Ogrzewanie podłogowe wodne – wpływ na sprawność

systemu grzewczego i koszty ogrzewania domu

Wpływ parametrów roboczych instalacji grzewczej na pracę źródła ciepła

Efekt samoregulacji wydajności cieplnej ogrzewania podłogowego

Koszty ogrzewania domu w zależności od zastosowanej instalacji grzewczej

Wydanie 1/2013

24.03.2013

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Wpływ różnych czynników na koszty

ogrzewania domu

Koszty ogrzewania domu zależą od wielu czynników, które można zgrupować

według typu na 4 podstawowe grupy:

Czynnik Opis

Standard

energetyczny

budynku

Izolacja cieplna budynku, stolarka okienna i drzwiowa

Kształt budynku i forma zabudowy (np. wolnostojący, szeregowy)

Przeszklenia budynku mające wpływ także na zyski od nasłonecznienia

Źródło ciepła Sprawność pracy przy różnych obciążeniach cieplnych

Rodzaj paliwa (koszty zakupu)

System grzewczy

Parametry pracy instalacji grzewczej (ogrzewanie grzejnikowe, podłogowe)

Wentylacja budynku – grawitacyjna, mechaniczna (z odzyskiem ciepła)

Rodzaj regulacji wydajności cieplnej

Warunki eksploatacji Preferencje mieszkańców – temperatura wewnętrzna pomieszczeń,

okresowe obniżanie temperatury (tryb nocny, urlopowy, itp.)

Najczęstszym zestawieniem porównującym koszty ogrzewania domu, jest

porównanie kosztów w zależności od rodzaju paliwa i standardu źródła ciepła.

3

Ogrzewanie podłogowe

Ogrzewanie grzejnikowe

Temperatury robocze systemów

centralnego ogrzewania

Ogrzewanie podłogowe jest ogrzewaniem

płaszczyznowym niskotemperaturowym,

gdzie parametry wody grzewczej wynoszą

np. 35/28oC lub 45/35oC.

Dla ogrzewania grzejnikowego,

temperatura wody grzewczej jest wyższa

niż dla ogrzewania podłogowego, wynosząc

np. 75/65oC, 70/55oC lub 55/45oC.

4

Ogrzewanie grzejnikowe jest stosunkowo łatwe do wykonania i zazwyczaj

tańsze w kosztach inwestycyjnych. Niska bezwładność cieplna pozwala na

szybkie dostosowywanie wydajności cieplnej do potrzeb pomieszczenia.

Ogrzewanie podłogowe pozwala uniknąć zabudowy grzejników, zwiększając

możliwości aranżacji pomieszczeń. Według różnych danych koszt wykonania jest

zazwyczaj wyższy od 10 do 30% w porównaniu do ogrzewania grzejnikowego, ale

dotyczy do standardowych grzejników, gdyż specjalne wersje podnoszą znacząco

koszty zakupu. Ogrzewanie podłogowe cechuje się dodatkowo efektem

samoregulacji wydajności cieplnej.

Porównanie zalet ogrzewania podłogowego

i grzejnikowego

5

Porównanie charakteru pracy ogrzewania

podłogowego i grzejnikowego

Rys. fh-brandenburg.de, ingenieurbuero-leukers.de

Ogrzewanie podłogowe zapewnia równomierne oddawanie ciepła, dzięki dużej

powierzchni roboczej. Temperatura pomieszczenia może być wskutek tego

obniżana o około 1÷2 stopnie, w porównaniu do tradycyjnego ogrzewania

grzejnikowego, gdyż tzw. temperatura odczuwalna będzie porównywalna. Wynika

to z faktu, że ogrzewanie podłogowe oddaje ciepło w znacznym stopniu poprzez

promieniowanie cieplne na dużej powierzchni.

Ogrzewanie grzejnikowe Ogrzewanie podłogowe

6

Wydajność cieplna ogrzewania podłogowego zależy od różnicy temperatury

pomiędzy powierzchnią podłogi, a powietrzem w pomieszczeniu. Wzrost

temperatury wewnętrznej spowoduje zmniejszenie wydajności cieplnej ogrzewania

podłogowego i w efekcie ograniczenie pracy źródła ciepła, np. kotła grzewczego

lub pompy ciepła. Efekt samoregulacji wydajności cieplnej stanowi zaletę

ogrzewania podłogowego i ogranicza wpływ na jego pracę zwiększonej

(w porównaniu do ogrzewania grzejnikowego) bezwładności cieplnej.

