Ogrzewanie podłogowe w układzie z ogrzewaniem konwekcyjnym grzejnikowym
Kiedy ogrzewanie podłogowe można połączyć z grzejnikami? Rozwiązania obniżające temperaturę zasilania w instalacji ogrzewania podłogowego należy wprowadzić jeśli ogrzewanie podłogowe (lub ścienne) i ogrzewanie konwekcyjne grzejnikowe mają wspólne źródła ciepła o średnich lub wysokich parametrach. Mogą to być wymienniki ciepła lub układy oparte na zmieszaniu wody grzewczej, płynącej ze źródła ciepła z wodą powracającą z instalacji.
Zastosowanie ogrzewania podłogowego lub ściennego (płaszczyznowego) wraz z ogrzewaniem konwekcyjnym grzejnikowym może nastąpić w następujących sytuacjach:
- gdy ogrzewanie podłogowe wodne (płaszczyznowe) nie jest w stanie pokryć zapotrzebowania na moc cieplną w pomieszczeniach i konieczne jest ich dogrzanie tradycyjnymi grzejnikami konwekcyjnymi;
- kiedy przy dominującym systemie ogrzewania podłogowego zaistnieje konieczność zastosowania grzejników w niektórych pomieszczeniach budynku, ze względu na ich charakter lub rodzaj użytych wykładzin podłogowych;
- w celu podniesienia komfortu i uzyskania efektu ciepłej podłogi we wnętrzach z dominującym centralnym ogrzewaniem grzejnikowym, zwłaszcza tam, gdzie występują zimne posadzki (np. terakota, kamień), a więc w łazienkach, kuchniach i holach.
Powyższe uwarunkowania mogą być realizowane przy zastosowaniu w budynku następujących układów instalacyjnych:
- dwa oddzielne obiegi – wysokotemperaturowy dla instalacji grzejnikowej i niskotemperaturowy dla grzejników płaszczyznowych,
- jeden obieg wysokotemperaturowy zasilający grzejniki oraz miejscowe układy obniżające temperaturę zasilania (z pojedynczymi wężownicami),
- jeden obieg niskotemperaturowy zasilający rozdzielacze ogrzewania podłogowego oraz grzejniki.
Ogrzewanie podłogowe (płaszczyznowe) wodne to niskotemperaturowy system grzewczy. Maksymalna temperatura zasilania wody grzewczej wynosi 55°C (dla obliczeniowej temperatury zewnętrznej), a jej optymalny spadek w wężownicach kształtuje się na poziomie 10°C (dopuszczalny zakres 5–15°C). Typowe parametry wody zasilającej i powracającej z wężownic wynoszą: 55/45, 50/40, 45/35 i 40/30°C. Temperaturę zasilania i powrotu dla całej instalacji ogrzewania podłogowego dobiera się dla pomieszczenia o największym jednostkowym zapotrzebowaniu na ciepło.
Najkorzystniejsza, ze względów fizjologicznych, temperatura powierzchni ogrzewanej podłogi to ok. 26°C. Jednak ze względu na to, że wydajność cieplna grzejnika podłogowego przy takiej temperaturze może nie być wystarczająca, przyjmuje się (zgodnie z normą PN-EN 1264), że maksymalne temperatury mogą osiągać wartości:
- 29ºC dla stref przebywania ludzi (przy temperaturze powietrza tp = 20ºC),
- 33ºC dla stref łazienek (tp = 24ºC),
- 35ºC dla stref brzegowych (tp = 20ºC).
W przypadku ogrzewania ściennego dopuszczalna temperatura powierzchni ścian może być wyższa (35–40ºC).
Ogrzewanie konwekcyjne grzejnikowe z reguły jest zasilane wodą o znacznie wyższej temperaturze – na poziomie 60–80°C. Takie wartości nie są jednak odpowiednie dla ogrzewania podłogowego, ponieważ mogą spowodować nadmierny wzrost temperatury podłogi, która staje się dla użytkownika zbyt gorąca, a także negatywnie wpływa na wykładziny podłogowe oraz niektóre wylewki, np. anhydrytowe.
Instalacja ogrzewania podłogowego może być zasilana bezpośrednio z niskotemperaturowych źródeł, takich jak kotły kondensacyjne czy pompy ciepła. Jeśli takie rozwiązanie dominuje w budynku można zredukować koszty eksploatacyjne.
W instalacji niskotemperaturowej mogą również równolegle pracować grzejniki konwekcyjne, jednak ich wydajność musi być nawet 2–2,5 razy wyższa niż w instalacji średnio- lub wysokoparametrowej. Wiąże się to ze znacznie większymi wymiarami tych grzejników i pociąga za sobą dodatkowe koszty, związane z wykonaniem oddzielnej instalacji grzejnikowej o wyższych parametrach temperaturowych.
- Czytaj też: Ogrzewanie podłogowe. Charakterystyka różnych systemów ogrzewania podłogowego, zalecenia montażowe
W przypadku zastosowania wspólnego źródła ciepła o średnich lub wysokich parametrach do ogrzewania grzejnikowego i ogrzewania podłogowego, należy wprowadzić rozwiązania obniżające temperaturę zasilania w instalacji płaszczyznowej. Mogą to być wymienniki ciepła lub układy oparte na zmieszaniu wody grzewczej, płynącej ze źródła ciepła z wodą powracającą z instalacji.
