Żebro, panel, rurka...

Przy zakupie grzejnika musimy wiedzieć, jaka jest planowana moc grzewcza – od tego zależy jego wielkość (fot. Eurotherm) Na termostacie pokojowym są wyświetlane wszystkie potrzebne informacje (fot. Honeywell) Grzejnikowe zawory termostatyczne pozwalają precyzyjnie ustawić temperaturę w jednym pomieszczeniu (fot. Comap)Spośród wielu sposobów ogrzewania pomieszczeń nadal najpopularniejsze są instalacje z grzejnikami c.o. Ich wybór...

Przy zakupie grzejnika musimy wiedzieć, jaka jest planowana moc grzewcza – od tego zależy jego wielkość (fot. Eurotherm)

Na termostacie pokojowym są wyświetlane wszystkie potrzebne informacje (fot. Honeywell)

Grzejnikowe zawory termostatyczne pozwalają precyzyjnie ustawić temperaturę w jednym pomieszczeniu (fot. Comap)

Spośród wielu sposobów ogrzewania pomieszczeń nadal najpopularniejsze są instalacje z grzejnikami c.o. Ich wybór jest ogromny, nie tylko pod względem estetyki, ale także wydajności.

Dobrze jest zastanowić się nad systemem ogrzewania w naszym domu jeszcze w fazie jego projektowania lub na etapie budowy. Wtedy jeszcze można wprowadzić do konstrukcji domu kilka poprawek, które w ogólnym bilansie wpłyną korzystnie na zmniejszenie wydatków na ogrzewanie. Bo może być tak, że nawet najlepszy system grzewczy, najlepszy kocioł itd., okażą się inwestycjami wyrzuconymi w kosmos, razem z uciekającym przez przegrody budowlane ciepłem.

Wędrujące ciepło

Grzejniki przekazują do pomieszczeń ciepło, które dociera do nich z wodą krążącą w instalacji, ogrzaną przez kocioł lub inne urządzenie grzewcze – np. kominek, kolektor słoneczny lub pompę ciepła.

Efektywność ogrzewania zależy przede wszystkim od sposobu przekazywania ciepła przez grzejnik – przez konwekcję i promieniowanie, ale jeden z nich dominuje w określonych typach grzejników.

Konwekcja polega na ogrzewaniu powietrza opływającego grzejnik. Ogrzane (lżejsze) powietrze unosi się, a na jego miejsce napływa chłodniejsze, ogrzewa się, po czym znowu unosi i tak dalej. W pomieszczeniu najcieplej jest więc pod sufitem, przy podłodze zaś – o kilka stopni chłodniej. Grzejniki przekazujące ciepło w ten sposób, nazywane są popularnie konwektorami. Szczególnie korzystne są grzejniki kanałowe (instalowane w podłodze), ponieważ ogrzane i unoszące się powietrze tworzy kurtynę przed oknem, gdzie występują największe straty ciepła.

Promieniowanie, czyli emisja fal cieplnych, zapewnia równomierne rozchodzenie się ciepła w kierunku prostopadłym do płaszczyzny grzejnika. W ten sposób przekazuje ciepło większość grzejników, przy czym udział promieniowania wynosi 50-70%, a resztę zapewnia konwekcja.

Dobór wielkości grzejników zależy od wymaganej mocy grzewczej przy założonych parametrach wody zasilającej i powrotnej 1. Obecnie projektowane instalacje grzewcze niskotemperaturowe obliczone są na temperaturę 70°C zasilania i 50°C powrotu przy założonej temperaturze w pomieszczeniu 20°C (oznaczenie: 70/50/20°C). Przy zakupie grzejnika trzeba więc sprawdzić, dla jakich parametrów podana jest moc. I tak, jak w przypadku kotła, trzeba pamiętać, że zbyt duże grzejniki to dodatkowe koszty na ogrzewanie, zaś zbyt małe nie zapewnią komfortu cieplnego i w konsekwencji ich eksploatacja wyjdzie drożej z powodu konieczności dogrzewania domu w inny sposób.

Bilans i komfort cieplny

Zapotrzebowanie domu na ciepło zależy nie tylko od panującej na zewnątrz temperatury, ale również od takich czynników, jak wiatr, nasłonecznienie, liczba przebywających w domu osób, intensywność oświetlenia oraz moc innych źródeł ciepła. Powodowane przez nie zyski lub straty ciepła wpływają na temperaturę w poszczególnych pomieszczeniach. Jej wahania pozwolą wyrównać urządzenia regulacyjne, które sterują ilością ciepła dostarczanego przez instalację c.o.

W pokojach temperatura powinna wynosić około 20°C, a w łazience nawet 25°C. Trzeba jednak pamiętać, że podwyższenie temperatury o 2°C będzie powodowało wzrost zużycia energii o 8-12% i podniesie koszty ogrzewania.

Projekt instalacji grzewczej uwzględnia standardową temperaturę pomieszczeń przy maksymalnym spadku temperatury zewnętrznej do -20°C lub -10°C – w zależności od strefy klimatycznej – czyli określa maksymalną moc instalacji. Najczęściej jednak przez większość sezonu grzewczego potrzebna jest znacznie mniejsza moc.

Na wybór systemu regulacji i jego skuteczność decydujący wpływ ma rodzaj źródła ciepła oraz bezwładność cieplna budynku. Domy o ciężkiej konstrukcji, dobrze akumulujące ciepło (czyli wykazujące dużą bezwładność cieplną), wymagają innego rodzaju regulatorów niż budynki o konstrukcji lekkiej, które szybko nagrzewają się, ale i prędko tracą ciepło (np. domy szkieletowe). Gazowe i olejowe kotły c.o. można łatwo regulować w dużym zakresie mocy, natomiast kotły na paliwa stałe nie zapewniają takich możliwości.

Działanie każdego układu automatycznej regulacji wymaga tzw. sprzężenia zwrotnego, czyli sygnału z urządzenia pomiarowego, sterującego pracą kotła, grzejnika czy zaworu mieszającego. O skuteczności regulacji decydują czułość czujnika (zdolność do reagowania na zmiany temperatury) oraz tzw. histereza – różnica między temperaturą włączania i wyłączania urządzeń sterujących mocą cieplną układu. Większość czujników reaguje na zmiany w zakresie 0,5-1°C, a histereza – zależnie od sposobu regulacji – wynosi 2-10°C. W centralnym ogrzewaniu stosuje się regulację całego układu grzewczego, jego części lub poszczególnych grzejników. W rozbudowanych systemach nad pracą całego układu czuwa mikroprocesor, analizujący sygnały uzyskiwane z czujników umieszczonych na zewnątrz i wewnątrz domu.

Regulacja temperatury wody zasilającej grzejniki stosowana jest przede wszystkim w kotłach opalanych węglem lub koksem. Układem steruje termostat kotłowy (tzw. miarkownik ciągu), regulujący dopływ powietrza do spalania zależnie od temperatury wody wypływającej z kotła. Pokrętło umożliwia nastawienie temperatury w zakresie 40-95°C – zależnie od warunków atmosferycznych – na podstawie tabeli lub indywidualnych doświadczeń. Niestety, taki układ regulacyjny nie reaguje bezpośrednio na temperaturę wewnątrz pomieszczenia, a wszelkie jej zmiany (wywołane nasłonecznieniem, otwieraniem okien) nie wpływają na zmianę mocy ogrzewania.

W podobny sposób regulowane są stare kotły gazowe, nie mające układów automatyki. Włączeniem i wyłączeniem palnika steruje termostat, reagujący na zmiany temperatury wody. Skuteczność takich rozwiązań jest niewielka i często dochodzi do przegrzania lub niedogrzania domu. Szczególnie odczuwalne jest to w budynkach o lekkiej konstrukcji lub źle izolowanych cieplnie.

Obecnie w instalacjach grzewczych coraz częściej jest stosowana regulacja temperatury za pomocą termostatu pokojowego. Czujnik, zamontowany w reprezentatywnym pomieszczeniu (w którym straty ciepła odpowiadają przeciętnym stratom całego budynku), reaguje na występujące w nim zmiany temperatury i bezpośrednio steruje włączaniem oraz wyłączaniem kotła c.o. Skuteczność regulacji zależy w dużym stopniu od powierzchni domu i miejsca umieszczenia czujnika. Powinien zostać umocowany na wysokości 1,5 m od podłogi, w odległości co najmniej 2 m od grzejnika, w miejscu nie narażonym na przeciągi i gwałtowne zmiany temperatury. Najczęściej instaluje się go na parterze, w holu lub pokoju dziennym. Należy pamiętać, aby nie zasłaniały go meble. Grzejniki w tym pomieszczeniu nie mogą mieć zaworów termostatycznych, gdyż podwójna regulacja uniemożliwi właściwe funkcjonowanie systemu. Najprostsze termostaty pokojowe wyposażone są w czujnik bimetaliczny o dokładności działania 0,5°C, reagujący w zakresie temperatur od 5 do 25°C.

Termostaty mogą być dodatkowo wyposażone w przełącznik „dzień – noc”, obniżający w nocy temperaturę o 3°C, oraz programator dzienny lub tygodniowy, który umożliwia nastawienie różnej temperatury w ciągu doby lub w poszczególnych dniach tygodnia. Temperaturę w pozostałych pomieszczeniach reguluje się pośrednio, przez wstępnie ustawiony przepływ wody, lub niezależnie – zaworami przygrzejnikowymi.

Regulatory pogodowe, reagujące na zmiany temperatury zewnętrznej, w indywidualnych systemach ogrzewania nie zapewniają dostatecznego komfortu. Użytkownika interesuje przede wszystkim utrzymanie stałej temperatury wewnątrz, a dostosowywanie jej tylko do temperatury zewnętrznej uniemożliwia uwzględnienie dodatkowych źródeł ciepła w domu. Regulatory te najlepiej sprawdzają się w dużych instalacjach lub w systemach ogrzewania podłogowego, gdzie znaczna bezwładność cieplna wymaga regulowania ogrzewania z pewnym wyprzedzeniem czasowym. W takim rozwiązaniu potrzebny jest czujnik temperatury zewnętrznej, zainstalowany od strony północnej domu, oraz czujnik temperatury wody w kotle. Sygnały z czujników porównywane są w układzie elektronicznym, który daje możliwość dobrania zakresu i sposobu regulacji do cech instalacji grzewczej. Regulatory te mogą być również wyposażone w programatory, zmieniające nastawienia zależnie od pory dnia lub w cyklu tygodniowym.

Grzejnikowe zawory termostatyczne regulują moc grzejnika zależnie od temperatury otaczającego go powietrza. Mogą być montowane bezpośrednio na podłączeniu wody zasilającej grzejnik (zawór z głowicą termostatyczną) lub w układzie zdalnym (zawór przy grzejniku, a czujnik na ścianie). Skuteczność grzejnikowych zaworów termostatycznych zależy od cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu. Nie można ich zasłaniać ani odgradzać od obiegu powietrza, gdyż nie będą mogły odpowiednio reagować na zmiany temperatury. Należy pamiętać, że wymiana zaworów na termostatyczne zawsze wymaga sprawdzenia, jak będą one oddziaływać na obieg wody – zdławienie przepływu przez zawór powoduje bowiem zmianę warunków pracy pompy obiegowej i pozostałych grzejników.

Każda instalacja grzewcza powinna być zaprojektowana i wykonana na podstawie obliczeń bilansu cieplnego i oporów hydraulicznych układu. Niestety, w praktyce instalacje te często są montowane według przybliżonych wskaźników i tak, jak podpowiada doświadczenie wykonawców.

Nowa instalacja wymaga wstępnego wyregulowania (przez instalatora z odpowiednimi uprawnieniami!) niektórych parametrów, które później nie będą zmieniane podczas eksploatacji. Natomiast użytkownik ma dostęp do termostatów pokojowych i grzejnikowych, regulatora temperatury wody wypływającej z kotła oraz programatorów. W większości instalacji można dowolnie ustawić temperaturę na termostacie pokojowym i wyregulować termostatyczne zawory przy grzejnikach. W tym przypadku termostat kotłowy powinien być nastawiony na najwyższy zakres, gdyż o włączaniu i wyłączaniu kotła decydować będzie termostat pokojowy.

Pozostałe artykuły