Grzejniki kanałowe są coraz częściej stosowane w naszych mieszkaniach i domach. Należą one pod względem budowy i zasady działania do grzejników konwektorowych, o których można przeczytać w artykule "Grzejniki konwektorowe".

Istotnym elementem odróżniającym grzejnik kanałowy od pozostałych typów grzejników jest miejsce montażu czyli w podłodze (dlatego też niektórzy nazywają je grzejnikami podpodłogowymi). Zalety stosowania tego typu grzejników to m.in.:

• są mało widoczne; jedynie ozdobna kratka wskazuje miejsce, w którym znajduje się grzejnik
• nie zajmują miejsca na ścianie, które można przeznaczyć na inne cele
• montowane są w pobliżu miejsca, przez które ucieka najwięcej ciepła (okna sięgające posadzki, drzwi tarasowe)
• stwarzają dodatkowo kurtynę powietrzną zapobiegającą ucieczce ciepła z pomieszczenia i jednocześnie zapewniającą komfort przebywania w pobliżu okien bez obawy o odczuwanie chłodu od zimnych szyb

1. Typy grzejników kanałowych

Grzejniki kanałowe dzielimy na dwa podstawowe typy:

• z konwekcją naturalną, w których zimne powietrze opada do wnętrza grzejnika i następnie podgrzane unosi się swobodnie do góry

• z konwekcją wymuszoną z zamontowanymi wentylatorami, które wspomagają ruch powietrza zwiększając tym samym moc cieplną grzejnika

2. Zastosowanie grzejników kanałowych

Grzejnik kanałowy można stosować jako:

1. grzejnik ogrzewający całe pomieszczenie
2. kurtynę powietrzną o niewielkiej mocy grzewczej zapobiegającą ucieczce ciepła z pomieszczenia i jednocześnie zapewniającą komfort przebywania w pobliżu okien bez obawy o odczuwanie chłodu od zimnych szyb

W pierwszym przypadku możemy zastosować różne rozwiązania w zależności od uwarunkowań budowlanych; najlepiej zilustrować to konkretnymi przykładami:

• należy ogrzać pokój w budynku wielorodzinnym o powierzchni 20m2 z dużą przeszkloną ścianą o długości 3mb.; obliczone zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniu wynosi 1700W; projekt budynku dopuszcza zastosowanie grzejnika kanałowego o maksymalnej głębokości 12cm. W takiej sytuacji możliwe jest zastosowanie jedynie grzejnika kanałowego ze wspomaganiem wentylatorami (konwekcja wymuszona) np. Regulus Triovent o wymiarach 2750x300/250x80mm (długość x szerokość kratki/wanny x głębokość) o mocy grzewczej 2960W (odczuwalna moc grzewcza wynosi ca 1770W)
• należy ogrzać pokój w budynku jednorodzinnym o powierzchni 35m2 z dużą przeszkloną ścianą o długości 4mb.; obliczone zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniu wynosi 2500W; budynek jest niepodpiwniczony. Tutaj można także zastosować grzejnik kanałowy z konwekcją wymuszoną ale lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie grzejnika kanałowego głębokiego (nie jesteśmy ograniczeni głębokością otworu pod wannę kanałową) np. Regulus Dubel 500 o wymiarach 3000x400/350x500mm (długość x szerokość kratki/wanny x głębokość) o mocy grzewczej 4140W (odczuwalna moc grzewcza wynosi ca 2500W); jeżeli wizualnie szerokość kratki jest za duża możemy zastosować grzejnik Regulus Solo 600 o wymiarach 4000x250/200x600mm (długość x szerokość kratki/wanny x głębokość) o mocy grzewczej 4396W (odczuwalna moc grzewcza wynosi ca 2600W)

W przypadku zastosowania grzejnika jako kurtyny powietrznej dobieramy grzejnik kanałowy o niedużej mocy i długości równej długości okna lub przeszklonej ściany. Grzejnik ten może także ogrzać pomieszczenie w okresie jesienno-wiosennym gdy zapotrzebowanie na ciepło jest zdecydowanie mniejsze niż zimą.

