Regulacja i regulatory ogrzewania podłogowego


Reklama

Pompa ciepła Stiebel Eltron

Obiegi ogrzewania podłogowego charakteryzują się, w porównaniu do obiegów grzejnikowych, odmiennymi wymaganiami regulacji, ze względu na ich znacznie większą bezwładność grzewczą.

Do ich regulacji służą odpowiednio przystosowane regulatory ogrzewania podłogowego, których zadaniem jest obsługa dodatkowych podzespołów instalacji podłogowej, takich jak zawory mieszające, czujniki temperatury zasilania lub powrotu czy zawory termostatyczne.

Zadaniem obiegu podłogowego centralnego ogrzewania (c.o.) jest zapewnienie komfortu ciepła w pomieszczeniach mieszkalnych użytkowników. Za tym banalnym stwierdzeniem kryją się dość często pewne problemy i zaskoczenia dla użytkowników wynikające z rozbieżności oczekiwań i natury ogrzewania podłogowego.

Czas nagrzewania pomieszczenia za pomocą ogrzewania podłogowego

Ogrzewanie pomieszczeń przez obiegi podłogowe jest bowiem realizowane inaczej niż przez obiegi grzejnikowe. Najpowszechniejszym zaskoczeniem dla użytkowników jest długi czas oczekiwania na uzyskanie odpowiedniej temperatury pomieszczenia. Po jej uzyskaniu okazuje się, że podłoga jest dalej „zimna” i małe dzieci nie mogą bawić się, siedząc na niej.

Długi czas rozgrzewania pomieszczeń przez obiegi podłogowe i niska temperatura podłogi wynikają z kilku powodów. Element grzejny, jakim jest pętla grzewcza, znajduje się pod betonową wylewką (jastrychem) o grubości kilku centymetrów i terakotą lub parkietem (rys. 1).

Przekrój budowlany obiegu podłogowego

Rys. 1. Przekrój budowlany obiegu podłogowego (z archiwum firmy Kisan).

Jest więc dość skutecznie zaizolowana termicznie. Pętla grzewcza nie może być zasilana zbyt wysoką temperaturą czynnika grzewczego ze względu na niebezpieczeństwo zniszczenia jastrychu i wykładziny podłogowej.

Te dwa niekorzystne powody łagodzone są dużą powierzchnią ogrzewania, jaką jest cała podłoga pomieszczenia, oraz odpowiednio gęstym ułożeniem pętli grzewczej i średnicy rur, chociaż tu występują też pewne ograniczenia techniczne. W ostatecznym rezultacie szybkość nagrzewania pomieszczenia obiegiem podłogowym będzie wydłużona w porównaniu do ogrzewania grzejnikowego.

Temperatura podłogi w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi powinna zawierać się w zakresie od 26 do maksimum 29ºC. Przy takiej temperaturze podłogi w pomieszczeniach, w budynkach obecnie wznoszonych, będzie panować temperatura w zakresie 20-23ºC, co zaspakaja komfort cieplny. W łazienkach, gdzie temperatura ze zrozumiałych względów powinna być wyższa i wynosić ok. 25ºC, dopuszcza się temperaturę podłogi maksimum 33ºC. Niższa temperatura podłóg jest również uzasadniona zdrowotnie zarówno ze względu na unoszenie się kurzu w pomieszczeniach, co nie sprzyja czystości powietrza, jak i odczuwaniue dolegliwości ciśnieniowych w postaci „zmęczonych nóg”.

Czas włączenia i wyłączenia

Można by oczekiwać, że skoro istnieje taka duża bezwładność rozgrzewania pomieszczeń obiegami podłogowymi, to po nagrzaniu pomieszczeń, a następnie wyłączeniu ogrzewania, równie długo będzie zakumulowane ciepło dostarczane z podłogi do pomieszczenia i będzie utrzymywana przez długi czas ich temperatura.

Tak jednak się nie dzieje, ponieważ obniżenie temperatury pomieszczenia o 1-2ºC będzie już odczuwane przez użytkownika jako dyskomfort, a następuje to nieoczekiwanie szybko. Dlatego obiegi ogrzewania podłogowego, mówiąc z niewielką przesadą, powinny być włączone na początku sezonu grzewczego i wyłączone dopiero na końcu.

Oczywiście nie zawsze jest to możliwe, zwłaszcza w układach hydraulicznych, gdzie kocioł podgrzewa ciepłą wodę użytkową (c.w.u.). Wówczas cała moc kotła skierowana jest na podgrzewanie wody i wszystkie obiegi grzewcze, włącznie z podłogowymi, są automatycznie wyłączane. Takie zadania realizują regulatory pokojowe i pogodowe c.o.

