Hybrydowe ogrzewanie

Dodano: wtorek, 31 października 2017 09:21

Ogrzewanie podłogowe może funkcjonować jako niezależne lub współpracować z innymi systemami ogrzewania np. z grzejnikami. Wybór rozwiązania zależy od planowanego źródła ciepła, wymaganej mocy grzewczej, układu pomieszczeń oraz ich przeznaczenia.

Ogrzewanie wyłącznie podłogowe instalujemy głównie przy wykorzystywaniu takich źródeł jak pompa ciepła lub kocioł kondensacyjny. Decydujące znaczenie ma tu efektywność pozyskiwania energii - zwłaszcza pompy ciepła - która jest tym większa, czym przy niższej temperaturze pracuje układ grzewczy. Ten system ogrzewania charakteryzuje się jednak bardzo dużą bezwładnością cieplną, zatem powoli reaguje na zmiany temperatury otoczenia, co może powodować okresowe niedogrzanie lub przegrzanie pomieszczenia.

Ciepło z podłogi i grzejników

Ogrzewanie w systemie mieszanym to najczęściej spotykane rozwiązanie, w którym część pomieszczeń ogrzewana jest podłogowo, a część za pomocą tradycyjnych grzejników. W takim przypadku ogrzewanie podłogowe instalujemy głównie w salonie, kuchni, korytarzu, a sypialnie ogrzewane są grzejnikami. Stosowany jest też wariant równoległej pracy grzejnika i podłogówki w jednym pomieszczeniu. Uzyskujemy dzięki temu możliwość szybszego dogrzania poprzez grzejniki, charakteryzujące się znacznie mniejszą bezwładnością cieplną.

Jednak w budynkach z dobrą termoizolacją i niskim poziomie strat cieplnych, szczytowe zapotrzebowanie na energię (przy spadkach temperatury zewnętrznej do - 20o C) nie przekracza 30 - 40 W/m2, a przez większość czasu w sezonie grzewczym utrzymuje się na poziomie 15 - 20 W/m2. Pokrywa to emisja ciepła już przy bardzo niskich parametrach czynnika w ogrzewaniu podłogowym - 35/25/20o C - która wynosi - nawet przy pokryciu podłogi panelami - od 18 do 24 W/m2, zależnie od układu pętli grzewczych. Przy takich parametrach zasilania instalacji grzewczej, włączenie w jej obieg grzejników nie zwiększy w odczuwalnym stopniu dopływu energii cieplnej, a podwyższenie temperatury wyłącznie dla ich zasilenia zmniejszy sprawność całego układu. Mieszany system ogrzewania można więc stosować, gdy korzystamy ze źródła ciepła zapewniającego racjonalną, ciągłą pracę przy temperaturach przynajmniej 45 - 50o C.

Współpraca ze źródłem ciepła

Instalacje grzewcze zasilane są ze źródeł niskotemperaturowych takich jak pompy ciepła czy kotły kondensacyjne bądź wysokotemperaturowych - głównie kotłów na paliwo stałe, a pośrednimi parametrami charakteryzują się zwykłe kotły gazowe czy olejowe pracujące w szerokim zakresie temperatur czynnika grzewczego. Zależnie od rodzaju źródła ciepła instalacja grzejnikowo-podłogowa będzie musiała być odpowiednio wyposażona. Przy zasilaniu niskotemperaturowym obieg grzewczy można bezpośrednio podłączyć do pompy ciepła czy kotła kondensacyjnego, a możliwość regulacji temperatury w dość szerokim zakresie zapewnia dopasowanie do optymalnych parametrów zasilania. Również kotły gazowe i olejowe dzięki modulacji mocy grzewczej umożliwiają bezpośrednie zasilanie tak obiegu grzejnikowego jak i podłogówki. Kotły na paliwo stałe dostosowane są do pracy w obiegach o wysokiej temperaturze czynnika grzewczego (najczęściej powyżej 60o C), a na dodatek muszą być wyposażone w otwarte naczynie wzbiorcze, a wiec i pracować w otwartym obiegu grzewczym. Ich współpraca z mieszaną instalacją grzewczą wymaga rozdzielenia obiegu kotłowego od obiegu grzewczego za pośrednictwem zbiornika buforowego i płytowego wymiennika ciepła. Dzięki temu zapewnione będzie stabilne dostarczanie energii dzięki akumulacji w zbiorniku buforowym, który jednocześnie umożliwi wysokotemperaturową pracę kotła. Z kolei płytowy wymiennik ciepła pozwoli na „zamknięcie” obiegu grzewczego i wyposażenie go w ciśnieniowe naczynie wzbiorcze, a także na regulację w szerokim zakresie temperatury wody grzewczej przekazywanej do grzejników i ogrzewania podłogowego (sterowanie przepływem czynnika w obiegu). Układ ten można uprościć jeśli zbiornik buforowy wyposażony będzie w wężownicę umożliwiającą przekazywanie wymaganej mocy - wtedy wymiennik nie będzie potrzebny.


Compact  Floor  Light firmy Herz - kompletna  stacja  regulacyjna do podłączenia 3 obiegów grzewczych


Sterowanie ciepłem w podłodze

Wodne ogrzewanie podłogowe tworzą pętle rur grzewczych podłączone do rozdzielacza zasilanego ze źródła ciepła. Każdy obieg grzewczy musi być zabezpieczony przed nadmiernym wzrostem temperatury (dopuszczalna temperatura zasilania to 50o C - 55o C), Przy układaniu niezależnego obiegu ogrzewania podłogowego montuje się układ zmieszania pompowego instalując go bezpośrednio w skrzynce rozdzielaczowej. Takie układy do zasilania ogrzewania podłogowego konfigurowane są indywidualnie bądź wykorzystuje się gotowe zestawy adaptacyjne o różnym stopniu wyposażenia w armaturę kontrolno-sterującą. W podstawowym zestawieniu muszą być zamontowane:

  • termostatyczny zawór mieszający którego zadaniem jest regulacja temperatury wody wchodzącej do pętli grzewczych. Zapewnia on odpowiednie domieszanie wody gorącej dopływającej z kotła stosownie do sygnału otrzymywanego z czujnika temperatury. Nastawa zadanej temperatury może odbywać się ręcznie bądź w powiązaniu z aktualną temperaturą w pomieszczeniu;

  • pompa cyrkulacyjna zapewniająca obieg wody w rurach ogrzewania podłogowego i niezależnie od cyrkulacji w obiegu kotłowym. Montowane obecnie pompy ze sterowaniem elektronicznym dostosowują samoczynnie parametry pracy do zmiennych oporów w instalacji;

  • zawór regulacyjny, który pozwala na wstępną regulację przepływu w obiegu podłogowym i dostosowanie do parametrów zasilania.

Przy niewielkich powierzchniach (do ok. 15 m2) i we współpracy z grzejnikiem tradycyjnym można zamontować układ ogrzewania podłogowego wyposażony w zawór RTL - ogranicznik temperatury wody powrotnej na pętli grzewczej. Zamknie on samoczynnie przepływ w tej części układu, gdy temperatura przepływającej wody przekroczy nastawioną wartość.

Sterowanie temperaturą w pomieszczeniach z ogrzewaniem podłogowym może ograniczać się do ręcznego ustawienia temperatury wody zasilającej i ewentualnie regulacji wydajności pompy obiegowej, lub obejmować rozbudowany systemu automatycznej regulacji z czujnikami temperatury pomieszczenia, regulatorem pogodowym czy sterownikiem kotła. W nowej instalacji, zwłaszcza z rozbudowanym systemem sterowania - trzeba wykonać tzw. regulację wstępną dostosowującą parametry pracy do założeń projektowych obejmującą m.in. dostosowanie przepływów w poszczególnych pętlach grzewczych, ustawienie temperatury zadziałania zaworów termostatycznych oraz zaprogramowanie układów elektronicznych. Ze względu na dużą bezwładność cieplną efekty przeprowadzonych nastaw ujawnią się dopiero po pewnym czasie, a ostateczne wyregulowanie systemu następuje najczęściej po przeprowadzeniu koniecznych korekt.

autor: Cezary Jankowski
oprac.: Maja Wychowaniec
zdjęcia: Kisan, Herz