Moc grzejnika a temperatura wody - jeden błąd wychładza dom

Czego dowiesz się z artykułu?

Wymiana grzejników zwykle jest częścią szerzej zakrojonego remontu. W ramach którego wymienia się też kocioł albo zastępuje go pompą ciepła, układa nowe rury, dodaje głowice termostatyczne i automatykę itd. Zdarza się jednak, że chcemy wymienić tylko niektóre kaloryfery (np. w salonie), pozostawiając całą resztę instalacji bez większych zmian. Powszechnie praktykowane jest także dodawanie grzejników drabinkowych w remontowanych łazienkach. Wówczas zastępują one modele żeberkowe lub płytowe. Wreszcie chęć wymiany nawet tylko jednego grzejnika może wynikać z faktu, że nie jest on wystarczająco wydolny i w danym pomieszczeniu jest po prostu zbyt zimno. Jednak trzeba więc nie tylko wiedzieć, jakie są ich rodzaje i które wizualnie będą najlepiej pasować do danego wnętrza. Nie mniej ważne jest to, jak grzejniki będą współpracować z resztą instalacji. No i ostatecznie, jaką moc będą osiągać grzejniki, w zależności od temperatury zasilającej je wody. Bo przecież przekazanie określonej ilości ciepła to zasadniczy cel działania każdego grzejnika.

Na początek warto krótko scharakteryzować najpopularniejsze rodzaje grzejników, zaznaczając przy tym w jakiego rodzaju instalacjach się sprawdzają.

Wymiana starych kaloryferów na grzejniki płytowe

Grzejniki płytowe wytwarza się ze stali. Każda płyta to dwie warstwy blachy z ukształtowanymi pomiędzy nimi kanałami, przez które przepływa woda. Najczęściej grzejnik to od 1 do 3 ustawionych jedna za drugą płyt oraz ewentualnie ożebrowanie konwekcyjne pomiędzy nimi. Są popularne, ale w niektórych instalacjach raczej nie powinny być stosowane.

Gdzie nie montować grzejników płytowych

Zwykle grzejników płytkowych nie poleca się do łazienek i innych wnętrz o zwiększonej wilgotności. Bowiem w tym przypadku trwałość zależy od odporności na korozję, a ta wynika z jakości zewnętrznych powłok ochronnych. Również ze względu na możliwość korozji nie zaleca się stosowania grzejników płytowych w instalacjach zabezpieczonych otwartym naczyniem wzbiorczym. Niektórzy producenci nie udzielają wówczas gwarancji. Taki układ jest typowy dla większości systemów grzewczych z kotłami na paliwa stałe, ale również dla części starych instalacji z kotłami gazowymi. Takie grzejniki nie powinny być również stosowane, jeżeli chcemy zachować możliwość grawitacyjnego obiegu wody (bez pompy). Sama budowa grzejnika - z wąskimi kanałami w płytach - powoduje bowiem, że opory przepływu są kilka razy wyższe, niż w starych grzejnikach żeberkowych.

Wszystkie grzejniki płytowe mają podobną budowę, ale występują w wielu wariantach podłączenia. Trzeba o tym koniecznie pamiętać przy wyborze, fot. VNH

Grzejniki członowe aluminiowe - najbardziej uniwersalne przy remoncie

Obecnie grzejniki członowe robi się je głównie z aluminium, ale są też wersje żeliwne i stalowe. Dawniej to właśnie żeliwo królowało w tej kategorii. Charakterystyczną cechą jest tu budowa, którą można nazwać modułową. Grzejnik składa się z właściwie dowolnej liczby powtarzalnych członów (żeberek). Przy czym, o ile kiedyś skręcano je dopiero na placu budowy, to obecnie sprzedaje się głównie przygotowane już zestawy. Zastąpienie żeliwa przez aluminium ma istotne konsekwencje. Przede wszystkim pod względem estetycznym nie są to już toporne żeberka dostępne właściwie tylko w dwóch rozmiarach. Wybór wielkości, kolorów i wzorów grzejników z aluminium jest ogromny. Przy czym trzeba zastrzec, że jeżeli zechcemy, to będziemy mogli wymienić stare grzejniki żeliwne na nowe z aluminium, o takim samym układzie i rozstawie króćców przyłączeniowych (podłączenie boczne). Ale równie dobrze możemy wybrać grzejnik o zupełnie innych wymiarach i z przyłączami u dołu.

