Partneři sekce:
  • REHAU

Sálavé chladicí systémy 2.

Sálavé chladicí systémy 2.

Sálavé chladicí systémy umožňují úpravu tepelného komfortu osob při nízké spotřebě energie. Článek se zaměřuje na jejich obecné výhody a nevýhody a popisuje konkrétní typy těchto systémů. Mezi nejrozšířenější sálavé chladicí systémy patří chladicí stropy, jimž je věnována největší pozornost. 


Kapilární rohože
Kapilární rohože jsou tvořeny sítí tenkých plastových trubiček z polypropylenu (vnější ∅ cca 3,5 mm), do nichž je rozváděna chladicí nebo otopná voda. Mezi jednotlivými kapilárami je poměrně krátká vzdálenost (10 až 30 mm), což ve spojení s malým teplotním spádem způsobí prakticky rovnoměrné rozložení povrchové teploty. Nejčastěji se rohože umísťují pod omítku na strop, ale mohou být umístěny i na stěnách místnosti. V některých aplikacích je možné jejich umístění i v podhledové konstrukci či v podlaze. Díky malým rozměrům kapilárních trubiček je tloušťka omítky přijatelných 10 až 15 mm, což umožňuje poměrně rychlou reakci celého systému na změnu okrajových podmínek.

Nízká stavební výška konstrukce s kapilárním systémem umožňuje široké využití pro novostavby i rekonstrukce budov. Kapilární systémy je možné využít například v nízkoenergetických rodinných domech, ale i v bytových domech nebo obecních stavbách. Výhody kapilárních rohoží lze uplatnit i při rekonstrukci historických objektů. V neposlední řadě nacházejí uplatnění v průmyslových aplikacích, jako jsou například laboratoře [3].

Kapilární rohože je možné umístit prakticky na libovolnou stěnu místnosti, a to několika způsoby. Nejběžnější a nejčastější aplikací kapilárních rohoží je použití v administrativních a občanských budovách, kde slouží většinou jako chladicí stropy, ovšem mohou být využity samozřejmě i pro vytápění. Kapilární rohože se umísťují buď přímo na stropní desku, nebo na sádrokarton pod omítku. Možné je i jejich zalití do železobetonové stropní konstrukce. Častým způsobem instalace kapilárních rohoží, zejména v administrativních budovách, je použití kovových stropních kazet pro instalaci v podhledové konstrukci. Běžně lze kapilární rohože využít pro podlahové nebo stěnové vytápění a chlazení. Extrémní aplikací kapilárních rohoží jsou pak celoplošné systémy [2].

Chladicí panely
Chladicí panely jsou v podstatě desky s integrovaným potrubím, jimiž protéká chladicí voda. Z hlediska konstrukce můžeme chladicí panely rozdělit do dvou základních skupin:

  • kontaktní systémy,
  • sendvičové konstrukce.

S kontaktním systémem se můžeme setkat výhradně v podobě chladicích stropů, které bývají umístěny nejčastěji v podhledové konstrukci. U kontaktního systému je chladicí element položen na roznášecí desce (hliníkový nebo pozinkovaný plech) a přenos tepla z chladicí vody do prostoru je uskutečňován díky kontaktu obou těchto ploch. Na zadní stranu chladicího elementu se umísťuje zpravidla tepelná izolace, někdy tuto funkci částečně zajišťuje vzduchová mezera nad chladicím stropem.

Sendvičové konstrukce chladicích panelů jsou kompaktním prvkem, který zpravidla obsahuje chladicí element, pohledovou desku a izolační vrstvu. Pohledovou desku tvoří buď tenká vrstva sádrokartonu, nebo hliníkový plech s nátěrem. Chladicí elementy jsou nalepeny na desce, potaženy hliníkovou fólií a jsou zality do polyuretanové pěny, která plní funkci tepelné i akustické izolace. Takto tvořený chladicí panel zabraňuje kondenzaci vodních par uvnitř konstrukce a minimalizuje tepelné ztráty. Panely se pak montují na běžnou hliníkovou konstrukci pro sádrokartonové desky. Sendvičovou konstrukci může rovněž tvořit panel se zalitými kapilárními rohožemi. Na rozdíl od kontaktních systémů lze sendvičové konstrukce využít i pro stěnové aplikace.

Nejčastěji se chladicí panely používají v administrativních budovách. Ideální se jeví použití v kancelářích, ale i v obchodech, nemocnicích, výstavních síní, konferenčních sálech, hotelech či bankách.

Otevřené chladicí stropy
Otevřené chladicí stropy jsou charakteristické svými otvory či mezerami, které umožňují proudění vzduchu až ke stavební konstrukci stropu. V praxi se lze s otevřenými systémy setkat výhradně v podobě chladicích stropů. Aktivní plochu otevřených chladicích stropů tvoří většinou lamely, které jsou vyrobeny z hliníkových profilů. Lamely mohou mít konstrukčně různorodá uspořádání. Tvar lamel je většinou tvořen tak, aby pozitivně přispíval k výraznějšímu vzniku přirozeného proudu vzduchu na horní části stropu. Lamely otevřených chladicích stropů se umísťují do rámu tak, aby tvořily kompaktní celek. Podle konstrukce můžeme otevřené chladicí stropy dále rozdělit na jednořadé nebo dvouřadé. Zatímco jednořadé stropy mají lamely kladeny v řadě vedle sebe, u dvouřadého provedení jsou lamely kladeny střídavě ve dvou úrovních nad sebou.

Asi nejběžnější aplikací jsou kanceláře a zasedací místnosti administrativních budov. Příklad instalace ve velkoprostorové kanceláři s výrazným podílem prosklených ploch je patrný z obr. 6a. Chladicí strop zde tvoří zároveň podhled a určuje architektonický ráz celého prostoru. Další technologické vybavení může být umístěno v nosné konstrukci podhledu a svítidla jsou v tomto případě zavěšena pod stropem. Otevřené chladicí stropy lze rovněž integrovat i do sádrokartonových podhledů. Pokud je to architektonicky přijatelné, mohou být otevřené konstrukce chladicích stropů opticky přiznané (obr. 6b).

 
Obr. 6: Příklady instalací otevřených chladicích stropů
a) chladicí strop ve velkoprostorové kanceláři, b) přiznaný chladicí strop v zasedací místnosti (Krantz Komponenten)

Speciální provedení
Často se lze setkat s požadavkem architekta na konkrétní, dobře vypadající technické řešení daného prostoru. Některé vyráběné konstrukce chladicích stropů, které zasahují do interiéru, umožňují integraci dalšího technologického vybavení prostoru. Nevýhodou je především cena, neboť se většinou nejedná o běžné sériové výrobky, nýbrž o výrobu na zakázku.

Chladicí stropy mohou být tvoøeny rùznými tvarovanými konstrukcemi. Oblíbená je například integrace osvìtlovacích tìles do otevøené konstrukce chladicího stropu.

Výkony chladicích stropů
Sálavé chladicí systémy slouží k odvodu pouze citelné tepelné zátěže. Teplo vázané ve vodní páře je nutné odvádět přirozeným nebo nuceným větráním. V případě nuceného větrání může být průtok vzduchu redukován pouze na potřebnou, minimální dávku čerstvého vzduchu. Nejčastěji bývají sálavé chladicí systémy kombinovány se zdrojovým větráním.

Podle konstrukce dosahují uzavřená provedení chladicích stropů maximálních výkonů kolem 80 W/m2, ve výjimečných případech až 100 W/m2 (vztaženo na 1 m2 půdorysné plochy chladicího stropu). U systémů s akumulační hmotou (aktivní beton) se jako teplonosná látka využívá především voda o teplotě kolem 20 °C. Takové konstrukce chladicích stropů pak mají chladící výkon v rozmezí 30 až 40 W/m2.

Otevřené chladicí stropy dosahují výrazně vyšších chladicích výkonů než uzavřená provedení. Je to dáno jednak zvýšeným přestupem tepla konvekcí vlivem intenzivnějšího proudění kolem lamel a rovněž větší teplosměnnou plochou. Jednořadé otevřené chladicí stropy dosahují o 50 až 100, dvouřadé dokonce až o 120 % vyšších chladicích výkonů než uzavřené stropy. Na obr. 7 je znázorněno porovnání měrných výkonů různých konstrukcí chladicích stropů v závislosti na rozdílu teploty vnitřního vzduchu a střední teploty chladicí vody (ta – tws).

Závěr
Sálavé chladicí systémy, které se uplatňují zejména v západní části Evropy, představují moderní alternativu chlazení vnitřních prostor. Bohužel v podmínkách ČR se sálavé chladicí systémy využívají pouze zřídka, což se přičítá vyšším pořizovacím nákladům. Projektanti techniky prostředí (vytápění, chlazení a klimatizace) budou však v budoucnu nuceni při návrhu klimatizačních zařízení zohlednit rovněž případné úspory energií. V této souvislosti se dá očekávat, že sálavé chladicí systémy najdou své uplatnění i v našich podmínkách.

Ing. Vladimír Zmrhal, Ph.D.
Foto a obrázky: archiv firem a autora

Autor působí na Ústavu techniky prostředí Fakulty strojní ČVUT v Praze.

Literatura
1. Lain, M.: Sálavé chlazení s akumulační hmotou. In: Sálavé systémy vytápění a chlazení – operativní teplota. Sborník semináře. STP 2006.
2. Zmrhal, V.: Tepelné prostředí v prostoru s kapilárními rohožemi. In: Vytápění, větrání, instalace, 2007, roč. 16, č.1, s. 37–41.
3. Zmrhal, V:. Kapilární rohože v praktických aplikacích. In: Klimatizace a větrání 2008, 18. národní konference Klimatizace a větrání 2008, STP 2008.
4. Giacomini. Domovské stránky. Dostupné z: . Aktualizováno 2006.
5. G-term. Domovské stránky o. z. G-term, Hennlich Industrietechnik. Dostupné z:
6. Krantz Komponenten. Domovské stránky. Dostupné z:
7. Rehau. Domovské stránky.
8. Trox. Domovské stránky. Dostupné z:
9. Uponor. Domovské stránky. Dostupné z:
10. Healthy Heating. Dostupné z:

Článek je tvořen úryvky z připravované publikace Sálavé chladicí systémy, kterou zařadilo vydavatelství ČVUT do edičního plánu pro rok 2009.

Příspěvek byl napsán s podporou výzkumného záměru MSM 6840770011 Technika životního prostředí.

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.