Стельова система опалення/охолодження

Заповнена водою випромінювальна поверхня в стелі, яка опалює приміщення теплою водою та охолоджує холодною, переважно через випромінювання.

Що таке система стельового опалення та охолодження?

Система стельового опалення та охолодження — це водна променева поверхня в стелі. Вона опалює приміщення теплою водою та охолоджує його холодною водою. Тепло передається переважно випромінюванням між поверхнею стелі та людьми, стінами й меблями в кімнаті. У словацькій практиці ця система називається stropné vykurovanie a chladenie (стельове опалення та охолодження). Один контур з водою обслуговує обидва сезони, тож та сама поверхня працює і взимку, і влітку.

Існує два основних способи її виконання. Перший — капілярний мат, сітка з тонких трубок безпосередньо під поверхнею стелі. Другий — готова панель, підвішена під несучою конструкцією стелі. Ці два варіанти відповідають різним стандартам, які пояснюються в розділі про стандарти нижче.

Як стельова поверхня опалює та охолоджує приміщення?

Clina, німецький виробник стель із капілярними матами, описує принцип роботи на сторінці свого продукту. Тепла або холодна вода тече крізь дуже тонкі капілярні трубки зовнішнім діаметром 3,4 або 4,3 мм. Трубки розміщені під поверхнею огороджувальних конструкцій приміщення, а теплопередача здебільшого випромінювальна з невеликою конвективною складовою.

У режимі опалення тепла стеля віддає тепло всьому, що знаходиться під нею. У режимі охолодження поверхня холодніша за повітря в кімнаті, тому вона поглинає тепло від поверхонь і людей. Для цього приміщенню не потрібен вентилятор, тому система працює тихо та без протягів. Ці твердження походять з тієї самої сторінки виробника, тож сприймайте їх як опис виробника, а не як результати незалежних випробувань.

Які температури води та поверхні використовуються?

На тій самій сторінці Clina наведено типові значення для її стель із капілярними матами. Вони показують, що система працює за помірних температур в обох режимах.

РежимТемпература водиПоверхня стеліПотужність за даними виробника
Опаленнявід 28 до 35 °Cблизько 27–30 °Cдо приблизно 60–70 Вт/м², залежно від симетрії випромінювання
Охолодженнятипова подача 16 °C, з різницею 2–3 K між подачею та зворотомблизько 19 °Cдо 100 Вт/м² при різниці температур 10 K, для закритих стель охолодження

Це цифри виробника для однієї родини продуктів. Потужність іншої системи залежить від її конструкції, тож попросіть постачальника надати дані випробувань саме того продукту, який вас цікавить.

Як запобігти конденсації, коли стеля охолоджується?

Охолоджена поверхня несе ризик конденсації, адже вода осідає на поверхні, холодній за точку роси повітря в приміщенні. Clina називає цей ризик керованим і описує два заходи. У кожній зоні регулювання встановлені датчики точки роси. Якщо виникає ризик, регулюючий клапан закривається і зупиняє подачу води в мати. На сторінці також зазначено, що вентиляція підтримує відносну вологість приблизно на рівні 50 %.

Це означає, що регулювання та вентиляція є частиною системи охолодження, а не додатковою опцією. Стеля, яка охолоджується без контролю вологості, може залишатися мокрою. Датчики та логіку роботи клапанів слід закласти в проєкт із самого початку.

Які стандарти застосовуються: EN 14037 чи EN 1264?

Ці два ряди стандартів охоплюють різні конструкції. Сфера застосування STN EN 1264-1:2021 чітко визначає поділ. Словацький орган стандартизації опублікував цю редакцію у серпні 2021 року. Серія EN 1264 охоплює водяні системи опалення та охолодження, вбудовані в огороджувальні поверхні приміщення. Ці системи з’єднані з несучою основою поверхні. Та сама сфера застосування виключає стельові системи в підвісній стелі, де запроєктований відкритий повітряний зазор відокремлює систему від несучої конструкції будівлі. Для них тепловіддачу визначають серія EN 14037 та EN 14240.

Словацький каталог стандартів містить дві частини серії EN 14037, які є чинними:

  • STN EN 14037-1, введений у дію 1 січня 2017 року: готові стельові променеві панелі для опалення приміщень.
  • STN EN 14037-4, введений у дію 1 січня 2017 року: готові стельові променеві панелі, метод випробування холодопродуктивності.

