Sálavé teplo litinových radiátorů vs. konvekce: jaký je rozdíl?

V historickém bytě může teploměr ukazovat 21 °C u dveří i u okna, ale u okna se sedí méně příjemně. Příčinou může být chladné zasklení, sestupný proud vzduchu nebo obojí. Právě v takové situaci dává smysl rozlišovat sálání a konvekci. Oba mechanismy se u litinového radiátoru odehrávají současně. Rozdíl mezi nimi pomáhá vysvětlit, proč na komfortu záleží také to, kde těleso stojí, jakou má povrchovou teplotu a co se nachází mezi ním a místem, kde lidé tráví čas.

Co je sálavé teplo a co je konvekce?

Při sálání si povrchy vyměňují energii prostřednictvím tepelného záření, které je při teplotách běžných v interiéru převážně infračervené. Teplejší plocha radiátoru předává čistým sálavým tokem energii chladnějším povrchům, které jsou vůči ní přímo exponované. Patří mezi ně podlaha, nábytek i člověk sedící poblíž. Kolik energie se takto přenese, závisí na teplotách povrchů, jejich emisivitě a vzájemné poloze. Z čelní strany tělesa tak může být účinek lépe znát než z místa, odkud je zakryté nábytkem.

Při přirozené konvekci se vzduch v kontaktu s povrchem radiátoru ohřívá, jeho hustota klesá a vzduch stoupá. Na jeho místo přichází chladnější vzduch od podlahy. Tento pohyb vzniká i bez ventilátoru. U článkového litinového radiátoru proudí vzduch také mezerami mezi články, kde se setkává s další teplou plochou. Sálání a konvekce se vzájemně doplňují. Povrch ohřátý zářením může následně předávat část energie vzduchu a teplejší vzduch zase ovlivňuje teploty povrchů v místnosti.

Proč samotná litina neurčuje poměr sálání a konvekce

Dva litinové radiátory mohou mít různý podíl sálavého výkonu. Rozhoduje geometrie tělesa, velikost plochy obrácené do místnosti, povrchová úprava, teplota vody a podmínky proudění. Část ploch uvnitř článkového tělesa je obrácena k sousedním článkům. Tyto plochy pomáhají předávat teplo vzduchu v mezerách, zatímco jejich přímý sálavý účinek směrem do místnosti omezuje geometrie. U deskového tělesa může sálat přední plocha, zatímco vnitřní žebra zvětšují plochu pro ohřev proudícího vzduchu.

Katalogový údaj ve wattech vyjadřuje celkový tepelný výkon při uvedených podmínkách. Ze samotného výkonu ani z označení materiálu nelze odvodit spolehlivé procento sálání. Má-li projekt stanovený požadavek na sálavou složku, je potřeba doložený údaj pro konkrétní těleso a podmínky jeho provozu.

Co pocítíte u okna, u stěny a uprostřed místnosti

Pro tepelný komfort je důležitá teplota vzduchu i střední radiační teplota, tedy společný vliv okolních ploch na výměnu tepla s člověkem v určitém místě. Při malém proudění lze operativní teplotu orientačně vyjádřit průměrem těchto dvou hodnot. Pokud má vzduch 22 °C a střední radiační teplota v místě sezení je 18 °C, vychází orientačně 20 °C. Jde o ilustraci principu. Skutečný pocit ovlivní také proudění, oblečení a aktivita člověka.

Ve vysokém salonu s původními okny se proto vyplatí posoudit místo sezení přímo v půdorysu. Těleso pod oknem může ohřevem vzduchu zmírnit chladný sestupný proud od skla. Těleso při boční stěně může mít příznivou polohu vůči pracovnímu stolu, pokud má jeho čelní plocha volný výhled do prostoru. Obě řešení je třeba posoudit i s ohledem na závěsy, nábytek a vedení potrubí. Dlouhý závěs nebo uzavřený kryt může omezit proudění a odstínit přímé sálání. Pro těleso v nice či za krytem je vhodné ověřit výkon pro skutečné provedení.

Tepelná setrvačnost se projeví hlavně při změnách

Hmotnost litiny a množství vody v tělese ovlivňují, kolik energie se uloží při ohřevu a jak rychle se změní povrchová teplota. Těžší těleso s větší náplní obvykle reaguje pomaleji při náběhu i po uzavření ventilu. Při chladnutí dál předává energii, kterou přijalo během ohřevu. Setrvačnost popisuje průběh v čase. Úsporu energie je třeba posuzovat podle ztrát budovy, provozu zdroje, regulace a způsobu užívání místnosti.

V celodenně obývaném salonu může pozvolnější odezva vyhovovat stabilnímu režimu vytápění. U hotelového pokoje, který má po delší přestávce rychle dosáhnout komfortní teploty, je na místě posoudit čas náběhu celé místnosti. Podobně v osluněném bytě stojí za pozornost, jak soustava zareaguje na odpolední slunce. Při volbě regulace je proto užitečné vědět, kdy se místnost používá a jak rychle se mění její tepelné zisky.

Jak přepočítat výkon pro skutečnou teplotu vody

Začněte tepelnou ztrátou konkrétní místnosti při návrhových podmínkách. Potom zjistěte teplotu přívodu a zpátečky, se kterou projekt počítá. Údaj 75/65/20 °C znamená 75 °C na přívodu, 65 °C na zpátečce a 20 °C v místnosti. Rozdíl mezi průměrnou teplotou vody a vzduchem zde vychází 50 K. Při režimu 55/45/20 °C vychází 30 K. Jde o jinou veličinu než spád mezi přívodem a zpátečkou, který je v obou příkladech 10 K.

Při nižší teplotě vody klesá výkon stejného tělesa. Pokles se obecně neurčuje prostým poměrem 30 ku 50. Použijte výkonová data výrobce pro daný režim nebo jeho přepočet pro konkrétní model. Zkontrolujte také způsob připojení, navržený průtok a možnosti vyvážení soustavy. U rekonstrukce s tepelným čerpadlem nebo kondenzačním kotlem se tak může změnit potřebný počet článků, výška tělesa či počet radiátorů v místnosti. Technické pozadí přepočtu rozebírá CIBSE Journal v článku o rekonstrukcích s tepelnými čerpadly.

Jak navrhnout Biaxo do historického nebo prémiového interiéru

Biaxo 4 a Biaxo 6 jsou článková litinová tělesa Laurens s čistým profilem inspirovaným prvorepublikovým stylem. Počet článků umožňuje přizpůsobit délku dostupnému prostoru a požadovanému výkonu. Při porovnání obou řad pracujte s údaji pro konkrétní výšku a sestavu. Kromě šířky zkontrolujte hloubku, prostor pro ventil, připojovací rozteč a únosnost místa montáže. Produktové stránky uvádějí provedení na podlahu i na stěnu.

V praxi může být v jedné místnosti vhodné nízké delší těleso pod parapetem a v jiné vyšší sestava u boční stěny. Pokud jde o historický interiér, pomůže do výkresu zanést také obložení, podlahové lišty, průběh stávajícího potrubí a polohu závěsů. Příklad začlenění obou řad do historického bytu nabízí realizace v Paláci Dlouhá. Pro návrh vlastní sestavy si připravte tepelnou ztrátu místnosti, návrhové teploty vody, rozměry dostupného prostoru a fotografii připojení. Z těchto podkladů lze vybrat těleso, které pokryje potřebný výkon a zároveň dobře zapadne do interiéru.