Ez az írás - az interneten fellelhető egyéb változatokkal szemben - időnként frissítésre kerül. Utolsó frissítés: 2013.11.02.

 

Padlófűtés a gyakorlatban

 

Tartalom

   1. Bevezető
   2. A padlófűtésről általában
   3. Padlófűtés kialakítása
   4. Radiátorkör kialakítása
   5. Kazánházi kialakítás

 

Bevezető

 

   Elöljáróban meg kell említeni, hogy egy cikk keretében mindent elmondani a padlófűtésről illetve a fűtési rendszerekről általában, és tenni mindezt tudományos igénnyel -- reménytelen vállalkozás, és nem is törekszem erre.
   Vallom azonban, hogy a köztudattal ellentétben az építőipar a szabványosítás jelentőségvesztése, és az épületek (maguk egészében értelmezett) egyedisége ellenére is rengeteg sablonos, "patent" megoldást használ! Ezeket fel kellene ismerni, és a folytonos "újrakitalálás" helyett össze lehetne gyűjteni, valamint a technikai lehetőségek függvényében fokozatosan fejleszteni őket. Amiről beszélek nem új dolog: azelőtt például a távfűtésben a hőközpontok kapcsolásait, vagy a lakótelepek vizesblokkjainak strangjait ("UNI-MAG") "tipizálták" így, és a gyakorlati tapasztalatok alapján fejlesztették tovább őket (bár ezekben az esetekben a fejlesztés minőségén lehetne vitatkozni).
   Nagyon értékesek továbbá azok az "alap paraméterek", "küszöbszámok", "ökölszabályok", amelyeket a gyakorlat során szerez meg a szerelő és a mérnök: ezek az információk "szájról-szájra" terjednek, írott formában nem jelennek meg.
   Az alábbiakban a padlófűtések legegyszerűbb esetére, falikazános lakás- vagy családi ház szintjén mutatok be gyakorlati ismereteket. Úgy vélem, egy ilyen összefoglaló jegyzet adott esetben egy konkrét fűtési rendszer megkonstruálását vagy működési hiányosságainak feltárását jobban segíti, mint az általánosságok és elméletek szintjén megrekedő szakkönyvek, vagy a gyártók szűkszavú prospektusai. Sajnos pontosan a magánerős építkezések és felújítások jellemzője, hogy rendszerint nagyon korlátozottak az anyagi erőforrások, a szakszerűséget garantáló beruházói szervezet kontrolljáról pedig egyáltalán nem beszélhetünk. A kétes eredmény: nagy értékért létrehozott, de rosszul működő, energiapazarló, vagy éppen idő előtt amortizálódó rendszerek.
   Őszintén remélem, hogy szerelők és mérnökök, de akár csak egyszerű érdeklődők is egyaránt profitálhatnak írásomból.

 

A padlófűtésről általában

 

   A padlófűtés célja a komfortérzet javítása. A sugárzófűtések csoportjába tartozik: mivel a komfortérzetet az ilyen jellegű hőátadás (a hőáramlásos -konvektív- hőátadással szemben) kb. 55%-ban határozza meg, így alkalmazása indokolt. A viszonylag magas költségek miatt luxusigényű fűtési rendszereknél alkalmazzák (illetve közösségi/ipari épületekben nagy belmagasságú terek fűtésének egyik lehetséges megoldásaként). A tisztán padlófűtéssel kivitelezett rendszer azonban ritka, és nem is célszerű:

• az ide vonatkozó szabványok a padló felületi hőmérsékletét lakóhelyiségekben 29, az úgynevezett. peremzónában 36 (t_b=20°C), fürdőszobában 33°C-ban (t_b=24°C) maximalizálják: ilyen hőmérsékletekkel a rendelkezésre álló felülettel a teljes hőszükséglet legtöbbször nem biztosítható

• kizárólag padlófűtés alkalmazása esetében a padló közelében nagyobb koncentrációjú port tartalmazó légréteg alakul ki, amely különösen hálószobában vagy gyermekszobában nem kívánatos

• átmeneti időjárási időszakban (reggel hűvös, délután meleg) a nagy hőtehetetlenség miatt rossz kialakításnál túlfűtés jelentkezhet

• szintén a nagy hőtehetetlenség miatt nehezebb a felfűtés is

• a padlófűtés hatását leginkább kerámia- vagy kőburkolat alkalmazása esetén tudja kifejteni: melegpadló igénye esetén a szigetelő hatás miatt nem ideális megoldás

   A fenti megfontolásokból célszerű a padlófűtést hagyományos radiátoros fűtéssel kombinálva alkalmazni: sőt, az igazán helyes szemlélet az, amikor a padlófűtésre csak a komfort fokozás eszközeként tekintünk.

