Kocioł do ogrzewania podłogowego: dobór parametrów, sposób obliczenia mocy, schematy podłączeń i instrukcja montażu

Jak ogrzać dom w sezonie zimowym, to pytanie, przed którym stoi każdy właściciel domu. Wielu decyduje się na wodne ogrzewanie podłogowe. Jednak do efektywnego działania niezbędne jest źródło ciepłej wody – kocioł do ogrzewania podłogowego – który musi być wydajny.

Dzisiaj przyjrzymy się różnym typom kotłów i omówimy, które z nich nadają się do systemów ogrzewania podłogowego. Dowiesz się, jak obliczyć moc kotła i samodzielnie go zainstalować.

Rodzaje kotłów do ogrzewania podłogowego

Na rynku dostępny jest szeroki wybór urządzeń kotłowych. Kotły różnią się rodzajem paliwa, na którym działają – gazem, olejem napędowym, prądem i paliwem stałym. Wykonane są z różnych materiałów, w tym żeliwa i stali.

Różnią się również sposobem montażu:

1. Jednostki wolnostojące mogą mieć moc do 120 kW. Wymagają dodatkowej przestrzeni do montażu, dlatego umieszcza się je w oddzielnym pomieszczeniu.
2. Jednostki ścienne mają moc do 35 kW, są łatwiejsze w montażu i tańsze. Posiadają już wbudowaną pompa zapewniająca cyrkulację cieczyAby uruchomić urządzenie należy podłączyć je do instalacji grzewczej.

Ponadto kotły grzewcze różnią się liczbą obwodów i mogą być: jedno- i dwuobwodowe.

Jednoobwodowy — są przeznaczone wyłącznie do podgrzewania czynnika chłodniczego w ogrzewaniu domu. Aby rozszerzyć zakres ich zastosowania, wymagane są dodatkowe komponenty (kocioł, wymiennik ciepła itp.).

Podwójny obwód — jednostki wielofunkcyjne, które jednocześnie podgrzewają wodę do systemu grzewczego i ciepłej wody użytkowej. Tę ostatnią funkcję realizuje wbudowany kocioł akumulacyjny i przepływowy wymiennik ciepła.

Gaz

Kotły gazowe mają korpusy wykonane z żeliwa lub stali. Kotły żeliwne ważą dwa razy więcej niż kotły stalowe o tej samej mocy. Są duże i drogie. Kotły stalowe są lekkie, kompaktowe i łatwe w naprawie.

Nowoczesne, wolnostojące urządzenia gazowe działają na gaz ziemny i skroplony. Natomiast modele ścienne mini są wygodniejsze w montażu; nie zajmują dużo miejsca, a ich moc (7-30 kW) wystarcza do ogrzania małego domu.

Standardowe kotły gazowe mogą pracować z pełną wydajnością tylko wtedy, gdy woda zostanie podgrzana do maksymalnej temperatury — 70–90 stopni — co jest niedopuszczalne w przypadku ogrzewania podłogowego.

Eksploatacja urządzeń gazowych w niskich temperaturach może prowadzić do kondensacji, co może wpłynąć na ich żywotność. Kotły te można przekształcić w ogrzewanie podłogowe po wprowadzeniu pewnych modyfikacji.

Najbardziej odpowiednimi kotłami gazowymi są kotły kondensacyjne przeznaczone do ogrzewania podłogowego. Posiadają one dodatkowe zasilanie z wytworzonego kondensatu. Nawet przy pracy w niskich temperaturach ich sprawność sięga blisko 100%.

Urządzenia gazowe występują w wersjach jedno- i dwuobwodowych. Ogrzewanie podłogowe jest podłączone do kotła dwuobwodowego za pomocą rozdzielacza hydraulicznego.

Paliwo stałe

Kotły na paliwo stałe działają podobnie jak piece na drewno lub węgiel. Jednak kocioł spala drewno bez dostępu powietrza, wytwarzając gaz drzewny, który podgrzewa czynnik chłodzący. Generatory te są problematyczne w przypadku podłączenia do ogrzewania podłogowego; wymagają stałej kontroli i konserwacji.

Wyjątkiem są kotły na pellet z automatyczną regulacją, ponieważ charakteryzują się długim okresem spalania. Wymagają jednak większej uwagi niż kotły gazowe czy elektryczne.

Aby utrzymać temperaturę czynnika chłodniczego na wymaganym poziomie, automatyka musi okresowo wyłączać piec, co prowadzi do spadku sprawności kotła. Instalacja zbiornika buforowego pomoże temu zapobiec.

Wówczas jednostka będzie mogła w pełni wykorzystać swój potencjał, przekazując ogrzaną wodę do zbiornika buforowego, a podłoga będzie ją stamtąd pobierać w wymaganej objętości. To przełoży się na oszczędności, ponieważ przerwa między podawaniem paliwa do pieca będzie dłuższa.

Elektryczny

Kotły elektryczne to najwydajniejsze podgrzewacze wody do systemów ogrzewania podłogowego. Dostępne są w różnych wersjach z elementami grzejnymi, elementami jonowymi i nagrzewnicami indukcyjnymi. Zamieniają energię elektryczną w ciepło. Są w pełni zautomatyzowane, łatwe w montażu i regulacji oraz umożliwiają zdalną konfigurację. Urządzenia te utrzymują temperaturę wody na zadanym poziomie bez utraty wydajności.

Grzałki ścienne są powszechnie stosowane ze względu na prostą konstrukcję i łatwy montaż. Wyposażone są w zbiornik wyrównawczy i pompę.

Jeżeli powierzchnia pomieszczenia nie jest duża, wówczas obwody TP można podłączyć bezpośrednio do generatora ciepła.

W przypadku montażu ciepłej podłogi wodnej z kotła grzewczego w dużym domu prywatnym konieczne będzie wykonanie instalacji jednostka mieszania i dystrybucji.

Do wad należy zaliczyć wysoki koszt energii. Aby obniżyć koszty ogrzewania, zaleca się zastosowanie systemu z zewnętrznym zasobnikiem wody i dwutaryfowym licznikiem energii.

Diesel

Kotły dieslowe, zasilane olejem napędowym, działają na podobnej zasadzie jak kotły gazowe. Proces spalania jest w nich w pełni zautomatyzowany. Oferują wysoką wydajność przy niskim zużyciu paliwa, są łatwe w montażu i konserwacji. Są również przyjazne dla środowiska i ekonomiczne.

Wadą takich modeli — zapach oleju napędowego, dlatego są one instalowane w oddzielnym pomieszczeniu (kotłowni). Dodatkowo wymagany jest zbiornik paliwa i pompa do jego podawania.

Wybór kotła

Nie ma podgrzewaczy wody zaprojektowanych specjalnie do ogrzewania podłogowego. Niektórzy producenci oferują urządzenia z funkcją „ciepłej podłogi”, ale ogranicza ona jedynie poziom podgrzewania wody. Ponadto ważne jest, aby zwrócić uwagę na rodzaj czynnika chłodniczego zatwierdzonego dla danego modelu. Niektórych urządzeń nie można używać z płynem niezamarzającym, jak wskazano w instrukcji.

Zasadniczo do ogrzewania podłogowego można zastosować dowolny model podgrzewacza wody, najważniejsze jest prawidłowe zamontowanie i podłączenie systemu.

Jakie cechy należy wziąć pod uwagę przy wyborze podgrzewacza wody i na co należy zwrócić uwagę?

1. Czy jest kompatybilny z ogrzewaniem podłogowym? Czy jest w stanie utrzymać wymaganą temperaturę czynnika chłodniczego? W przeciwnym razie konieczny będzie dobór dodatkowego sprzętu.
2. Efektywność działania systemu wpływa na zużycie zasobów (paliwa).
3. Czy jest łatwy w utrzymaniu i obsłudze? Ile czasu zajmuje ustawienie żądanego poziomu grzania?
4. Czy są jakieś trudności z instalacją? Czy będziesz w stanie zainstalować ją samodzielnie?

Ponadto generatory ciepła należy dobierać w zależności od obszaru i warunków eksploatacji, zwracając uwagę na:

1. Moc znamionowa jest określana na podstawie wielkości ogrzewanego pomieszczenia i poziomu izolacji. Dokumenty określają obszar, który urządzenie ma pokryć, przy założeniu odpowiedniej izolacji. Jeśli nie znasz strat ciepła w swoim domu, wówczas moc należy pobierać z 25% zapasem. Nadmierne przekroczenie wymaganej mocy może prowadzić do przegrzania i awarii urządzenia.
2. Regulacja mocy – kotły gazowe często posiadają tę funkcję. Regulacja może odbywać się ręcznie lub automatycznie. Modele automatyczne są bardziej ekonomiczne: wystarczy ustawić kilka parametrów, a automatyka utrzymuje zadaną temperaturę i wyłącza ogrzewanie.
3. Zależność energetyczna - zastosowanie pompy elektrycznej w celu wprawienia cieczy w ruch zwiększa wydajność kotła, ale czyni go mniej autonomicznym i zależnym od źródeł energii.
4. Rodzaj ogrzewania: Jeśli urządzenie ma służyć nie tylko do ogrzewania pomieszczeń, ale również do podgrzewania wody użytkowej, wymagany jest dwuobwodowy kocioł przepływowy. Jeśli potrzebujesz podgrzać dużą ilość wody, lepszym wyborem będzie model z zasobnikiem.

