Grzejniki niskotemperaturowe do pompy ciepła. Jak je właściwie dobrać?

Pompa ciepła i grzejniki niskotemperaturowe - czy to ma sens?

Pompy ciepła są najczęściej kojarzone z ogrzewaniem podłogowym, które pracuje w niskich temperaturach, co idealnie współgra z tym źródłem ciepła. Jednak współpraca pomp ciepła z grzejnikami niskotemperaturowymi również ma wiele sensu, zwłaszcza w modernizowanych budynkach, gdzie wymiana istniejącego systemu grzewczego na podłogowy może być nieopłacalna lub niemożliwa. Grzejniki niskotemperaturowe stanowią doskonałą alternatywę dla tradycyjnych grzejników wysokotemperaturowych, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej efektywności energetycznej pompy ciepła.

Współpraca pompy ciepła z grzejnikami niskotemperaturowymi opiera się na tym, że nowoczesne grzejniki są w stanie efektywnie oddawać ciepło, pracując przy temperaturach wody rzędu 35-55°C, zamiast tradycyjnych 70-80°C. Pompy ciepła osiągają najlepszą wydajność przy niższych temperaturach, co pozwala zwiększyć współczynnik wydajności (COP) systemu, minimalizując zużycie energii elektrycznej.

Dlaczego warto zdecydować się na grzejniki niskotemperaturowe z pompą ciepła? 

Warto w tym kontekście wymienić co najmniej 4 argumenty:

1. W istniejących budynkach wymiana tradycyjnych grzejników na niskotemperaturowe może być mniej kosztowna i mniej inwazyjna, niż instalacja ogrzewania podłogowego. Grzejniki te charakteryzują się większą powierzchnią wymiany ciepła oraz zwiększoną efektywnością konwekcji, co umożliwia utrzymanie komfortu cieplnego nawet przy niższych temperaturach zasilania.
2. System grzewczy z grzejnikami ma krótszy czas reakcji niż ogrzewanie podłogowe, co może być istotne w budynkach, gdzie szybkość zmiany temperatury w pomieszczeniu jest kluczowa, np. w rzadziej używanych pomieszczeniach. W przypadku grzejników niskotemperaturowych szybkie nagrzewanie pomieszczeń pozwala na lepsze zarządzanie energią i dostosowanie pracy systemu do potrzeb użytkowników.
3. Grzejniki niskotemperaturowe pozwalają na zachowanie wysokiej sprawności pracy pompy ciepła, ponieważ pracują przy niskich temperaturach zasilania, co zmniejsza obciążenie sprężarki.
4. Zamiast pełnej modernizacji systemu grzewczego i wymiany na ogrzewanie podłogowe, można wykorzystać istniejącą instalację grzejników, co znacząco obniża koszty inwestycyjne. 

Jak dobrać grzejniki niskotemperaturowe do pompy ciepła?

Dobór właściwych grzejników do systemu z pompą ciepła jest decydującym czynnikiem zaprojektowania efektywnego systemu grzewczego. Pompy ciepła to urządzenia pracujące z niższymi temperaturami zasilania niż źródła tradycyjne, takie jak kotły gazowe czy olejowe, dlatego wymagają zastosowania grzejników niskotemperaturowych. Aby zapewnić odpowiednią wydajność i komfort cieplny w budynku, konieczne jest prawidłowe dobranie zarówno typu grzejników, jak i ich mocy, odpowiedniej dla każdego pomieszczenia.

Rodzaje grzejników niskotemperaturowych

W budynkach mieszkalnych najczęściej spotykane są grzejniki płytowe w różnych konfiguracjach (jedno-, dwu-, czy trzypanelowe). Charakteryzują się relatywnie dużą powierzchnią wymiany ciepła, co sprawia, że dobrze sprawdzają się w systemach niskotemperaturowych zasilanych przez pompy ciepła. Wybór grzejnika płytowego zależy od wielkości pomieszczenia oraz zapotrzebowania na ciepło – im większa liczba płyt, tym wyższa moc grzewcza.

Wyróżnia się także grzejniki konwektorowe. Modele te są bardziej wydajne przy niższych temperaturach, ponieważ podczas transferu ciepła wykorzystują konwekcję (przepływ powietrza). Stanowią doskonałą alternatywę w przypadku systemów z pompą ciepła, ponieważ pozwalają na szybsze nagrzewanie pomieszczeń, co z kolei zmniejsza czas pracy systemu.

