slučajevima.

Regulatori nove generacije rade na načelu neizrazite (fuzzy) logike. Podešena temperatura za uključivanje/isključivanje sustava može se kretati u određenom intervalu. Regulator može, primjerice, prepoznati privremeni pad temperature zbog otvorenog prozora i procijeniti hoće li ga nadoknaditi toplina akumulirana u podu. Regulatori starije generacije upravljaju snagom grijanja uključivanjem/isključivanjem dovoda električne energije u krug pri postizanju podešene vrijednosti temperature, pa pri kratkotrajnim kolebanjima može dolaziti do naizmjeničnog pregrijavanja.

Upravljanje signalom mrežnog tonfrekvencijskog upravljanja (MTU)

Preuzimanje električne energije iz elektroenergetskog sustava tijekom dana nije ravnomjerno; javljaju se intervali vršnog opterećenja i intervali viška energije. Ono ovisi o mnoštvu čimbenika koji proizlaze iz navika ljudi i tehnoloških procesa u proizvodnji, a na njega utječu i vremenske prilike (vanjska temperatura, naoblaka i sl.). S gledišta ekonomičnosti treba stvoriti takve uvjete da se razvodna postrojenja i elektrane optimalno iskoriste, tj. da se preuzimanje energije što više ujednači, ali ujedno i uvjete da ne nastaju gubici u proizvodnji i da ne dolazi do ograničavanja kupaca.

Energetska poduzeća utječu na preuzimanje električne energije, s jedne strane, cjenovnim tarifama, koje su sastavni dio uvjeta opskrbe energijom i potiču preuzimanje energije izvan vršnih razdoblja, a s druge strane operativno, s pomoću mrežnog tonfrekvencijskog upravljanja. Ono omogućuje daljinsko oslobađanje ili blokiranje električnih trošila iz dispečerskog centra, ovisno o konkretnim uvjetima u distribucijskoj mreži (sl. 5.39 i 5.40) . U prošlosti se na taj način upravljalo samo akumulacijskim trošilima, a danas se krug proširio na trošila malih i velikih potrošača, kao što su npr. akumulacijski grijači vode u kućanstvima i industriji, akumulacijsko i izravno električno grijanje, dizalice topline, uređaji za pripremu krmiva u poljoprivredi, klimatizacijski uređaji, električne peći u industrijskoj i prehrambenoj proizvodnji, crpna postrojenja vodovoda, toplice, bazeni i sl.

Upravljanje preuzimanjem energije povoljno utječe na:

• smanjenje troškova nabave energije,

• bolje iskorištenje elektrana i smanjenje troškova proizvodnje električne energije na najmanju mjeru,

• potpunije iskorištenje ulaganja u razvodna postrojenja distribucijskih mreža jer se može priključiti veći broj akumulacijskih i drugih trošila.

Rad električnog podnog grijanja

Rad električnog podnog grijanja (EPG) - podnog grijanja Fenix i drugih ovisi o:

• načinu rada,

• energetskoj zahtjevnosti,

• građevinskom objektu.

Način rada električnog podnog grijanja

Ovisno o vremenu preuzimanja električne energije iz elektroenergetskog sustava razlikujemo tri osnovna načina rada električnog podnog grijanja:

• akumulacijski,

• poluakumulacijski,

• izravni.

Podno grijanje Fenix nudi sastave poda za svaki pojedini način rada.

Akumulacijski način rada EPG-a

Radni ciklus ovog načina grijanja podijeljen je u dvije etape. U prvoj etapi (vrijeme punjenja) odvija se neprekinuto preuzimanje električne energije iz elektroenergetskog sustava, koja se pretvara u toplinu i pohranjuje u akumulacijskoj masi poda. To se događa u vrijeme smanjenog opterećenja električne mreže, najčešće noću, i to 8 do 10 sati (trajanje niske tarife). U drugoj etapi (vrijeme pražnjenja) sustav je blokiran. Akumulirana energija sama se od sebe predaje u prostor, što prati postupan pad temperature površine poda.

Ograničeno vrijeme punjenja ima za posljedicu veću instaliranu priključnu snagu, iz čega proizlazi zahtjev za većim dimenzijama električnog priključka. Velika priključna snaga u područjima s malim kapacitetom električnih mreža uzrokuje poteškoće s priključenjem većeg broja kupaca.

Akumulacijska vrsta grijanja zahtjevna je u pogledu konstrukcije poda, smanjuje svijetlu visinu prostorije i postavlja povećane zahtjeve na nosivost stropne ploče.

Mogućnost regulacije sustava je problematična. Sustav ne može fleksibilno reagirati na nagle promjene radnih uvjeta (promjena temperature zbog promjene vremena ili toplinskih dobitaka). Također nastaju poteškoće s osiguravanjem toplinske ugode u poslijepodnevnim satima pri padu temperature vanjskog zraka te u prijelaznim razdobljima. S obzirom na veliku toplinsku tromost, treba ga projektirati za masivne građevine s ujednačenim toplinskim režimom i bez velikih ostakljenih površina.

Iako navedene značajke nisu osobito povoljne za akumulacijski sustav, ovaj način grijanja ima nezamjenjivu ulogu kao regulacijski element pri uravnoteženju preuzimanja iz elektroenergetskih mreža, a još u nedavnoj prošlosti akumulacijska je potrošnja bila cjenovno povlaštena i imala je prednost pri odobravanju zahtjeva za električno grijanje.

Poluakumulacijski način rada EPG-a

Ovaj bi se način grijanja mogao opisati i kao akumulacijski način rada s raspodijeljenim vremenom punjenja. Radni ciklus sustava, jednako kao kod akumulacijskog načina rada, sastoji se od dviju etapa - etape punjenja i etape pražnjenja. Etapa punjenja sustava može biti raspodijeljena u više vremenskih razdoblja, pri čemu se glavno preuzimanje električne energije odvija noću, a po potrebi, što nije uvijek nužno, sustav se može dopuniti i tijekom dana, pretežno u poslijepodnevnim satima. Iz toga proizlaze i manji zahtjevi na kvalitetu toplinske izolacije ispod ravnine polaganja grijaćih kabela i na debljinu akumulacijskog sloja podne konstrukcije. S obzirom na skraćeno vrijeme preuzimanja energije i mogućnost dopunjavanja, smanjuje se potrebna instalirana priključna snaga izvora.

U usporedbi s akumulacijskim načinom smanjuju se investicijski troškovi konstrukcije poda, izvora topline i dimenzija priključka. Elektroenergetski sustav nije opterećen tako naglim preuzimanjima, a povećava se mogući broj priključenih kupaca na zadane dimenzije mreža u određenom području. Sustav se bolje regulira, iz čega proizlaze i uštede energije u radu u usporedbi s prethodnom vrstom. Prikladan je za novogradnje s cjelodnevnim korištenjem. Zbog još uvijek razmjerno velike toplinske tromosti njime je teško osigurati toplinsku ugodu u prijelaznom razdoblju.

Izravni način rada EPG-a

Način rada ove vrste grijanja potpuno se razlikuje od prethodnih dviju. Izvor topline preuzima električnu energiju iz mreže prema potrebi tijekom cijelog rada, osim u vrijeme blokade sustava, koje iznosi najmanje 2 sata dnevno.

Sustav odlikuje najmanja debljina grijanog poda jer otpada zahtjev za akumulacijom topline. Upravo suprotno, poželjno je povećati dinamiku sustava, što se postiže polaganjem grijaćeg kabela što bliže ispod završnog sloja poda. Ako se grijaći elementi ugrađuju u sloj betona, on ima samo zaštitnu funkciju. Instalirana snaga gotovo je upola manja nego kod akumulacijskog načina rada, iz čega proizlaze i manje dimenzije električnog priključka te mogućnost da se na zadani kapacitet električne mreže priključi za polovinu veći broj kupaca.

Zahvaljujući najmanjoj debljini podne konstrukcije i mogućnosti polaganja grijaće površine i na postojeći pod bez neizbježnih radova rušenja, sustav se može primijeniti pri rekonstrukciji sustava grijanja. U usporedbi s akumulacijskim i poluakumulacijskim načinom rada odlikuje se kratkim vremenom zagrijavanja (30 do 120 minuta, ovisno o upotrijebljenoj podnoj oblozi i debljini betonskog sloja), boljom mogućnošću regulacije i fleksibilnom reakcijom na promjenu radnih uvjeta, što znači uštede energije. To nije tipičan izravni sustav s trenutačnom reakcijom na zahvat regulatora. Određena toplinska tromost. koja ovisi o površinskoj masi završnog sloja, prikladna je za premošćivanje vremena blokade sustava bez smanjenja kvalitete toplinske ugode.

I investicijski troškovi niži su nego kod ostalih načina rada zahvaljujući manjoj debljini poda, manjim dimenzijama električnog priključka, nižoj instaliranoj priključnoj snazi izvora topline i manjem statičkom opterećenju stropnih konstrukcija.

Rad električnog podnog grijanja u građevinskim objektima

Zahvaljujući raznolikosti načina rada, jednostavnoj regulaciji toplinske snage (uključi/isključi) i mogućnosti primjene poznatih regulacijskih strategija, električno podno grijanje nalazi široku primjenu u objektima različite namjene za zagrijavanje interijera ili eksterijera. Može raditi u objektima sa stalnim korištenjem, povremenim korištenjem ili kao dopunsko grijanje.

Objekti sa stalnim korištenjem

Električno podno grijanje kao stalni izvor topline primjenjuje se u objektima stambene namjene (obiteljske kuće, stambene zgrade), bolnicama, jaslicama i dječjim vrtićima, rekreacijskim i lječilišnim objektima, planinskim hotelima i kućama. Sustav grijanja projektira se kao jedini izvor topline i pokriva ukupni toplinski gubitak grijane prostorije. Može se primijeniti u izravnom, akumulacijskom i poluakumulacijskom načinu rada, što ovisi o zahtjevima korisnika, uvjetima gradnje i mogućnostima distribucijske električne mreže s obzirom na potrebnu priključnu snagu na određenoj lokaciji. Kupac može birati između mnogih sustava, a na raspolaganju je, primjerice, podno grijanje Fenix.

Da bi sustav grijanja radio optimalno, njegov toplinski režim treba uskladiti s toplinskim režimom objekta. Akumulacijsku i poluakumulacijsku inačicu prikladno je projektirati za masivne, teške građevine s najmanjom površinom prozirnih konstrukcija. Izravna inačica, zahvaljujući dinamičkoj reakciji na zahvat regulacijske tehnike ovisno o vremenskoj konstanti, primjenjuje se u građevinama s ovojnicom bilo koje vrste.

Akumulacijski sustav zbog ograničenog vremena preuzimanja energije može imati poteškoća s osiguravanjem toplinske ugode pri kraju vremena pražnjenja, primjerice pri naglom pogoršanju vremena. Prostorije je najbolje koristiti neposredno nakon završetka punjenja sustava. Zato je ovaj način prikladan za objekte koji se pretežno koriste prijepodne ili u kombinaciji s dopunskim konvekcijskim sustavom. Poluakumulacijski i izravni sustav osiguravaju toplinsku udobnost tijekom cjelodnevnog korištenja objekta. Pri rekonstrukciji izvora topline, ako se razmatra električni podni sustav, kao najprihvatljivija i često jedina mogućnost pokazuje se izravna inačica.

Toplinska ugoda osigurava se pojedinačnom regulacijom snage zasebno za svaki grijani interijer. Kod izravnog načina rada upotrebljava se regulacija temperature zraka na stalnu vrijednost ili ovisno o temperaturi vanjskog zraka, a kod akumulacijskog i poluakumulacijskog načina rada isključivo ovisno o temperaturi vanjskog zraka. Regulator ujedno osigurava da temperatura površine poda (u ravnini polaganja grijaćeg kabela) ne prekorači podešene vrijednosti, utvrđene higijenskim propisom u skladu s namjenom prostorije. Za regulaciju se upotrebljavaju termostati smješteni ili izravno u prostoriji ili u razvodnom ormaru. Termostati starije generacije rade na načelu prekida/ponovne uspostave opskrbe sustava električnom energijom kada se postigne neka od podešenih vrijednosti. Radi veće udobnosti stanovanja obično se dopunjuju uklopnim satom s mogućnošću programiranja načina grijanja nekoliko dana unaprijed (radni dani, vikendi, praznici). Termostati nove generacije rade kao pametni programabilni uređaji koji vremenski sklop imaju ugrađen u svoju konstrukciju. Upravljaju temperaturom zraka i temperaturom poda uz optimalne troškove rada. Toplinsku ugodu osiguravaju na temelju procjene temperaturnog gradijenta u prostoriji i mogu odrediti vrijeme potrebno za postizanje željene temperature.