3. Budowa grzejników kanałowych

• grzejnik kanałowy z konwekcją naturalną (na przykładzie grzejnika Jaga Canal Plus)

• grzejnik kanałowy z konwekcją wymuszoną (na przykładzie grzejnika Purmo Aquilo)

Najważniejszym elementem grzejnika kanałowego jest wymiennik ciepła zbudowany z rurek miedzianych, w których płynie czynnik grzewczy oraz osadzonych na nich płytek aluminiowych mających za zadanie zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła (niektórzy producenci stosują rurki i płytki stalowe). Rurki mają małą pojemność wodną dlatego wymiennik szybko się nagrzewa oddając ciepło przepływającemu powietrzu. W zależności od wielkości zapotrzebowania na moc grzewczą wymiennik może być pojedynczy lub podwójny (umieszczany jeden nad drugim); może też być różnej szerokości i długości Wymiennik podłączany jest bezpośrednio do instalacji centralnego ogrzewania przy zastosowaniu zaworu termostatycznego na zasilaniu i odcinającego na powrocie.

Wymiennik umieszczony jest w wannie kanałowej wykonanej z blachy stalowej lub tworzywa poliestrowego. Blacha wanny kanałowej jest lakierowana, najczęściej w tym samym kolorze co wymiennik (czarny, granatowy lub szary) lub w wykonaniu nierdzewnym (do specjalnych zastosowań, np. w pomieszczeniach o dużej wilgotności powietrza jak pływalnie). Wanna kanałowa może być fabrycznie izolowana poliuretanem lub styropianem o grubości kilku centymetrów bądź dostarczana bez izolacji. W tym drugim przypadku należy przewidzieć podczas montażu grzejnika kanałowego miejsce na izolację. Wysokość wanny uzależniona jest od typu i mocy grzejnika i może wynosić od 60mm (grzejniki z konwekcją wymuszoną) do 700mm (grzejniki z konwekcją naturalną). Im większa wysokość wanny przy tym samym wymienniku tym większa moc cieplna grzejnika. Szerokość wanny uzależniona jest od szerokości wymiennika oraz typu grzejnika (z wentylatorem lub bez).

W grzejnikach wspomaganych wentylatorem umieszczony jest jeden lub kilka wentylatorów (głównie promieniowych) zasilanych prądem 230V i sterowanych specjalną automatyką umożliwiającą dostosowanie prędkości obrotowej wentylatora a co za tym idzie wydajności ogrzewania w zależności od zapotrzebowania na ciepło.

Wewnątrz wanny znajduje się także przegroda wykonana z płaskiej blachy stalowej, której zadaniem jest odizolowanie strumienia zimnego powietrza od powietrza ogrzanego. Przegrody nie stosuje się z reguły w płytkich grzejnikach kanałowych.

Wanna kanałowa dostarczana jest najczęściej z zamontowaną na stałe ramką do kratki grzejnikowej. Ramka wykonana jest z profili aluminiowych anodowanych lub lakierowanych w kolorze z palety RAL. Wymiary ramki dopasowane są do kratki grzejnikowej odpowiadającej danemu typowi grzejnika.

Kratki grzejnikowe (zwane inaczej rusztem, maskownicą lub podestem) wykonywane są z aluminium anodowanego lub lakierowanego, stali nierdzewnej oraz drewna. Najczęściej stosowanymi gatunkami drewna są dąb, jesion, grab, buk, mahoń i merbau. Niektórzy producenci oferują kratki z surowego drewna do samodzielnego lakierowania lub pokrycia bejcą na dowolny kolor.

Powierzchnia elementów kratki grzejnikowej nie powinna przesłaniać więcej niż 30% otworu wanny kanałowej aby nie ograniczać mocy cieplnej grzejnika.

Kratki grzejnikowe wykonywane są w wersji rolowanej (zwijane) lub stałej. Kratki rolowane są wygodne w transporcie i przechowywaniu, szczególnie wtedy gdy po sezonie grzewczym zastępujemy kratki tzw. podestem posezonowym.

Szczeble w kratkach ułożone są zazwyczaj w poprzek wanny kanałowej; niektórzy producenci proponują także kratki ze szczeblami ułożonymi wzdłuż wanny kanałowej (dotyczy to tylko kratek metalowych) a nawet kratki o nietypowym wzorze.

Część producentów oferuje klientom specjalne wypełnienia ramki wanny kanałowej używane po sezonie grzewczym. Jest to szczególnie przydatne gdy grzejnik kanałowy zamontowany jest przy oknie tarasowym. W okresie letnim korzysta się często z tarasu i ogrodu wnosząc do mieszkania piasek, który wpada do wnętrza wanny kanałowej. Aby temu zapobiec wystarczy zdjąć kratkę a w jej miejsce włożyć tzw. podest posezonowy i wypełnić go tym samym materiałem co materiał posadzki ( poniżej z lewej strony podest wypełniony klepką parkietową, z prawej strony podest pusty; produkt firmy Regulus).

