سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد، درمقایسه با سایر سیستم‌های حرارتی نه تنها در صرفه‌جویی و بهینه‌سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان‌ها دارای نقاط قوت بسیاری می‌باشد.
در سال‌های اخیر، سیستم گرمایشی از کف در کشورهای اروپائی و آمریکا در مجتمع های مسکونی بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی، توزیع یکسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشکلات موجود در سایر روش‌ها، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها، گرفتگی و پوسیدگی لوله‌ها و… می‌باشد. استفاده از روش گرمایش از کف جهت گرمایش محل سکونت از دیرباز به طرق مختلف انجام می‌گرفته است. بطوریکه رومی‌ها زیر کف را کانال کشی کرده و هوای گرم را از آن عبور می‌دادند و کره‌ای‌ها دود حاصل از سوخت را قبل از اینکه از دودکش عبور کند از زیر کف انتقال می‌دادند. در سال 1940 نیز فردی بنام سام لویت برای این منظور لوله‌های آب گرم را در زیر کف قرار داد. در کشور ایران نیز درمناطق کوهستانی و سردسیر از جمله آذربایجان این روش مورد استفاده قرار می‌گرفته، که بیشترین مورد استفاده آن درحمام‌ها بود.
به طور کلی سه نوع روش گرمایش از کف موجود است:
گرمایش با هوای گرم
گرمایش با جریان الکتریسیته
گرمایش با آب گرم
به دلیل اینکه هوا نمی‌تواند گرمای زیادی را در خود نگاه دارد، روش هوای گرم در موارد مسکونی چندان به صرفه نیست و روش الکتریکی نیز فقط زمانی مقرون به صرفه است که قیمت انرژی الکتریکی کم باشد. درمقایسه با دو روش ذکر شده، سیستم گرمایش با آب گرم (هیدرولیک) مقرون به صرفه‌تر و خوشایندتر می‌باشد.
بدین خاطر سال‌های متوالی در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمایش از کف به عنوان راحت‌ترین، سالم‌ترین و طبیعی‌ترین روش برای گرمایش شناخته شده است. همانطور که افراد در یک روز سرد زمستانی توسط تشعشع خورشید احساس گرما می‌نمایند، در این روش نیز گرما را بوسیله انتقال حرارت تشعشعی (تابشی) از کف دریافت می‌کنند و یقیناً احساس آسایش بیشتری خواهند نمود. در این سیستم گرمایشی معمولاً دمای آب گرم موجود در لوله‌های کف‌خواب بین 30 تا60 درجه سانتی گراد می‌باشد که در مقایسه با سایر روشهای موجود، که دمای آب بین 54 تا 71 درجه سانتی گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی می‌شود. در ساختمان هایی که دارای سقف بلند می‌باشند استفاده از سیستم گرمایش از کف باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود، به این خاطر که در سایر روش‌ها (مانند رادیاتور و بخاری) هوای گرم در اثر کاهش چگالی سبک شده و به سمت سقف می‌رود و اولین جایی را که گرم می‌کند سقف می‌باشد (این موضوع به طور واضح در سمت چپ شکل زیر مشخص می‌باشد). به علت بالا بودن دمای هوا در کنار سقف میزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجای دیگر بیشتر است و این عامل باعث اتلاف مقدار زیادی انرژی می‌شود.
در روش گرمایش از کف ابتدا قسمت پایین که مورد نیاز ساکنین است گرم می‌شود و هوا با دمای کمتری به سقف می‌رسد، که این یکی از مزایای اصلی این سیستم می‌باشد. یکی دیگر از مزایای استفاده از روش گرمایش از کف که امروزه بسیار مورد توجه واقع می‌شود، آسایش و راحتی افراد می‌باشد، به طوریکه آسایش و راحتی فرد در محل سکونتش بدون اینکه از هر بابت دارای محدودیت باشد فراهم می‌شود. در نظر بگیرید که بدن شما در یک اتاق بگونه‌ای گرم شود که شما در هنگام استراحت هیچگونه هوای گرمی را استنشاق نکنید و تنفس شما بسیار راحت صورت گیرد، این بهترین روش گرم کردن در یک آپارتمان و یا یک منطقه صنعتی است. همه اعضای بدن شما بخصوص پا که بیشترین فاصله را با قلب دارد همیشه گرم خواهد ماند و این برای انسان بسیار مطلوب خواهد بود.