Większość grzejników członowych wykonuje się obecnie z aluminium. Wyglądają zupełnie inaczej, niż dawne kaloryfery żeliwne, ale mogą je z powodzeniem zastępować, fot. KFA ARMATURA

Grzejniki aluminiowe należy przy tym uznać za najbardziej uniwersalne przy remontach. Można je bowiem stosować zarówno w instalacjach z otwartym, jak i zamkniętym naczyniem wzbiorczym. Ze względu na niskie opory przepływu, również tych grawitacyjnych (bez pompy). Ale uwaga, jeżeli chcemy zachować możliwość grawitacyjnego obiegu, to nie możemy zastosować typowych zaworów i głowic termostatycznych. Potrzebne są specjalne rodzaje o zwiększonym przepływie.

Czy członowe grzejniki aluminiowe mają jakieś ograniczenia?

Tak, chociaż nieliczne. Nie zaleca się raczej stosowania członowych grzejników aluminiowych w instalacjach z rurami z miedzi. Miedź i aluminium nie mogą stykać się bezpośrednio, gdyż powstaje wówczas ogniwo elektrochemiczne, sprzyjające korozji aluminium. Wprawdzie można stosować przekładki izolacyjne, zaś do wody grzewczej dodać inhibitory korozji, jednak zawsze taki układ jest nieco ryzykowny. Ponadto trzeba pamiętać, że elementy z aluminium nie są tak odporne na uszkodzenia mechaniczne jak żeliwne i stalowe. Montaż wymaga więc pewnej ostrożności.

Jak działają grzejniki konwekcyjne?

Mniej popularne są grzejniki, w których ciepło przekazywane jest głównie dzięki konwekcji, czyli ruchowi ogrzewanego przez nie powietrza. Ta grupa jest niezwykle zróżnicowana, chociaż można wyróżnić pewne wspólne cechy budowy. Najczęściej mamy tu więc wężownicę z rury miedzianej oraz połączone z nią bardzo rozbudowane ożebrowanie. Oczywiście, wszystko to jest ukryte pod obudową.

Przy czym obudowy grzejników konwekcyjnych występują w dwóch typach:

W pierwszym obudowa również się nagrzewa i ma znaczący udział w przekazywaniu ciepła.
W drugim zaś obudowa pozostaje względnie chłodna, ciepło przekazuje zaś tylko struga ogrzanego powietrza.

Trzeba od razu uprzedzić, że pod względem nazewnictwa nie ma tu jasnych, powszechnie przyjętych zasad. Niektórzy producenci nazywają swoje wyroby konwektorami, inni zaś grzejnikami konwekcyjno-radiacyjnymi, nawet, jeżeli ich budowa jest dość podobna. Bowiem w przypadku nagrzewającej się obudowy mamy znaczny udział zarówno promieniowania, jak i konwekcji. Co więcej, te proporcje zmieniają się nawet w tym samym grzejniku, w zależności od temperatury wody w obiegu. Podstawową cechą opisywanych grzejników konwekcyjnych jest to, że osiągają one wysoką moc przy małej masie i rozmiarach. Przy tym pod względem technicznym możliwe jest ich stosowanie właściwie w każdej instalacji grzewczej. Dostępne są w praktycznie każdej wersji podłączenia, zarówno z boku, jak i od dołu.

jak działa grzejnik i jak dobiera się jego moc

Niemal każdy grzejnik przekazuje ciepło częściowo zarówno przez konwekcję, jak i promieniowanie. Jednak różnice w proporcjach mogą być naprawdę duże, fot. REGULUS-SYSTEM

Jak działają grzejniki z wentylatorami?

Szczególnym przypadkiem są zaś grzejniki wyposażone w wentylatory. Po co dodaje się taki element? Pracujący wentylator zapewnia coś co można nazwać wymuszoną konwekcją. Intensywny przepływ powietrza przez rozbudowane ożebrowanie gwarantuje bardzo duży przyrost mocy, nawet przy niskiej temperaturze zasilania. Trzeba od razu wyjaśnić, że użycie wentylatorów ma sens w modelach wyposażonych w rozbudowane ożebrowanie, czyli właśnie w tych wykorzystujących zjawisko konwekcji. Sprzedawane są wprawdzie zestawy z wentylatorami do montażu na zwykłych grzejnikach płytowych, ale pożytek z nich jest niewielki. Przyrost mocy to najwyżej kilkanaście procent.

Wentylatory wspomagające konwekcję chyba najczęściej stosuje się w modelach kanałowych, fot. REGULUS-SYSTEM

Mamy za to dwa typy grzejników, w których wentylatory odgrywają zasadniczą rolę. Pierwszym są grzejniki kanałowe. Tu niektórzy się zdziwią, gdyż „kanałówek” nie kojarzy się raczej z remontowanymi domami. Jednak warto wiedzieć, że występują one również w bardzo płytkich wersjach, np. ok. 8 cm. Taki kanał można bez problemu wykonać w typowej warstwie jastrychu oraz ocieplenia. Jednak właśnie w niskim grzejniku kanałowym wspomagające ruch powietrza wentylatory przydają się najbardziej. Drugi rodzaj to natomiast tzw. klimakonwektory. One są konstrukcyjnie przystosowane zarówno do ogrzewania wnętrz, jak i ich chłodzenia. Prawie zawsze współpracują przy tym z pompą ciepłą (tzw. rewersyjną), która może podgrzewać lub chłodzić wodę w obiegu. Tu wentylator przydaje się w szczególności w trybie chłodzenia. O ile bowiem ciepłe powietrze i tak niejako samoczynnie unosi się i następnie rozchodzi po pomieszczeniu, to w przypadku chłodzenia jest znacznie trudniej. Co bowiem stanie się z ochłodzonym powietrzem? Opadłoby ono z naszego klimakonwektora ku podłodze. Ponadto na wychłodzonej powierzchni takiego grzejnika mogłaby zacząć wykraplać się wilgoć z powietrza. Działanie wentylatorów zapobiega obu tym zjawiskom, zaś oziębione powietrze rozprasza się po pomieszczeniu.

Jakie grzejniki do łazienki?

Kolejna specyficzna grupa to grzejniki przeznaczone do użytku w łazienkach oraz modele dekoracyjne. Przy czym to ostatnie pojęcie jest nieprecyzyjne, obejmuje bowiem wszystkie modele grzejników o nietypowych kształtach i kolorach. W łazienkach „drabinki” dominują, gdyż są najbardziej praktyczne. Poza ogrzewaniem wnętrza umożliwiają suszenie ręczników czy bielizny. Jeżeli są dodatkowo wyposażone w grzałkę elektryczną, to można ich używać również poza sezonem grzewczym. Grzejniki łazienkowe to prawie zawsze modele wykonane ze stali, ale o dość grubych ściankach i pokryte warstwą solidnej emalii. To konieczne, gdyż z założenia mają być odporne na korozję, nie tylko w wilgotnym, ale wprost mokrym środowisku.

Wśród grzejników łazienkowych liczba wariantów podłączenia jest największa. Dodatkowo warto jeszcze uwzględnić możliwość montażu grzałki elektrycznej, fot. INSTAL PROJEKT

Kolejna charakterystyczna cecha grzejników łazienkowych to występowanie mnóstwa wariantów przyłączeniowych. Klasyka to dwa króćce dolne, ale są też warianty z podłączeniem środkowym, bocznym, pojedynczym dolnym. Dlatego, jeżeli myślimy o montażu grzejnika łazienkowego, to przede wszystkim ustalmy, jaki ma mieć układ przyłączy. Do tego trzeba dostosować rury. Wreszcie trzeba przestrzec przed niedoszacowaniem zapotrzebowania na moc grzejnika łazienkowego. Chodzi o to, że grzejniki drabinkowe mają wyraźnie niższą moc, niż typowe grzejniki żeberkowe lub płytowe zajmujące tyle samo miejsca. Trzeba to uwzględnić, jeżeli mają je zastąpić i są głównym źródłem ciepła. Tak zaś jest w przypadku większości starszych domów.

Przeczytaj

Może cię zainteresować

Czy wodny grzejnik łazienkowy może być zasilany... Siłowniki w ogrzewaniu podłogowym – jak wybrać najlepsze... Czy rura PEX nadaje się do centralnego ogrzewania?

Dowiedz się więcej

Zobacz więcej Zobacz mniej

Od czego zależy moc grzejnika?

Wspominaliśmy już, że moc grzejnika nie jest wartością stałą. Tak naprawdę zmienia się ona w bardzo szerokim zakresie. Moc grzejnika zależy od następujących czynników:

budowa i wielkość samego grzejnika;
temperatura wody zasilającej;
temperatura na powrocie z kaloryfera;
temperatura powietrza w pomieszczeniu;
przepływ wody przez grzejnik.