4. Nietypowe rozwiązania grzejników kanałowych

• grzejniki narożne (wewnętrzne i zewnętrzne)

• grzejniki wygięte w łuk

5. Regulacja temperatury w pomieszczeniach z grzejnikami kanałowymi

Ponieważ wymiennik grzejnika kanałowego a wraz z nim zawór termostatyczny jest zabudowany wewnątrz wanny kanałowej nie można montować głowicy termostatycznej na zaworze lecz poza grzejnikiem kanałowym tak aby czujnik w głowicy reagował na zmiany temperatury w pomieszczeniu a nie wewnątrz grzejnika. Jest kilka sposobów regulacji temperatury:

• montaż tzw. termostatycznego elementu zdalnego ustawiania temperatury składającego się z nastawnika mocowanego na zaworze i połączonego z czujnikiem z pokrętłem regulacji temperatury przy pomocy rurki kapilarnej o długości od 2 do 8mb. (więcej tutaj). Czujnik mocowany jest na ścianie pomieszczenia, w którym znajduje się grzejnik.

• montaż na zaworze siłownika elektrotermicznego zasilanego napięciem 24V lub 230V i połączonego przewodem z elektronicznym regulatorem temperatury (dobowym lub tygodniowym, zasilanym napięciem 230V lub bateriami); jeden regulator może sterować pracą kilku siłowników
• montaż na zaworze siłownika elektrotermicznego zasilanego baterią i sterowanego elektronicznym regulatorem temperatury (dobowym lub tygodniowym, zasilanym napięciem 230V lub bateriami); jeden regulator może sterować pracą kilku siłowników

W przypadku grzejnika z wentylatorem regulacja temperatury odbywa się w nieco inny sposób. Moc grzewcza tego typu grzejników przy wyłączonym wentylatorze jest niewielka i nie ma potrzeby regulacji temperatury na zaworze przy wymienniku. Steruje się włączaniem bądź wyłączaniem wentylatora (dłuższe grzejniki posiadają po kilka wentylatorów) w zależności od aktualnej ustawionej ręcznie lub zaprogramowanej temperatury w pomieszczeniu. Przy bardziej zaawansowanej automatyce regulator steruje obrotami wentylatora włączając poszczególne stopnie pracy i w ten sposób zwiększając moc cieplną grzejnika. Głośność wentylatorów na najwyższym biegu nie powinna przekraczać 40dB; firma Jaga posiada w ofercie grzejnik kanałowy, którego poziom hałasu pracującego wentylatora nie przekracza 25 decybeli.

6. Konserwacja grzejnika kanałowego

Grzejnik kanałowy jest dosyć łatwy w utrzymaniu w czystości; wystarczy zdjąć kratkę i wyczyścić wnętrze wanny kanałowej i wymiennik przy pomocy odkurzacza. Wygodnym rozwiązaniem jest podłączenie wymiennika do instalacji c.o. przy pomocy elastycznych wężyków, wtedy podczas odkurzania możemy wyjąć wymiennik na zewnątrz wanny kanałowej. Uważajmy jednak gdyż płytki wymiennika mają ostre krawędzie, które mogą nas skaleczyć; poza tym płytki wykonane są najczęściej z cienkiej blachy aluminiowej i mogą się łatwo powyginać.

WAŻNE

Pamiętajmy, że przy doborze mocy grzejnika kanałowego należy przyjąć jego moc wyższą o ok. 40-50% od mocy obliczonej gdyż ilość ciepła odczuwalnego w przypadku grzejnika kanałowego jest mniejsza od ciepła wytwarzanego przez grzejniki naścienne lub wolnostojące.

 

Opracował: mgr inż. Grzegorz Pakuła  Multimex Poznań

 

Pod pojęciem „armatura grzejnikowa” kryje się wiele urządzeń służących do podłączania grzejników do instalacji ogrzewania a także do regulacji temperatury w pomieszczeniach.

Zacznę od prezentacji zaworów: termostatycznych i odcinających.

1. Zawory termostatyczne

Służą do podłączenia grzejnika do króćca zasilania instalacji grzewczej (inaczej mówiąc rurki z doprowadzającej ciepłą wodę do grzejnika) zamykając lub otwierając przepływ czynnika grzewczego w zależności od temperatury w pomieszczeniu, większej lub mniejszej od zadanej.

Oczywiście zawór termostatyczny nie zamyka się i otwiera samoistnie. Konieczny jest element sterujący np. głowica termostatyczna. Dopiero  taki zestaw będzie w stanie regulować temperaturę w pomieszczeniu.

Zasada działania zaworu termostatycznego jest następująca (rysunek poniżej przedstawia zawór termostatyczny i głowicę termostatyczną Oventrop):

W plastikowej obudowie głowicy termostatycznej (1) znajduje się metalowy zbiorniczek wypełniony cieczą (3), wewnątrz którego zamontowany jest sprężysty mieszek (2). Zmiany temperatury powietrza wokół głowicy powodują zmiany ciśnienia i objętości cieczy. Gdy temperatura powietrza rośnie ciecz rozszerzając się powoduje rozciągnięcie mieszka a ten z kolei przesuwa zamontowany wewnątrz mieszka popychacz (4) pokonujący opór specjalnie dobranej sprężyny (6). Popychacz przesuwa jednocześnie trzpień zaworu termostatycznego (7) dociskając grzybek zaworu  (9) do gniazda zaworowego (10) i zamykając w ten sposób przepływ. Gdy temperatura powietrza spada zmniejsza się ciśnienie i objętość cieczy, sprężyny w zaworze (8) oraz w głowicy termostatycznej (6) powodują odciągnięcie grzybka od gniazda zaworu i popychacza w głowicy oraz ponowny przepływ cieczy.

Uwagi:

1. Taka sama zasada działania dotyczy wkładek termostatycznych

2. Zamknięta głowica termostatyczna poza sezonem grzewczym może spowodować "przyklejenie" grzybka do gniazda zaworu i problemy z jego ponownym otwarciem (sprężyna nie będzie zdolna odciągnąć grzybek od gniazda zaworu); dotyczy to szczególnie starszych, zanieczyszczonych instalacji c.o. Dlatego zaleca się maksymalne otwarcie głowicy termostatycznej po zakończeniu sezonu grzewczego.

3. Firma Danfoss oferuje głowice termostatyczne ze zbiorniczkiem wypełnionym gazem

Rodzaje zaworów termostatycznych

Korpusy zaworów termostatycznych wykonywane są z mosiądzu lub brązu. Korpus może być w kolorze naturalnego stopu metali, niklowany (najczęściej stosowany), chromowany lub lakierowany.

Pod względem budowy zawory termostatyczne dzielą się na proste (1), kątowe (2), axialne/osiowe (3), kątowo-narożne lewe (4) lub prawe (5)

W zależności od zastosowania zawory termostatyczne produkowane są w wersji z nastawą wstępną, bez nastawy wstępnej, o szczególnie małym oporze (stosowane głównie w instalacjach grawitacyjnych) oraz z odwróconym kierunku przepływu. Aby rozróżnić z jakim zaworem mamy do czynienia producenci stosują różne kolory kapturków plastikowych na zaworach.

---

Nastawa wstępna służy do regulacji hydraulicznej instalacji c.o. Odpowiednio dobrane nastawy wstępne powodują wyrównanie przepływu czynnika grzewczego przez grzejniki oraz odpowiednie ogrzanie pomieszczeń. W instalacjach c.o. największy opór hydrostatyczny jest przy grzejnikach najbardziej oddalonych od źródła ciepła (np. kotła). Jeżeli nastawa na wszystkich grzejnikach będzie taka sama (najczęściej producent zaworów dostarcza zawory ze średnią wartością nastawy) to może się zdarzyć, że grzejniki na końcach instalacji c.o. będą zimne lub ledwo ciepłe gdyż większa część czynnika grzewczego zostanie skierowana do grzejników położonych najbliżej źródła ciepła. W projektach instalacji c.o. projektant podaje wartości nastawy wstępnej na poszczególnych grzejnikach. Po zamontowaniu grzejników instalator przy pomocy specjalnego kluczyka (w niektórych przypadkach wystarcza klucz płaski) ustawia nastawy wstępne na zaworach lub wkładkach termostatycznych zgodnie z projektem. W przypadku małych instalacji grzejniki i zawory są dobierane przez instalatora, który z reguły nie równoważy instalacji przy pomocy nastawy wstępnej. Jeżeli jest to nieduża instalacja z niewielkim gabarytowo grzejnikami to ciepło dotrze także do najdalszych grzejników ale zdarza się, że na początku instalacji zamontowany jest duży grzejnik płytowy a na końcu niewielki grzejnik łazienkowy, który po uruchomieniu instalacji nie nagrzewa się. Najczęstszym powodem jest brak regulacji przepływu przy pomocy nastawy wstępnej. Należy wtedy zdławić przepływ przy najbliższym grzejniku zmniejszając wartość nastawy wstępnej a zwiększyć przepływ przy grzejniku najbardziej oddalonym zwiększając wartość nastawy wstępnej. Przy bardziej rozległych instalacjach można zmienić także wartości nastaw przy grzejnikach pośrednich pamiętając o tym, że im grzejnik jest bardziej oddalony od źródła ciepła tym wartość nastawy wstępnej powinna być większa. Tego typu regulacja (na zasadzie prób i błędów) nie zastąpi obliczeń wykonanych przez projektanta ale w większości przypadków wystarczy aby instalacja działała prawidłowo.

---

Zawory posiadają tzw. półśrubunek do połączenia z grzejnikiem aby można było łatwo zdjąć grzejnik po zamknięciu zaworu. Półśrubunek posiada gwint zewnętrzny 3/8", 1/2", 3/4" lub 1'. W przypadku instalacji grzejnikowej najbardziej popularne są zawory z gwintem 1/2".

Do instalacji zawory montuje się przy pomocy złączek. Gwint złączki powinien odpowiadać gwintowi na zaworze. Zawory posiadają różne typy gwintów: zewnętrzne 1/2" i 3/4" i wewnętrzne 3/8", 1/2", 3/4", 1". Na rynku pojawiły się zawory dekoracyjne z gwintami metrycznymi M24 lub M28, do których trzeba dokupić specjalne złączki. Można spotkać także zawory bez gwintu, przygotowane do wlutowania złączek miedzianych o średnicy 15mm.

Bardzo istotnym elementem zaworu jest gwint do podłączenia głowicy termostatycznej. Większość zaworów termostatycznych posiada gwint metryczny M30x1,5mm; są jednak na rynku zawory producentów, którzy stosują inne połączenia (np. Danfoss, Herz). Przy zakupie głowicy termostatycznej należy zwrócić uwagę na ten istotny szczegół; najlepiej kupić głowicę tego samego producenta co zawór termostatyczny.

2. Głowice termostatyczne

Służą do regulacji temperatury w pomieszczeniu. Działanie głowicy termostatycznej opisałem w części dotyczącej zaworów termostatycznych gdyż głowice z zaworami tworzą zestaw, który umożliwia otwarcie lub zamknięcie przepływu czynnika grzewczego przez grzejnik.

Głowica termostatyczna nazywana też w skrócie termostatem lub pokrętłem posiada na obwodzie obudowy cyfry i rysunki, które odpowiadają orientacyjnemu ustawieniu temperatury w pomieszczeniu. Piszę orientacyjnemu gdyż rzeczywista temperatura powietrza w pomieszczeniu nie musi odpowiadać temperaturze powietrza w pobliżu głowicy termostatycznej. Zależy to m.in. od usytuowania grzejnika. Powietrze wokół głowicy termostatycznej  zamontowanej przy grzejniku umieszczonym we wnęce podokiennej będzie miało wyższą temperaturę niż powietrze na środku pomieszczenia. Najprościej byłoby ustalić jakie temperatury odpowiadają poszczególnym cyfrom na obudowie głowicy umieszczając termometr w odpowiednim miejscu w pomieszczeniu i odczytując jakim ustawieniom na głowicy odpowiada temperatura powietrza wskazana na termometrze.

Zalecane temperatury pomieszczeń oraz odpowiadające im ustawienia głowicy termostatycznej można prześledzić na prezentacji firmy Danfoss.

Rodzaje głowic termostatycznych

Każdy producent oferuje kilka rodzajów głowic termostatycznych o różnych kształtach i kolorach (przykłady poniżej) oraz budowie i przeznaczeniu.

 

• jak widać na zdjęciach powyżej producenci oferują głowice termostatyczne o różnym kształcie; kształt głowice termostatycznej nie ma wpływu na jej funkcjonalność, jedynie na estetykę
  

• dostępne są różne kolory i powłoki głowicy termostatycznej, najczęściej jest to kolor biały odpowiadający kolorowi RAL 9016; producenci oferują także inne kolory z palety RAL ( np. czarny, szary, satyna) oraz głowice chromowane lub ze stali nierdzewnej (często też lakierowane z efektem inox)

• głowice termostatyczne produkowane są z mieszkiem wypełnionym cieczą, gazem lub woskiem; najbardziej popularne są głowice cieczowe, mieszki gazowe stosuje firma Danfoss, natomiast mieszki z woskiem wychodzą już z użycia ze względu na długi czas reakcji głowicy termostatycznej na zmiany temperatury w pomieszczeniu; mieszek zamknięty jest wewnątrz plastikowej lub stalowej obudowy albo sam stanowi jednocześnie obudowę głowicy