Ogrzewanie akumulacyjne w płycie fundamentowej - przewód 10 czy 20 W?

Elektryczne ogrzewanie fundamentów cieszy się dziś dużą popularnością. Głównie ze względu na niestabilność cen energii elektrycznej w ostatnim czasie. Prawidłowo zainstalowany system grzewczy w płycie fundamentowej wraz z odpowiednim termostatem uruchamiany jest w czasie, gdy prąd jest najtańszy. Zgromadzona energia natomiast wystarczy do ogrzania domu przez kolejną dobę. Jednak nie zawsze instalacja jest wykonana poprawnie! Zauważyliśmy wiele błędów, jakie popełniają w tym zakresie fachowcy i firmy montujące. Dlatego poniżej przedstawiamy symulację działania prawidłowo wykonanego ogrzewania elektrycznego oraz przypadków działających nieprawidłowo.

Najczęściej popełniane błędy elektrycznym ogrzewaniu akumulacyjnym

Napotykamy wiele błędnie wykonanych instalacji elektrycznego ogrzewania płyty fundamentowej. Skutkują one głównie niską wydajnością. Zdarza się, że nie zapewniają one też odpowiedniego komfortu. Warto jednak pamiętać, że źle zaprojektowany układ przewodów grzejnych może wpływać także negatywnie na ich trwałość. Jakie błędy popełniane są najczęściej?

• Zdarza się, że przewód grzejny montowany jest zbyt głęboko. Duża warstwa betonu nad nim nie działa jako skuteczny akumulator ciepła. Zamiast tego podłoga jest zimna i niedogrzana.
• Niska moc nominalna przewodów grzejnych, które nie dają rady ogrzać całej płyty fundamentowej. Skutkuje to niewłaściwym rozłożeniem się ciepła na podłodze - występują naprzemiennie strefy cieplejsze i zimne.
• Zbyt mała moc instalacji w porównaniu do potrzeb cieplnych pomieszczenia. Skutkuje naturalnie niedogrzewaniem domu.
• Montaż kolejnych przewodów zbyt blisko siebie. Choć wydaje się to dobre rozwiązanie ze względu na lepszy rozkład temperatury, może skutkować uszkodzeniem instalacji. Naprawa nie miałaby dużego sensu, ponieważ bez usunięcia problemu, kolejna awaria byłaby tylko kwestią czasu.
• Zbyt duże odstępy między przewodami grzejnymi spowodują z kolei powstawanie chłodniejszych stref na podłodze, co znacznie zmniejszy komfort mieszkańców.

Aby uniknąć popełnienia takich i podobnych błędów, warto zatrudnić doświadczoną i sprawdzoną ekipę montażową. Warto też zapoznać się z poniższą symulacją, aby zrozumieć istotę działania akumulacyjnego ogrzewania podłogowego.

Symulacja ogrzewania akumulacyjnego w płycie fundamentowej

Ogólna zasada działania akumulacyjnego systemu ogrzewania nie jest skomplikowana. Wykorzystując dużą masę betonu oraz jego zdolność do gromadzenia ciepła, można uruchamiać przewód grzejny w czasie, gdy cena za prąd jest najbardziej opłacalna. Jedak sposób rozmieszczenia przewodu ma ogromny wpływ na rozkład temperatury. Aby to jeszcze lepiej zobrazować, postanowiliśmy wykonać symulację działania trzech przykładowych instalacji. Dzięki temu łatwo można zaobserwować, w jaki sposób błędy wpływają na nieprawidłowe działanie całego ogrzewania.

Część warunków jest wspólna dla wszystkich trzech przypadków. Natomiast pewne parametry będą się zmieniać. W ten sposób wpływ zmiennych będzie łatwiejszy do oceny. Jako założenia ogólne wymienić można:

• Grubość płyty betonowej, która za każdym razem wynosić będzie 25 cm.
• Izolacja termiczna wykonana po obwodzie płyty o grubości 1 cm, zapewniająca odpowiednią izolacyjność płyty.
• Temperatura powietrza na poziomie 20°C.
• Płyta fundamentowa 18°C.
• Brak wiatru w czasie wykonywanych pomiarów.
• Brak wykończenia podłogi. Ma to duży wpływ na rozkład temperatury. Wyniki symulacji najłatwiej jest pokazać bezpośrednio na płycie fundamentowej.

Stosując takie same założenia we wszystkich przypadkach, chcieliśmy odzwierciedlić takie same warunki brzegowe (instalacja wykonywana w tym samym domu, ale w różny sposób). Pozwoli to porównać opisane sposoby montażu i ocenić ich wydajność.

1. Symulacja ogrzewania akumulacyjnego, 10 W/m co 16 cm

W pierwszym przypadku zastosowano przewód grzejny T2Blue-10, układany w płycie w odstępach co 16 cm. Uzyskano w ten sposób całkowitą moc instalacji na poziomie 62,5 W/m². Kabel znajduje się na głębokości 15 mm. Poniżej zamieszczono grafikę z ukazanym rozkładem temperatury na powierzchni.  

Już na pierwszy rzut oka widać, że temperatury uzyskane po uruchomieniu systemu nie są wysokie. Maksymalny odczyt nie przekroczył 26°C. Dla pomieszczeń mieszkalnych wymagana jest natomiast temperatura 29°C. Oznacza to, że w mieszkaniu nad taką płytą fundamentową panowała by mało komfortowa temperatura i potrzebne byłoby dodatkowe źródło ciepła.

Warto jednak zauważyć, że spód płyty nadal posiada temperaturę 18°C, a więc nie zmieniła się ona w czasie pracy przewodu grzewczego. Całe wytworzone ciepło skierowane jest do góry i ogrzewa pomieszczenia w domu.

2. Symulacja ogrzewania akumulacyjnego, 10 W/m co 8 cm

W drugim przypadku znów zastosowaliśmy przewód grzejny T2Blue-10 o mocy 10 W/m, jednak odstępy zmniejszyliśmy do 8 cm. Bez zmian pozostała głębokość montażu kabla - nadal znajduje się on 15 cm poniżej górnej warstwy płyty. Jednak łączna moc całej instalacji podwoiła się i sięga teraz 125 W/m². Jaki efekt udało nam się uzyskać? 

Zauważyć można bardzo równy rozkład temperatury - różnica między maksymalną i minimalną wartością na powierzchni nie przekracza 1°C. Jednocześnie osiągnięta ilość ciepła wystarczy do ogrzania pomieszczeń mieszkalnych. Wzrost temperatury na powierzchni nie wpłynął jednak na spód płyty fundamentowej.

Jest to idealnie wykonana instalacja, zapewniająca optymalny rozkład temperatury na powierzchni. Oznacza to najwyższy komfort. Jednocześnie ilość uzyskanego ciepła pozwala na zapewnienie idealnych warunków w domu. Natomiast zimny spód płyty to brak strat cieplnych.

3. Symulacja ogrzewania akumulacyjnego, 20 W/m co 16 cm

Być może zastanawiasz się, czy zamiast kłaść więcej przewodów grzewczych nie lepiej po prostu zwiększyć ich moc? Postanowiliśmy to sprawdzić! Znów wróciliśmy do odstępów 16 cm pomiędzy kolejnymi kablami, jednak (aby moc całkowita była większa) wybraliśmy przewód grzejny T2Blue-20 o mocy 20 W/m. W ten sposób uzyskaliśmy 125 W/m², dokładnie tyle samo, co w symulacji numer dwa. Jednak większa moc przewodów oznacza, że muszą być one zainstalowane głębiej - na głębokości 30 mm poniżej wierzchniej warstwy płyty. Jak prezentował się rozkład temperatur?

Ogólna moc grzewcza jest podobna, jak w poprzednim przykładzie. Jednak rozkład temperatur wykazuje większe różnice (od 2,6 do 2,8°C), co może powodować u niektórych osób wyczuwalny niewielki dyskomfort, szczególnie u osób chodzących bez butów i skarpetek. 

Maksymalna temperatura 31°C w zupełności wystarczy do ogrzania pomieszczenia mieszkalnego. Wynik jest z pewnością lepszy niż w symulacji pierwszej. Jednak warto zauważyć, że wiele problemów nie zostało rozwiązanych, co zmniejszy komfort użytkowania. 

Nasze wnioski

Przeprowadzone symulacje potwierdziły nasze doświadczenia w zakresie wykonywania elektrycznego ogrzewania akumulacyjnego. Dotyczyły one rozłożenia przewodów grzejnych oraz ich mocy.

Okazuje się, że optymalna odległość pomiędzy kolejnymi przewodami wynosi 8 - 12 cm. W ten sposób zapewnia się równomierny rozkład temperatury na całej powierzchni podłogi. Oznacza to duży komfort dla mieszkańców.

Temperatura płyty fundamentowej powinna sięgać 29°C, aby zapewnić odpowiednią ilość ciepła dla budynku mieszkalnego. W naszej drugiej symulacji udało się osiągnąć te warunki przy użyciu przewodu 10 W/m. Natomiast stosowanie większego rozstawu oraz mocniejszych przewodów grzejnych nie przyniosło oczekiwanego rezultatu. Choć ilość ciepła była również wystarczająca (podobna moc całej instalacji), to na podłodze występowały cieplejsze i chłodniejsze obszary.

Warto jednak pamiętać, że symulacja dotyczyła pomieszczenia o pewnych warunkach brzegowych: między innymi było to założenie, że nad płytą znajdować się będzie salon, korytarz lub pokój. Jeśli byłaby tam łazienka, elektryczne ogrzewanie akumulacyjne musiałoby być mocniejsze i wytwarzać temperaturę powyżej 34°C, by zapewnić komfortowe warunki. Dlatego też do każdego projektu należy podejść indywidualnie, najlepiej z pomocą specjalistów. Zapraszamy do kontaktu. 

• Przeczytaj również: Odstęp między przewodem grzejnym 8 a 16 cm.