Efekt samoregulacji wydajności cieplnej

ogrzewania podłogowego

100%

Powietrze

20oC Powietrze

22oC Powietrze

24oC

Podłoga

24oC Podłoga

24oC Podłoga

24oC

50% 0%

7

Sprawność pracy kotła w zależności

od temperatur roboczych wody grzewczej

Różnica w sprawności

pracy jest szczególnie

widoczna w przypadku

kotłów kondensacyjnych.

Obniżenie temperatury

wody grzewczej zwiększa

stopień kondensacji i tym

samym sprawność pracy

kotła.

Kocioł kondensacyjny

w połączeniu z ogrzewaniem

podłogowym pracuje przez

cały czas w trybie

kondensacji

Temperatura zewnętrzna (oC)

Obciążenie kotła (%)

Sp

raw

no

ść (

%)

kocioł kondensacyjny (40/30oC)

kocioł niskotemperaturowy (40/30oC)

kocioł kondensacyjny

(70/50oC)

kocioł niskotemperaturowy (70/50oC)

Rys. „Brennwertnutzung. Energiesparende und umweltschonende Wärmeerzeugung.”,

Landeswerbeamt Baden-Württemberg – Informationszentrum Energie, 2000

8

Przykład danych sprawności kotła

kondensacyjnego

Kocioł kondensacyjny pracując przy niskich parametrach wody grzewczej

(np. 40/30oC) osiąga około 3% wyższą sprawność (109%) niż przy pracy

z podwyższonymi temperaturami, np. 75/60oC (106%).

W przypadku kotłów kondensacyjnych, także wyższa będzie moc cieplna przy

niższych temperaturach roboczych. Jest to efektem dodatkowego ciepła

pozyskiwanego z kondensacji (skraplania) pary wodnej ze spalin.

- przykład danych dla gazowego kotła kondensacyjnego Vaillant ecoVIT

9

Sprawność pracy pompy ciepła w zależności

od temperatur roboczych wody grzewczej

Im niższa będzie różnica temperatury

pomiędzy systemem ogrzewania, a dolnym

źródłem ciepła, tym wyższą efektywność pracy

będzie osiągać pompa ciepła

Różnica temperatury między systemem

grzewczym, a dolnym źródeł ciepła (K)

Wsp

ółc

zynnik

efe

kty

wności

CO

P

Dla zastosowania ogrzewania

podłogowego, różnica wynosić

może 30K, a efektywność (COP)

może sięgać wartości 5,0

10

Zmniejszenie zapotrzebowania ciepła

Zmniejszenie zapotrzebowania ciepła pomieszczenia przy zastosowaniu

ogrzewania podłogowego jest szacowane na 10 do 15% w skali roku

-10 do -15%

Ten sam budynek wyposażony w system ogrzewania podłogowego powinien

uzyskiwać niższe koszty eksploatacji w porównaniu do wariantu użycia

ogrzewania grzejnikowego.

11

Wpływ systemu ogrzewania budynku

na roczne koszty eksploatacji

Zastosowanie ogrzewania podłogowego pozwala obniżyć koszty ogrzewania

domu dzięki dwóm aspektom:

Sprawność pracy

źródła ciepła

Pompa ciepła pracując dla ogrzewania podłogowego uzyskuje około

20÷30% wyższą efektywność pracy (współczynnik SPF, JAZ).

Podwyższenie parametrów powyżej 55oC na zasilaniu ogrzewania,

wymusza stosowanie dodatkowego źródła ciepła

(np. kocioł grzewczy, grzałka elektryczna), które musi wspomagać lub

zastępować pracę pompy ciepła w niskich temperaturach zewnętrznych.

Kocioł kondensacyjny pracując dla ogrzewania podłogowego uzyskuje

wyższą sprawność pracy. Wynosić ona może 109%

dla parametrów 40/30oC, zamiast 106% dla 75/60oC (zmiennych w funkcji

regulacji pogodowej)

Obniżenie

temperatury

wewnątrz

pomieszczeń

Każde obniżenie temperatury wewnątrz pomieszczeń o 1oC, powoduje

obniżenie zapotrzebowania ciepła o około 6%. Tak więc uzyskanie

porównywalnej temperatury odczuwalnej przy zastosowaniu ogrzewania

podłogowego jest możliwe przy niższej temperaturze powietrza wewnątrz

pomieszczeń budynku.

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji