Jaki czynnik grzewczy jest najlepszy dla naszej instalacji grzewczej?

Kiedy po całym dniu poza domem wchodzisz do środka, oczekujesz, że będzie w nim po prostu ciepło. Czym ogrzewamy dom? Większość zapewne powie, zapewnia nam to instalacja grzewcza, niemniej w systemie tego rodzaju zawsze krąży czynnik grzewczy, nazywany czynnikiem roboczym lub nośnikiem ciepła. To właśnie on roznosi ciepło wokół naszego domu. Czym on najczęściej jest? Jak wybrać odpowiedni czynnik grzewczy do grzejnika?

Co to jest czynnik grzewczy?

Nie dla każdego zrozumiała będzie nazwa „czynnik grzewczy”. Co to jest? Innymi słowy, mamy tu do czynienia z czynnikiem grzejnym, czynnikiem roboczym lub nośnikiem ciepła. Definicja wskazuje, że w ciepłownictwie jest to ciało, które zdolne jest do przenoszenia energii cieplnej ze źródła ciepła do grzejnika.

Zwykle to para wodna lub gorąca woda są nośnikiem ciepła. Co to jest, już wiesz, ale jak wybrać odpowiedni czynnik pod kątem swojej instalacji grzewczej? Czy jedno z drugim mają coś wspólnego?

Czy promienniki podczerwieni do domu są skuteczną metodą ogrzewania?

Co może być czynnikiem grzewczym? Jakie nośniki ciepła wyróżniamy?

Definicja wskazuje, że nośnikiem ciepła może być „ciało”, ale co należy rozumieć przez to pojęcie? Przede wszystkim czynnik grzewczy do grzejnika musi umożliwiać podgrzanie przez piec wykorzystywany w domowym systemie. Musi być także niezamarzający, ponieważ w skrajnych przypadkach jego obecność w kaloryferach mogłaby doprowadzić do ich rozerwania i zniszczenia.

W charakterze czynnika grzewczego sprawdzą się takie nośniki ciepła jak:

• powietrze,
• para wodna,
• woda,
• olej,
• glikol.

Który będzie najlepszy do przenoszenia ciepła i oddawania go do pomieszczeń mieszkalnych?

Powietrze jako czynnik grzewczy

Powszechnie dostępne i tanie – gorące powietrze jako nośnik ciepła może się znakomicie sprawdzić w ramach systemu dystrybucji z kominka. Najczęściej system ten jest uznawany za dodatkowe ogrzewanie w domu. Nośnik ciepła takiego rodzaju może być również używany w niezależnej i jedynej instalacji grzewczej. Źródłem ciepła powinny w niej być jednak nagrzewnica – wodna lub elektryczna – bądź pompa ciepła.

Czynnik grzejny, jakim jest powietrze, w swoich systemach grzewczych ocieplany jest przez nagrzewnicę lub pompę, a po ogrzaniu powietrze jest przesyłane do poszczególnych pomieszczeń przy wykorzystaniu kanałów ukrytych w podłodze czy w suficie.

Wadą wykorzystania powietrza jako czynnika grzewczego jest to, że jest ono pozbawione bezwładności cieplnej. Dlatego będzie mogło funkcjonować niemal wyłącznie w domach, które cechują się lekką konstrukcją szkieletową. Przy masywnych przegrodach musiałoby minąć wiele czasu, by powietrze ogrzało je tak, że zaczęłyby oddawać ciepło do pomieszczeń.

Przy lekkich przegrodach wszystko dzieje się szybciej, dlatego po uruchomieniu nawiewu z ciepłym powietrzem w krótkim czasie można doprowadzić do odczucia komfortu cieplnego.

Czy warto kupić kominek kozę? Czy kominek wolnostojący nadaje się do mieszkań?

Para wodna jako czynnik grzewczy

Kolejną propozycją, jeśli chodzi o czynniki grzewcze, może być para wodna. Do jej generowania wymagane jest wykorzystanie węzła cieplnego para-woda, który będzie produkował gorącą wodę dla technologicznych celów grzewczych. Para jako czynnik grzewczy pochodzi najczęściej z lokalnej kotłowni parowej. Doprowadzana jest poprzez rurociąg do wymiennika, gdzie oddaje ciepło pochodzące z kondensacji do obiegu wtórnego.