Każdy sam ustala koszt ogrzewania, bazując na najtańszym źródle energii. Dla jednych jest to gaz, dla innych drewno. Jeśli dom ma licznik wielotaryfowy, prąd będzie bardziej opłacalny.

Kocioł elektryczny jest najbardziej odpowiedni do ogrzewania podłogowego, ponieważ utrzymuje zadaną temperaturę przy niskim zużyciu energii. 1 kW energii elektrycznej zamienia się w 1 kW ciepła. Jeśli powierzchnia grzewcza jest niewielka, można go podłączyć bezpośrednio.

Do połączenia domku o imponującej powierzchni, wymagana będzie jednostka mieszającaPodczas instalacji urządzeń gazowych niezbędny jest rozdzielacz, ponieważ bezpośrednie podłączenie nie jest zalecane. Zasilanie ogrzewania podłogowego z kotła na paliwo stałe zwiększa koszty ze względu na zakup dodatkowych podzespołów.

Ponadto montaż kotła gazowego lub na paliwo stałe wiąże się z koniecznością zapewnienia kotłowni.

Jak obliczyć moc

Odpowiedni kocioł do ogrzewania podłogowego musi być ekonomiczny, dlatego wybieramy go na podstawie jego wydajności. Aby wybrać odpowiedni model, musimy obliczyć jego moc.

Średnia moc jednostkowa dla domu wiejskiego wynosi 1 kW na 10 m², co oznacza moc jednostkową 100 W na m². Jest to jednak dość szacunkowe oszacowanie, odpowiednie dla budynku murowanego z minimalną utratą ciepła.

Podczas instalacji urządzeń gazowych konieczne jest przygotowanie i skoordynowanie projektu z agencjami rządowymi oraz uzyskanie zgody inspektoratu gazowego. Projekt zawiera sekcję określającą obliczenie wydajności urządzenia.

Jeśli planujesz zainstalować kocioł elektryczny lub pirolityczny, skorzystaj z formularza obliczeniowego dla obciążenia domu. Ten wzór jest odpowiedni dla regionów o klimacie umiarkowanym; jeśli mieszkanie znajduje się w regionach północnych, stosuje się współczynnik korekcyjny 1,2 lub 1,3. Jeśli izolacja lub system ciepłej wody są słabe, stosuje się również współczynnik 1,2.

Мк = 0,1*По*к1*к2*к3, gdzie:

Obliczmy moc generatora dla domu o powierzchni 250 m2, położonego w regionie północnym, ze słabą izolacją i słabym dopływem ciepłej wody, korzystając z poniższego przykładu:

Мк = 0,1*250*1,2*1,2*1,3= 46,8 kW

Jeżeli lokal znajduje się w strefie centralnej, wówczas obliczenie wskaźnika wygląda następująco:

Мк = 0,1*250*1,2*1,2= 36,8 kW

Jeżeli pomieszczenie jest dobrze ocieplone i nie ma potrzeby doprowadzenia ciepłej wody, wówczas:

Мк = 0,1*250 = 25 kW

Nie zaleca się tworzenia dużych rezerw mocy, ponieważ nie tylko zwiększy to koszty energii cieplnej, ale także doprowadzi do przegrzania się stacji transformatorowej i jej awarii.

Schemat podłączenia ogrzewania podłogowego wodnego do kotła

Istnieją różne sposoby podłączenia kotła do ogrzewania podłogowego. Każdy z nich ma swoje zalety i wady i jest przeznaczony do konkretnych warunków. Przyjrzyjmy się popularnym metodom podłączania wodnego ogrzewania podłogowego do kotła.

Schemat zaworu trójdrożnego

Typowym rozwiązaniem dla instalacji wieloobwodowych z różnymi urządzeniami grzewczymi jest zawór trójdrożny. Nadaje się on do systemów ogrzewania kombinowanego – grzejników o temperaturze wody 80 stopni Celsjusza i ogrzewania podłogowego o temperaturze 45 stopni Celsjusza.

