Rodzaje i dobór grzejników

Władysław Szaflik

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejnik – element centralnego
ogrzewania przeznaczony do oddawania
ciepła w sposób zorganizowany
ogrzewanemu pomieszczeniu, przy czym
proces wymiany ciepła z otoczeniem
odbywa się promieniowanie i konwekcję
swobodną

Rodzaje i dobór grzejników



Podział grzejników

Ze względu na sposób oddawania ciepła

- grzejniki promieniujące (radiatory)
- grzejniki konwekcyjne (konwektory)



Grzejnik promieniujący - grzejnik który w
obliczeniowych warunkach pracy ponad 50% całkowitej
ilości ciepła oddaje przez promieniowanie.



Grzejnik konwekcyjny - grzejnik który w
obliczeniowych warunkach pracy ponad 50% całkowitej
ilości ciepła oddaje przez konwekcję swobodną

Rodzaje i dobór grzejników



Podział grzejników

Ze względu na budowę

- członowe,
- płytowe,
- rurowe,
- konwektorowe,
- listwowe.

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejniki członowe zbudowane są z

jednakowych, połączonych ze sobą

elementów zwanych członami

(ogniwami, żeberkami). Grzejniki te

mają najczęściej od 6 do 10 członów,

ale możemy zamówić praktycznie

dowolną konfigurację (chociaż liczba

członów nie powinna przekraczać 25).

W tej grupie do wyboru są grzejniki

żeliwne, aluminiowe i stalowe.

Rodzaje i dobór grzejników



Drugą grupę stanowią grzejniki
płytowe stalowe. Zbudowane są z
arkuszy blachy stalowej, zgrzewanych
ze sobą w taki sposób, że tworzą się
między nimi pionowe i poziome
kanały, przez które przepływa gorąca
woda. Mają małą bezwładność
cieplną, szybko reagują na zmiany
zachodzące w układzie c.o.

Rodzaje i dobór

grzejników



Trzecią grupę stanowią grzejniki rurowe,

składają się z odcinków rur żeliwnych lub

stalowych, połączonych ze sobą szeregowo

lub równolegle. W tej grupie rozróżnia się

grzejniki:
- rurowe gładkie,
- rurowe ożebrowane (z żebrami

nakładanymi na rurę stanowiącą

podstawę elementu grzejnego),
- rurowe żebrowe (z żebrami stanowiącymi

monolityczną całość z rurą)

Rodzaje i dobór

grzejników

Rodzaje i dobór grzejników



Czwarta grupa to grzejniki konwektorowe. Od

innych grzejników odróżnia je sposób oddawania

ciepła – przede wszystkim na drodze konwekcji.

Składają się z wymiennika ciepła oraz obudowy.

Konstrukcja obudowy zapewnia właściwą

cyrkulację powietrza: zimne powietrze napływa

dołem, a ciepłe - wypływa górną kratką

nawiewną. Powierzchnia zewnętrzna konwektorów

stykająca się z powietrzem jest znacznie większa

od powierzchni kontaktującej się z wodą. Dzięki

temu, przy temperaturze czynnika grzewczego

około 90°C, temperatura obudowy może być

niższa (około 40-60°C).

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejniki konwektorowe mają małą

pojemność wodną. Są polecane do

nowoczesnych instalacji c.o., gdzie we

współpracy z automatyką (m.in. zaworami

termostatycznymi) szybko mogą reagować

na zmieniające się zapotrzebowanie na

ciepło. Do wad trzeba im zaliczyć mniej

korzystny, niż w przypadku grzejników

płytowych, rozkład temperatury w

pomieszczeniu: pod sufitem gromadzi się

ciepłe powietrze.

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki konwektorowe

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejniki listwowe (lub listwy grzejne) są to wydłużone, wąskie i

niskie elementy grzejne montowane na zewnętrznych ścianach

wzdłuż listew podłogowych.



Stosując je, można wytworzyć bardzo korzystny układ temperatury

w ogrzewanych pomieszczeniach, niemożliwy do osiągnięcia za

pomocą wysokiego grzejnika ogniowego. Grzejniki listwowe

umieszczone na zewnętrznej przegrodzie podgrzewają strumień

powietrza, który przepływając wzdłuż zimnej ściany ogrzewa ją i

zapobiega niekorzystnej dla komfortu ciepłego wymianie ciepła w

wyniku promieniowania.



Grzejniki listwowe odznaczają się prostą budową i lekkością. Są

wykonane z rur stalowych, a ostatnio coraz częściej z rur

miedzianych, na które nakładane są aluminiowe, bardzo cienkie

żebra (okrągłe, kwadratowe, prostokątne). Całość jest osłonięta

obudową z blachy z otworami wlotowymi i wylotowymi powietrza

oraz urządzeniem do regulacji wydajności. Można je uznać za

bardzo wąskie i niskie konwektory.

Rodzaje i dobór grzejników



Członowe żeliwne



Dobra jakość grzejnika i odpowiednie zabezpieczenie

antykorozyjne zapewni jego dłuższą żywotność. Do

niedawna powszechnie stosowano grzejniki żeliwne.

Dzięki dużej wytrzymałości na ciśnienie i odporności

na korozję nadal z powodzeniem stosuje się je tam,

gdzie panują niekorzystne warunki (np. zwiększona

wilgotność i zła eksploatacja instalacji). Wadą tego

typu grzejników jest ich duża akumulacyjność, co

utrudnia sterowanie ilością ciepła oddawanego do

pomieszczenia oraz ich duża masa. W przypadku

instalacji z kotłem na paliwo stałe duża

akumulacyjność grzejników żeliwnych niweluje

zakłócenia zmian temperatury zasilania.

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki członowe żeliwne

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki T1

Rodzaje i dobór grzejników



Członowe aluminiowe



Grzejniki aluminiowe są lekkie i odporne na korozję.

Dobrze przewodzą ciepło i dają się łatwo regulować.

Ich dodatkową zaletą jest rozbudowana powierzchnia

wymiany ciepła. Grzejników aluminiowych – ze

względu na plastyczność aluminium – nie należy

instalować w miejscach, gdzie narażone są na

uszkodzenia mechaniczne oraz w pomieszczeniach, w

których występują opary wchodzące w reakcję z

aluminium. Nie nadają się do instalacji miedzianych

(chyba, że stosuje się inhibitor).

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki członowe aluminiowe

Rodzaje i dobór grzejników

Członowe stalowe



Wyglądem przypominają żeliwne, może z
wyjątkiem gładkiej, łatwej do utrzymania w
czystości powierzchni zewnętrznej. Są
zgrzewane z wytłaczanych fragmentów blachy i
łączone zwykle w zestawy po pięć-dziesięć
elementów. Cechują je małe opory przepływu
wody, więc mogą być montowane w
tradycyjnych, grawitacyjnych instalacjach c.o.

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki płytowe stalowe

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki płytowe stalowe



Najbardziej popularne są obecnie grzejniki

płytowe. Dzięki małej akumulacyjności

cieplnej dają się dobrze sterować. Ze stali

wykonywane są grzejniki płytowe,

konwektorowe, łazienkowe i rurowe.

Kupując grzejnik stalowy, należy zwrócić

uwagę na sposób jego zabezpieczenia

przed korozją. Warto też sprawdzić, czy

warstwa zabezpieczająca jest jednorodna i

ciągła, czy nie występują odpryski lakieru,

czy lakier ma odpowiednią twardość.

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników



Konstrukcja -dwie wytłoczone w specjalnych prasach płyty stalowe po

zgrzaniu tworzą kanał do przepływu wody grzewczej. Króćce przyłączeniowe

umożliwiają połączenie grzejników z instalacją centralnego ogrzewania i

przepływ wody w utworzonych kanałach, podczas którego następuje jej

wychłodzenie i powrót do instalacji. Odpowiednie łączenie płyt pozwala

tworzyć grzejniki także o dwóch lub trzech płytach. Każda z nich może mieć

dodatkowo żebra konwekcyjne zwiększające powierzchnię wymiany ciepła.

Grzejniki z ożebrowaniem konwekcyjnym mają moc blisko 60% większą

niż nieożebrowane.

Aby określić typ grzejnika, wprowadzono oznaczenie stosowane przez

większość producentów. Dla grzejnika jednopłytowego bez żeber

konwekcyjnych jest to liczba 10, z żebrami – 11. W ten sposób wiadomo, że

grzejnik z oznaczeniem 21 ma dwie płyty, ale tylko jedna z nich ma żebra

konwekcyjne, a typ 33 to grzejnik zbudowany z trzech płyt, z których każda

ma dodatkowe żebra. Grzejniki typu 11 i inne dwu- lub trzypłytowe mają

dodatkowe obudowy boczne i kratkę górną stanowiącą ich eleganckie

wykończenie. Standardowo grzejniki są malowane na kolor biały RAL 9010

(czasem biały RAL 9019), ale można zamówić grzejnik w innym kolorze,

zwykle dowolnym z palety RAL. Znajdujące się w sprzedaży grzejniki

powinny mieć deklarację zgodności z Polską Normą PN-EN 442 lub

deklarację zgodności z aprobatą techniczną, która została wystawiona przed

wejściem w życie normy PN-EN 442.

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

Grzejniki płytowe RETTIG-PURMO

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejniki jedno-, dwu- i trzypłytowe



Grzejniki mogą mieć jedną, dwie lub trzy płyty. Każdy typ grzejnika

oferowany jest w kilku wysokościach i kilkunastu długościach od 400 do

3000 mm. Możemy więc wybierać spośród kilkuset grzejników oferowanych

przez każdego producenta.

Grzejniki jednopłytowe lepiej przekazują ciepło do pomieszczenia niż

dwupłytowe: oddają więcej ciepła na drodze promieniowania. W

dwupłytowych ciepło wypromieniowane przez drugą płytę nie trafia w

całości do pomieszczenia – jest częściowo odbijane przez pierwszą. Z tego

powodu moc drugiej płyty jest około 30% mniejsza od mocy pierwszej.

Grzejnik dwupłytowy jest zatem droższy od jednopłytowego tej samej mocy.

Czasem jednak nie ma miejsca na powieszenie odpowiednio dużego

grzejnika jednopłytowego i trzeba zainstalować dwupłytowy.

Grzejniki trzypłytowe są jeszcze mniej korzystne ze względu na sposób

przekazywania ciepła, moc i grubość. Dlatego stosuje się je głównie w

obiektach przemysłowych i użyteczności publicznej, gdzie zapotrzebowanie

na ciepło jest duże, a wielkość okien lub wolnej powierzchni na ścianach

uniemożliwia zainstalowanie innych grzejników.

W budynkach modernizowanych, w miejsce starych grzejników żeliwnych

instaluje się zwykle grzejniki dwupłytowe. Przy tej samej długości grzejnika

uzyskuje się wtedy większą moc lub zachowując tę samą moc, instaluje się

nieco krótszy grzejnik.

Rodzaje i dobór grzejników



Sposób podłączenia do instalacji. Grzejnik płytowy może być

zaopatrzony w cztery króćce przyłączeniowe umożliwiające połączenie go z

instalacją z lewej lub prawej strony. Łączy się go za pomocą specjalnej

armatury albo bezpośrednio do pionów. Taki model grzejnika jest nazywany

przez producentów Kompakt, Klasik lub C (na przykład Purmo C). Nazwa

Integra, Purmo VK lub Ventil jest używana do określenia grzejników

wyposażonych w fabrycznie wbudowany specjalny zespół przyłączeniowy z

wmontowaną wkładką zaworową, która współpracując z głowicą

termostatyczną zamontowaną na grzejniku, reguluje przepływ wody przez

grzejnik. Standardowo montuje się taki zespół po prawej stronie, ale

większość producentów na specjalne zamówienie dostarcza grzejniki z

zespołem przyłączeniowym po lewej stronie. Grzejniki z zespołem

zintegrowanym są gotowe do przyłączenia przewodów od dołu lub do rur

ukrytych w ścianie. Dzięki takiemu rozwiązaniu instalacja rozprowadzająca

wodę do grzejników jest niewidoczna w pomieszczeniu. O wyborze sposobu

zasilania decydują: sposób rozprowadzenia instalacji, względy estetyczne i

finansowe. Do instalacji centralnego ogrzewania rozprowadzonej w podłodze

zwykle montuje się grzejniki zasilane od dołu, do prowadzonych tradycyjnie

(w ścianach lub po wierzchu) przeważnie zasilane z boku.

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników



Grzejniki zasilane z boku

Zasilanie grzejnika powinno być podłączone do górnego

króćca z jednej strony grzejnika, a powrót do dolnego z tej

samej strony (a). Odwrotne podłączenie (b) może

doprowadzić do zmniejszenia mocy grzejnika nawet o

połowę.

Grzejniki długie

Grzejnik dłuższy niż 2 m lub taki, którego długość jest cztery

razy większa niż wysokość, powinien być podłączony

krzyżowo: zasilanie do górnego króćca z jednej strony,

powrót do dolnego – z przeciwnej (a). Odwrotne podłączenie

(b) może zmniejszyć moc grzejnika nawet o połowę.

Grzejniki zasilane od dołu

Zasilenie powinno być zawsze podłączone do króćca bardziej

oddalonego od krawędzi grzejnika, przy której się znajduje,

powrót do drugiego (a). Odwrotne podłączenie (b) może

spowodować zmniejszenie mocy grzejnika o ponad połowę.

Rodzaje i dobór grzejników



Przy doborze grzejników należy brać pod uwagę

materiał, z jakiego są wykonane. Nie zaleca się

stosować równocześnie grzejników oraz innych

elementów instalacji wykonanych z aluminium oraz

miedzi. Połączenie takie powoduje mniejszą trwałość

instalacji. Aby spowolnić proces korozji należy

dodawać do wody inhibitory.

Grzejniki powinny być montowane pod oknem,

ponieważ tam są największe straty ciepła. Minimalna

odległość między grzejnikiem, a podłogą nie powinna

być mniejsza niż 10 cm. Natomiast odległość między

parapetem, a górną krawędzią grzejnika również nie

powinna być mniejsza niż 10cm.

Rodzaje i dobór grzejników

Dobór powierzchni grzejników

konwekcyjnych



Grzejnik ma za zadanie dostarczenie

odpowiedniej ilości ciepła w celu

zapewnienia wymaganej temperatury w

ogrzewanym pomieszczeniu. Jest to

przeponowy wymiennik woda powietrze

przekazujący ciepło na drodze konwekcji i w

mniejszym stopniu na drodze

promieniowania. Poniżej na rysunku

przedstawiono wykres zmiany temperatury

dla grzejnika.

Rodzaje i dobór grzejników



Oznaczenia



· tz - temperatura wody

wpływającej do grzejnika, °C;



· tp - temperatura wody

wypływającej z grzejnika, °C;



· ti - temperatura powietrza w

pomieszczeniu, °C;



· te - temperatura na zewnątrz

pomieszczenia, °C;



· Dt - schłodzenie wody w

grzejniku, K;



· Dt1 - początkowa różnica

temperatur wody i powietrza w

pomieszczeniu, K;



· Dt2 - końcowa różnica

temperatur wody i powietrza w

pomieszczeniu, K;

Wykres zmiany temperatury w grzejniku

Rodzaje i dobór grzejników

1. Ogólny wzór na moc grzejnika konwekcyjnego:

Rodzaje i dobór grzejników

1.1. Współczynnik przenikania ciepła k

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

Rodzaje i dobór grzejników

1.2. Współczynnik





uwzględniający nieliniową

zmianę temperatury wody w grzejniku

Współczynnik przekształca średnią arytmetyczną rżnicę temperatury w średnią potęgową rżnicę temperatury

uwzględniając zmienność wspłczynnika przenikania ciepła.

Rodzaje i dobór grzejników

Rzeczywista średnia różnica temperatur wody w grzejniku i

otaczającego powietrza jest mniejsza od średniej arytmetycznej

i wynosi:

Rodzaje i dobór grzejników

2. Ogólny wzór na dobór wielkości grzejnika

Rodzaje i dobór grzejników

3. Wzór eksploatacyjny na moc cieplną grzejnika

Rodzaje i dobór grzejników

4. Wzór eksploatacyjny na strumień wody płynącej

przez grzejnik

Rodzaje i dobór grzejników

W większości przypadków producenci grzejników nie podają

charakterystyk cieplnych, lecz tabele umożliwiające dobór

grzejników.

Rodzaje i dobór grzejników

Współczynniki korekcyjne do doboru wydajności cieplnej grzejników

PURMO dla temperatur innych niż 90/70/20oC

(przykład)

Rodzaje i dobór grzejników

Przykłady podejść do grzejników - z podejściami bocznymi

:

Z kolankiem Q&E

Z łukiem metalowym

Rodzaje i dobór grzejników

Przykłady podejść do grzejników - z podejściami bocznymi:

Z kolankiem naściennym Z kolankiem chromowanym

Rodzaje i dobór grzejników

Przykłady podejść do grzejników - z podejściami oddolnymi:

Z łukiem plastikowym z
tuleją ochronną

Z kolankiem chromowanym

Rodzaje i dobór grzejników

Przykłady podejść do grzejników - z podejściami oddolnymi:

Z łukiem metalowym i
kolankiem

Z łukiem metalowym i
kolankiem chromowanym

Rodzaje i dobór grzejników

Przykłady podejść do grzejników - z podejściami oddolnymi:

Z łukiem metalowym i
kolankiem naściennym

Z dwoma łukami metalowymi