Капілярний мат, вбудований у стелю, належить до вбудованих систем за EN 1264. Вільно підвішена панель належить до EN 14037. Порівнюючи пропозиції, запитуйте, до якої серії відноситься заявлена потужність.

Чим стеля відрізняється від стінних і підлогових випромінювачів?

Clina на своїй сторінці наводить типову потужність для кожної поверхні. Значення для підлоги там подано за DIN, а для інших поверхонь стандарт не вказано. Наведені нижче цифри є даними виробника і подані лише для орієнтира порядку величин. Див. також променеве опалення підлоги, систему опалення стін та ширший принцип у розділі променеве охолодження.

ПоверхняПотужність за даними Clina
Стеля, опаленняблизько 60–70 Вт/м²
Стеля, охолодженнядо 100 Вт/м² при різниці 10 K
Підлога100 Вт/м²
Стіна130 Вт/м²

Охолоджувана стеля — це назва тієї самої поверхні, коли вона використовується лише для охолодження.

Чому стельова система пасує до будинку з тепловим насосом?

Британський фонд Passivhaus Trust пояснює у своєму посібнику How to build a Passivhaus, що для теплового насоса температура системи опалення є визначальною для ефективності. Споживання енергії приблизно пропорційне різниці між температурою зовнішнього повітря та температурою системи опалення, тому системи низькотемпературні є кращими. Стеля, що опалюється водою з температурою 28–35 °C, як зазначає Clina, у цьому сенсі є низькотемпературним випромінювачем. Той самий контур тоді може влітку подавати холодну воду.

Часті запитання

Чим стельова система відрізняється від капілярного мата?
Капілярний мат є одним із способів влаштування стельової системи. Це мат із тонких трубок під поверхнею стелі. Другий спосіб це готова панель, підвішена під стелею. Вбудовані системи належать до серії EN 1264, а вільно підвішені панелі до серії EN 14037.
Чи може стельова система охолоджувати приміщення влітку?
Так. Виробник Clina вказує потужність охолодження до 100 Вт/м² при різниці температур 10 К для закритих охолоджувальних стель. Типова температура подачі становить 16 °C, а температура поверхні стелі тоді близька до 19 °C.
Чи є ризик конденсату при охолодженні стелі?
Так, оскільки вода утворюється на поверхні, холодніші за точку роси повітря в приміщенні. Clina встановлює датчики точки роси в кожній зоні регулювання та закриває регулюючий клапан, коли виникає ризик. Також компанія зазначає, що вентиляція підтримує вологість приблизно на рівні 50 %.
Який стандарт описує стельову опалювальну панель?
Для готових стельових панелей словацький каталог вказує STN EN 14037-1 для опалення приміщень. Для випробування потужності охолодження він вказує STN EN 14037-4. Системи, вбудовані в поверхню стелі, відповідають серії EN 1264.
Чи потрібен стельовій системі тепловий насос?
Ні. Системі потрібне лише джерело води потрібної температури. Тепловий насос добре підходить для неї, оскільки Passivhaus Trust зазначає, що низькі температури системи опалення покращують роботу теплового насоса.

Джерела

  1. STN EN 1264-1: Water based surface embedded heating and cooling systems, Part 1: Definitions and symbols (STN edition August 2021, contains EN 1264-1:2021, supersedes EN 1264-1:2011) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Clause 1 Scope
  2. Free hanging heating and cooling surfaces for water with a temperature below 120C - Part 1: Pre-fabricated ceiling mounted radiant panels for space heating - Technical specifications and requirements (STN EN 14037-1, release 01.01.2017) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Standard record: number, English title, release date and validity status
  3. Free hanging heating and cooling surfaces for water with a temperature below 120C - Part 4: Pre-fabricated ceiling mounted radiant panels - Test method for cooling capacity (STN EN 14037-4, release 01.01.2017) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Standard record: number, English title, release date and validity status
  4. Heating and cooling systems (capillary tube mats) · Clina Heiz- und Kühlelemente GmbH, manufacturer page
  5. How to build a Passivhaus, Chapter 8: Building services · UK Passivhaus Trust · Heating section, heat pump paragraph