Wymiana grzejników c.o. - na co zwracać uwagę

Parametry pracy instalacji dawniej i dziś

Zanim przyjrzymy się najnowszym tendencjom w doborze parametrów pracy instalacji grzejnej, warto przypomnieć historię zmian parametrów wody grzejnej, gdyż pozwoli ona lepiej zrozumieć nowe trendy w tej dziedzinie.

Kiedyś parametry wody w instalacji były narzucone odpowiednimi przepisami, dziś projektant może przyjąć takie parametry, jakie w danym przypadku uważa za najlepsze. W sieciach cieplnych woda dochodząca do instalacji domowych nigdy nie miała temperatury rzędu 150/70°C, a mimo to właśnie takie parametry należało przyjmować w obliczeniach.

Innym pomysłem było narzucenie projektantom temperatury 110/70°C jako parametrów wody zasilającej konwektory (obudowane blachą stalowe rury z nałożonymi żeberkami).

KONIECZNIE ZOBACZ

Grzejniki c.o., łazienkowe i elektryczne

Z kolei w instalacjach z grzejnikami żeliwnymi najpierw obowiązkowa była temperatura 95/70°C, a później 90/70°C. Z tego powodu przed wymianą starych grzejników na nowe najpierw należy ustalić, dla jakich parametrów wody instalacja została zaprojektowana (ustalić obliczeniową moc cieplną), a dopiero potem zacząć przeliczać moc starych grzejników na nowe.

Najlepszym rozwiązaniem byłoby wykonanie nowych obliczeń, dla nowych parametrów pracy i nowych grzejników. Problem leży w tym, że projektant rzadko ma do dyspozycji pełną inwentaryzację instalacji (jeśli wymianie podlegają tylko grzejniki) i nie może wykonać prawidłowych obliczeń.

Lepsze jednak obliczenia nie w pełni uwzględniające długość i średnicę rur niż ich brak i późniejsze regulowanie instalacji tzw. metodą na oko. Prawidłowo wykonany projekt, najlepiej przy zastosowaniu jednego z programów komputerowych, umożliwia obliczenie wszystkich przepływów, nastaw wstępnych i strat ciśnienia, tak aby instalacja pracowała prawidłowo i nie powodowała powstawania hałasów. Mając projekt w komputerze,  można w każdej chwili wprowadzić zmiany i sprawdzić, jaki będzie ich skutek.

Gdy w Niemczech już pod koniec lat 90. ubiegłego wieku zaczęto lansować parametry 55/45/20°C, w Polsce dopiero zaczynano myśleć o ich obniżeniu do wartości 70/55/20°C. Rozwój konstrukcji kotłów gazowych i stale wzrastająca popularność kotłów kondensacyjnych sprzyjały obniżaniu parametrów w instalacjach wodnych centralnego ogrzewania. Jednak masowe wejście na rynek pomp ciepła zmusiło projektantów do analizy, jakie parametry pracy instalacji będą pasowały do nowych źródeł ciepła.

W ostatnich latach dodatkowo znacznie zmniejszyło się zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania budynków mieszkalnych. Zapotrzebowanie w wysokości 100 W/m² obniżono, m.in. dzięki lepszej izolacji cieplnej ścian i szczelnym oknom, do poziomu 60 W/m², a w nowo projektowanych budynkach udało się tak znacznie zmniejszyć straty ciepła, że zapotrzebowanie rzędu 35–40 W/m² nie wywołuje już zdziwienia. Oznacza to, że można obniżać parametry pracy instalacji c.o. bez groźby, że powierzchnia grzejników tak się zwiększy, iż nie wystarczy na nie miejsca pod oknami.

Dobrze zrobiony projekt jest na pewno podstawą sukcesu, ale porządne i zgodne z projektem wykonawstwo, jest równie ważne. Nie wolno dopuścić, aby monterzy pod wpływem dodatkowych argumentów zmieniali projekt (dotyczy to szczególnie nastaw wstępnych). Źle wykonane nastawy nie zapewnią prawidłowego rozdziału gorącej wody do każdego grzejnika. Ktoś będzie miał cieplej kosztem innego lokatora, dla którego dodatkowego ciepła zabraknie.