Grzejniki dekoracyjne, oprócz funkcji grzewczej, pełnią rolę estetyczną, w związku z tym często stosuje się je w łazienkach lub korytarzach. Mają zazwyczaj mniejszą moc grzewczą, ale dobrze sprawdzają się w pomieszczeniach o mniejszym zapotrzebowaniu na ciepło.

Innym rozwiązaniem są niskotemperaturowe grzejniki kanałowe. Montuje się je w podłodze i sprawdzają się idealnie w przypadku dużych przeszkleń. Dzięki swojej budowie efektywnie oddają ciepło w niskich temperaturach, ale są droższym rozwiązaniem, często stosowanym w nowoczesnych domach lub biurach.

Dobór grzejników w kontekście pompy ciepła

Grzejniki niskotemperaturowe muszą być większe niż tradycyjne grzejniki wysokotemperaturowe, ponieważ pracują na niższych temperaturach zasilania – zwykle w zakresie 35-55°C. W tradycyjnym systemie grzewczym, gdzie temperatura zasilania wynosi 70-80°C, mniejszy grzejnik może zapewnić wystarczającą ilość ciepła. W systemie z pompą ciepła, aby osiągnąć ten sam poziom komfortu, potrzebna jest większa powierzchnia wymiany ciepła.

Aby lepiej to zobrazować, posłużmy się przykładem. Załóżmy, że mamy dom jednorodzinny o powierzchni 150 m² z zapotrzebowaniem energetycznym na poziomie 50 W/m² (budynek dobrze izolowany). Całkowite zapotrzebowanie na ciepło wynosi w tym przypadku 7500 W (150 m² x 50 W/m²). Zakładając, że pompa ciepła pracuje z temperaturą zasilania wynoszącą 45°C, trzeba uwzględnić, że grzejniki niskotemperaturowe muszą mieć odpowiednią moc, aby sprostać temu zapotrzebowaniu.

• Pokój dzienny o powierzchni 30 m² – zapotrzebowanie na ciepło wynosi 1500 W (30 m² x 50 W/m²). Tradycyjny grzejnik płytowy o mocy 1500 W, zaprojektowany dla temperatury 75/65/20°C, nie będzie odpowiedni, ponieważ w niskotemperaturowym systemie grzewczym (np. 45°C) jego wydajność spadnie o 30-40%. Dlatego konieczne jest zastosowanie grzejnika o większej powierzchni wymiany ciepła – na przykład modelu dwupłytowego o długości 120 cm i wysokości 60 cm.
• Sypialnia o powierzchni 20 m² – zapotrzebowanie na ciepło wynosi 1000 W. Przy niższej temperaturze zasilania konieczny będzie grzejnik o zwiększonej powierzchni, na przykład grzejnik płytowy dwupanelowy o wymiarach 100 cm x 60 cm, który będzie w stanie zapewnić wymaganą moc przy temperaturze zasilania 45°C.

Jak dobrać pompę ciepła do systemu grzejnikowego?

Pompa ciepła oraz jej parametry powinny być dostosowane do zapotrzebowania cieplnego budynku oraz typu grzejników. W przypadku urządzeń niskotemperaturowych pompa powinna mieć wystarczającą moc, aby dostarczać ciepło przy niższych temperaturach zasilania. W praktyce oznacza to wybór pompy ciepła o wyższej wydajności przy niskich temperaturach, np. modele z rodziny Vitocal, które zapewniają wysoką efektywność nawet przy zasilaniu niskotemperaturowym.

Dla budynku o powierzchni 150 m² i zapotrzebowaniu na poziomie 50 W/m² optymalnym wyborem może być pompa ciepła o mocy 7-8 kW. Przy dobrze dobranych grzejnikach niskotemperaturowych, system taki zapewni komfort cieplny, minimalizując jednocześnie zużycie energii.

Podsumowanie

Dobór grzejników niskotemperaturowych do pompy ciepła to proces wymagający uwzględnienia wielu czynników, takich jak powierzchnia wymiany ciepła grzejników, temperatura zasilania oraz zapotrzebowanie cieplne budynku. Kluczowe jest, aby wybrać grzejniki o odpowiedniej mocy i powierzchni, które będą efektywnie współpracować z pompą ciepła, zapewniając komfort cieplny przy niskich temperaturach. Jeśli potrzebujesz konsultacji w zakresie optymalizacji systemu grzewczego, a także interesuje Cię zakup i montaż renomowanych urządzeń najwyższej klasy od doświadczonego producenta - służymy pomocą!