Ogrzewania płaszczyznowe – ogranicznik powrotu

Poprzednia seria artykułów była poświęcona komfortowi ciepłej podłogi. Opisano w nich kilka rozwiązań z zastosowaniem ogranicznika temperatury powrotu czynnika grzewczego typu RTB (niem. Rücklauftemperaturbegrenzer), zwanego także RTL (ang. Return Temperature Limiter).

W opisanych w poprzednich artykułach rozwiązaniach RTB występował pojedynczo lub z zespole z innymi armaturami regulacyjnymi. Mnogość zastosowań oraz wielowariantowość układów z wszelkiego rodzaju ogranicznikami powrotu wynika z prostoty rozwiązań, niezawodności oraz niskiej ceny aplikacji. Nie może i nie powinno to jednak przysłaniać ograniczeń w zakresie zastosowania tego typu rozwiązań.

Komfort ciepłej podłogi

Na samym początku należy przypomnieć, dlaczego zostało użyte określenie komfort ciepłej podłogi zamiast ogrzewania podłogowego? Rozwiązanie z ogranicznikiem temperatury powrotu czynnika grzewczego umożliwia doprowadzenie ciepła do pomieszczenia z grzejnikiem płaszczyznowym, pozwala także na zwiększanie i zmniejszanie strumienia ciepła doprowadzanego do pomieszczenia poprzez grzejnik płaszczyznowy.

Rozwiązanie z ogranicznikiem temperatury powrotu czynnika grzewczego nie umożliwia jednak bezpośredniej kontroli temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu. Wynika to z prostego faktu, iż RTB reguluje temperaturę czynnika grzewczego przepływającego przez część zaworową (2), która wypływa z grzejnika płaszczyznowego (rys. 1). Na głowicy termostatycznej RTB (2) zadajemy oczekiwaną temperaturę powrotu czynnika grzewczego wypływającego z grzejnika płaszczyznowego.

Ojczyk212-1

Rys. 1. Ogranicznik cyrkulacji RTB zwany także RTL[2]: 1 – głowica termostatyczna RTB, 2 – część zaworowa RTB.

Temperatura czynnika grzewczego opuszczającego grzejnik płaszczyznowy oddziałuje na wydajność cieplną grzejnika powierzchniowego poprzez wpływ na średnią temperaturę powierzchni, która przekazuje ciepło do pomieszczenia. Jednak brak ujemnego sprzężenia zwrotnego pomiędzy wydajnością cieplną grzejnika płaszczyznowego a temperaturą w ogrzewanym pomieszczeniu powoduje, że temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu jest przypadkowa. Temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu jest wypadkową pomiędzy strumieniem ciepła doprowadzonego do pomieszczenia a zapotrzebowaniem na ciepło.

Zapotrzebowanie na ciepło jest zmienne w czasie jako suma strat ciepła i zapotrzebowania na podgrzanie powietrza wentylacyjnego. Od profesjonalnego ogrzewania płaszczyznowego oczekuje się automatycznej regulacji temperatury w ogrzewanych pomieszczeniach. Wobec powyższego ogrzewanie z grzejnikami podłogowymi i ogranicznikami temperatury powrotu możemy nazywać jedynie komfortem ciepłej podłogi, gdzie regulowana jest temperatura powierzchni podłogi, nie zaś temperatura pomieszczenia.

Ojczyk212-2

Rys. 2. Strefa przegrzania w grzejniku podłogowym z RTB: 1 – termostatyczny ogranicznik temperatury powrotu RTB, 2 – grzejnik podłogowy, 3 – strefa przegrzana.

Automatyczna regulacja

Wymaganie automatycznej regulacji temperatury w ogrzewanych pomieszczeniach obejmuje obiekty zasilane z sieci ciepłowniczych, z kotłów na gaz, olej lub kotłów elektrycznych. Powyższe wymaganie nie obejmuje tylko budynków jednorodzinnych, rekreacyjnych i zagrodowych oraz pomieszczeń zakwaterowania w zakładach karnych i aresztach śledczych, zgodnie z warunkami technicznymi [1], § 134. punkt 4 i 5:

„4. Grzejniki oraz inne urządzenia odbierające ciepło z instalacji ogrzewczej powinny być zaopatrzone w regulatory dopływu ciepła. Wymaganie to nie dotyczy instalacji ogrzewczej w budynkach zakwaterowania w zakładach karnych i aresztach śledczych.

  1. W budynku zasilanym z sieci ciepłowniczej oraz w budynku z własnym (indywidualnym) źródłem ciepła na olej opałowy, paliwo gazowe lub energię elektryczną – regulatory dopływu ciepła do grzejników powinny działać automatycznie, w zależności od zmian temperatury wewnętrznej w pomieszczeniach, w których są zainstalowane. Wymaganie to nie dotyczy budynków jednorodzinnych, mieszkalnych w zabudowie zagrodowej i rekreacji indywidualnej, a także poszczególnych mieszkań oraz lokali użytkowych wyposażonych we własne instalacje ogrzewcze”.