 

Padlófűtés kialakítása

 

   A fűtési rendszerek tervezését a külső- és belső térelhatároló szerkezetek hőtechnikai adataiból, a mértékadó téli fűtési hőszükséglet számításával kell kezdeni. Kizárólag(!) előzetes becslés vagy ellenőrzés céljára használható a tapasztalati "hőkarakterisztika" módszer: ez alapján a fűtött légtér mértékadó, egységnyi (fajlagos) hőszükséglete 25...50...(70) W/m³ érték közé esik. A sugárzófűtés alkalmazása miatt a hőszükséglet számításnál feltételezett belső hőmérséklet 1-2°C-kal alacsonyabb lehet. A hőszükséglet legalább 30...40%-át (de lehetőség szerint akár még többet) javasolt konvektorlemezes radiátoros fűtéssel fedezni. A padlófűtés hasznos felületét a bútorok miatt 20-30%-kal csökkentve lehet figyelembe venni. Padlófűtés céljára kizárólag erre minősített csövet használjunk fel (oxigéndiffúzió ellen védett térhálósított polietilén, műanyagbevonatos min. 0,7mm falvastagságú padlófűtési rézcső stb.): a legáltalánosabb hasznos csőkeresztmetszet méret a 12-13mm belső átmérő.
   A padlófűtés fajlagos hőleadásának előzetes számítására ezután egy egyszerű módszert javaslok. A leggyakoribb, ajánlott csőfektetési távolságok a VA=15cm, ritkábban a VA=20cm, ebben az esetben hidegburkolatot feltételezve, a leggyakoribb, ajánlott 40/30°C hőfoklépcső esetén:

VA=15cm: l=5,8m/m2; Q_max=107W/m² (lakóhelyiség); Q_max=79W/m² (fürdőszoba)
VA=20cm: l=4,4m/m2; Q_max=92W/m² (lakóhelyiség); Q_max=68W/m² (fürdőszoba)

   (Forrás: REHAU katalógus)

 

   A fektetési rendről (rétegrend és "kettős csigavonal" csőfektetés) az 1. és 2. ábra ad felvilágosítást. Itt meg kell jegyezni, hogy a vázolt acélhálós rögzítés helyett alkalmazható hőszigetelő anyagból kialakított úgynevezett "pogácsás" rendszerlemez is: ez egyben kiváltja a távtartó, a pattintó bilincs, és a fólia szerepét is - szigetelőanyagnak azonban rendszerint kevés. A modern elvárások szerint talajra (szerelőbetonra) akár a 10cm szigetelés is ajánlott: a szerelőbetonra kerülő cca. 20cm-es rétegrend azonban sokszor nehezen, vagy egyáltalán nem teljesíthető, új építésű épület esetén akár még építménymagassági problémát is felvethet. Mivel az esztrich megerősítéséhez az acélháló eleve ajánlott, a hagyományos acélhálós fektetés célszerűbb.

1. ábra

2. ábra

 

   Mivel az esztrich a felfűtés hatására hőtágulást (dilatációt) végez, ügyelnünk kell ennek kompenzálására. Ez egyrészt egy speciális, padlófűtésre alkalmas esztrich minőséget jelent (kevésbé javasolt, de ez akár a zsákos esztrich-hez kevert adalékkal is elérhető, pl. Rehau kínálatában létezik ilyen), másrészt dilatációs zónák kialakítását.

 

   Dilatációs zónák szabályai:

• A_max=40m²/zóna
• oldalhossz: a,b _max = 8m
• hőtágulás max.: Δl = l₀*α*ΔT = 8m*1.1x10^-5*30K=2.6mm
  
• oldalarány legrosszabb esetben: a/b _max = 1:2 -> max. 4m:8m
• dilatációs hézag szükséges ajtónyílásoknál, szabálytalan alakú mezőknél, az épület dilatációs hézagainál is (utóbbi esetben ez a padlóburkolaton is megjelenik),
• Hidegburkolatoknál a fugáknak egybe kell esniük -> zónánként külön kell burkolni
• Dilatáció szélessége: 8...10mm

3. ábra

 

Hidraulikai szempontú szabályok:

• ajánlatos a csőhosszakat 120m-en belül tartani, így a fajlagos csőhosszak alapján egy fűtési körrel kifűthető terület, maximum (megjegyzés: egy dilatációs zónában több fűtési kör is lehet!):
  A _max,VA15=120[m]/5.8[m/m²]=20.7m²
  A _max,VA20=120[m]/4.4[m/m²]=27.3m²
• Célszerű törekedni a fűtési körök megközelítően azonos hosszára

 

Radiátorkör kialakítása

 

   A mértékadó fűtési hőszükséglet fennmaradó részét a fentiekből adódóan radiátoros fűtéssel kell fedezni. A radiátorok kiosztásánál figyelembe kell venni, hogy a 90/70/20°C-os "normál" radiátortáblázat használata esetén a leggyakrabban alkalmazott Vogel&Noot és Dunaferr LUX-uNi típusú lapradiátoroknál 80/60/20°C hőfoklépcső alkalmazása esetén a hőszükséglet 1.27-szeresének megfelelő radiátorokat válasszunk (illetve más megfogalmazásban a 90/70/20°C-ra választott radiátor pl. 80/60/20°C hőfoklépcső alkalmazása esetén csak a névleges teljesítményének 78%-át adja le). Alacsonyabb fűtési hőfoklépcső választása (pl. 70/55°C) a kondenzációs kazán alkalmazása esetén előnyösebb, a padlófűtési kör tipikusan 45°C maximális előremenőjére választani radiátort azonban gazdaságtalanul nagy méreteket (és magas költséget) eredményez. (Lásd még az Épületgépészeti dokumentumsablon könyvtár-ban megtalálható DFUNI.XLS-t.)
   A radiátor előremenőjébe előbeállításra nem alkalmas termosztátszelepet (esetleges zajos működés miatt nem ajánlott), a visszatérőbe előbeállításra alkalmas visszatérő csavarzatot ajánlott beépíteni. (Sajnos, a ma "divatos", beépített szelepes radiátorok esetében pont a nem előbeállítható termosztatikus szelepbetét, és az az előbeállítható alsó csatlakozású szelepblokkok ritka modell - utóbbi pl. Oventrop gyártmányban létezik.) Nem ajánlott (illetve körültekintő kiválasztást igényel) a szelephez idegen gyártótól származó termosztátfej beépítése. Ne tegyünk termosztátfejet azon helyiség radiátoraira, amelyben a kazánt vezérlő szobatermosztát kerül elhelyezésre! A fűtési rendszert ma már korszerű módon, azaz szobatermosztát nélkül, a fűtési rendszer összes radiátorát termosztátfejjel ellátva is ki lehet alakítani (ennek feltétele a keringtető szivattyú védelme a túlságosan alacsony tömegáramtól, ami rendszerint a cirkóba beépített bypass-szeleppel megoldott).
   A radiátorkör csőhálózatát célszerű egyszerűen fajlagos nyomásesésre méretezni, a leggyakoribb 20°C-os fűtőközeg-hőmérsékleteséssel kalkulálva. Ennél a módszernél a csősúrlódás értékét kb. 1...1,2 [mbar/m] = kb. 10...12 [mmvízoszlop/m;mmvo/m] = kb. 100...120 [Pa/m]-en belül tartjuk, ekkor:

• 3000W-ig 15*1 mm rézcső
• 3000-5000W-ig 18*1 mm rézcső
• 5000-10000W-ig 22*1 mm rézcső
• 10000-15000W-ig 28*1 mm rézcső.

vagy

• 2000W-ig 16*2mm "ötrétegű" műanyagcső
• 2000-3500W-ig 20*2,25mm "ötrétegű" műanyagcső
• 3500-6500W-ig 25*2,5mm "ötrétegű" műanyagcső

választható.