Objekti s povremenim korištenjem

Električno podno grijanje kao povremeni izvor topline ima široke mogućnosti primjene:

• U prostorima stambene namjene koji se ne koriste redovito. Takvim prostorima pripadaju primjerice vikendice, garaže, prostorije za hobi i radionice u stambenim kućama i sl . U razdoblju kada se objekt ili prostor ne koristi sustav grijanja ne smije se smrznuti, a na početku rada mora se osigurati brzo zagrijavanje interijera. Te zahtjeve ispunjava podni sustav u izravnoj inačici s najmanjom vremenskom konstantom (ugradnja elemenata izravno ispod završnog sloja poda). Uz udobniju opremu, kada sustavom upravlja programabilni regulacijski uređaj s mogućnošću puštanja u rad tako da osigura toplinsku ugodu u vrijeme korištenja objekta, mogu se primijeniti i ostali načini grijanja. Ta je mogućnost rjeđa i iz ekonomskih razloga dolazi u obzir pod pretpostavkom da će se prostor nakon pokretanja sustava koristiti dulje vrijeme (vikendice). Daljnja je mogućnost uključivanje grijanja putem telefona, pri čemu je interijer zagrijan već u trenutku dolaska u objekt. Toplinska snaga regulira se kao kod objekata sa stalnim korištenjem.

• U prostorima nestambene namjene koji se koriste povremeno. Među prostore ove vrste mogu se ubrojiti hramovi, crkve, stadioni i tribine, gdje se ljudi zadržavaju kratko vrijeme (1 do 2 h). Nije potrebno grijati cijeli interijer, nego samo njegov dio. Od grijaćih elemenata, zahvaljujući maloj ugradbenoj debljini i jednostavnoj montaži, u obzir dolaze električne mreže i folije. Postavljaju se na donji dio (toplina zrači na noge) ili na naslon (toplina zrači na leđa), ispod tepiha ili podnih pločica, radnih stolova (zagrijavanje ruku) i sl. Regulaciju sustava obično osigurava termostat opremljen osjetnikom temperature u ravnini polaganja grijaćeg kabela.

• U prostorima nestambene namjene koji se doduše koriste redovito nekoliko dana u tjednu, ali bi drugi način grijanja bio neekonomičan ili neprikladan. U tu skupinu pripadaju prije svega industrijske proizvodne hale, negrijana skladišta, radionice i sl. Ljudi se ovdje često zadržavaju i 24 sata dnevno, ali zagrijati tako velike prostore bilo bi s jedne strane vrlo zahtjevno (velika konstrukcijska visina), a s druge neekonomično (gotovo nemoguća regulacija - velika količina strane topline iz strojeva). Grijanje se u takvim slučajevima rješava stvaranjem toplinskih otoka, tj. izravno se griju radna mjesta, mjesta boravka ljudi i manipulacijske površine. Opet su prikladne grijaće mreže i folije, eventualno podni sustav u izravnom načinu rada. Za regulaciju se upotrebljavaju termostati opremljeni osjetnikom temperature u ravnini polaganja grijaćeg kabela.

Na tržištu je dostupno više sustava podnog grijanja, primjerice i podno grijanje Fenix.

Dopunsko grijanje

Električno podno grijanje, primjerice podno grijanje Fenix, u izravnom načinu rada kao dopunski izvor topline projektira se:

• za prostore u kojima postoje toplinski dobici (predvorja, hodnici, WC) radi osiguravanja ugodne temperature površine poda;

• za prostore u kojima osnovni toplinski gubitak pokriva drugi sustav grijanja, a ne želimo imati hladan pod (kuhinje, kupaonice);

• radi osiguravanja toplinske ugode u prijelaznom razdoblju, kada glavni sustav grijanja ne radi.

Radom sustava upravlja termostat opremljen osjetnikom temperature poda. Snaga grijanja u tim se slučajevima određuje na temelju namjene prostorije, sastava poda i zahtjeva na dinamiku sustava.

Korištena literatura:

Dušan Petráš, Miroslav Kotrbatý: Grijanje velikih prostora i halskih objekata