Modernizacja instalacji grzewczej - w jaki sposób dobrać kocioł i grzejniki?

Modernizacja instalacji grzewczej

Najczęściej modernizacja systemu grzewczego wiąże się z demontażem wysłużonego i uciążliwego w obsłudze kotła na paliwa stałe. Zamiast niego montuje się nowe urządzenie, niewymagające dozoru – zwykle jest to kocioł gazowy lub pompa ciepła. Co ciekawe dużą popularnością cieszy się pompa ciepła, zwłaszcza powietrzna. Potwierdzają to wyniki badania ankietowego przeprowadzonego w 2020 roku przez Oferteo.pl (największy polski serwis łączący poszukujących usługi z ich dostawcami) na próbie 696 osób. Ten model pompy wybrało aż 78% respondentów. Na drugim miejscu, z wynikiem 17%, znalazła się pompa gruntowa, a na trzecim – wodna, którą wybrało 5% badanych. Jednocześnie nie można zapomnieć o tym, że należy sprawdzić stan techniczny pozostałych elementów systemu grzewczego – rur, grzejników, pomp obiegowych. W przeciwnym razie może się okazać, że nowe źródło ciepła nie zapewni odpowiedniego komfortu w domu lub zużywa dużo energii, a przecież nie takiego efektu oczekujemy.

Modernizacja instalacji grzewczej - od czego należy zacząć?

Przede wszystkim powinniśmy ustalić, czy obecne grzejniki będą mogły współpracować z nowym źródłem ciepła. Sprawdźmy, jaka temperatura wody w instalacji zapewnia nam komfort w pomieszczeniach w trakcie mroźnych dni. W niektórych instalacjach może to być nawet 70-80°C, ale są 30-40-letnie systemy grzewcze, w których zasilenie grzejników wodą o temperaturze 40-45°C pozwala ogrzać dom przy temperaturze zewnętrznej sięgającej – 20°C. Dotyczy to zwłaszcza tych domów, które zostały poddane termomodernizacji. Ponadto należy sprawdzić, czy grzejniki w poszczególnych pomieszczeniach rozgrzewają w podobnym stopniu. Jeśli w niektórych pokojach są one wyraźnie chłodniejsze, może to świadczyć o nieodpowiednim przepływie wody w instalacji spowodowanym, np. zanieczyszczeniem grzejników i/lub rur. Dalsze kroki zależą w dużej mierze od rodzaju planowanego rodzaju źródła ciepła.

Instalacja grzewcza z nowym kotłem na gaz

Współczesne kotły gazowe to modele kondensacyjne, czyli takie, które są w stanie schłodzić spaliny do bardzo niskiej temperatury. W efekcie para wodna zawarta w spalinach skrapla się i odzyskujemy dodatkową ilość energii, która w przeciwnym razie zostałaby odprowadzona do otoczenia. Ta ilość wynosi od kilku do nawet 10- 11%. Jest to możliwe pod warunkiem, że temperatura, do której musimy podgrzać wodę w instalacji grzewczej, nie przekracza 55°C. W przeciwnym razie nie będziemy w stanie wystarczająco schłodzić spalin przepływających przez wymiennik ciepła wewnątrz kotła.

Wpływ temperatury w instalacji na pracę nowego kotła

Jeśli obecnie użytkowane grzejniki nie wymagają zasilania wodą o temperaturze wyższej niż 55°C i instalacja jest w dobrym stanie technicznym, wówczas istnieje szansa, że instalacja pozwoli na efektywną pracę kotła. Jednocześnie, gdy planujemy pozostawienie istniejących grzejników, powinniśmy z pewnością zlecić płukanie systemu i montaż filtra oraz magnetoodmulacza (zapewnia skuteczną ochronę urządzeń oraz całej instalacji przed zanieczyszczeniami ciałami stałymi zawartymi w wodzie grzejnej) na rurze powrotnej, w kierunku kotła. Jeśli grzejniki i instalacja są w dobrym stanie technicznym, ale wymagają podgrzewania wody do wysokiej temperatury, wówczas musimy mieć świadomość, że sprawność kotła kondensacyjnego będzie odpowiednio niższa. Nie oznacza to, że nie możemy podłączyć kotła do instalacji o takich wymaganiach. Kotły kondensacyjne mogą pracować nawet z temperaturą rzędu 80°C, ale oczywiście przekłada się to na wzrost zużycia gazu do 10- 11%. Efekt ten można nieco zredukować, stosując sterownik pogodowy, który dostosuje temperaturę pracy kotła do aktualnych strat ciepła budynku i temperatury zewnętrznej. Dzięki temu kocioł będzie pracował z wyższą temperaturą i niższą sprawnością tylko w dość chłodne dni.

Modernizacja instalacji grzewczej - dobór nowych grzejników

Jeśli istniejące grzejniki są w złym stanie technicznym, należy je oczywiście wymienić. Doboru ich rodzaju i mocy dokonuje instalator lub projektant na podstawie strat ciepła w poszczególnych pomieszczeniach oraz przyjętej, projektowanej temperatury zasilania. Musimy przy tym zdecydować, co stanowi dla nas priorytet – jak najniższa cena grzejników czy też wysoka sprawność kotła. Jeśli chcemy ograniczyć koszty zakupu grzejników, mogą one zostać dobrane tak, aby w trakcie mrozów były zasilane wodą o temperaturze 65- 75°C. Zaletą tego rozwiązania jest to, że grzejniki zajmą wówczas niewiele miejsca w pomieszczeniu. Ale musimy sobie zdawać sprawę z tego, że sprawność kotła będzie nieco niższa. Poza tym, jeśli w przyszłości postanowimy rozbudować instalację o inne, niskotemperaturowe źródło ciepła, np. pompę ciepła czy kolektory słoneczne, wówczas może to być utrudnione, a nawet wymagać wymiany grzejników. Aby tego uniknąć, możemy od razu zastosować modele, które będą w stanie ogrzać dom przy znacznie niższej temperaturze wody. Biorąc pod uwagę uwarunkowania techniczne, istnieje możliwość redukcji temperatury wody w instalacji nawet do 35°C. Oczywiście jest to możliwe wtedy, gdy zostaną zamontowane grzejniki o znacznie większych rozmiarach (nawet czterokrotnie), niż w przypadku zasilania ich wodą o temperaturze 75°C. Dlatego zazwyczaj poprzestaje się na redukcji tej wartości do poziomu 50-55°C. Wymaga to zastosowania grzejników o powierzchni co najmniej 65% większej niż dla temperatury 75°C. Konkretna wartość wymaganego przewymiarowania zależy od konstrukcji grzejników i możemy ją odnaleźć w dokumentacji technicznej. Oczywiście grzejniki o większej powierzchni zajmą więcej miejsca w pomieszczeniach. W związku z tym niezbędne jest sprawdzenie dostępnej przestrzeni montażowej. W niektórych sytuacjach pomocnym rozwiązaniem mogą być grzejniki kątowe, które pozwolą wykorzystać powierzchnię ścian w narożniku.

Modernizacja instalacji grzewczej z pompą ciepła - grzejniki

W instalacji grzewczej z pompą ciepła nie ma miejsca na kompromis w postaci niewielkich i tańszych grzejników, które można zasilać wodą o temperaturze 70-80°C. W takim układzie należy zapewnić jak najniższą temperatury pracy urządzenia. Im wyższa bowiem temperatura, tym niższa sprawność pompy ciepła, a w efekcie wyższe koszty eksploatacji.

Wpływ temperatury w instalacji na pracę pompy ciepła

Każda pompa ciepła ma tzw. pole pracy czyli zakres dopuszczalnej temperatury wody w instalacji. Zazwyczaj waha się ona od 20 do 55- 60°C, przy czym znaczna część pomp powietrznych w czasie silnych mrozów nie jest w stanie osiągnąć wyższej temperatury wody grzejnej niż 45°C (co wynika z konstrukcji tych urządzeń). Gdybyśmy więc zastosowali grzejniki, które wymagają dostarczenia wody o temperaturze 70- 80°C, wówczas okazałoby się, że możemy korzystać z powietrznej pompy ciepła tylko w trakcie cieplejszych dni. W pozostałym okresie wodę w instalacji musiałaby podgrzać grzałka elektryczna.

Dobór grzejników

Jak wynika z tego co napisaliśmy wyżej, planując pompy ciepła, należy zastosować grzejniki o znacznie większej powierzchni, które będą w stanie ogrzać pomieszczenie przy temperaturze wody 45-55°C. W niektórych domach zdarza się, że istniejące grzejniki mają taką charakterystykę, ale są to sporadyczne przypadki. Dotyczy to budynków, w których w przeszłości zastosowano grzejniki o dużej powierzchni, a później dom poddano gruntowej termomodernizacji. W tej sytuacji możemy pozostać przy istniejących grzejnikach, o ile nie są w złym stanie technicznym lub nie planujemy ich wymiany ze względów estetycznych. Jeśli nie możemy lub nie chcemy pozostawić starych grzejników, wówczas powinniśmy zlecić dobór nowych modeli, odpowiednich dla niskiej temperatury zasilania.

Na co zwrócić uwagę przy zakupie nowych grzejników?

Do wyboru są grzejniki:

• płytowe,
• członowe,
• konwektorowe,
• a także dekoracyjne.

Dodatkowo wielu producentów ma w swojej ofercie modele wyróżniające się atrakcyjnym wykończeniem powierzchni. Przykładowo jeszcze kilka lat temu standardem były grzejniki płytowe i konwektorowe z przetłoczeniami na frontowej i tylnej ściance (przetłoczenia mają zadanie zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła). Obecnie najczęściej wybierane są grzejniki z płaską powierzchnią, gdyż lepiej wpisują się we wnętrza urządzone nowocześnie, a zwłaszcza w stylu minimalistycznym.

Niejako na drugim biegunie znajdują się grzejniki dekoracyjne, pozwalają nadać wnętrzom unikatowego charakteru. Niezależnie od tego, jaki rodzaj grzejnika nas interesuje, musimy zawsze pamiętać o aspektach technicznych, czyli dopasowaniu do układu rur (jeśli nie będą one wymieniane razem z grzejnikami) oraz zapewnieniu odpowiedniej mocy przy niskiej temperaturze wody (szczególnie w przypadku współpracy z pompą ciepła).

Jak sterować działaniem grzejników?

W instalacji pozostawiamy istniejące grzejniki

W starszych instalacjach grzejniki często są wyposażone w zawory służące wyłącznie do regulacji przepływu wody w rurach. Nie umożliwiają one natomiast regulacji temperatury w pomieszczeniach. Pozostawiając w systemie istniejące grzejniki, warto wymienić te zawory na modele z głowicami termostatycznymi. Dzięki temu za pomocą pokrętła głowicy ustawimy oczekiwaną temperaturę we wnętrzu. Jeśli jest ona za niska w stosunku do ustawionej wartości, głowica otwiera zawór i do grzejnika płynie ciepła woda. Gdy temperatura mierzona przez głowicę zbliża się do zadanego poziomu, następuje powolne przymykanie zaworu i redukcja przepływu wody przez grzejnik. Aby głowica mogła skutecznie mierzyć temperaturę w pomieszczeniu zarówno grzejnik, jak i głowica nie powinny być zabudowane. Jeśli jednak z jakichś przyczyn chcemy przysłonić grzejnik, wówczas przydatny może być zawór z głowicą, wyposażoną w zdalny czujnik temperatury. Montuje się go na ścianie poza wnęką grzejnikową.

W instalacji zamontowano nowe grzejniki

Nowoczesne modele grzejników są zwykle wyposażone fabrycznie w zawór do regulacji przepływu oraz temperatury. Pozostaje więc dokupienie głowicy termostatycznej. Typowym i najprostszym rozwiązaniem są głowice cieczowe. Służą one do utrzymania temperatury w pomieszczeniu na stałym poziomie. Chcąc różnicować temperaturę, np. między dniem i nocą musielibyśmy rano i wieczorem zmieniać nastawę na głowicy. Zapewne niewielu użytkowników korzysta w ten sposób z instalacji. Znacznie lepszą opcją jest montaż programowalnego sterownika, współpracującego z kotłem lub pompą ciepła.

Jak zmieniać ustawienia?

Aby opłaty za ogrzewanie były jak najniższym poziomie, chcemy mieć możliwość obniżania temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, kiedy zajdzie taka potrzeba. Przykładowo w ciągu dnia temperatura w sypialniach ma być niższa, a w tym samym czasie w salonie i gabinecie – wyższa. Aby uniknąć ciągłej zmiany nastaw na tradycyjnych głowicach można zastosować głowice wyposażone w programator. Inne rozwiązanie to wykorzystanie aplikacji np. na smartfonie. Wtedy na grzejnikach montuje się głowice bez programatora. System współpracujący z kotłem lub pompą ciepła blokuje pracę źródła ciepła w przypadku, gdy temperatura we wszystkich pomieszczeniach zostanie osiągnięta.

Jakie grzejniki nadają się do modernizowanej instalacji?

Decydując się na pozostawienie istniejącej instalacji, musimy uwzględnić rozstaw rur, do których podłączymy grzejniki. W nowych układach grzewczych bardzo często grzejniki zasila się od dołu lub ze ściany pod grzejnikiem, tak aby rury podłączeniowe nie były widoczne. W starego typu instalacjach rury doprowadzane są z boku grzejnika. Wybierając więc nowe modele grzejników, zwróćmy uwagę na to, by ich rozstaw króćców pasował do rozstaw rur. Wielu producentów np. grzejników stalowych płytowych czy stalowych członowych ma w swojej ofercie określane jako modernizacyjne lub renowacyjne. Co ważne, mają one także wysokość odpowiadającą klasycznym żeberkom żeliwnym. Dzięki temu unikniemy dodatkowych zmian w instalacji i naprawy ścian w pobliżu grzejników.

Czy korzystając z grzejników i pompy ciepła, możemy schłodzić pomieszczenia latem?

Większość pomp ciepła może działać latem w trybie chłodzenia, w wyniku czego obniża temperaturę wodę w instalacji. Wiele osób sądzi, że wykorzystując tę opcję, uda się schłodzić powierzchnię standardowych grzejników, a dzięki temu obniżyć temperaturę w domu. Niestety nie jest to możliwe. Przede wszystkim schłodzenie powierzchni grzejnika w ciepłym pokoju spowoduje wykroplenie się wilgoci, a to może przyczynić się do korozji krawędzi grzejnika i uszkodzenia podłogi. Poza tym nie należy oczekiwać intensywnego przepływu powietrza przez chłodny grzejnik. W efekcie nie uda się osiągnąć zauważalnego obniżenia temperatury w domu. Aby ogrzewać pomieszczenia zimą i chłodzić je latem, stosuje się klimakonwektory. Są to „grzejniki” konwektorowe wyposażone w wentylator dla wymuszenia intensywnego przepływu powietrza. Wykonuje się je z materiałów, które nie ulegają korozji, gdy dochodzi do wykraplania się wilgoci na ich powierzchni. Powstające skropliny oczywiście nie mogą kapać na podłogę, więc klimakonwektor ma tzw. tacę ociekową. Na rynku dostępne są też grzejniki konwektorowe z wbudowanym wentylatorem i opcją chłodzenia. Działają one w trzech trybach – w opcji grzania z wentylatorem lub bez niego, w opcji chłodzenia – z włączonym wentylatorem. Planując w  domu montaż klimakonwektorów i grzejników konwektorowych z  opcją chłodzenia, musimy rury w instalacji zaizolować paroszczelną izolacją termiczną. W przeciwnym razie, latem ciepłe powietrze będzie omywało powierzchnie rur i dojdzie do miejscowego wykraplania się wilgoci. Ponadto do tego typu urządzeń należy doprowadzić elektryczny przewód zasilający oraz instalację kanalizacyjną do odprowadzenia wilgoci.

Co zrobić, gdy dostępne miejsce jest za małe do montażu nowych grzejników?

W takiej sytuacji możemy zastosować specjalne modele o bardziej rozbudowanej powierzchni oddawania ciepła. Zwykle są one grubsze o co najmniej o 50, a nawet o 90 mm. Jeśli taka opcja nas nie satysfakcjonuje ze względu na masywny wygląd grzejnika, wówczas możemy wziąć pod uwagę urządzenia wyposażone w wentylator. Umożliwi to zakup modeli o grubości zbliżonej do istniejących grzejników i jedynie nieznacznie większej długości. Praca wentylatora spowoduje wymuszony przepływ powietrza przez grzejnik i wyższą intensywność wymiany ciepła między powierzchnią grzejnika a powietrzem. Dzięki temu już przy temperaturze wody 45-55ºC grzejnik będzie w stanie pracować z wysoką mocą i skutecznie ogrzać pomieszczenie. Pewnym ograniczeniem takiego rozwiązania jest potrzeba doprowadzenia przewodów elektrycznych w pobliże każdego urządzenia.