همانگونه که قبلاً اشاره شد در گرمایش بوسیله رادیاتور یا بخاری دمای قسمت پایین اتاق سردتر از بالای آن می‌باشد که این حالت برای کودکان که دارای اندام کوچکی هستند ناخوشایند است، بطوریکه افزایش البسه آنها برای جلوگیری از بیماری، آزادی کودکانه آنها را محدود می‌کند. سیستم گرمایش از کف برخلاف رادیاتور که هوای محل سکونت را به دلیل گرمای بیش از حد خشک می‌کند، رطوبت را در حد متعادل نگه می‌دارد. همانطور که می‌دانید بیشتر افراد از کثیف شدن دیوارها و محیط زندگی در اثر استفاده از منابع گرمایی همچون بخاری و رادیاتور احساس نارضایتی می‌کنند. از آنجا که در سیستم گرمایش از کف جریان هوا به آرامی از پایین به بالا در حرکت می‌باشد، دیوار ها پاکیزه می‌‌مانند. همین امر در مورد افرادی که دارای آلرژی (حساسیت) هستند بسیار مورد اهمیت است زیرا که محیط زندگی عاری از هرگونه محرک خواهد شد. استفاده از این سیستم در مکان‌هایی همچون آشپزخانه و حمام که کف آنها معمولاً خیس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشک شدن کف می‌شود. مسئله مهم دیگر اینکه در این روش رطوبت زمین که در بعضی از منازل منجر به بروز بیماری‌های مفصلی می‌شود از بین رفته و باعث کاهش درد بیماران مبتلا به ناراحتی‌هایی از قبیل رماتیسم خواهد شد.
همچنین از رطوبت دیوارها و کپک زدن آن که شکل خوشایندی ندارد جلوگیری می‌شود و دیگر اینکه در این سیستم جایی برای رشد و تکثیر حشرات موزی وجود ندارد. یکی دیگر از فواید سیستم گرمایش از کف این است که دیگر فضای منزل یا محل کار توسط دستگاه‌های رادیاتور و بخاری اشغال نمی‌شود و به همین منظور آزادی بیشتری در تغییر دکوراسیون محل زندگی خواهید داشت. شاید به نظر آید که به هنگام نصب سیستم کف خواب دیگر نمی‌توانید پوشش مورد علاقه تان را برای کف انتخاب کنید! ولی این طور نیست. مطمئن باشید که شما می‌توانید برای پوشش کف منزل خود از هر نوع مصالحی ازجمله سنگ، سرامیک، کاشی پارکت چوب و فرش نیز استفاده کنید بدون اینکه تأثیری در گرمای مطلوب محیط شما بگذارد. یکی دیگر از کاربردهای سیستم گرمایش از کف، ذوب برف می‌باشد، بطوریکه از این روش برای ذوب یخ یا برف موجود در پیاده‌روها، لنگرگاه‌های بارگیری، جاده‌ها، ورودی ساختمان‌ها و بیمارستان‌ها، باند فرود هواپیما و زمین‌های ورزشی از جمله زمین فوتبال و غیره که دسترسی آسان و سریع به محل الزامی است می‌توان استفاده کرد. بطوریکه این روش علاوه بر کاهش هزینه‌های برف‌روبی و نمک‌پاشی، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسیار موثر خواهد بود.
در حدود ۱۷۰۰ سال پیش در امپراتوری روم باستان، سیستم گرمایش از کف بعنوان یک روش تأمین حرارت مطلوب مورد استفاده واقع می‌گردید.
رومیان با سوزاندن چوب و ایجاد گازهای مشتعل و عبور دادن این گازها از کانال‌های هوایی موجود در کف ساختمان، اقدام به گرم کردن کف منازل خود می‌کردند. این روش مدت‌های زیادی مورد استفاده قرار می‌گرفت.
هم اکنون نیز همین سیستم گرمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد با این تفاوت که نحوه عمل، اندکی تغییر کرده است و بجای گاز داغ از آب گرم و بجای کانالها از لوله‌های مخصوص استفاده می‌کنند.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی هزینه نصب سیستم گرمایش کفی کاهش یافته است و با استفاده از لوله‌های PEX دیگر مشکلات مربوط به لوله های مسی و فلزی و پلی‌بوتیلن را نخواهیم داشت.
لوله‌های پلی‌بوتیلن (PB) مدت‌ها در این روش مورد استفاده قرار می‌گرفت اما بدلیل وجود مشکلاتی مانند نشتی آب، کم کم جای خود را به لوله‌های جدید‌تر دادند.
امروزه لوله‌های پلیمری جدیدی که از جنس پلی‌اتیلن مشبک شده می‌باشند مورد استفاده قرار می‌گیرند. که مانند لوله‌های PB نصب آنها بسیار آسان خواهد بود؛ اما بخاطر ساختار مشبک آن خواص بهتری از خود نشان می‌دهند و مشکلات لوله‌های پلی‌بوتلین را ندارند.
فواید استفاده از سیستم گرمایش کفی
۱) آسایش و آرامش در بالاترین حد ممکن : درجه حرارت ثابت و دائمی در طول زمستان در نزدیکی کف ساختمان و در محلی که شما قرار دارید وجود خواهد داشت. این حالت بسیار دلپذیری است که محیط اطراف پا گرم بوده و هوای مورد تنفس گرمای زیادی نداشته باشد. پروفیل دمایی سیستم گرمایش کفی به پروفیل ایده آل بسیار نزدیک است، گرما به آرامی از کف به سمت سقف منتشر می‌شود، پای گرم و سر خنک، به سلامت کمک می‌کند.
۲) ثابت بودن حرارت: بعلت جرم بالای، پوشش کف ساختمان در صورت هر گونه قطع برق و یا عوامل دیگر که باعث توقف حرارت‌دهی مرکزی باشد، مدت زمان سرد شدن آپارتمان بسیار طولانی‌تر از سایر روش‌ها می‌باشد. در این سیستم ابتدا مدت زمانی طول می‌کشد تا کف زمین به درجه حرارت مطلوب برسد، ولی پس از گرم شدن این حرارت به صورت پایدارتری‌تری در طول مدت زمستان مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
۳) سبکی وزن ساختمان، افزایش ارتفاع اتاق‌ها: بعلت استفاده از یکنوع لوله با سایز پایین و همچنین حذف عبور لوله‌های تاسیساتی از روی یکدیگر (که عموماً باعث بالا آمدن کف واحدها و پر کردن کف در زمان ساخت می‌شود ) ضخامت پوشش به مقدار زیادی کاهش می‌یابد. این امر ضمن کم کردن وزن ساختمان ( و در نتیجه استقامت بیشتر آن ) موجب افزایش ارتفاع سقف واحدها نیز می‌گردد.
۴) صرفه‌جویی در مصرف سوخت: بعلت تماس مستقیم افراد با منبع گرمایش درجه حرارت اتاق در درجات پایین‌تری تنظیم می‌گردد. این امر موجب صرفه جویی ۲۵ الی ۴۰ درصد در مصرف سوخت خواهد شد.
۵) آزادی عمل در دکوراسیون داخل منزل: بعلت قرار گرفتن این سیستم در کف، اثاثیه را می‌توان در هر گوشه‌ای از ساختمان قرار داد. این امر بخصوص در واحدهای کوچک‌تر و اتاق خواب‌هایی بافضای محدود، ملموس‌تر خواهد بود.
۶) هوای پاکیزه‌تر و خشک نشدن هوا: در سیستم رادیاتوری، عموماً هوای اتاق خشک می‌شود. در بسیاری از موارد با قرار دادن کتری آب به روی رادیاتور سعی در افزایش رطوبت اتاق می شود. این مشکل در سیستم گرمایش کفی نمودی نخواهد داشت.
