Połączenie ogrzewania podłogowego z tradycyjnymi grzejnikami. Czy taka współpraca jest możliwa?
Ogrzewanie podłogowe pozwala na rezygnację z tradycyjnych grzejników, które nie zawsze komponują się z wystrojem wnętrza. Jednak są tez pomieszczenia w domu, w których lepiej zamontować kaloryfery. Jak połączyć ogrzewanie podłogowe z grzejnikami, aby zapewnić odpowiednie ogrzewanie domu?
Ogranicznik temperatury do ogrzewania podłogowego
Gdy dom jest ogrzewany grzejnikami, a ogrzewanie podłogowe ma być wykorzystywane jedynie do uzyskania efektu ciepłej podłogi – na przykład w łazience lub w kuchni, gdzie posadzka jest z zimnego w dotyku gresu – stosuje się prosty układ obniżania temperatury wody zasilającej pojedynczą pętlę grzewczą. Instaluje się na niej tak zwany ogranicznik temperatury powrotu. Jest to rodzaj zaworu termostatycznego bezpośredniego działania (nie wymaga zasilania energią elektryczną) reagującego na temperaturę przepływającej przez niego wody – zamyka się on i otwiera dzięki zmianom objętości substancji wypełniającej jego głowicę. Działa zatem tak jak termostatyczne zawory grzejnikowe, tyle że reaguje na temperaturę wody, a nie otaczającego go powietrza, a jego zamknięcie może następować przy jej wyższej wartości (do 50oC).
Ze względu na spadek ciśnienia w obwodzie grzewczym ogranicznik temperatury może obsługiwać pętlę ogrzewania podłogowego ułożoną na powierzchni nie większej niż 15-20 m2. Ograniczenia dotyczą też temperatury jej zasilania – nie może przekraczać 60oC, a przy ogrzewaniu kotłem bywa wyższa. Dlatego zaleca się wykonanie instalacji w taki sposób, żeby ogrzewanie podłogowe było zasilane wodą uprzednio schłodzoną w grzejniku, czyli żeby pętla ogrzewania podłogowego była podłączona do rury powrotnej grzejnika. Konsekwencją tego jest jednoczesne sterowanie wydajnością grzejnika i połączonego z nim ogrzewania podłogowego przez zawór termostatyczny grzejnikowy lub ogranicznik temperatury – zamykając przepływ wody przez pętlę podłogówki, uniemożliwia on także jej przepływ przez grzejnik. Żeby rozwiązać ten problem, skonstruowano zawór z obejściem, przez które woda może przepływać mimo odcięcia przepływu przez pętlę ogrzewania podłogowego.
Kiedy warto zastosować ograniczniki temperatury do ogrzewania podłogowego?
Stosowanie ograniczników temperatury można uznać za dobre rozwiązanie, gdy w domu są jedna bądź dwie pętle ogrzewania podłogowego, których główna rola to wyeliminowanie efektu zimnej posadzki. Jeżeli ogrzewanie podłogowe jest ułożone w kilku pomieszczeniach, koszt zakupu ograniczników staje się na tyle wysoki, że lepiej zastosować jedno centralne urządzenie obniżające temperaturę wody zasilającej instalację. Poza tym w pomieszczeniach, w których jest tylko ogrzewanie podłogowe, powstaje problem zasilania go wodą uprzednio schłodzoną w grzejniku, więc potrzebne jest inne rozwiązanie. Jest nim układ mieszający.
Najpopularniejsze są układy pompowe składające się z pompy obiegowej i zaworu termostatycznego oraz połączenia przewodu zasilającego z powrotnym, tak zwanego obejścia (by-pass), które umożliwia mieszanie się chłodniejszej wody wracającej z instalacji z cieplejszą zasilającą (ze źródła ciepła). O stopniu zmieszania decyduje zawór reagujący na sygnały z czujnika temperatury rozdzielacza powrotnego ogrzewania podłogowego. Gdy jest ona niższa od ustawionej na głowicy zaworu, ten się otwiera, dopuszczając do obiegu wodę zasilającą z kotła. Po osiągnięciu zadanej temperatury zawór się zamyka. Zmieszanie wody zasilającej z powrotną sprawia, że pętle ogrzewania podłogowego są zasilane wodą o temperaturze niższej niż wypływająca z kotła.
Działanie ograniczników temperatury w podłogówce
Gdyby do obiegu podłogówki dotarła woda o temperaturze wyższej od dopuszczalnej, zadziała termostat wyłączający pompę obiegową układu mieszającego i przepływ wody przez rury w podłodze zostanie wstrzymany do czasu jej wystygnięcia. Takie zabezpieczenie jest potrzebne, żeby nie doszło do zniszczenia instalacji, która nie jest przystosowana do pracy w wysokiej temperaturze.