   Eltérő csőtípus esetén mindenképpen a fentiekkel azonos hasznos (belső) átmérőjű csövet tekintsük egyenértékűnek! Kazánházban - a rövid csőtávolságok miatt - ettől kisebb csőméretek választhatóak, pl. a cirkó alatt elhelyezett HMV tároló 22*1mm rézcsővel vagy 25mm "ötrétegű" műanyagcsővel egyaránt problémamentesen beköthető. Sajnos a falikazánokba épített szivattyúk esetenként túlságosan nagy (pl. 10kW-nál, ami 0,43m3/h 5mvo emelőmagasság), esetenként érthetetlenül csekély (pl. 25kW-nál, ami 1,07m3/h 1mvo emelőmagasság) teljesítményűek, ezért nem árt ellenőrizni a beépített szivattyú jelleggörbéjét az adott falikazán alkalmazása előtt.
   A csőhálózat kialakítását célszerű kizárólag kétcsöves rendszerrel végezni. Padlószerkezet szigetelésében vezetett fűtési cső esetében, ideális esetben ajánlott 13mm PE csőhéj alkalmazása: de minimum mechanikai sérülés elleni védelemmel ellátott 4mm PE "slag" szigetelés, vagy műanyag gége-védőcsőben való vezetés szükséges. Beltérben, szabadon vezetett gerincvezetéknél akár a 20mm PE szigetelés is ajánlott.
   A padlóba kerülő kötések (akár padlófűtési cső toldása) gondos kialakítás mellett - pl. dilatációs hézagok - a korszerű kötéstechnológiákkal gyakorlatilag problémamentesek, de hacsak lehet, kerülendő.

 

Kazánházi kialakítás

 

A kazánházi rendszer elemei

(Lásd a kapcsolási vázlatokon.)

1., Fűtési keringtető szivattyú
2a., Szabályzó szeleptest (háromjáratú/kétutú, vagy egyutú)
2b., Segédenergia nélküli termosztátfej, kapilláris csövezésű, csőre szerelhető érzékelővel
3., Túláram- avagy "bypass" szelep (szivattyút védi a termosztátfejek lezárása esetén bekövetkező túl alacsony tömegáramtól)
4., Szobatermosztát, esetleg kültérbe szerelt "prodigy" termosztát (opció)
5., Hidraulikus beszabályozószelep, "strangszabályzó": javasolt a mérőcsonkos kivitel
6., Lemezes hőcserélő
7., Zárt tágulási tartály

 

A leggyakrabban alkalmazott kapcsolások

Megjegyzések:

• A kapcsolási vázlatok a leggyakoribb esetre, max. 30kW teljesítményű falikazán alkalmazására érvényesek.

• A kapcsolások nem helyettesítik a méretezéseket/ellenőrzéseket!