Woda jako nośnik ciepła

W tradycyjnych kaloryferach żeliwnych, a także w nowoczesnych kaloryferach płytowych jako nośnik ciepła najczęściej wykorzystywana jest woda. Dlaczego sprawdza się tak powszechnie jako czynnik grzewczy? Woda ma bardzo niską lepkość, dlatego łatwo i długo oddaje temperaturę do pomieszczenia, a przy tym cechuje się dużą pojemnością cieplną. Jest tania, powszechnie dostępna i nie zagraża środowisku naturalnemu, jeśli dojdzie do jej wycieku.

Uwaga! Jej stosowanie w grzejnikach jest możliwe i jak najbardziej zalecane, jeśli nie ma ryzyka spadku temperatury poniżej zera, czyli jej zamarznięcia, co powoduje zwiększenie jej objętości. To zagrożenie dla konstrukcji grzejnika.

Woda jako czynnik grzewczy sprawdza się w wielu różnych sytuacjach. Źródłem ogrzewania może być przy niej:

• kocioł na paliwa stałe, gazowe lub olejowe;
• kominek z płaszczem wodnym;
• pompa ciepła.

Woda zasilać może zarówno konwencjonalne grzejniki, jak i system ogrzewania podłogowego czy ogrzewania płaszczyznowego w suficie lub w ścianach.

Olej jako czynnik grzewczy

W przeciwieństwie do wody czynnikiem, który nie zamarza w grzejnikach, jest olej. Nośnik ciepła w postaci oleju sprawdzi się jednak wyłącznie w określonych przypadkach. Jeśli masz wykorzystywać olej jako nośnik ciepła, powinien on:

• optymalnie – charakteryzować się lepkością na poziomie maksymalnie do 5 mm²/s przy temperaturze 40 stopni Celsjusza,
• dopuszczalnie – charakteryzować się lepkością maksymalnie 9 mm²/s przy temperaturze 40 stopni Celsjusza.

Zawsze temperatura zestalenia nie powinna być wyższa od minimalnej temperatury, jaka może pojawić się w miejscu korzystania z grzejnika.

Ile prądu zużywa grzejnik olejowy i czy warto z niego korzystać?

Glikol jako nośnik ciepła

Czynnikiem grzewczym, który się rzadko wykorzystuje w domowych instalacjach grzewczych, jest glikol. To płyn przewodzący ciepło, stosowany m.in. w instalacjach klimatyzacji i solarnych bądź przy pompach ciepła. Glikol jako czynnik grzewczy w przeciwieństwie do wody nie zamarza nawet w temperaturze minus 35 stopni Celsjusza. W technice grzewczej wykorzystywany jest przy tym glikol etylenowy i propylenowy.

Jak prawidłowo ustawić histerezę w przypadku różnych typów ogrzewania?

Jaki czynnik grzewczy dobrać do pompy ciepła?

Wiesz już, jakie są rodzaje czynników grzewczych, a jak dopasować je do systemów wykorzystywanych w domu do ogrzewania pomieszczeń? Zobacz, jaki czynnik wybrać do pompy ciepła. Powinien być inny niż w przypadku używania w domu konwencjonalnych pieców, np. na gaz czy paliwa stałe. Jeśli wykorzystujesz ekologiczne pompy ciepła, nośnikiem energii końcowej może być np. glikol etylenowy lub propylenowy, o których wspomniano powyżej.

Na podkreślenie zasługuje fakt, że pompa ciepła wykorzystuje darmową energię pochodzącą z powietrza, wody lub gruntu. Aby jednak było to możliwe, konieczne jest stałe dostarczanie energii elektrycznej, która powoduje przekształcenie ciepła ze środowiska w ciepło grzewcze.

Energia ze środowiska pozyskana przez pompę ciepła przekazywana jest czynnikowi roboczemu. Nośnik energii końcowej dla pompy ciepła to zwykle jeden z czynników roboczych oznaczonych jako: R134A, R407C, R410A i podobne. Nie mają one w swoim składzie toksycznych elementów czy halogenów, są biodegradowalne i niepalne.

Odparowany czynnik roboczy zasysany jest przez sprężarkę, która odpowiada za jego sprężenie, czyli podniesienie jego temperatury i ciśnienia.

Para z czynnika roboczego kierowana jest do skraplacza, gdzie ulega zamianie na ciecz, po czym przekazuje ciepło wodzie grzewczej, jaka zasila instalację centralnego ogrzewania budynku. 

Jak działają grzejniki niskotemperaturowe? Do jakiej instalacji będą pasowały?

Najlepszy czynnik grzewczy do grzejnika elektrycznego

Odpowiedni czynnik do grzejnika elektrycznego powinien spełniać kilka istotnych warunków. Czym zalać grzejnik elektryczny, by poprawnie pracował? Mogą to być właściwie woda lub olej. W obu przypadkach odpowiadają one wymaganiom, jakie nośnikom grzewczym stawiają instalacje z grzejnikami elektrycznymi. Czynnik w takim przypadku powinien:

• Być odporny na wysokie temperatury – czynnik grzewczy osiąga najwyższą temperaturę pracy na powierzchni elementu grzejnego, gdzie może dojść do jego rozbicia poprzez wytrącanie się z niego gazów i ciał stałych. Prowadzi to do podniesienia ciśnienia we wnętrzu kaloryfera ponad tak zwany punkt krytyczny, co może doprowadzić do jego zniszczenia. Dlatego substancje stałe nie są dobrym wyborem do grzejników elektrycznych.
• Nie zawierać substancji powodujących korozję – jest to zagrożenie dla trwałości zarówno samego grzejnika, jak i całego elementu grzejnego.
• Mieć odpowiednią pojemność cieplną – odpowiada ona za równomierny rozkład temperatury w całym grzejniku. Należy pamiętać, że czynnik przepływający obok elementu grzejnego będzie się od niego nagrzewał, a po opuszczeniu tej strefy – zacznie oddawać ciepło. Im większa pojemność cieplna czynnika grzewczego, tym dłużej będzie oddawać ciepło.
• Mieć niską lepkość – chodzi tu o lepkość kinematyczną, czyli własność fizyczną powodującą, że czynnik szybciej krąży w grzejnikach, jeśli jest ona niska. Jeśli tak się dzieje, to dobrze, zapewnia to bowiem równomierny rozkład temperatury w grzejniku.
• Być odporny na zamarznięcie przy najniższej przewidywanej temperaturze otoczenia  – w czynnikach elektrycznych nie sprawdzi się woda jako czynnik grzewczy, ponieważ podczas zamarzania zwiększa swoją objętość i może uszkodzić grzejnik.

Czynnik grzewczy w instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja centralnego ogrzewania w budynkach mieszkalnych składa się na ogół z kotła oraz systemu rur, które przekazują ogrzany przez piec czynnik grzewczy w instalacji CO do grzejników znajdujących się w pomieszczeniach. Układ ten odprowadza ciepło ze zbiornika i rozprowadza je po wnętrzu budynku.

Do dystrybuowania ciepła konieczny jest odpowiedni czynnik grzewczy w CO. Jakie wykorzystuje centralne ogrzewanie? Czynnik grzewczy może mieć postać wody, powietrza lub pary wodnej. Ze względu na rodzaj czynnika wyróżnia się przy tym:

• ogrzewanie CO wodne,
• ogrzewanie parowe pary niskoprężnej,
• ogrzewanie powietrzne,
• ogrzewanie elektryczne.

Jaki nośnik ciepła dobrać do instalacji solarnej?

W typowej instalacji solarnej, tj. w kolektorach słonecznych, nośnikiem ciepła pozyskiwanego ze słońca jest płyn solarny. Czynnik grzewczy w takiej instalacji to właściwie wodny roztwór glikolu, przygotowany w ten sposób, by ciecz nie zamarzała, kiedy temperatury spadają poniżej zera stopni Celsjusza.

Nośnik ciepła w kolektorach tłoczy do systemu pompa zainstalowana przy zasobniku, gdzie ulega on ogrzaniu i wraca rurą powrotną, oddając ciepło w wężownicy zbiornika z ciepłą wodą użytkową.

Jak właściwie ustalić krzywą grzewczą dla grzejników i ogrzewania podłogowego?