Regulatory ogrzewania podłogowego – praca równoległa

Występuje jednak pewne odstępstwo od tej zasady, które jest realizowane przez bardziej rozwinięte regulatory instalacji grzewczych, tzw. praca równoległa. Podczas podgrzewania c.w.u. dalej pracują pompy obiegów podłogowych. Zapewnia to stałe krążenie czynnika grzewczego w obiegach podłogowych i skrócenie ponownego rozbiegu grzania pomieszczeń po zakończeniu podgrzewania c.w.u.

Obiegi podłogowe w instalacjach c.o. mogą występować w różnych konfiguracjach, m.in.: jako samodzielne (tylko obiegi podłogowe), jako równolegle występujące z obiegami grzejnikowymi lub jako powiązane hydraulicznie z obiegami grzejnikowymi. Typ i wielkość obiegu podłogowego zależą od potrzeb praktycznych i decyzji oraz oczekiwań użytkownika.

Regulatory ogrzewania podłogowego – współpraca z obiegiem grzejnikowym

Najprostszym i dzięki temu często stosowanym obiegiem podłogowym jest obieg powiązany hydraulicznie z obiegiem grzejnikowym. Takie rozwiązanie stosuje się w przypadku niewielkich obiegów podłogowych, najczęściej w łazienkach, kuchniach i korytarzach. Obieg podłogowy pobiera z grzejnika czynnik grzewczy, który jest częściowo wychłodzony, lub z kolektora instalacji grzejnikowej (rys. 2a i rys. 2b).

Obieg podłogowy podłączony do obiegu grzejnikowego ze sterowaniem na zasilaniu głowicą termostatyczną RTL

Rys. 2a. Obieg podłogowy podłączony do obiegu grzejnikowego ze sterowaniem na zasilaniu głowicą termostatyczną RTL (z archiwum firmy KAN-therm).

Obieg podłogowy podłączony do obiegu grzejnikowego ze sterowaniem na powrocie głowicą termostatyczną RTL

Rys. 2b. Obieg podłogowy podłączony do obiegu grzejnikowego ze sterowaniem na powrocie głowicą termostatyczną RTL (z archiwum firmy KAN-therm).

Dalsza regulacja obiegu jest realizowana przez głowicę termostatyczną RTL (regulator ogrzewania podłogowego), która może być umieszczona na zasilaniu (rys. 2a) lub powrocie (rys. 2b) obiegu podłogowego. Głowica umożliwia regulację temperatury podłogi i pomieszczenia, podobnie jak zawory termostatyczne stosowane przy grzejnikach.

Sterowanie obiegiem podłogowym przez głowicę termostatyczną RTL na zasilaniu jest uzasadnione w przypadku poboru czynnika roboczego z kolektora obiegu grzejnikowego, który posiada wysoką temperaturę i może spowodować przegrzanie i uszkodzenie podłogi. Ważna jest w tym przypadku kontrola temperatury czynnika grzewczego wpływającego do obiegu podłogowego.

Gdy czynnik roboczy jest pobierany z grzejnika (częściowo wychłodzony), zawór termostatyczny RTL lepiej jest umieścić na powrocie obiegu podłogowego. Kontrola temperatury czynnika grzewczego i odpowiednie ustawienie głowicy termostatycznej zapewniają w takim przypadku pracę grzewczą całej powierzchni obiegu podłogowego i bardziej skuteczne ogrzewanie.

W przypadku konieczności ogrzewania pomieszczeń, w których powinny panować różne temperatury, stosuje się albo odpowiednie modyfikacje podłogowej instalacji grzewczej, albo kilka obiegów podłogowych ustawionych na różne temperatury.

Regulatory ogrzewania podłogowego z automatycznym zaworem odcinającym

Na rys. 3 przedstawiono schemat prostej instalacji podłogowej zmodyfikowanej o automatyczny zawór odcinający (Z) sterowany regulatorem pogodowym. Takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie różnych temperatur pomieszczeń. Obieg (1) ustawiony jest na wyższą temperaturę ogrzewania poprzez odpowiednie wysterowanie zaworu mieszającego i może być zastosowany np. w łazience. Natomiast obieg (2) jest obiegiem o niższej temperaturze ogrzewania. Niższą temperaturę ogrzewania w obiegu (2) zapewnia dodatkowy zawór sterowany w oparciu o pomiar temperatury podłogi przez czujnik (T3).