• A padlófűtés hőmérsékletét szabályozni szükséges: ez nem összekeverendő a hidraulikai beszabályozással, ami egyszeri és végleges!
  Ideális esetben, amikor a padlófűtés csupán alapfűtésként szolgál, amit a radiátorkör egészít ki, fontos, hogy beállított maximum külső hőmérséklet esetén a padlófűtés álljon le. (Ez a hőmérséklet ne a fűtés bekapcsolási külső hőmérséklete legyen (hanem annáll mindenképp alacsonyabb!), mivel akkor a hőszükséglet 50-70%-át biztosító padlófűtés értelemszerűen túlfűt.) Amennyiben a kazán automatika erre nem képes, a probléma egy kültéri "prodigy" termosztát alkalmazásával megoldható. Bár nem olcsó, mindenképp javasolt a cirkótól érkező padlófűtési előremenő vezetékbe egy, a padlófűtési szivattyú üzemével reteszelt, egyutú motoros gömbcsapot beépíteni (pl. Belimo R220+LR230A 3/4"). Ez nem engedi meg, hogy leállt padlófűtésnél a cirkó szivattyúja "áttolja" az előremenőt a padlófűtési rendszerbe, illetve (egyutú termosztátszelep alkalmazásánál) megakadályozza az előremenő közvetlen a visszatérőbe küldését.
  MIndenképp javasolt továbbá a padlófűtés felületi hőmérsékletének maximalizálására szolgáló termosztát beépítése: ma már léteznek ilyen típusok (pl. Danfoss MTC sorozat, vagy - Gienger Kft. által forgalmazott - Watts WFHT2 sorozat megfelelő darabja).
  A padlófűtési rendszer szabályozásának egy igényesebb (bár nem feltétlenül szükséges) esete, amikor az előre beállított, állandó hőmérsékletű előremenő helyett a kazánautomatika motoros szelephajtómű segítségével a mindenkori időjárás függvényében szabályoz. Ezek a szabályzók rendszerint tartalmaznak egy biztonsági termosztát funkciót is, amely a keverőszelep hibája (túl magas hőmérsékletű előremenő) esetén a szivattyút leállítja. (A segédenergia nélküli szabályozók bár nagy megbízhatóságúak, külön biztonsági termosztáttal esetleg kiépíthető hozzájuk ez a védelem is.)

• Célszerű a padlófűtési körök esetében kerülni a mennyiségi szabályozásokat, és minőségi szabályozást alkalmazni (a közölt kapcsolások kizárólag ilyenek).

• Az egyes padlófűtési körök korrekt hidraulikus beszabályozása csak precíz méretezés/beállítás útján lehetséges: javasolt áramlásmérővel (rotaméterrel) ellátott osztó alkalmazása (pl. Rehau HKV-D sorozat).

• A Honeywell háromjáratú szelepek különlegessége, hogy a hagyományos szeleptányér alkalmazása helyett az irányváltást hengerpalást felülettel oldja meg: emiatt a beépítése eltér a konvencionális típusokétól.

 

   A padlófűtési kapcsolásokra példát a 4.-5. ábra ad. Alapvetően kétféle kialakítás képzelhető el, attól függően, hogy a padlófűtésre felhasznált csővezeték oxigéndiffúzió ellen védett-e (hőcserélő nélküli kialakítás) vagy nem védett (hőcserélős kialakítás). Amennyiben műanyagcsövet használunk, ebben a kérdésben mindenképpen olvassuk el a gyártó ajánlását (tervezési segédlet).
   Az ábrákon látható az is, hogy a padlófűtési keverőkör a forgalmazott szeleptípusok kialakításától és beépíthetőségétől függően többféleképpen alakítható ki: ezek a kapcsolások gyakorlatilag egyenértékűek.
   A 6.-7. ábra padlófűtés osztó és osztódobozra (falon kívüli típus) ad példát.
   A 8. ábra egy relélogika kapcsolás, amely többféle termosztát (pl. több szobatermosztát, kültéri termosztát, padlófűtés felületi hőmérséklet korlátozó termosztát) alkalmazása esetén a cirkó számára indítójelet generál.

 

4. ábra

5. ábra

6. ábra

7. ábra

8. ábra

 

---

Összeállította: Gerhardt Norbert épületgépész mérnök; e-mail: gerhardt@freemail.hu
Megjelent az Építési Piac 2003. októberi számában (első változat)
Ajánlott segédállományok: DFUNI.XLS, CSOTABLA.XLS (megtalálható: Épületgépészeti dokumentumsablon könyvtár)
Ajánlott böngésző: Microsoft Internet Explorer 4.0+ min. 800*600 felbontással
A jegyzet elsősorban szakembereknek, gyakorlati kivitelezőknek készült: megértése, alkalmazása fűtéstechnikai előismereteket igényel!
Források: Danfoss, DOW, Dunaferr, Eberle, FÉG, Flamco Flexcon, Grundfos, Heimeier/Tour-Andersson, Honeywell, Laing, Oventrop, Reflex, REHAU, Siemens, Vaillant, Varem, Vogel&Noot, Wieland, Wilo, Zilmet katalógusok, műszaki ismertetők.