Zawór trójdrożny z pompą obiegową może pomóc w zapewnieniu tej różnicy temperatur. Pożądany poziom ogrzewania czynnika chłodniczego uzyskuje się poprzez zmieszanie wody z kotła z wodą z przewodu powrotnego. Ilość dodawanej zimnej wody jest regulowana poprzez otwieranie lub zamykanie zaworu.

Schemat z jednostką mieszającą

Metoda ta jest przeznaczona do układów łączonych – grzejnik i węzeł cieplny. Zamiast zaworu termostatycznego montuje się w nich zespół pompowo-mieszający.

Podłączenie kolektora do kotła to energooszczędny sposób, w którym za pomocą zaworu równoważącego ciepła i zimna woda są mieszane w ściśle określonych proporcjach.

Schemat układu z termostatem elektronicznym

System zasilania TP pracuje z wykorzystaniem małogabarytowych termoelektrycznych agregatów grzewczych, które mogą zapewnić pracę tylko jednej pętli grzewczej na powierzchni nie większej niż 20 m2.

Termostat to niewielkie urządzenie zamknięte w obudowie z tworzywa sztucznego, w którym znajdują się:

Zasada działania jest prosta: podgrzana ciecz jest doprowadzana bezpośrednio z kotła do obiegu, bez konieczności dodawania wody. Regulacja temperatury odbywa się za pomocą wbudowanego regulatora.

Steruje zaworem elektromechanicznym, który reguluje dopływ gazu do kotła. Woda przepływa przez obieg bez pomocy pompy i jest chłodzona bezpośrednio w pętli.

Układ jest prosty, a uprząż ta jest niedroga, ale nie pozwala na precyzyjne strojenie. Nadaje się do:

Schemat bezpośredniego połączenia

Do zasilania podłogi tym systemem stosuje się rozdzielacz hydrauliczny. Metoda ta różni się tym, że w przypadku podłączenia ogrzewania podłogowego do kotła z pompą, jego obieg musi być wyposażony w agregat pompowy współpracujący z termostatem. Agregaty te regulują natężenie przepływu cieczy w zależności od temperatury powietrza.

Proces przebiega następująco: podgrzana woda z kotła przepływa do rozdzielacza hydraulicznego, gdzie jest rozprowadzana wzdłuż konturów podłogi. Po przejściu przez pętle, wraca do podgrzewacza rurą powrotną.

Ta metoda jest stosowana głównie w agregatach kondensacyjnych, ponieważ nie obniża temperatury w rurze zasilającej. W przypadku zainstalowania konwencjonalnego kotła gazowego, praca w tym trybie szybko doprowadzi do awarii wymiennika ciepła.

W przypadku montażu kotła na paliwo stałe, aby zapewnić prawidłowe działanie systemu, konieczne będzie zainstalowanie zbiornika buforowego, który ograniczy poziom temperatury.

Podłączenie ogrzewania podłogowego do kotła grzewczego

Kotły elektryczne są najłatwiejsze w montażu i obsłudze. Dlatego wyjaśnimy, jak podłączyć kocioł elektryczny do rozdzielacza ogrzewania podłogowego.

Podłączymy grzałkę o mocy 3 kW do ogrzewanej podłogi o powierzchni 30 m² za pomocą zaworu trójdrożnego. W tym celu zakupimy kocioł recyrkulacyjny wyposażony w przyłącza do podłączenia węża zimnej i ciepłej wody. Standardowy rozmiar przyłącza to 2,6 cm. Aby uniknąć rozpraszania uwagi, z wyprzedzeniem zaopatrzymy się we wszystkie niezbędne narzędzia.

Zanim zaczniesz układać kocioł, konieczne jest położenie "ciasta" z ciepłej podłogi.

Następnie zainstaluj jednostka dystrybucyjna, do której podłączone są obwody podłogi wodnej, jeden koniec węża do zimnej wody, a drugi do ciepłej.

Teraz można przejść bezpośrednio do rurociągu kotła, który został zainstalowany w zaplanowanym miejscu:

Po podłączeniu należy sprawdzić szczelność podłogi, wykonując próbę. Test ten przeprowadza się przez 24 godziny, przy ciśnieniu roboczym systemu.

Dopiero wtedy można wylać wylewkę betonową i ułożyć materiały wykończeniowe (płytki lub listwy). Uruchomienie systemu powinno nastąpić po całkowitym wyschnięciu zaprawy.

Aby zapewnić prawidłowe działanie wodnego ogrzewania podłogowego, można zainstalować dowolny model grzejnika. W końcu wszystkie parametry – moc, wydajność itp. – są obliczane identycznie dla wszystkich typów. Ważne jest prawidłowe podłączenie urządzeń.