Ogrzewanie podłogowe
Zasada działania ogrzewania
podłogowego
" Instalacje ogrzewcze z grzejnikami konwekcyjnymi charakteryzują się małą
powierzchniÄ… grzejnÄ… w stosunku do powierzchni ograniczajÄ…cej
pomieszczenie.
" Powoduje to miejscowe napromieniowanie i miejscowy przyrost
temperatury powietrza. Wyrównywanie temperatury w całym
pomieszczeniu jest osiągane poprzez cyrkulację powietrza wywołaną
pomieszczeniu jest osiągane poprzez cyrkulację powietrza wywołaną
znacznym gradientem temperatury, wpływającym niekorzystnie na
odczucie komfortu cieplnego.
" Zmniejszenie skutków tego zjawiska jest możliwe przez zastosowanie
ogrzewania płaszczyznowego w postaci ogrzewania ściennego, sufitowego
lub podłogowego.
" Ogrzewanie sufitowe powoduje nieprzyjemne napromieniowanie na głowę
i z tego powodu nie jest zalecane w niskich pomieszczeniach, np. w
budownictwie mieszkaniowym.
Zasada działania ogrzewania
podłogowego
" Ogrzewanie ścienne powoduje zwiększenie strat ciepła do otoczenia i z
tego powodu jest również rzadko stosowane. Podanych wad nie ma
ogrzewanie podłogowe, w przypadku którego powierzchnię grzejną
stanowi właściwie cała podłoga.
" Zaletą ogrzewania podłogowego jest rozkład temperatury zbliżony do
idealnego ze względu na fizjologię człowieka, tzn. wyższa temperatura
idealnego ze względu na fizjologię człowieka, tzn. wyższa temperatura
panuje przy podłodze, a niższa na poziomie głowy, co daje optymalny
komfort cieplny.
" Instalacja ogrzewania podłogowego jest w całości schowana pod podłogą,
a brak jakichkolwiek widocznych elementów grzejnych daje
nieograniczone możliwości kształtowania wnętrz.
Zalety i wady wodnego ogrzewania
podłogowego
Spośród zalet ogrzewania podłogowego należy wyróżnić:
" korzystny dla człowieka, ze względów fizjologicznych, rozkład temperatury
w pomieszczeniu (rys.),
" równomierny rozkład temperatury - w pomieszczeniu nie ma stref
przegrzanych (np. w pobliżu grzejników) ani niedogrzanych;
" brak grzejników pozwala lepiej wykorzystać przestrzeń w pomieszczeniach
" brak grzejników pozwala lepiej wykorzystać przestrzeń w pomieszczeniach
oraz ułatwia utrzymanie higieny (grzejniki są zawsze siedliskiem kurzu),
" małe wysuszenie powietrza w pomieszczeniu ze względu na ogrzewanie
niskotemperaturowe,
" brak niekorzystnej dodatniej jonizacji powietrza,
" możliwość zaoszczędzenia nawet do 30% kosztów ogrzewania w sto-sunku
do klasycznego ogrzewania grzejnikowego,
" równomierny rozkład temperatury powierzchni połogi.
Porównanie rozkładu temperatury przy
różnych systemach ogrzewania
Zalety i wady wodnego ogrzewania
podłogowego
Wadą ogrzewania podłogowego jest to, że w przypadku awarii rur naprawa
jest bardzo kosztowna, ponieważ dotarcie do usterki niejednokrotnie
pociąga za sobą demontaż, np. parkietu czy paneli podłogowych.
Ogrzewanie stosuje siÄ™ w takich pomieszczeniach, jak:
" jadalnia,
" kuchnia,
" kuchnia,
" hol,
" pokój dzienny,
" Å‚azienka.
Konstrukcja grzejnika podłogowego
Elementami grzejnymi w grzejniku podłogowym mogą być kable elektryczne
lub przewody, którymi przepływa woda. Ograniczając się do ogrzewania
wodnego, można stwierdzić, że grzejnik podłogowy stanowi układ rur
umieszczonych w podłodze, którymi przepływa woda grzejna. Przykład
konstrukcji grzejnika podłogowego pokazuje rys.
Jako rury grzejne układane na warstwie izolacji styropianowej i zalewane
Jako rury grzejne układane na warstwie izolacji styropianowej i zalewane
betonem (jastrychem) stosuje siÄ™:
" rury PEX z barierÄ… antydyfuzyjnÄ…,
" rury wielowarstwowe PEX/A1/PEX,
" rury wielowarstwowe PE-RT/AÅ‚/PE-RT,
" rury miedziane.
Rury muszą być wyposażone w barierę antydyfuzyjną uniemożliwiającą
przenikanie tlenu do instalacji. Nie powinny być one łączone w warstwie
podłogi i dlatego należy stosować rury w kręgach.
Maksymalna długość pętli nie może jednak przekraczać 100-120 m.
Konstrukcja grzejnika podłogowego
Konstrukcja grzejnika podłogowego
Ze względów zdrowotnych w pomieszczeniach z wodnym ogrzewaniem
podłogowym temperatura podłogi nie powinna przekraczać:
" 29°C (optymalnie 26°C) - w pokojach, kuchniach, korytarzach; wyjÄ…tek
stanowią pokoje dziecięce, gdzie ze względu na sposób użytkowania (dzieci
najczęściej bawią się na podłodze) maksymalna wartość temperatury
powinna być obniżona,
powinna być obniżona,
" 34°C - w pomieszczeniach tzw. sanitarnych (np. Å‚azienkach i WC),
" 35°C - w miejscach o zwiÄ™kszonych stratach ciepÅ‚a - pod oknami i przy
ścianach zewnętrznych (czyli w tzw. strefach brzegowych).
Konstrukcja grzejnika podłogowego
Zwykle przy przeciętnych warunkach pogodowych temperatura ta nie jest
wyższa niż 24-25°C. Warunek ten może być speÅ‚niony tylko przy
temperaturze wody grzejnej znacznie niższej niż w instalacjach z
grzejnikami konwekcyjnymi.
W systemach ogrzewania podłogowego stosowane są temperatury wody
zasilającej wężownicę w zależności od oporu cieplnego wyłożenia podłogi,
zasilającej wężownicę w zależności od oporu cieplnego wyłożenia podłogi,
przykładowo następujące:
tZ l tP = 55/45°C; 50/40°C; 45/35°C.
Niska temperatura czynnika uzasadnia zastosowanie jako z
ródła ciepła
wysokosprawnych kotłów kondensacyjnych, pomp ciepła lub kolektorów
słonecznych.
" Pod warstwą betonu, w której zalane są rury, powinna być warstwa
izolacyjna ograniczająca straty ciepła do dołu. Wykonuje się ją z twardego
styropianu o grubości zależnej od lokalizacji stropu. Straty ciepła do dołu
nie powinny przekraczać 10% mocy grzewczej. Izolację należy stosować
również od strony ściany jako taśmę brzegową, która nie tylko ogranicza
straty ciepła, lecz również zapewnia dylatację. Najwygodniej jest
straty ciepła, lecz również zapewnia dylatację. Najwygodniej jest
zastosować izolacje systemowe, w których obie warstwy  cieplna i
przeciwwilgociowa  sÄ… ze sobÄ… zespolone.
" Rury w warstwie grzejnej podłogi mogą być układane w różny sposób,
według przykładów podanych na rys.
Przykłady układów rur
grzejnych:
a) układ pojedynczy
równoległy,
równoległy,
b) układ podwójny
równoległy,
c) układ spiralny,
d) układ zintegrowany,
spiralny ze strefÄ…
brzegowÄ…
" Celem zapewnienia właściwej dylatacji powierzchnia podłogi grzejnej nie
powinna przekraczać 40 m2, a długość boku prostokąta nie powinna być
dłuższa niż 8 m. Przykłady podziału większych powierzchni na pola
spełniające te warunki pokazano na rys.
Podział
powierzchni
grzejnych na
segmenty
Projektowanie ogrzewania
podłogowego
Projektowanie ogrzewania podłogowego polega na:
" wyznaczeniu zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania pomieszczenia, Q
ustaleniu powierzchni podłogi do ułożenia rur grzewczych,
" przyjęciu obliczeniowych temperatur wody na zasilaniu i powrocie,
" doborze średnicy rur grzewczych i określeniu rozstawu rur,
" zaprojektowaniu ułożenia rur.
" zaprojektowaniu ułożenia rur.