Ojczyk212-3

Rys. 3. Strefa o podwyższonej temperaturze w grzejnika podłogowym z RTB z rurą w peszlu: 1 – termostatyczny ogranicznik temperatury powrotu RTB, 2 – grzejnik podłogowy, 3 – strefa przegrzana.

Temperatura zasilania

Wykorzystanie ograniczników cyrkulacji niejednokrotnie jest rozwiązaniem kompromisowym dla zapewnienia komfortu ciepłej podłogi bez konieczności zastosowania systemu redukcji temperatury zasilania dla grzejnika płaszczyznowego. W każdym profesjonalnym ogrzewaniu płaszczyznowym, takim jak ogrzewanie podłogowe, ścienne lub sufitowe, szczególną uwagę przywiązuje się do dobrania odpowiedniej temperatury zasilania, która nie będzie zbyt niska ani zbyt wysoka.

Zbyt niska temperatura zasilania może oznaczać niedogrzanie pomieszczeń lub znaczące przewymiarowanie grzejników płaszczyznowych. Zbyt wysoka temperatura zasilania oznacza przegrzanie grzejnika powierzchniowego oraz zbyt wysoką temperaturę powierzchni grzejnej, która będzie powyżej granicy komfortu. Zbyt duża temperatura czynnika grzewczego może także powodować nierównomierny rozkład temperatury na powierzchni przekazującej ciepło do pomieszczenia. W przypadku obiektów, gdzie dominujące jest ogrzewanie z grzejnikami konwektorowymi, zaś wymaganie komfortu ciepłej podłogi dotyczy małych i nielicznych pomieszczeń, ekonomicznie nieuzasadnione jest stosowanie drogich i skomplikowanych systemów redukcji temperatury.

W takim przypadku są dwie możliwości: jedna to rezygnacja z komfortu ciepłej podłogi, druga zaś to sprawdzenie, czy dopuszczalne jest lokalne przegrzanie podłogi oraz czy można złagodzić wymagania do podwyższonej temperatury podłogi. W przypadku zastosowania źródła ciepła o stabilnej, niezbyt wysokiej temperaturze, najczęściej do 70oC, można rozważać zastosowanie RTB jako zabezpieczenia przed przegrzaniem grzejnika płaszczyznowego.

Pierwsze metry rury

Należy jednaka nadmienić, że pierwsze metry rury na odcinku dobiegowym lub pierwsze metry rury w samym grzejniku płaszczyznowym nie są zabezpieczone. Zabezpieczeniem przed przegrzaniem pozostałej części grzejnika jest właśnie wychłodzenie czynnika grzewczego w części przegrzanej. Wobec powyższego odcinek rur o temperaturze wyższej niż w typowym ogrzewaniu podłogowym należy prowadzić w strefie brzegowej grzejnika, gdzie jest największe zapotrzebowanie na ciepło. W tej strefie, która jest jednocześnie brzegiem grzejnika, najmniejsze jest prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć w wyniku wydłużeń termicznych grzejnika i/lub pokrycia.

Uwaga na ograniczenia

Innym rozwiązaniem, które wydaje się bardziej bezpieczne, jest rozszerzenie strefy o podwyższonej temperaturze przez zastosowanie peszla ochronnego. W ten sposób można znacząco ograniczyć przekazywanie ciepła od rury w grzejniku płaszczyznowym. Przy odpowiednio dobranych parametrach może nie wystąpić niebezpieczeństwo przegrzania. Może się jednak okazać, że wydajność takiego grzejnika płaszczyznowego będzie niewystarczająca. W każdym przypadku należy dokonać odpowiednich przeliczeń projektowych.

Przy stosowaniu wspomagania ogrzewania przez system z komfortem ciepłej podłogi należy pamiętać o innych ograniczeniach polegających na małej powierzchni grzejnika płaszczyznowego lub niezbyt długiej pętli, zgodnie z tabelą.

Ojczyk212tab

Tabela. Maksymalna powierzchnia podłogi ogrzewania podłogowego [2].

W typowych zestawach RTB najczęściej brak w części zaworowej możliwości dokonania nastawy wstępnej, co może mieć negatywny wpływ na pracę grzejnika płaszczyznowego. Najczęściej w takich sytuacjach pojawia się niestabilna praca, podobna do ładowania zasobnika ciepłej wody użytkowej. System z komfortem ciepłej podłogi może zakłócać pracę innych grzejników w pomieszczeniu, o czym wspomniałem w poprzednich artykułach. Rozbudowany system z komfortem połogi oraz długą pętlą grzejnika płaszczyznowego może być niewydolny pod względem hydraulicznym i cieplnym.

Na zakończenie

Wobec niekwestionowanych zalet systemu z komfortem ciepłej podłogi należy także zawsze brać po uwagę szereg ograniczeń opisanych w poprzedniej serii artykułów. Dla wszystkich tych, którzy preferują bezpieczne i bezkompromisowe rozwiązania, proponuję lekturę następnych artykułów z serii ogrzewania powierzchniowego.

Grzegorz Ojczyk

Literatura:

[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dziennik Ustaw nr 75, poz. 690, wraz z nowelizacjami).

[2] Materiały firmowe HERZ Armatura i Systemy Grzewcze Spółka z o.o.

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