 

Trudno wyobrazić sobie nową instalację bez zaworów termostatycznych. Bez względu na to, czy grzejniki mają wkładkę regulacyjną (tylko głowica termostatyczna jest widoczna), czy są to osobno montowane zawory, ich działanie jest identyczne – zapewniają w otoczeniu grzejnika określoną, nastawioną temperaturę, bez konieczności stałego kręcenia gałką lub otwierania okna, gdy jest zbyt ciepło.

Przy wyborze parametrów pracy instalacji konieczne jest znalezienie złotego środka pomiędzy nakładem inwestycyjnym a późniejszymi kosztami eksploatacji. Nie należy też zapominać o komforcie cieplnym, który musi panować w ogrzewanych pomieszczeniach. Zależności pomiędzy poszczególnymi parametrami pracy instalacji są dość proste. Wyższa średnia temperatura wody w grzejniku umożliwia zastosowanie urządzenia o mniejszej powierzchni, niższy będzie zatem jego koszt. Jednak wyższa temperatura wiąże się z większymi stratami przy przesyle ciepła i mniejszym komfortem cieplnym panującym w pomieszczeniu ze względu na bardzo gorące grzejniki.

Średnia temperatura grzejnika to w uproszczeniu suma temperatury zasilenia i powrotu podzielona przez dwa. Z kolei różnica między obiema temperaturami decyduje o wielkości przepływu wody przez grzejnik, co wpływa na wielkość rur i opór przepływu w instalacji. Suma oporów daje dane potrzebne do doboru pompy. Im większy opór, tym moc pompy musi być większa, a z większą pompą wiążą się wyższe koszty energii potrzebnej w trakcie eksploatacji instalacji.

Coraz częściej w instalacjach stosuje się parametry 70/55°C, jako kompromis pomiędzy powierzchnią grzejników i komfortem cieplnym. Zwiększenie przepływu wody (Dt = 15°C, zamiast 20°C) zwiększa wprawdzie nieznacznie przekroje przewodów i moc pompy, ale wyraźnie poprawia jakość regulacji przepływu w zaworach podpionowych i grzejnikowych.

Instalacje niskotemperaturowe

Na Zachodzie powszechnie stosowane są parametry pracy 55/45°C, ale w naszych warunkach stosuje się je tylko w instalacjach zasilanych kotłami kondensacyjnymi lub pompą ciepła, połączonych z ogrzewaniem podłogowym.

Czy celowe jest dalsze obniżanie parametrów pracy instalacji grzejnej z tradycyjnymi grzejnikami? Wyniki badań przeprowadzonych na uniwersytecie w belgijskim Leuven oraz w Instytucie Fraunhofera w Monachium pokazały, że jest to nie tylko możliwe, ale także konkurencyjne pod względem kosztów i uzyskiwanego komfortu wobec ogrzewania podłogowego lub ściennego.

Zmiana COP pompy ciepła w zależności od parametrów instalacji

 

Pompy ciepła współpracujące z instalacją grzejnikową uzyskują wyższy COP niż wtedy, gdy pracują z ogrzewaniem podłogowym. Niższe parametry zasilania grzejnika umożliwiają zmniejszenie  udziału ciepła oddawanego przez konwekcję, a wzrost ciepła uzyskiwanego przez promieniowanie. Dzięki temu przy niższej temperaturze grzejnika można osiągnąć podobne efekty grzejne, co z kolei bardzo pozytywnie wpływa na efekt pracy pompy ciepła.

W tabeli zestawiono wartości COP dla pompy ciepła z gruntowym wymiennikiem ciepła w zależności od parametrów danej instalacji. Instalacje niskotemperaturowe (Low Temperature Heating) na pewno zdobędą zwolenników wśród osób, dla których ogrzewanie podłogowe lub ścienne, np. ze względu na ukryte przewody, nie jest rozwiązaniem optymalnym.

Zapisz się na bezpłatny NEWSLETTER. Co tydzień najświeższe informacje o budowie, remoncie i wykańczaniu wnętrz bezpośrednio na Twój e-mail.