Jak dobierać grzejniki do gazowego kotła kondensacyjnego

Krótka charakterystyka kotłów gazowych

W tradycyjnym kotle gazowym z otwartą komorą spalania spaliny usuwane są przez komin, a ich temperatura wynosi 160–180°C. Natomiast w kotle kondensacyjnym z komorą zamkniętą spaliny przechodzą przez drugi wymiennik ciepła, gdzie są chłodzone do temperatury. Uzyskuje się w ten sposób więcej ciepła ze spalanego gazu niż wynosi jego wartość opałowa, do której odnoszona jest sprawność kotłów. Jeśli uzyskuje się więcej ciepła niż ta wartość, wtedy sprawność kotła wynosi więcej niż 100%. W kotłach kondensacyjnych może ona wynosić nawet 109%, a sprawność najlepszych kotłów tradycyjnych nie przekracza 95%.

Kocioł kondensacyjny jest więc bardziej ekonomiczny od kotła klasycznego, pod warunkiem, że pracuje z instalacją c.o. o odpowiednich dla niego parametrach pracy.

Parametry instalacji centralnego ogrzewania to temperatury zasilania i powrotu z instalacji. I tak parametry instalacji 70/55/20°C oznaczają, że z kotła powinna wychodzić woda o temperaturze 70°C, a powracająca do niego powinna mieć temperaturę 55°C. Wówczas temperatura powietrza w pomieszczeniach będzie wynosiła +20°C.

Rodzaje grzejników

Grzejniki można podzielić według różnych kryteriów: sposobu wymiany ciepła, materiału z jakiego są wykonane i konstrukcji.

Wymiana ciepła może odbywać się przez konwekcję (powietrze ogrzewa się od grzejnika i roznosi ciepło po pomieszczeniu) lub promieniowanie (wymiana ciepła następuje bezpośrednio między grzejnikiem a ogrzewanym ciałem). Przy czym przy wymianie ciepła konwekcja zawsze występuje łącznie z promieniowaniem. Udział zaś konwekcji w stosunku do promieniowania zależy od konstrukcji grzejnika i temperatury zasilania. Im wyższa temperatura zasilania, tym większy udział w wymianie ciepła ma konwekcja, a im niższa, tym większy jest udział promieniowania. Najłatwiej to zaobserwować w nowych konstrukcjach grzejników konwekcyjnych, których sporą ofertę można spotkać na naszym rynku.

Obecnie najpopularniejsze są grzejniki stalowe płytowe. Ich konstrukcja pozwoliła na znaczne zmniejszenie wagi grzejników w stosunku do żeliwnych. Ożebrowanie wewnętrzne zwiększyło ich moc cieplną, a specjalna armatura (tzw. zespół zintegrowany) umożliwia podłączenie grzejników do instalacji w sposób niewidoczny z zewnątrz. Grzejniki te mogą być poziome lub pionowe. Te ostatnie potrzebują mniej miejsca w długości ściany i są chętnie wykorzystywane jako grzejniki łazienkowe. A ponieważ można zamawiać je w dowolnym kolorze, stały się nie tylko źródłem ciepła, ale także elementem wystroju wnętrz. Tu jednak pojawia się pytanie, czy są one odpowiednie do systemu grzewczego z kotłami kondensacyjnymi, skoro muszą pracować przy niskich parametrach instalacji?

Moc cieplna grzejnika a parametry instalacji grzewczej

Popatrzmy na wykres, który wyjaśnia zależność temperatury zasilania i powrotu wody (są to tzw. krzywe grzania) od temperatury zewnętrznej (oś pozioma). Temperatura powrotu przy temperaturze zewnętrznej około –11°C wynosi około 57°C (granica kondensacji pary wodnej) i dopiero przy dalszym spadku temperatury zewnętrznej kocioł przestaje pracować jako kondensacyjny.

Ilość ciepła, jaka jest potrzebna do ogrzania budynków, liczona jest przy tzw. temperaturach obliczeniowych, zgodnych z polskimi normami. Nie oznacza to jednak, że takie temperatury rzeczywiście wystąpią. Na przykład dla Warszawy przyjmuje się temperaturę obliczeniową powietrza zewnętrznego –20°C, ponieważ taka może w stolicy wystąpić. Wtedy moc źródła ciepła i instalacji grzewczej powinna zapewnić w pomieszczeniach temperaturę minimum +20°C. W sezonie grzewczym przyjęte temperatury obliczeniowe pojawiają się jednak bardzo rzadko, a nawet jeśli wystąpią, to zaledwie przez kilka dni. Dlatego przyjmuje się wyższe parametry instalacji (a do nich dobiera się wielkość grzejników) niż temperatura kondensacji pary wodnej. Oznacza to, że bardzo popularne obecnie parametry instalacji przyjmowane dla grzejników stalowych płytowych 70/55/20°C są (lub mogą być) akceptowane nawet wtedy, gdy zamiast kotła gazowego klasycznego zainstalujemy kondensacyjny. W zależności od krzywej grzania, jaką ustawia się dla ogrzewanego budynku, kocioł kondensacyjny bardzo rzadko lub wcale nie będzie przestawał pracować jako kocioł kondensacyjny.

Dobierając grzejniki, należy zwrócić uwagę przede wszystkim na ich katalogowe moce cieplne. Jeszcze do niedawna moc cieplna grzejników była badana przy temperaturze 90/70/20°C, a obecnie przy temperaturze 75/65/20°C. Dlatego należy dokładnie sprawdzić tabele mocy grzejników dla różnych parametrów.

Pamiętajmy, moc cieplna grzejnika, bez względu na jego rodzaj, musi być zgodna z parametrami instalacji grzewczej. Gdy zainstalujemy zbyt duże grzejniki, temperaturę pracy kotła można skorygować. Nie można jednak tego zrobić, jeżeli grzejniki są zbyt małe (np. mają moc cieplną dla parametrów 90/70°C, a kocioł kondensacyjny wymaga parametrów 55/45°C). Wtedy instalacja może nie zapewnić wymaganej temperatury w pomieszczeniach, gdy na zewnątrz zapanują temperatury minusowe.