Gdy pompa nie pracuje, woda mogłaby przepływać przez by-pass w odwrotnym kierunku, więc żeby temu zapobiec, montuje się na nim zawór zwrotny. Natomiast w celu wstępnego wyregulowania natężenia przepływu wody stosuje się zawór regulacyjny. Zestaw mieszający trzeba dopasować do instalacji, biorąc pod uwagę występujące w niej natężenie przepływu wody i opór stwarzany przez rury w poszczególnych pętlach. Instalacje w domach jednorodzinnych są do siebie na tyle podobne, że można dobrać zestaw mieszający na podstawie powierzchni grzewczej ogrzewania podłogowego – producenci informują, jakiej wielkości instalację są w stanie obsługiwać oferowane przez nich urządzenia.
Automatyczna stabilizacja temperatury
Opisany układ mieszający utrzymuje temperaturę podłogi na mniej więcej stałym poziomie, ale nie reaguje na zmiany temperatury w pomieszczeniach, przez co może dochodzić do ich niedogrzewania lub przegrzewania, na przykład w wyniku zmian temperatury na zewnątrz. Wprawdzie jedną z cech ogrzewania podłogowego jest samoregulacja polegająca na tym, że w miarę zbliżania się temperatury powietrza w pomieszczeniu do temperatury podłogi maleje moc cieplna (jest to wyraźnie zauważalne dzięki temu, że różnica temperatury między nimi jest niewielka), jednak mimo to dość często w celu utrzymywania komfortu cieplnego mogą być konieczne zmiany położenia głowicy zaworu termostatycznego w układzie mieszającym.
Ręczna regulacja tego elementu jest uciążliwa, dlatego warto wyposażyć go w siłownik oraz regulator, najlepiej pogodowy (niektóre modele kotłów mają fabrycznie zamontowany taki regulator mogący sterować siłownikiem zaworu). Reaguje on na zmiany temperatury na zewnątrz, zmieniając automatycznie nastawy zaworu, i to z odpowiednim wyprzedzeniem, by zniwelować opóźnienia reakcji instalacji grzewczej wynikające z jej dużej bezwładności cieplnej. Zapewnia więc mniej więcej stałą temperaturę w pomieszczeniach, a to oznacza komfort cieplny i brak niepotrzebnych strat energii wynikających z przegrzewania wnętrz.
Instalacja ogrzewania domu połączona z ogrzewaniem podłogowym
Kiedy źródłem ciepła jest kocioł wiszący z wbudowaną pompą obiegową, w instalacjach z ogrzewaniem podłogowym może się pojawić problem zbyt dużego strumienia wody przepływającej przez kocioł. Wynika to z tego, że w przypadku ogrzewania podłogowego temperatura wody powracającej z instalacji jest niewiele niższa od temperatura zasilania, a im mniejsza jest różnica temperatury, tym więcej wody musi przepłynąć przez instalację, żeby do pomieszczenia została dostarczona określona ilość ciepła. Wyraża to zależność:
q = Q/(1,163 * Dt), gdzie:
q - natężenie przepływu [l/h],
Q – moc grzewcza [W],
Dt – różnica temperatury zasilania i powrotu [K].
W instalacji grzejnikowej różnica temperatury zasilania i powrotu Dt wynosi 15-20 K, natomiast w ogrzewaniu podłogowym nie przekracza 10 K. Może to spowodować, że natężenie przepływu wody przez instalację grzewczą będzie większe od dopuszczalnego natężenia przepływu przez kocioł wynikającego z wydajności zainstalowanej w nim pompy lub też średnicy znajdujących się w nim rur. Trzeba wtedy zastosować w instalacji rozwiązanie usuwające ten problem.
Często montuje się w tym celu sprzęgło hydrauliczne – rozdzielacz o dużej średnicy, które sprawia, że w każdym podłączonym do niego obiegu grzewczym przepływ może mieć inne natężenie, a znajdujące się w poszczególnych obiegach pompy nie zakłócają wzajemnie swojej pracy. Dzięki temu, że sprzęgło hydrauliczne rozdziela instalację na dwa obiegi wody (przez kocioł i przez instalację grzewczą), natężenie przepływu wody w obiegu ogrzewania podłogowego może być większe niż w obiegu kotła, jednak nie powinno przekraczać 130% wydajności pompy tłoczącej wodę przez kocioł. Większy przepływ wody przez obiegi grzewcze niż przez kocioł sprawia, że część wracającej z nich wody jest z powrotem zasysana do nich w sprzęgle i nie trafia do kotła. W rezultacie temperatura zasilania obiegów grzewczych jest niższa niż temperatura wody opuszczającej kocioł, mimo że w instalacji nie ma zaworu mieszającego – zastępuje go sprzęgło.
Sprzęgło hydrauliczne połączone z tradycyjnymi grzejnikami
Jednocześnie do sprzęgła może być podłączony osobny obieg ze zwykłymi grzejnikami, w którym temperatura zasilania może być taka jak wody opuszczającej kocioł – decyduje o niej wydajność pompy obiegowej. Zaletą zastosowania sprzęgła jest łatwe zrównoważenie hydrauliczne instalacji bez użycia zaworów regulacyjnych. Jeżeli instalacja jest podzielona na strefy obsługujące niezależnie różne części domu, korzystny jest też brak odbioru ciepła z kotła przez obiegi, które są wyłączone, gdy nie ma potrzeby ogrzewania którejś z nich (osobne strefy mogą obejmować na przykład część dzienną, sypialnie, pokoje gościnne, garaż).
