Podłogówka bezpośrednio zasilana z kotła

Kiedy można bezpośrednio połączyć kocioł kondensacyjny z instalacją podłogową?

Przewidując zastosowanie w budynku kotła kondensacyjnego, w naturalny sposób dążymy do zaplanowania instalacji w taki sposób, by ograniczyć temperaturę wody. Pozwala to skutecznie schłodzić spaliny opuszczające wymiennik ciepła w kotle i lepiej wykorzystać zawartą w nich energię. Stąd bardzo często stosujemy w budynkach jednolitą, podłogową instalację grzewczą. Jednocześnie dążymy do maksymalnego uproszczenia instalacji tak, by ograniczyć koszty inwestycji oraz późniejsze zużycie energii, np. do napędu pomp obiegowych.

W przeciwieństwie do instalacji z kotłami tradycyjnymi nie ma już potrzeby stosowania zaworu mieszającego w celu ograniczenia i regulacji temperatury wody zasilającej instalację podłogową.
Regulacja temperatury jest realizowana poprzez płynne dostosowanie mocy palnika do aktualnych potrzeb budynku. Musimy przy tym pamiętać, iż wydajność instalacji zależy nie tylko od temperatury, ale i przepływu wody.
W tym miejscu u wielu wykonawców pojawiają się wątpliwości i pytania, np.: z jak dużą instalacją podłogową można połączyć dany kocioł? Czy nie pojawią się problemy z osiągnięciem wymaganego przepływu?
Dotyczy to oczywiście przypadku, w którym kocioł ma już wbudowaną pompę obiegową, a więc przede wszystkim wiszących kotłów kondensacyjnych.

Zdjęcie wnętrza kotła

Podłączenie bezpośrednie, czyli kocioł z wbudowaną pompą obiegową a…

…wielkość domu
Możemy się spotkać z różnymi sugestiami, np. by bezpośrednio łączyć kocioł z instalacją o powierzchni do 100, 150 czy 200 m2. W praktyce zależy to nie tylko od samej powierzchni, ale i od:
• wartości strat ciepła budynku. Im lepiej izolowany jest budynek, tym niższe są straty ciepła, a przez to niższy wymagany przepływ. Oznacza to, że pompa w kotle będzie mogła zasilić większą instalację. Przykładowo dla budynku o powierzchni 200 m2 i jednostkowych stratach ciepła na poziomie 60 W/m2 wymagany przepływ (dla parametrów 40/30°C) to około 1030 l/h. Jeśli budynek byłby zbudowany w lepszym standardzie energetycznym i jednostkowe straty ciepła nie przekraczałyby 40 W/m2, wówczas wymagany przepływ jest znacznie niższy i wynosi 700 l/h;
• długości pętli w instalacji podłogowej. Im większa jest długość pojedynczej pętli, tym wyższy jest opór hydrauliczny instalacji, a przez to zmniejsza się powierzchnia, jaką może zasilić pompa w kotle.
• oporów hydraulicznych pozostałej części instalacji. Przykładowo zbyt mała średnica rur przed rozdzielaczem generuje dodatkowe opory hydrauliczne i redukcję wielkości instalacji, którą moglibyśmy zasilić bezpośrednio z kotła.
• charakterystyki pompy i oporów hydraulicznych kotła.
Oczywiście inne ważne kwestie to średnica, grubość ścianki i rozstaw rur oraz rodzaj czynnika grzewczego (np. woda lub płyn niezamarzający).

…ciśnienie dyspozycyjne i punkt pracy
Dysponując wymienionymi wyżej informacjami projektant instalacji może dokładnie określić wymagany przepływ wody oraz opór hydrauliczny instalacji. Następnie nanosi projektowany punkt pracy na wykres ciśnienia dyspozycyjnego i sprawdza czy punkt ten znajduje się w polu pracy pompy obiegowej. Obok przykładowy wykres ciśnienia dyspozycyjnego dla jednego z kotłów oraz przykładowe punkty pokazujące wymagany przepływ wody i związane z tym opory hydrauliczne. Jak widać punkt A nie mieści się w polu pracy pompy kotłowej. Jest to zapewne instalacja w budynku o względnie wysokich stratach ciepła lub zaprojektowana z niewielką różnicą temperatury, a przez to wymagająca wyższego przepływu. W tym przypadku nie ma możliwości bezpośredniego zasilenia instalacji z kotła. Wymagana będzie dodatkowa pompa obiegowa i sprzęgło hydrauliczne. Można oczywiście sprawdzić czy inny kocioł o zbliżonej mocy nie będzie dysponował nieco szerszym zakresem przepływu i ciśnienia dyspozycyjnego.
Punkt B to przykład instalacji wymagającej niższego przepływu, np. gdy budynek jest lepiej izolowany i wymaga niższej mocy do ogrzania. Może to być również instalacja zaprojektowana z wyższą różnicą między temperaturą zasilania i powrotu.
W tym przypadku możemy zastosować bezpośrednie połączenie kotła z instalacją podłogową, redukując w ten sposób koszty inwestycji i zakres prac montażowych. Dobrze wykonany projekt instalacji i dostosowanie jej parametrów do współpracy z kotłem może przynieść wymierne oszczędności.

Schemat układu z bezpośrednim zasileniem instalacji podłogowej z kotła i układu z dodatkową pompą i sprzęgłem hydraulicznym

Szacunkowe przeliczenie możliwości zasilenia instalacji wprost z kotła

Powyższy przypadek pokazuje, jak ważne jest dokładne określenie potrzeb energetycznych budynku i zaprojektowanie instalacji podłogowej. Optymalnym rozwiązaniem jest współpraca wykonawcy z doświadczonym projektantem instalacji sanitarnych. Jednak często, na wstępnym etapie rozmów z inwestorem przydatne jest szacunkowe określenie możliwości zasilenia instalacji wprost z kotła. Niekiedy może to mieć wpływ na konkurencyjność oferty wykonawcy. Niezbędne jest zatem oszacowanie parametrów instalacji i porównanie ich z wydajnością pompy kotłowej. W tym celu:

  1. ustalmy straty ciepła budynku. Najkorzystniej, gdy znajdziemy tę wartość w dokumentacji projektowej budynku. W przeciwnym razie musimy dokonać oszacowania na podstawie znanych parametrów budynku;
  2. określamy wymagany przepływ. Dla projektowanej różnicy temperatury równej 10 K możemy skorzystać z poniższego wykresu. Przykładowo, jeśli przygotowujemy ofertę dla budynku o powierzchni 180 m2 i jest to budynek o stratach ciepła na poziomie 50 W/m2 wówczas wymagany przepływ wynosi około 800 l/h;
  3. teraz analizujemy wykres ciśnienia dyspozycyjnego kotła, który planujemy zastosować. Na tym etapie niestety nie znamy oporów hydraulicznych instalacji. W przypadku instalacji podłogowej należy założyć, iż będą one wynosiły co najmniej 200-300 hPa (mbar).
    Jak widać, jeśli opory instalacji nie przekroczą 240 hPa, wówczas pompa kotłowa będzie w stanie wymusić wymagany przepływ w rozpatrywanej instalacji. W takim przypadku możemy zasilić ją bezpośrednio z kotła. Widać również, że w przypadku budynku o większej powierzchni czy wyższych stratach ciepła, a przez to wyższym wymaganym przepływie nie będzie możliwe uzyskanie wymaganego przepływu z wykorzystaniem jedynie pompy kotłowej.
    Oczywiście na późniejszym etapie niezbędne jest wykonanie szczegółowego projektu instalacji podłogowej tak, by mieć pewność, że instalacja będzie pracowała poprawnie.

Podsumowanie

Instalacja podłogowa w całym budynku to dziś bardzo popularne rozwiązanie. Dbając o racjonalizację kosztów inwestycji, warto zlecić wykonanie szczegółowego projektu instalacji. Jedynie na wstępnym etapie możemy ocenić możliwość bezpośredniego podłączenia kotła do instalacji na podstawie oszacowanego przepływu wody i przyjętego poziomu oporów hydraulicznych.

Bezpłatna prenumerata