Ze względu na zasięg takiego systemu, można wyróżnić: centralne układy zmieszania, zasilające wszystkie grzejniki płaszczyznowe w obiekcie rozmieszczone na różnych kondygnacjach oraz miejscowe, zaopatrujące w czynnik grzewczy w obrębie tylko jednego rozdzielacza.
Ogrzewanie podłogowe w układzie z instalacją grzejnikową - centralny układ zmieszania
Blok mieszająco-pompowy w zwartej konstrukcji zawiera: mieszający zawór czterodrogowy, upustowy oraz bezpieczeństwa, pompę, a także dwa termometry na zasilaniu i powrocie obiegu ogrzewania płaszczyznowego. Wszystkie króćce urządzenia (o rozstawie 90 mm) są wyposażone w śrubunki z gwintem GW1". Stopień zmieszania ustawia się ręcznie lub w trybie automatycznym poprzez siłownik SM4.
W układzie z regulacją automatyczną zespół wyposażony w siłownik SM4 jest sterowany przez regulator pogodowy i zawiera w komplecie czujnik temperatury zewnętrznej oraz przylgowy temperatury zasilania instalacji ogrzewania. Dodatkowo układ można wyposażyć w czujnik temperatury wewnętrznej (urządzenie zdalnej obsługi) umieszczony w reprezentatywnym pomieszczeniu obiektu. Regulator pogodowy ustawia poziom temperatury zasilania instalacji niskotemperaturowej w zależności od warunków zewnętrznych, według wykresu regulacyjnego (krzywej grzania).
Centralny układ zmieszania jest oparty na mieszaczu z zaworem czterodrogowym i daje do dyspozycji dwa warianty przygotowania czynnika grzewczego – z regulacją automatyczną i półautomatyczną.
Układ wykorzystujący regulację jakościową ze zmienną temperaturą zasilania przy stałym strumieniu czynnika grzewczego nie jest odpowiedni dla kotłów kondensacyjnych. W wersji podstawowej układ składa się z zespołu mieszającego z zamontowanym na zasilaniu od strony kotła zaworem termostatycznym, wyposażonym w głowicę (siłownik) ze zdalnym czujnikiem przylgowym (na kapilarze). Zadaniem tego zaworu jest utrzymanie stałej temperatury zasilania instalacji ogrzewania podłogowego (płaszczyznowego).
Miejscowe układy zmieszania w układzie ogrzewanie podłogowe - ogrzewanie grzejnikowe
Miejscowe układy zmieszania są stosowane w instalacjach wysokotemperaturowych (grzejnikowych), w przypadku gdy trzeba zapewnić czynnik grzewczy o niższych parametrach dla zespołu wężownic obsługiwanych przez jeden rozdzielacz. Obniżenie temperatury zasilania do wartości odpowiednich dla ogrzewania podłogowego odbywa się na zasadzie zmieszania pompowego. Jest to układ stałotemperaturowy, realizowany przez regulację ilościową.
Układ mieszający składa się z pompy (trzystopniowej lub bezstopniowej elektronicznej), zaworu regulacyjnego ZR oraz termostatycznego ZT, regulowanego obejścia (by-passu), przyłączy 1” do rozdzielacza, a także dwóch termometrów.
Dostępne są dwa warianty urządzeń: samodzielne grupy pompowe, współpracujące z dowolnymi rozdzielaczami ogrzewań płaszczyznowych, oraz grupy pompowe fabrycznie zblokowane z rozdzielaczami. Układ działa na zasadzie zmieszania wody grzewczej pochodzącej od źródła ciepła z wodą z powrotu wężownic. Część wody o temperaturze odpowiedniej dla ogrzewania płaszczyznowego pompa mieszająca kieruje do rozdzielacza zasilającego wężownice, a część poprzez zawór regulacyjny ZR (lub trójdrogowy) do rurociągu powrotnego instalacji zasilającej układ. Odpowiedni stopień zmieszania wody uzyskuje się poprzez zmodyfikowanie nastawy zaworów.
Podawana do układu woda przed zmieszaniem przepływa przez zawór termostatyczny ZT (proces nie zachodzi w przypadku zaworu trójdrogowego), który może być sterowany głowicą z czujnikiem przylgowym umieszczonym na belce rozdzielacza zasilającego wężownice. Na zaworze można ustawić ręcznie stałą wartość temperatury zasilania ogrzewania podłogowego (płaszczyznowego). Regulacja mocy odbywa się poprzez zawory termostatyczne zlokalizowane w belce rozdzielacza, sterowane przez siłowniki elektryczne połączone z termostatami pokojowymi. Wbudowane w zestawie z zaworem regulacyjnym obejście (by-pass) zabezpiecza pompę w przypadku jednoczesnego zamknięcia zaworów na rozdzielaczu zasilającym i odcięcia wężownic (np. przy równoległym zamknięciu się wszystkich siłowników na zaworach termostatycznych rozdzielacza).
Miejscowe układy zmieszania nie funkcjonują prawidłowo z niskotemperaturowymi źródłami ciepła, np. kotłami kondensacyjnymi (ograniczenie to nie występuje w przypadku grupy pompowej z termostatycznym zaworem trójdrogowym).
Ze względu na większe wymiary rozdzielaczy z układami mieszającymi, należy zadbać o właściwy dobór szafek instalacyjnych, tak aby pomieściły całe urządzenie. W szafce powinno znaleźć się też miejsce na zamontowanie listwy elektrycznej do podłączenia termostatów i siłowników elektrooporowych umieszczanych na zaworach termostatycznych rozdzielacza.