Sprzęgło hydrauliczne umożliwia bezproblemowe działanie instalacji, gdy odbierana jest tylko część mocy cieplnej generowanej przez kocioł – przy zamkniętych zaworach termostatycznych lub wyłączonej pompie ładującej zasobnik c.w.u. Wtedy woda podgrzewana w kotle jest do niego zawracana w sprzęgle (nie trafia do obiegów grzewczych), więc wzrasta temperatura powrotu i automatyka sterująca kotła redukuje moc grzania.
Niezależna kontrola temperatury w pomieszczeniach
Komfort cieplny we wszystkich pomieszczeniach i racjonalne wykorzystanie energii zapewnia instalacja dająca możliwość niezależnej regulacji temperatury w każdym pomieszczeniu. Duża bezwładność cieplna ogrzewania podłogowego sprawia, że instalacja nie jest tak prosta jak w przypadku grzejników, więc wiele osób z niej rezygnuje, poprzestając jedynie na zastosowaniu regulatora do kotła. Taki system jest wystarczający, jeśli temperatura we wszystkich pomieszczeniach ma być zawsze mniej więcej jednakowa. Gdy chcemy mieć możliwość okresowego zmieniania jej w wybranych pomieszczeniach, trzeba zainwestować w bardziej rozbudowany układ regulacji.
Gdzie zamontować zestaw mieszający?
Jeżeli ogrzewanie podłogowe jest tylko na jednej kondygnacji, to dobrym rozwiązaniem jest kompaktowy zestaw mieszający przygotowany do łatwego zamontowania w szafce z rozdzielaczami instalacji c.o. Można też kupić wszystkie potrzebne elementy osobno i zmontowany z nich układ umieścić w kotłowni. Jeśli szafki są dwie lub jest ich więcej, co w domach jednorodzinnych zdarza się wtedy, gdy ogrzewanie podłogowe jest na więcej niż jednej kondygnacji, lepiej zastosować jeden centralny zestaw w kotłowni. Zaletą tego rozwiązania jest odizolowanie go ścianami od części mieszkalnej domu, dzięki czemu nie słychać w niej odgłosów pracy pompy lub zaworu. W kotłowni łatwiej jest rozprowadzić przewody elektryczne potrzebne do zasilania pomp, a szafki rozdzielaczowe mogą być wtedy mniejsze.
Jeżeli w jednym pomieszczeniu są grzejnik i ogrzewanie podłogowe, do regulacji temperatury wystarczy termostatyczny zawór grzejnikowy. Ogrzewanie podłogowe można ustawić tak, by cały czas zapewniało jedynie temperaturę dyżurną (niższą od temperatury komfortu), a do szybkiego jej zwiększania wykorzystywać grzejniki. Jednak ogrzewanie podłogowe instaluje się często właśnie po to, żeby ich nie stosować. Jak wtedy sterować temperaturą niezależnie w każdym pomieszczeniu? Służą do tego zawory termostatyczne przeznaczone do zamontowania na belce rozdzielacza – osobne dla każdej pętli ogrzewania podłogowego. Ponieważ powinny reagować na zmiany temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, a nie w miejscu ich zamocowania, wyposaża się je w głowice termoelektryczne, czyli siłowniki z napędem elektrycznym sterowanym napięciem przełączanym przez regulatory temperatury (termostaty) rozmieszczone w pomieszczeniach. Żeby rozkład temperatury w każdym pomieszczeniu był równomierny, a czas nagrzewania poszczególnych pomieszczeń – podobny, wszystkie pętle grzewcze w instalacji muszą mieć podobną długość. Z tego względu w większych pomieszczeniach należy ułożyć po dwie lub więcej pętli z osobnymi zaworami sterującymi, które mogą być połączone z jednym regulatorem temperatury.
Regulatory temperatury w pomieszczeniach
Regulatory mogą mieć czujniki temperatury wbudowane, reagujące na temperaturę omywającego je powietrza, lub zdalne – mierzące temperaturę podłogi. Oprócz ustawienia żądanej wartości temperatury zwykle umożliwiają także wybór przedziałów czasu, w którym będzie ona utrzymywana na poziomie komfortowym i „dyżurnym”.
Działanie systemu wymaga połączenia wszystkich jego elementów. Gdy chce się go rozbudować lub zastosować w instalacji wykonanej wcześniej bez niego, okablowanie całego domu okazuje się bardzo kłopotliwe i kosztowne. Dlatego system regulacji stworzono również w wersji bezprzewodowej. Wszystkie jego elementy komunikują się wtedy drogą radiową, a czujniki temperatury podłogi są na podczerwień.
Czy można na ogrzewaniu podłogowym ułożyć parkiet? Zobacz film:
