Znaczenie średnic rur i prędkości przepływu przy przejściu na ogrzewanie niskotemperaturowe

Warunki wstępne dla ogrzewania niskotemperaturowego

Istniejące systemy ogrzewania są zazwyczaj odnawiane w celu oszczędzania energii. Jednak potencjał oszczędności można zmaksymalizować tylko wtedy, gdy budynek i technologia systemu są traktowane jako całość. Zanim więc będzie można rozważyć zastosowanie niskotemperaturowego systemu ogrzewania, budynek musi zostać dostosowany do nowoczesnych standardów izolacji. Tylko wtedy będzie można utrzymać równomierną temperaturę w pomieszczeniu i stworzyć komfortowy klimat wewnętrzny przy niższych temperaturach systemu.

Ponadto potrzebne będzie odpowiednie źródło ciepła, takie jak kocioł kondensacyjny lub pompa ciepła, a także emitery ciepła, które są w stanie przesyłać wymaganą ilość ciepła do pomieszczenia przy niskich temperaturach zasilania. Jednak przed podjęciem decyzji o wyborze któregokolwiek z tych rozwiązań, ważne jest ponowne obliczenie zapotrzebowania na ciepło po izolacji i na tej podstawie wymaganej prędkości przepływu objętościowego.

Discover our heat demand calculator

Objętościowa prędkość przepływu i delta t (różnica temperatur pomiędzy zasilaniem a powrotem)

Podczas gdy zwykły system grzewczy z grzejnikami płytowymi zwykle działa z deltą t wynoszącą 15 lub 20 Kelwinów, w systemie pompy ciepła różnica temperatur między zasilaniem a powrotem spada do 10 Kelwinów w przypadku grzejników płytowych lub grzejników wspomaganych wentylatorem, takich jak Ulow-E, oraz 5 lub 7 Kelwinów w przypadku klimakonwektorów, takich jak nasz Vido S2. Ta niższa delta t pozwala uzyskać wysoki współczynnik COP pompy ciepła, ale znacznie zwiększa objętość wody przepływającej przez rury. Jeśli, na przykład, potrzebujesz 1200 W mocy cieplnej dla pomieszczenia, masowe natężenie przepływu w przypadku kotła gazowego lub olejowego wynosi 51,6 kg/h przy delta t 20 Kelvin i 68,8 kg/h przy 15 Kelvin.

System pompy ciepła wymaga jednak znacznie wyższego przepływu masowego. Jeśli połączysz pompę ciepła z niskotemperaturowymi grzejnikami panelowymi lub grzejnikami wspomaganymi wentylatorem i użyjesz delta t 10 Kelwinów, wymagany przepływ masowy wzrośnie do 103,3 kg/h. W przypadku połączenia pompy ciepła z klimakonwektorami przy temperaturach systemu 40/33/20°C lub nawet 35/28/20°C w połączeniu z ogrzewaniem podłogowym, masowe natężenie przepływu wzrasta do 147,5 kg/h. Jednak najlepszy współczynnik COP dla pompy ciepła uzyskuje się przy delcie t wynoszącej 5 kelwinów. Można to osiągnąć przy klimakonwektorach i temperaturach systemu 40/35/20°C lub 35/30/20°C w połączeniu z ogrzewaniem podłogowym. W tym przypadku wymagane masowe natężenie przepływu wzrasta do 206,5 kg/h, co stanowi wielokrotność masowego natężenia przepływu w standardowym systemie.

Read more about the importance of delta t in hydronic heating systems

"Dlatego tak ważne jest, aby projektanci lub instalatorzy pracujący nad projektem renowacji sprawdzili istniejącą sieć rur na tym etapie", mówi Heiko Hanke, Product Manager Radiators w Purmo. "Ważne jest, aby upewnić się, że rury są wystarczająco duże dla zwiększonej ilości wody. Niewymiarowe rury mogą skutkować ograniczeniami przepływu, a także zwiększonymi stratami ciśnienia, uniemożliwiając ogrzanie pomieszczenia, ponieważ przez grzejnik nie przepływa wystarczająca ilość wody. Co więcej, jeśli rury nie są odpowiednio zwymiarowane, często powoduje to hałas w systemie grzewczym".

Znaczenie średnic rur

Zdajemy sobie sprawę, że podczas renowacji nie zawsze łatwo jest uzyskać przegląd całej sieci rur, ponieważ większość rur jest ukryta w suficie lub ścianach. Zawsze można jednak sprawdzić rury łączące grzejniki i główną rurę w kotłowni. Po zapoznaniu się z rozmiarami rur można ocenić, czy możliwe jest przejście na niskotemperaturowy system ogrzewania. Nie należy przy tym zapominać o uwzględnieniu standardowych wartości prędkości przepływu, które wynoszą od 0,3 do 1,5 m/s w głównych rurach rozprowadzających i od 0,5 do 0,8 m/s w rurach łączących grzejniki. Średnie spadki ciśnienia w systemie wynoszą od 50 do 100 Pa/m w standardowym domu jednorodzinnym i do 200 Pa/m w przypadku większych systemów.

Domy jednorodzinne zbudowane po latach 70-tych mają zwykle miedziane rury przyłączeniowe 12x1 mm o średnicy wewnętrznej 10 mm lub 15x1 mm o średnicy wewnętrznej 13 mm. Wielowarstwowe rury grzewcze są również możliwe w nowszych budynkach. Chociaż są one grubsze, mają taką samą średnicę wewnętrzną, co ma znaczenie dla przepływu wody. Biorąc pod uwagę prędkość przepływu 0,5 m/s, maksymalna przepływ wody wynosi 141 kg/h dla rur 10 mm. W przypadku rur połączeniowych 15x1 mm o średnicy wewnętrznej 13 mm wartość ta wzrasta do 238 kg/h, co pozwala na obniżenie temperatury systemu, a co ważniejsze, delta t.

Dopasowanie wszystkich elementów systemu

Wspomniane powyżej obliczenia dostarczają ważnych informacji zapewniających optymalne funkcjonowanie odnowionego systemu grzewczego. Heiko wyjaśnia: "Po poznaniu przepływów objętościowych, które są możliwe w ramach obecnej sieci rur, można porównać je z wymaganymi przepływami objętościowymi i delta t dla optymalnie działającego źródła ciepła i emiterów w systemie niskotemperaturowym. Jeśli istnieje zgodność i rury pozwalają na większe objętości wody, można łatwo zainstalować kocioł kondensacyjny lub pompę ciepła i zastąpić starsze grzejniki panelowe emiterami niskotemperaturowymi, takimi jak grzejniki wspomagane wentylatorem lub klimakonwektory o mniej więcej tym samym rozmiarze, aby uzyskać maksymalną efektywność energetyczną. W większości przypadków jest to wykonalne, zwłaszcza gdy zapotrzebowanie budynku na ciepło jest zmniejszone. Czasami jednak rury są niewymiarowe i wtedy trzeba wybrać między instalacją nowej sieci rur, co często nie jest wykonalne w istniejących budynkach, a zastosowaniem wyższego współczynnika delta t".

"Chociaż wyższa delta t może nie pozwolić nowemu źródłu ciepła działać tak wydajnie, jak to możliwe, ważne jest, aby znaleźć kompromis, który pozwoli na optymalne funkcjonowanie systemu z w pełni dopasowanymi komponentami. W praktyce źródło ciepła i/lub emitery są często wymieniane na ślepo, bez sprawdzenia rur, ale wtedy system po prostu nie może działać prawidłowo".

W Purmo głęboko wierzymy, że lepsza integracja wszystkich komponentów przynosi wiele korzyści w zakresie optymalizacji wydajności. Dlatego z przyjemnością pomagamy naszym klientom w tworzeniu możliwie największego komfortu klimatycznego w pomieszczeniach. Jeśli więc masz jakiekolwiek pytania dotyczące rozmiarów rur i prędkości przepływu w niskotemperaturowym systemie grzewczym, nie wahaj się skontaktować z naszymi ekspertami w celu uzyskania indywidualnej porady.

Contact us