Schemat instalacji podłogowej z obiegami o różnych temperaturach pomieszczeń

Rys. 3. Schemat instalacji podłogowej z obiegami o różnych temperaturach pomieszczeń: TP – termostat pokojowy, T1 – czujnik temp. zewnętrznej, M – zawór mieszający, T2 – czujnik zasilania, PM – pompa obiegowa, Z – zawór automatyczny drugiego obiegu, T3 – czujnik temp. podłogi (z archiwum firmy Compit).

W przypadku osiągnięcia żądanej temperatury zawór (Z) odcina dopływ czynnika grzewczego do czasu, aż temperatura podłogi obniży się o dopuszczalną wartość. Zwykle jest to ok. 0,5ºC. Takie rozwiązanie wymaga zastosowania odpowiedniego regulatora pogodowego. Nie wszystkie bowiem regulatory pogodowe mają możliwości sterowania dodatkowym zaworem automatycznym.

Zastosowane rozwiązanie (rys. 3) jest podwójnie korzystne – zarówno na etapie inwestycji, jak i późniejszej eksploatacji. Wykonywanie drugiego obiegu podłogowego wymagałoby zakupu rozdzielacza, zaworu mieszającego i pompy, które następnie musiałyby być zasilane prądem elektrycznym w okresie eksploatacji.

Typowy obieg

Typowy obieg podłogowy składa się z trójdrogowego zaworu mieszającego, pompy obiegowej i czujnika temperatury zasilania obiegu, umieszczonego za zaworem mieszającym, oraz rozdzielacza i pętli obiegowych. Obieg podłogowy może być zbudowany z oddzielnych podzespołów lub z kompaktowego zestawu wykonanego fabrycznie, do którego podłącza się pętle grzewcze. Na rynku występują różne rodzaje kompaktowych zestawów, przystosowane do instalacji o różnej wielkości i charakteryzujące się różnym wyposażeniem.

Obieg podłogowy sterowany jest regulatorem (regulatory ogrzewania podłogowego), który w oparciu o pomiar temperatury za zaworem mieszającym tak steruje tym zaworem, aby uzyskać odpowiednią temperaturę czynnika grzewczego pompowanego przez pompę w obieg grzewczy. Temperatura wody grzewczej pompowanej do obiegu podłogowego ustawiana jest standardowo na 40ºC. Stosuje się wyższe temperatury w szczególnych przypadkach ogrzewania, jednak temperatura wody grzewczej nigdy nie powinna przekraczać wartości 55ºC. Z tego powodu najbardziej odpowiednimi źródłami ciepła są źródła niskotemperaturowe, takie jak kotły kondensacyjne i pompy ciepła.

Od pracy zaworu mieszającego zależy w zasadniczym stopniu temperatura pomieszczeń, ale nie tylko. W trakcie uruchamiania należy wyregulować samą instalację podłogową, która polega na regulacji przepływów w poszczególnych pętlach grzewczych. Pętle o tej samej długości mogą różnić się oporami przepływu i w efekcie różnymi strumieniami wody grzewczej, a tym samym różną mocą grzewczą.

Ważne rotametry

Do regulacji przepływów w pętlach służą przepływomierze (rotametry) z możliwością regulacji, o ile rozdzielacz jest w nie wyposażony. Pętle grzewcze znajdujące się w tym samym pomieszczeniu powinny być – z zasady – wyregulowane na ten sam przepływ. Zapewnia to równomierne ogrzewanie podłogi i pomieszczenia. Dla innych pomieszczeń można ustawić większy lub mniejszy przepływ w przypadku żądania innej temperatury pomieszczenia.

Ostateczne wartości ustawień przepływów w pętlach wymagają korekt przez kilka lub nawet kilkanaście dni. Nawet doświadczony instalator nie jest w stanie wykonać prawidłowej regulacji w nowej instalacji podłogowej za pierwszym razem, ponieważ każdy budynek charakteryzuje się indywidualnymi i nieznanymi do końca cechami. Reakcja obiegu podłogowego jest bardzo powolna, zależna od wielu czynników i potrzeba wiele czasu do ostatecznego ustabilizowania pracy obiegu i ustalenia się temperatur pomieszczeń.

Ważną zasadą regulacji jest zmiana tylko jednego parametru, a nie kilku jednocześnie, i odczekanie aż do ustabilizowania się pracy instalacji ogrzewania. Wówczas można zaobserwować różnice i zorientować się w kierunku dalszych regulacji. Zmiana kilku parametrów prowadzi najczęściej do wystąpienia nieoczekiwanego rezultatu i braku konkretnych wniosków co do dalszego postępowania. Stąd też procedura regulacji ogrzewania podłogowego wymaga i doświadczenia, i czasu.

dr inż. Jan Siedlaczek

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij