Grzejniki konwektorowe w wodnych systemach c.o.

Grzejnik konwektorowy, jak sugeruje jego nazwa, działa wykorzystując zjawisko konwekcji, czyli unoszenia ogrzanego powietrza. Sama konwekcja może być naturalna lub wymuszona. Pierwszą z nich spotykamy w większości grzejników pracujących na rynku. Wszędzie tam gdzie powierzchnia wymiany ciepła, po stronie powietrznej, jest rozbudowana o elementy konwekcyjne. Do tej grupy zaliczamy nie tylko grzejniki oparte na wymiennikach miedziano-aluminiowych, ale także najpopularniejsze na rynku modele płytowe.
Klimat w jakim mieszkamy wymusza stosowanie ogrzewania przez większą część roku. Dzięki szerokiemu spektrum dostępnych na rynku emiterów ciepła, odpowiedni i zarazem najbardziej korzystny wybór, dla założonych oczekiwań, nie powinien stanowić problemu.

Grzejnik konwektorowy… potrzebuje miejsca

Najczęściej grzejniki konwektorowe umieszcza się na ścianach zewnętrznych, pod oknami. Taka lokalizacja intensyfikuje wymianę ciepła, jednocześnie izolując użytkowników od negatywnego wpływu tzw. zimnej przegrody.

Do właściwej pracy grzejniki konwektorowe potrzebują odpowiedniego miejsca. Trzeba zapewnić wolną przestrzeń poniżej i powyżej ich, tak żeby nie ograniczać cyrkulacji powietrza. Ograniczenie swobody przepływu powietrza przez urządzenie wpływa istotnie na jego wydajność.

W dzisiejszych czasach pojęcie okna rozszerzyło się o duże szklane drzwi i witryny. W takich miejscach jedyną możliwą opcją jest postawienie grzejnika na stojakach podłogowych, co ze względów praktycznych i estetycznych jest kwestią dyskusyjną, lub umieszczenie go w posadzce.
Pod względem montażu grzejniki konwektorowe dzielimy na ścienne i podłogowe. Te drugie można umieszczać na postumentach lub w wykonaniu kanałowym – zabudowywać w posadzce w taki sposób, że górna krawędź urządzenia licuje z poziomem gotowej podłogi. To właśnie rozwiązanie w ostatnich latach zyskuje stale rosnącą popularność. Pozwala na ogrzanie pomieszczenia bez jednoczesnego poświęcania miejsca na ścianach na montaż tradycyjnych emiterów. Bardzo często konwektory kanałowe stanowią uzupełnienie dla ogrzewania płaszczyznowego. Szczególnie w miejscach narażonych na duże straty ciepła potrafią bardzo skutecznie uzupełniać deficyt mocy.

Wydajność grzejnika a konwekcja naturalna i wymuszona

Miejsce montażu determinuje wydajność, którą można uzyskać za pomocą konwektora.

Dla konwekcji naturalnej bardziej efektywne jest umieszczanie grzejników na posadzce lub ścianie. Przepływ powietrza jest wtedy intensywniejszy, a w przypadku konstrukcji o większych wysokościach pojawia się dodatkowe podbicie mocy dzięki występowaniu tzw. efektu kominowego.
W o wiele trudniejszej sytuacji znajdują się grzejniki umieszczone w posadzce. Konwektory kanałowe pracujące przy konwekcji naturalnej mają ograniczone wydajności a duże moce wymagają znaczącego zwiększania wymiarów urządzenia. Nie zawsze zmiana wielkości jest możliwa i wtedy z pomocą przychodzą wentylatory.
Zmiana konwekcji z naturalnej na wymuszoną przynosi zdecydowane przyrosty mocy. Konwekcja mechaniczna pozwala uzyskiwać moce wielokrotnie przewyższające moce modeli bez wspomagania wentylatorowego.
Przy wykorzystaniu konwekcji wymuszonej kluczowym parametrem jest poziom natężenia dźwięku generowanego przez wentylatory. Urządzenie pracujące zbyt głośno obniża komfort użytkowania pomieszczenia i w dłuższej perspektywie może być irytujące.

Rozwiązania rynkowe

PURMO. Każdy liczący się producent posiada, w swoim portfolio produktów emitery ciepła dedykowane do różnych pomieszczeń i zastosowań. Firma Purmo w zakresie konwektorów oferuje zarówno modele mocowane na ścianach, jak Aura Slim Basic czy Comfort, jak i w wykonaniu podłogowym (Aura Basic, Aura Comfort) a także kanałowe Aquilo wykorzystujące konwekcję naturalną (model FMK), jak i wspomagane pracą wentylatorów (F1T, F1P, F2C i F4C). Dwa ostatnie mogą również chłodzić pomieszczenia w okresie letnim.

Pierwotnie wentylatory wspomagały pracę konwektorów kanałowych. Coraz częściej jednak producenci sięgają po wentylatory w celu zwiększenia mocy grzejników mocowanych na ścianach lub podłogach.

JAGA. Warto w tym miejscu wspomnieć rozwiązanie przedstawione przez firmę Jaga, która oferuje zestawy wentylatorowe o nazwie DBE (System Dynamicznego Doładowania), dedykowane do produktów tej marki. Pracą zestawu zawiaduje mikroprocesorowy sterownik, który w zależności od temperatury w pomieszczeniu oraz temperatury czynnika grzewczego uruchamia wentylatory w trybie automatycznym. Możliwe jest także ręczne wymuszenie pracy wentylatorów celem poprawy rozkładu temperatury lub jej szybszego podniesienia w pomieszczeniu wychłodzonym.

COSMO. Inną drogą poszła marka Cosmo ze swoim grzejnikiem E2. W tym przypadku jest to gotowy produkt, fabrycznie wyposażony w zestaw wentylatorów sterowanych z panelu wbudowanego w górny grill urządzenia.  Producent w tym przypadku wyszedł  naprzeciw oczekiwaniom rynku idącego w kierunku  systemów niskotemperaturowych. Dzięki dodatkowym wentylatorom można było połączyć zwartą i kompaktową bryłę grzejnika płytowego z wydajnościami zarezerwowanymi dotąd dla urządzeń o wiele większych gabarytach.

 

Wymuszenie przepływu powietrza pracą wentylatorów redukuje także bezwładność cieplną grzejnika i pozwala na precyzyjną regulację w zależności od dynamicznie zmieniającej się sytuacji w pomieszczeniu (zyski ciepła od nasłonecznienia lub ludzi, ewentualnie straty podczas intensywnego przewietrzania). Dodatkową zaletą stosowania grzejników E2 jest możliwość chłodzenia pomieszczenia. Wtedy jednak należy kontrolować temperaturę czynnika chłodniczego pracującego w układzie, żeby nie była niższa od temperatury punktu rosy.

ALIENTO. Osoby, które już posiadają grzejniki płytowe, a z różnych względów ich wydajności nie są wystarczające dla zapewnienia komfortu cieplnego, również nie są pozostawione sami sobie. Na rynku pojawiają się akcesoryjne zestawy wentylatorowe, dedykowane do najpopularniejszych na rynku, grzejników płytowych. Konwerter konwekcji Aliento, to nowatorskie rozwiązanie oparte na modułach wentylatorowych, z elementami sprężystymi do mocowania na grzejniku. Całość montuje się praktycznie bez użycia narzędzi, a umiejscowienie modułów pomiędzy płytami grzejnika czyni zestaw niewidocznym.

Na zewnątrz pozostaje jedynie panel sterujący odpowiedzialny za włączanie urządzenia i wybór prędkości wentylatorów. W wersji Sensor urządzenie pracuje w sposób automatyczny od momentu kiedy temperatura czynnika grzewczego przekroczy 28⁰C. Modułowa konstrukcja pozwala dopasowywać wielkość zestawu w zależności od potrzeb i rozmiarów grzejnika. Maksymalnie jeden zestaw może składać się z 11 modułów wentylatorowych. Dzięki nim można poprawić komfort cieplny w pomieszczeniu np. przy zmianie źródła ciepła na niskotemperaturowe lub przy obniżeniu parametrów instalacji, a tym samy zredukować ewentualne koszty inwestycyjne poprzez uniknięcie wymiany wciąż sprawnych i działających grzejników na nowe, zwykle o większych wymiarach.

Grzejniki konwektorowe a regulacja temperatury

Kluczowym dla wysokiej efektywności pracy oraz uzyskiwania oszczędności w kosztach ogrzewania jest ścisłe powiązanie pracy grzejników konwektorowych z termostatyką pomieszczeniową. Tylko dzięki wykorzystaniu głowic termostatycznych lub siłowników elektrycznych z krótkim czasem reakcji można w pełni wykorzystać ich zalety. Szybkie nagrzewanie i następnie oddawanie ciepła do pomieszczenia, szczególnie w grzejnikach wspomaganych wentylatorami gdzie odbiór ciepła jest bardzo intensywny, wymaga  szybkich odpowiedzi ze strony elementów regulacyjnych. W dobie integracji domowych systemów grzewczych z urządzeniami mobilnymi można powiązać te wymogi z wygodą sterowania. Danfoss Link to głowica lub zestaw głowic do kilku pomieszczeń, którymi można sterować indywidualnie czy to za pomocą dedykowanego panelu centralnego czy też aplikacji mobilnej. Taki sposób regulacji zapewnia kontrolę nad pracą konwektorów nawet podczas nieobecności domowników.

Konwekcja a alergicy

Konwekcja jest dominującym rodzajem wymiany ciepła, na drodze której dochodzi do przekazywania energii od czynnika grzewczego do otoczenia. Praktycznie w każdym emiterze ciepła, poza grzejnikami pozbawionymi elementów konwekcyjnych oraz w systemach ogrzewań płaszczyznowych to ruch ogrzanego powietrza zapewnia komfort cieplny użytkownikom. Chociaż prędkości przepływu powietrza są niskie, a nawet w grzejnikach konwektorowych wyposażonych w wentylatory nie ma wrażenia „przeciągu”, to jednak ten ruch potrafi unosić drobne zanieczyszczenia jak na przykład kurz z powierzchni podłogi. Jest to o tyle istotne, że w przypadku osób z alergią może dochodzić do podrażnień górnych dróg oddechowych. Warto wtedy sięgnąć po elementy separujące zanieczyszczenia jak na przykład filtry umieszczane pod grzejnikami lub w obudowach wentylatorów.

 

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 1/2018 12/2017 4/2017