Wbrew pozorom, ta zmienność mocy grzejników bywa bardzo użyteczna i każdy z nas na co dzień wykorzystuje to zjawisko. Bo przecież tym właśnie jest regulacja grzejnika przez przykręcenie głowicy termostatycznej. Zmniejszamy przepływ i moc spada, czyli grzejnik przekazuje do pomieszczenia mniej ciepła.

Wykres: Moc grzejnika kanałowego 55/45/20^oC

Jaka moc grzejnika przy pompie ciepła?

Oczywiście, są też sytuacje, w których zmiana mocy grzejnika nie jest wcale pożądana i staje się bardzo poważnym problemem. Niekiedy wymusza nawet wymianę kaloryferów na większe lub inaczej zbudowane. Tak bywa chociażby w domach, w których kocioł zastąpiono pompą ciepła.

Pompy ciepła to generalnie urządzenia niskotemperaturowe. Większość z nich nie jest w stanie podgrzać wody bardziej, niż do 55°C. Z kolei instalacje grzejnikowe najczęściej projektowano przyjmując maksymalną temperaturę zasilania na poziomie od 75 do nawet 90°C. Jaki będzie zaś skutek obniżenia temperatury wody w obiegu o 20° lub jeszcze więcej? Moc grzejnika spadnie, i to drastycznie. Wówczas stary kaloryfer może nie osiągać nawet połowy mocy przewidzianej pierwotnie przez projektanta. Wymiana starych kaloryferów na inne modele, być może nawet takie wyposażone w wentylatory, może być wówczas jedynym sposobem na zachowanie sensownej mocy grzewczej. Samo powiększanie typowych grzejników płytowych lub żeberkowych ma bowiem ograniczoną skuteczność. Przy bardzo znacznym obniżeniu temperatury zasilania (o 20°C) może nie wystarczyć.

Dobór mocy grzejnika - ile zmienia temperatur wody?

Aby się w tym wszystkim nie pogubić naprawdę warto uporządkować informacje dotyczące mocy grzejników. Tym bardziej, że to jaka ma być po wymianie kaloryferów, powinniśmy wiedzieć jak najwcześniej, zanim wybierzemy się do sklepu. W praktyce naprawdę warto skorzystać z pomocy fachowca. Amatorzy, którzy nie robili czegoś takiego nigdy wcześniej, zwykle zapominają o którymś z czynników, mylą się w obliczeniach prawidłowej mocy grzejnika do swojego domu.

Jednak zdecydowanie warto wiedzieć, w jaki sposób w ogóle podaje się moc grzejnika. Z pozoru spraw jest prosta. Moc rozmaitych urządzeń podaje się przecież w watach [W]. Jeżeli potrzebujemy np. 500 W, to szukamy tak oznaczonego modelu. To podejście się sprawdzi, ale tylko, gdy kupujemy grzejnik elektryczny.

Z grzejnikami wodnymi już tak nie jest. Ten oznaczony w katalogu jako 500 W może mieć w naszej instalacji równie dobrze 500, 600, jak i zaledwie 300 W. Wszystko zależy od temperatury wody w konkretnej instalacji. Właśnie dlatego moc każdego modelu grzejnika zawsze podaje się równocześnie określając przynajmniej trzy parametry. Może być ona zapisana np. tak: 500 W dla 75/65/20°C. Są to trzy podstawowe wartości temperatury - zasilanie/powrót/temperatura w pomieszczeniu. Zestawienie pokazujące zmienność mocy typowego grzejnika płytowego pokazujemy na poniższym wykresie.

Wykres: moc grzejnika w zależności od temperatury wody w instalacji c.o.

To co najważniejsze to jednak nie konkretne wartości mocy, lecz proporcje pomiędzy nimi. Pozwala to sobie uświadomić, jak bardzo moc grzejnika spada wraz z temperaturą wody. Warto dodać, że w przypadku grzejników żeberkowych (członowych) oraz drabinkowych proporcje będą niemal identyczne. Zupełnie inną charakterystykę mają natomiast grzejniki wyposażone w wentylatory. Przypomnijmy, że są to głównie modele kanałowe oraz klimakonwektory. Chociaż bliższe prawdy byłoby stwierdzenie, że w takich modelach wszystko zmienia się po uruchomieniu wentylatorów. Przy czym to właśnie intensywność przepływu powietrza w zasadniczy sposób determinuje uzyskiwaną moc. Wiedząc o tym łatwo zrozumiemy dlaczego są to grzejniki szczególnie polecane do współpracy z pompami ciepła.