LARX s.r.o. instaluje moderní a efektivní vytápění elektrickými uhlíkovými fóliemi. Z důvodů množících se dotazů i omylu rozšířených mezi veřejností jsme se rozhodli pro naše zákazníky sepsat srozumitelný technický článek o tom, jak sálavé vytápění a uhlíkové fólie doopravdy fungují.

Sálavé vytápění – tři typy šíření tepla

Uhlíkové topné fólie

Vedení (kondukce) – takto se teplo šíří v materiálech anebo mezi materiály, které se dotýkají. Teplo rozhýbává atomy materiálu, ty narážení do dalších, které se tím také rozhýbou, a teplo se šíří jako lavina. Například, díky tomu se prohřeje voda v konvici a od ní pak i hrnek, do kterého jí nalijeme.

Proudění (konvekce) – k tomuto šíření dochází jen v plynech a kapalinách. Teplo se jednoduše šíří tím způsobem, že tam ohřátý vzduch, či horká voda „doteče“.

Sálání (radiace) – jediné šíření tepla, které je nezávislé na nositeli či materiálu. Je to čistá forma šíření energie v podobě infračerveného světla, které je pro člověka neviditelné, ale snímá ho například termokamera. Nejlépe se šíří ve vakuu, ale ani vzduch ho skoro nepohlcuje. Je to způsob, jak se k nám dostává teplo ze Slunce.

Všechny objekty kolem nás mají nějakou teplotu a všechny toto teplo ztrácejí. Pokud je trvale nezahříváme, tak chladnou. Teplo se z nich může ztrácet všemi třemi výše zmíněnými způsoby. Ilustrovat to lze například na hrnku s horkým čajem, který položíme na stůl. Protože se hrnek dotýká stolu, vedením teplo přejde do desky stolu a ta se zahřeje. Z hrnku stoupá pára, to je proudění tepla, které může ohřát vzduch v místnosti. Ostatní teplo se bude šířit sáláním.

Všechny horké plochy, které se ničeho nedotýkají, budou vyzařovat sálavé teplo v podobě infrazáření. To se projevuje tak, že se hrnku nemusíme ani dotknout, ale přesto cítíme, že je horký, stačí jen přiblížit ruku. Žádné teplo se nikdy nemůže ztratit, a jak je psáno výše, všechny materiály sálají teplo. Proto i deska stolu, která se prohřála od hrnku, bude teplo vyzařovat.

A přesně takto fungují topné fólie. Fólie je zdroj tepla, který přeměňuje elektrickou energii na teplo se skoro stoprocentní účinností (ze 100 W dodané elektřiny dostaneme 99 W tepla). Zahřívá se a tím přináší teplo do místnosti. Je schovaná v konstrukci podlahy, z obou stran se dotýká jiného pevného materiálu, a proto se z ní prakticky všechno teplo šíří vedením.

Šíří se nahoru i dolů, ale protože dole je tepelná izolace a nahoře ne, poměrově mnohem více tepla půjde nahoru. Směrem vzhůru teplo projde vedením skrz celou skladbu podlahy a dostane se až ke svrchní vrstvě, například k laminátové podlaze. Ta má velkou plochu a není zakrytá, proto se teplo dál do prostoru místnosti bude šířit sáláním. A to je podstata sálavého vytápění. Jako když dáme ruku k horkému hrnku a cítíme teplo, tak i sálavé teplo z podlahy bude ohřívat strop, stěny a všechny objekty v místnosti včetně lidí a ti budou cítit příjemné teplo.

Abychom byli úplně přesní, sáláním z podlahy se bude šířit značná část tepla, ale zároveň se v menší míře bude vedením ohřívat i vzduch, který se podlahy dotýká, a prouděním se tento teplý vzduch rozšíří po místnosti. Na tomto principu fungují otopná tělesa, nesprávně nazývaná radiátory. Podíl tepelného toku sdíleného sáláním je u podlahového vytápění 55% a u stropního až 80% [1]. Zbylé teplo se šíří vedením a prouděním, ale také zůstává v místnosti.

Sálavé vytápění má oproti klasickému vytápění tělesy tu výhodu, že stačí topit na nižší teplotu v místnosti, abychom dosáhli stejné pocitové teploty. Můžeme tak na termostatu nastavit o stupeň až dva méně než jsme zvyklí, komfort a pohoda zůstane, ale šetříme náklady.

Vytápění elektrickými topnými fóliemi

Elektrické vytápění je běžným typem používaným nejen v obytných budovách. Protože elektřina je jen nositel energie, samotné sdílení tepla do místnosti může být provedeno mnoha způsoby. Otopná soustava tak může mít jako zdroj tepla elektrokotel, kde je ohřívána topná voda, nebo zásobník. To jsou ústřední způsoby vytápění, které používají jako nositel vodu. Přechodem tepla mezi jednotlivými nositeli (elektřina, plyn, voda) dochází ke ztrátám. Uhlíkové topné fólie jsou ovšem systém lokální a fungují na bázi přímé přeměny elektrické energie na teplo. Odpadá tedy nutnost dalšího ztrátového nositele a přeměna energie se děje přímo v místě potřeby.

Uhlík není kov. Elektromagnetický smog, tedy záření, vzniká průchodem elektrického proudu kovovými vodiči. Uhlíkové fólie mají zanedbatelně kovových součástí a proto i produkce smogu je minimální. Zejména v porovnání s topnými kabely nebo rohožemi, které jsou kovové, a tedy produkce smogu v prostoru místnosti je značně vyšší. Náš systém vytápění LARX UHLÍKOVÉFÓLIE.CZ má nejpřísnější evropské certifikáty pro provoz v obytných místnostech.

Akumulace a beton

Jsou dvě možnosti, kam v podlaze umístit topnou fólii. Pokud máme obytnou místnost s laminátovou, vinylovou apod. podlahou, nejvhodnější je instalovat uhlíkovou fólii přímo pod svrchní nášlapnou vrstvu podlahy. Topení tak bude mít rychlé reakce při změnách teploty a bude mít rychlý náběh. Jedná se o přímotopný režim.

Uhlíkové topné fólie

Když je ovšem v místnosti dlažba a vlhkost, stejný způsob by nám nezaručil dlouhou životnost vytápění. Proto je řešením použít odolnou karbonovou fólii a umístit ji pod dlažbu a pod beton nebo anhydrit. Odolná karbonová fólie tento způsob instalace vydrží – vznikla pro průmyslové využití a bude fungovat po celou běžnou životnost stavby. Vytápění bude pracovat v akumulačním režimu, rekce a náběh budou pomalé, ale teplá podlaha vydrží mnohem déle po vypnutí vytápění. Je také možné použít fólii s vyšším výkonem na metr čtvereční.

V každém případě, množství dodané energie (kWh) v přímotopném i akumulačním režimu je přibližně stejné. Ztráty nezáleží na typu vytápění, ale na tepelné ztrátě domu, respektive místnosti.

Konstrukce uhlíkové topné fólie

Elektrické topné fólie jsou velmi tenké, tloušťka se pohybuje do 1 mm. Nosnou část tvoří dva slepené pásy, mezi nimi je samotný odporový topný prvek, který je tvořen uhlíkovou pastou. Tato pasta se vyrábí lisováním jemného uhlíkového prachu, který se používá například jako barvivo v inkoustu do tiskáren. Také proces nanášení na PET pás je podobný tisku. Výkon (čili odpor) je ovlivňován poměrem uhlíku a grafitu v pastě. Tyto topné prvky jsou ve formě přibližně dvoucentimetrových pruhů paralelně rozmístěny po délce pásu.

Uhlíkové topné fólie

Na obou podélných okrajích fólie jsou měděné pásky, které jednotlivé uhlíkové pruhy spojují. Pro lepší vodivost mezi mědí a uhlíkem je mezi nimi nanesena vodivá stříbrná pasta. K těmto páskům se pomocí oček přichytí napájecí kabely a opět se spojují, většinou paralelně. Je nutné konce folií a veškeré spoje pečlivě zaizolovat, následně vše překrýt PE folií o tloušťce minimálně 0,25 mm.

Topné fólie se vyrábějí také v samoregulační variantě, kde se mění vodivost uhlíkové vrstvy. Samoregulační fólie se používají zejména při vyšších nárocích na výkon, jdoucích až ke 200 W/m2. Při takových výkonech lze narazit na normativní omezení na dotykovou teplotu podlahy, proto bývá občas vhodnější umístit fólii na strop do podhledu. I v tomto případě se ovšem musí dbát na maximální výkon, aby nedošlo k překročení limitu maximálního osálání temene hlavy, který je právě 200 W/m2.

Výhodou oproti teplovodnímu podlahovému vytápění je stejná teplota po celé délce fólie.

Na stejném principu funguje i odolná karbonová fólie, ale její provedení je jiné, vylepšené pro použití v náročných podmínkách. Je určena pro zalití do betonu. Skládá se z propletených uhlíkových vláken, aby byla zaručena vysoká pevnost v tahu, a je potažená odolnou plastovou fólií. Konektory se připojují napevno pájením. Tato fólie se běžně používá v průmyslu a v obytných budovách v technických místnostech, koupelnách a všude tam, kde je dlažba.

Ing. Petr Dvořák, LARX s.r.o.

Zdroje: [1] BAŠTA, Jiří. Velkoplošné sálavé vytápění: podlahové, stěnové a stropní vytápění a chlazení. Praha: Grada, 2010. Stavitel. ISBN 978-80-247-3524-5.