۷) تمیزی دیوارها و اثاثیه منزل: بعلت سیکل گردش هوای داغ در زمان استفاده از رادیاتور عموماً دیوارهای بالای رادیاتور بمرور زمان سیاه شده و دوده را بخود جذب می‌نماید. در سیستم گرمایش کفی ین مشکل برطرف شده و دیوارها و سایر لوازم در طول زمان سیاه نخواهد شد.
۸) افزایش ارزش منزل: استفاده از سیستم گرمایش کفی موجب افزایش ارزش منازل می‌شود اگر چه نصب این سیستم از لحاظ هزینه تفاوت چندانی با سیستم حرارت بتوسط رادیاتورهای مرغوب ندارد، ارزش افزوده آن برای ساختمان بسیار بیشتر خواهد بود.
۹) استفاده از منابع حرارتی مختلف : سیستم گرمایش کفی می‌تواند از منابع مختلفی برای تأمین گرمایش استفاده کند. موتورخانه، پکیچ و حتی حرارت خورشیدی می‌توانند در این سیستم مورد استفاده قرار گیرند.
۱۰) خشک‌تر باقی ماندن زمین‌های مرطوب و یا خیس: در صورت نصب سیستم گرمایش کفی در محل‌های مانند آشپزخانه، سرویس‌های بهداشتی و زیر زمین، در صورت خیس شدن کف این محل‌ها بعلت شستشو بسرعت خشک خواهد شد.
روشهای کنترل دما در سیستم گرمایش کفی:
ـ سیستم کنترل دمای بصورت دستی
ـ سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت مکانیک
ـ سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت برقی
▪ سیستم کنترل دمای بصورت دستی
در این سیستم با استفاده از شیرآلات قطع و وصل متصل شده به خروجی‌های هر کلکتور، در جعبه مربوطه، امکان کنترل منطقه‌های حرارتی به صورت دستی امکان پذیر می‌گردد. از مزایای این سیستم، اقتصادی بودن و ساده بودن سیستم کنترلی، می‌توان اشاره نمود.
▪ سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت مکانیکی
در این سیستم با استفاده از نصب شیرآلات گرمایش کفی در داخل دیوار هر فضای گرمایشی، از طریق تنظیم ترموستات حرارتی نصب شده بر روی شیر گرمایش کفی داخل دیوار، دمای محیط مریوطه به صورت مکانیکی و اتوماتیک کنترل می‌گردد. در این روش داخل جعبه شیر گرمایشی، شیر تخلیه هوا نیز پیش بینی شده است.
▪ سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت برقی
در این سیستم شیرهای برقی که به حس‌گرهای الکتریکی در هر محیط به طور جداگانه وصل شده‌اند، فرمان قطع و وصل هرمدار حرارتی را دریافت نموده و عملیات تنظیم خودکار هر محیط را انجام می‌دهند.امکان دیگری همانند، دبی‌سنج و یا دماسنج نصب شده بر روی هر خروجی و ورودی کلکتور امکان کنترل‌های مختلف و متنوعی را برای کاربر ممکن می‌سازد. سیستم اتوماتیک برقی پایپکس کامل‌ترین روش کنترلی دمایی فضای گرمایش کفی می‌باشد.
انواع منبع تأمین کننده حرارتی ممکن جهت سیستم گرمایشی از کف:
سیستم‌های گرمایش از کف همانند سیستم رادیاتور قابلیت اتصال به انواع منابع تأمین کننده حرارتی را دارا می‌باشند. ولی با توجه به راندمان بالای گرمایش کفی دمای مورد نیاز به بیشتر از ۵۰ درجه نمی‌رسد. از طرف دیگر دمای مورد نیاز سیستم آبرسانی حداقل ۶۰ درجه می‌باشد. در نتیجه در ساختمانی که از گرمایش کفی استفاده می‌کند نیاز به دو مدار با درجه حرارت متفاوت ضروری است که به روشهای ذیل ممکن می‌باشد:
ـ استفاده از پکیج
ـ استفاده از موتورخانه با ۲ دیگ کوچک
ـ استفاده از موتورخانه با یک دیگ و مبدل حرارتی
ـ استفاده از موتورخانه با یک دیگ و الکترو والو با مدار بای پاس