Optymalne połączenie – ogrzewanie podłogowe i grzejnikowe

Harmonijna współpraca ogrzewania podłogowego i grzejnikowego jest możliwa. Grupa pompowo- mieszająca zapewni prawidłową regulację temperatury wody w poszczególnych systemach.

Fot. 1. Ogrzewanie podłogowe w połączeniu z grzejnikowym to optymalne rozwiązanie wykorzystujące zalety obydwu systemów grzewczych.

Ogrzewanie podłogowe w połączeniu z grzejnikowym to optymalne rozwiązanie, wykorzystujące zalety obydwu systemów grzewczych, coraz częściej stosowane w nowobudowanych budynkach mieszkalnych, ale także biurowcach, hotelach i pensjonatach. Inwestorzy zwracają uwagę na walory użytkowe obu systemów – zapewnienie odpowiedniego komfortu cieplnego przy jednoczesnych oszczędnościach.

Połączenie dwóch układów grzewczych

Jeśli planujemy połączyć układ ogrzewania podłogowego z grzejnikowym, pamiętajmy o specyfice poszczególnych systemów. Temperatura czynnika grzewczego w ogrzewaniu podłogowym jest niższa niż w układzie grzejnikowym (zazwyczaj utrzymuje się ją na poziomie około 40° C, podczas, gdy woda w grzejnikach może mieć nawet 90° C; temperatura podłogi nie powinna przekraczać 29° w pokoju dziennym i 35° w łazience). Warto mieć na uwadze również fakt, że oba systemy działają zgoła inaczej. Ogrzewanie podłogowe charakteryzuje się dużą bezwładnością cieplną, tzn., że podłogówka nagrzewa się znacznie dłużej niż grzejniki. Jednak w przeciwieństwie do grzejników, które robią się zimne na krótko po odłączeniu od źródła ciepła, podłogówka utrzymuje swoją temperaturę jeszcze przez kilka godzin.

Fot. 2. Grupa pompowo-mieszająca. Zamontowana pompa obiegowa zapewnia prawidłowy przepływ wody w obwodzie.

Inwestorzy oraz wykonawcy decydują się zazwyczaj na zainstalowanie podłogówki na parterze budynku, a grzejników na piętrach. Oczywiście, ma to uzasadnienie wtedy, gdy na parterze zaplanowaliśmy część dzienną z przestronnym salonem oraz strefę użytkową (kuchnia, jadalnia, łazienka), na piętrze zlokalizowaliśmy zaś sypialnie. Grzejniki oddają większość ciepła na zasadzie konwekcji, więc nagrzane powietrze szybko unosi się ku górze i ucieka w kierunku stropu. Ogrzewanie podłogowe rozwiązuje ten problem, ponieważ przekazuje ciepło na drodze promieniowania. Grzejniki poleca się poza tym do stosowania w niewielkich pomieszczeniach, nieużywanych w ciągu dnia, które można następnie szybko ogrzać. Instalacje mieszane, łączące ogrzewanie podłogowe z grzejnikowym to także dobre rozwiązanie dla budynków o skomplikowanej architekturze – z dużymi oknami balkonowymi, czy przeszklonymi tarasami, które powodują dodatkowe straty ciepła.

Fot. 3. Grupa Pompowa GM40

Ogrzewanie podłogowe oraz grzejnikowe mogą ze sobą współpracować wedle jednego z czterech wariantów: z dominacją ogrzewania grzejnikowego (wtedy podłogówkę stosujemy w nielicznych pomieszczeniach, włączając ją do systemu wysokotemperaturowego za pomocą ogranicznika temperatury powrotu RTL), z dominacją podłogowego (z grzejnikami jedynie uzupełniającymi system i z taką samą temperaturą dla obu systemów), z porównywalnymi udziałami obu instalacji zasilanymi niezależnie (sterowanymi niezależnie z kotłowni przez dwa obiegi grzewcze o różnych temperaturach) oraz podobnymi udziałami ogrzewania podłogowego i grzejnikowego, podczas gdy kotłownia zasila tylko obieg grzejnikowy, pod który z kolei podłączona zostaje podłogówka. Jeśli oba systemy grzewcze mają ze sobą współpracować, należy mieć na uwadze, że różnią się one między sobą pod względem wymaganej temperatury zasilania oraz zapewnić wysoką temperaturę układowi ogrzewania grzejnikowego i niską – podłogówce. Instalacja z dwoma systemami o różnej temperaturze obliczeniowej (grzejnikowy na poziomie około 70/55° C i podłogowy przemyślany zazwyczaj na 45/35° C) wymaga więc dla ogrzewania podłogowego zastosowania układu regulacji i kontroli temperatury zasilania – bezpośrednie podłączenie systemu ogrzewania płaszczyznowego do źródła ciepła zasilającego grzejniki nie jest możliwe. Sprawdzonym sposobem rozdziału temperatury w zależności od układu jest zestaw mieszający, czyli tzw. grupa pompowo-mieszająca. Dzięki niej na potrzeby systemu ogrzewania płaszczyznowego niskotemperaturowego temperatura z obiegu grzejnikowego zostaje obniżona. Grupa pompowo- -mieszająca to kompletny zestaw odpowiadający za mieszanie oraz regulację temperatury wody w układach mieszanych. Bazuje na zaworze termostatycznym mieszającym, w jej skład wchodzi również pompa trójbiegowa, odpowietrznik oraz zawory odcinające i termometry.

Jak to działa?

Zawór termostatyczny rozdziela ciepło w systemach centralnego ogrzewania, a przepływ przez urządzenie odbywa się w kierunku odwrotnym niż w instalacji. Temperaturę w instalacji mierzy czujnik zamontowany na zasilaniu ogrzewania podłogowego. Wokół czujnika przepływa woda wejściowa (element termostatyczny zanurzony jest w czynniku grzewczym), a jej temperatura wpływa na ustawienie tłoczka. W przypadku wyższej niż ustawiona temperatury, zawór termostatyczny przymyka się, a przepływ chłodnej wody przez obejście jest większy (ciepła woda powraca do obwodu grzewczego). Jeśli jest zbyt niska, zawór otwiera się, a temperatura wody zasilającej pętle wzrasta (zimna woda powraca do kotła). Innymi słowy, w przypadku przerwania dopływu ciepłej wody, wejście zimnej zostaje automatycznie odcięte (pod warunkiem, że temperatura wody na wejściu różni się od temperatury cieczy mieszanej o co najmniej 10°C).

Rys. 1. Grzejniki oddają większość ciepła na zasadzie konwekcji, więc nagrzane powietrze szybko unosi się ku górze. Ogrzewanie podłogowe rozwiązuje ten problem, ponieważ przekazuje ciepło na drodze promieniowania.

Pompa obiegowa zapewnia prawidłowy przepływ wody w obwodzie. Regulator, w który wyposażona jest grupa odpowiada za osiągnięcie odpowiedniej dla instalacji, stałej temperatury oraz prawidłowe mieszanie wody (możliwość zmniejszenia lub zwiększenia przepływu), a zawór zwrotny – za prawidłowy kierunek przepływu wody. Termostat dodatkowo zabezpiecza podłogę przed zbytnim przegrzaniem. W zestawach znajdziemy również wężykowy by-pass z wbudowanym zaworem różnicy ciśnień, który zabezpiecza pompę przed uszkodzeniem. Montuje się go na zaworach spustowych po demontażu końcówek na węża.

Grupę pompowo-mieszającą dobiera się w zależności od ogrzewanej powierzchni, ale bierze pod uwagę również strumień cieplny z uwzględnieniem strat w posadzce, różnicę temperatur w ogrzewaniu podłogowym oraz temperaturę zasilania.

RFot. 4. Zestaw mieszający montujemy po ułożeniu całości instalacji ogrzewania podłogowego i grzejnikowego, bezpośrednio przy rozdzielaczu – w skrzynce rozdzielacza.

Montaż

Zestaw mieszający montujemy po ułożeniu całości instalacji ogrzewania podłogowego i grzejnikowego, bezpośrednio przy rozdzielaczu – w skrzynce rozdzielacza (belki zasilającej i powrotnej). Większość urządzeń przeznaczonych jest do montażu zarówno po lewej, jak i prawej strony rozdzielacza oraz podłączenia rury zasilającej i powrotnej, które łączą urządzenie z układem grzewczym, z boku lub od dołu. Montaż należy przeprowadzić tak, aby w jego trakcie i zakończeniu na grupę nie działały żadne naprężenia ze strony instalacji – nie dokręcajmy kurków zbyt mocno. Zawory odcinające i termometry instaluje się na zasilaniu oraz na powrocie i w przewodzie by-pass, co pozwala na kontrolowanie temperatury w różnych odcinkach instalacji. Urządzenie podłącza się następnie do instalacji elektrycznej.

Producenci oferują obecnie kompaktowe urządzenia o ustandaryzowanych rozmiarach, dzięki czemu ich montaż nie powinien sprawiać problemów. Po zamontowaniu grupy odpowietrzamy układ, używając do tego korka odpowietrzającego przy pompie oraz korka dołączonego do zestawu. Następnie ręcznie ustawiamy temperaturę, jaką chcemy uzyskać – w nowszych modelach grup pompowo-mieszających za pomocą pokrętła termostatycznego zaworu mieszającego. Przy pierwszym uruchomieniu może to trwać dość długo, ponieważ obiegi wypełnione są zimną wodą, a ich ogrzanie następuje poprzez stopniowe napływanie ciepłej wody z układu grzejnikowego.

Fot. 5. Wężykowy by-pass z wbudowanym zaworem różnicy ciśnień zabezpiecza pompę przed uszkodzeniem.

Co na rynku?

Na rynku dostępne są głównie standardowe zestawy mieszające z zaworami termostatycznymi współpracującymi z głowicą termostatyczną z kapilarą do montażu (przylgowy czujnik lub w tulei zanurzeniowej) na zasilaniu rozdzielacza i zaworu grzejnikowego odcinającego na powrocie. Zawór z głowicą odpowiada tu za regulację temperatury wody. Montaż takiego systemu oraz jego regulacja są jednak pracochłonne. W odpowiedzi na to w sprzedaży pojawiły się zestawy pompowo-mieszające wyposażone w czterodrogowe zawory termostatyczne. Regulowanie temperatury możliwe jest tu dzięki zmianie stosunku zmieszania zimnej wody z belki powrotnej rozdzielacza oraz ciepłej wody z obiegu kotła. Woda o pożądanej temperaturze jest następnie kierowana do belki zasilającej ogrzewania podłogowego. Czterodrogowe zawory zwiększą efektywność układu grzewczego oraz wydłużą okres użytkowania kotła na paliwa stałe.

Warto zwrócić uwagę na to, czy dana grupa pompowo-mieszająca wyposażona jest w zawór zwrotny do cyrkulacji grawitacyjnej. Umożliwia on przepływ czynnika grzewczego również wtedy, gdy pompa nie pracuje, czyli chociażby podczas awarii zasilania bądź awarii pompy.

Fot. 6. Grupa pompowa PrimoTherm 180-2 – stanowi gotowy fabrycznie zespół ułatwiający połączenie kotła z instalacją C. O. W skład zespołu wchodzą: zawory kulowe z termometrami w pokrętłach, zawory odcinające, zawór przeciwgrawitacyjny na powrocie oraz pompa obiegowa. Grupa pompowa wyposażona jest dodatkowo w zawór mieszający z siłownikiem. Całość umieszczona jest w izolacji.

W sprzedaży są również małe zestawy mieszające przeznaczone do bezpośredniego podłączenia jednej lub dwóch pętli ogrzewania podłogowego do instalacji grzejnikowej. Rozwiązanie doskonale zdaje egzamin w przypadku, gdy podłogówkę planujemy zamontować na niewielkiej powierzchni, np. w tylko w łazience, kuchni lub pokoju dziennym.

Materiały

Oprócz różnych rozwiązań technicznych bardzo ważny jest również rodzaj materiałów, użytych do produkcji grupy pompowo-mieszającej, a szczególnie korpusów, zaworu termostatycznego oraz podłączeń elementów zestawu. Producenci preferują mosiądz, który obok stali szlachetnej czy tez tworzyw sztucznych, jak polamid, charakteryzuje się największą odpornością na korozję, dzięki czemu możliwa jest długa eksploatacja urządzenia. Grupa pompowo-mieszająca zapewni optymalne działanie dwóch układów grzewczych – podłogowego oraz grzejnikowego. Oprócz oczywistego komfortu użytkowania pozwala to na racjonalne zużycie energii.

Łukasz Biernacki, Product Manager Ferro S.A.

Jak prawidłowo zamontować grupę mieszającą ogrzewania podłogowego – radzi Łukasz Biernacki z firmy Ferro:

Obecnie w budynkach mieszkaniowych czy użyteczności publicznej praktycznie regułą stało się stosowanie ogrzewania podłogowego. Bardzo często współpracuje ono z tradycyjną instalacją grzejnikową. Wymaga to od instalatora zamontowania dodatkowej armatury mieszającej ze względu na różne parametry pracy dwóch typów instalacji.

Najważniejszym elementem jest dobór odpowiedniego urządzenia. Grupy mieszające dzielimy na centralne oraz miejscowe. W momencie kiedy ogrzewanie podłogowe występuje na kilku kondygnacjach budynku, z ekonomicznego punktu widzenia, lepiej jest zastosować jedną grupę mieszającą zlokalizowaną centralnie (w kotłowni) niż kilka miejscowych.

Drugim bardzo ważnym elementem jest odpowiedni dobór i montaż szafki przystosowanej do rozdzielacza wyposażonego w grupę mieszającą. Szafki podtynkowe dostępne na rynku posiadają regulowaną głębokość dlatego montując ją wcześniej należy o tym pamiętać i dostosować odpowiednio wymiary. Grupa mieszająca, jak np. GM40 firmy Ferro, posiada stały rozstaw przyłączy, co determinuje stosowanie jej tylko do wybranych rozdzielaczy. Trzeba pamiętać o tym aby solidnie przykręcić urządzenia nie dopuszczając do pojawienia się luzów podczas pracy instalacji. Prowadzi to niekiedy do powstawania drgań, co za tym idzie hałasu i z czasem możliwości rozszczelnienia całego układu. Po uruchomieniu instalacji nie wolno zapomnieć o wyregulowaniu ogrzewania podłogowo ustawiając temperaturę czynnika na zaworze mieszającym znajdującym maksymalnie na 45-48°C.

Iwona Bortniczuk
Współpraca merytoryczna
Na podstawie materiałów: FERRO,
Capricorn, Purmo