Obliczenie zapotrzebowania na ciepło przeprowadza się analogicznie jak przy
doborze grzejników konwekcyjnych, z tym że do obliczeń można przyjąć
temperaturÄ™ wewnÄ™trznÄ… niższÄ… od normowej o 1-2 °C, gdyż temperatura
powietrza kompensowana jest podwyższoną temperaturą promieniującej
podłogi. Po wyznaczeniu zapotrzebowania na ciepło i ustaleniu
powierzchni podłogi wyznacza się jednostkowy strumień ciepła z
zależności:
gdzie: q -jednostkowy strumień ciepła,
Ś- projektowe obciążenie cieplne
pomieszczenia, Ap - powierzchnia podłogi.
Rozstaw rur grzejnych przyjmowany w zakresie 100-300 mm wyznacza
się za pomocą tablic lub wykresów, na podstawie jednostkowego
strumienia ciepła, temperatur wody grzewczej i oporu cieplnego
wykładziny podłogowej.
Im mniejsze są odległości między przewodami, tym bardziej
wyrównana jest temperatura podłogi.
Przykładowe rodzaje wykładziny podłogowej i ich opory cieplne są
Przykładowe rodzaje wykładziny podłogowej i ich opory cieplne są
następujące:
" ceramika, glazura, kamień R = 0,020 m2 K/W,
" wykładzina z tworzywa sztucznego R = 0,075 m2 K/W,
" parkiet, średni dywan R = 0,100 m2 K/W,
" gruby parkiet, gruby dywan R = 0,150 m2 K/W.
Dopuszczalna oporność przewodzenia ciepła wykładzin podłogowych R
= 0,15 m2 K/W.
W obliczeniach temperatury podłogi korzysta się z modeli matematycznych
lub wykresów opracowanych przez producentów materiałów do budowy
ogrzewań podłogowych. Długość rur wężownicy grzewczej
gdzie: b - rozstaw rur,
gdzie: b - rozstaw rur,
Natężenie przepływu wody
" Ś - projektowe obciążenie cieplne pomieszczenia,
" "t - różnica temperatur między wodą zasilającą a powrotną.
Zalecane prędkości wody w wężownicy mieszczą się w przedziale 0,4-0,6 m/s.
Do ogrzewania podłogowego stosowane są rury o średnicy 16-20 mm.
Zasilanie instalacji podłogowej
" Instalacja podłogowa prawie zawsze współpracuje z instalacją grzejnikową,
która jest zasilana wodą o wyższej temperaturze. Konieczna jest więc
redukcja temperatury wody do instalacji podłogowej. Przykładowe układy
dostosowawcze w postaci zespołów pompowo-mieszających pokazano na
rys.
Układ z zaworem
trójdrogowym i
oddzielnÄ… pompÄ…
obiegowÄ….
Oznaczenia: K -
kocioł, G - grzejnik,
ZR - zawór, GP -
grzejnik
podłogowy, P -
pompa
Układ z zaworem
regulacyjnym, zaworem
mieszajÄ…cym i oddzielnÄ…
pompÄ… obiegowÄ….
Oznaczenia jak na rys.
poprzednim
poprzednim
Układ z zaworem
trójdrogowym i szeregowym
połączeniem grzejnika
podłogowego z grzejnikiem
konwekcyjnym.
" W przedstawionych układach obniżenie temperatury wody następuje
po-przez zmieszanie wody zasilajÄ…cej z wodÄ… pierwotnÄ….
" W ostatnim układzie (ostatni rys.) obniżenie temperatury wody następuje
na grzejniku włączonym szeregowo. Rozwiązanie takie jest celowe, gdy
ogrzewanie podłogowe nie jest w stanie pokryć w pełni zapotrzebowania
na ciepło w pomieszczeniu. Rolę układów mieszających spełniają
rozdzielacze zaopatrzone w zawory regulacyjne oraz pompÄ™ mieszajÄ…cÄ….
rozdzielacze zaopatrzone w zawory regulacyjne oraz pompÄ™ mieszajÄ…cÄ….
Przykład takiego rozdzielacza przedstawiono na rys.
Schemat rozdzielacza do ogrzewania
podłogowego. Oznaczenia: 1 - zawór
termostatyczny, 2 - czujnik temperatury, 3
- zawór odcinający powrotny, 4 - pompa
mie-szająca, 5 - układ sterowania pracą
pompy, 6 - przewód zasilający, 7 - przewód
powrotny