dr inż. Andrzej Grzegorczyk

Grzejniki w instalacjach c.o.  (wersja wstępna)

1.1. Podział grzejników ze względu na sposób oddawania ciepła

              a) grzejniki konwekcyjne, oddające przez konwekcję swobodną w obliczeniowych warunkach pracy ponad 50% całkowitej ilości ciepła;

              b) grzejniki promieniujące.

Podział jest dość umowny, bowiem udział ciepła oddawanego drogą promieniowania może być wysoki sięgać 50% dla grzejników płytowych bez żeber (patrz ............).

Osobną grupę stanowią promienniki wysokotemperaturowe, np. elektryczne lub gazowe.

Rodzaje grzejników

Grzejniki ze względu na budowę można podzielić na członowe, płyto­we, konwektorowe i rurowe. Przy doborze rodzaju grzejnika należy pamiętać o warunkach higienicznych (łatwość czyszczenia) i bezpieczeństwa (brak ostrych krawędzi), jeżeli są one szczególnie wymagane (szpitale, przedszkola).

Grzejniki członowe składają się z jednakowych elementów (członów) łączonych najczęściej za pomocą złą­czek gwintowanych umożliwiających uzyskanie wymaganej powierzchni grzejnej. Materiałem do ich produkcji może być żeliwo, stal i stopy alumi­nium. Korekta mocy (np. po ocieple­niu budynku) nie wymaga wymiany całego grzejnika i można ją wykonać przez zmianę liczby członów.

Grzejniki członowe żeliwne wytwa­rza się już przeszło 100 lat i często w starych budynkach można je je­szcze spotkać w bardzo dobrym sta­nie. Żeliwo ma dużą odporność na ko­rozję, z tego względu grzejniki mogą być używane zarówno w ogrzewaniu wodnym, jak i parowym. W Polsce produkowane były one w kilku pod­stawowych typach (np. S-130, TA, T, TIR). Oprócz grzejników dwusłupkowych produkowano także grzejniki wielosłupkowe. Typowa głębokość (zabudowy) grzejnika wynosiła 70 mm, 130 –140 mm lub 200 –216 mm. Wydajność tych grzejników, na­wet o podobnym wyglądzie, mogła się różnić o kilkanaście procent. Grzejniki żeliwne charakteryzują się stosunko­wo dużą pojemnością wodną i masą własną. Przekrój przez ogniwo żeliw­ne przedstawiono na rys...............

Przekrój przez ogniwo żeliwne. Obok złączka i korek przelotowy.

Złączka do połączenia ogniw ma pół gwintu lewego i pół prawego; uszczelnienie uzyskuje się za pomocą uszczelki. Do skręcania grzejników potrzebny jest specjalny klucz wkładany do środka złączki, który opierając się o występy wewnątrz złączki umożliwia jej obracanie.

Grzejniki członowe stalowe są mo­dyfikacją grzejników żeliwnych. Ich elementy (człony) składają się z dwóch wytłoczonych połówek łą­czonych przez zgrzewanie. Czynnik grzewczy przepływa przez utworzone w ten sposób kanały. Ogniwa stalowe mogą być ze sobą łączone przez zastosowanie złączek gwintowanych lub zgrzewane na stałe. Grzejniki te mają mniejszą odporność na ciśnienie niż żeliwne.

Grzejniki członowe aluminiowe są odlewane ciśnieniowe ze stopów alu­minium. Sposób odlewania oraz użyty materiał pozwalają na uzyskanie roz­winiętej powierzchni grzejnika oraz niedużej pojemności wodnej.

Grzejniki z profili stalowych zalicza się do członowych wyłącznie ze wzglę­du na ich budowę. Wykonywane są z łączonych ze sobą przez zgrzewanie zamkniętych profili stalowych. Można wyróżnić dwa typy: o profilach ułożo­nych podłużnie lub pionowo. Grzejniki tego typu mają najczęściej dużą war­tość użytkową i dekoracyjną. Można je wykorzystać np. jako wieszaki, obudo­wę lustra. Ze względu na konstrukcję dopuszczalne ciśnienie najczęściej wynosi 4 bary.

Grzejniki płytowe składają się z dwóch płyt stalowych, którym kształty nadano przez wytłaczanie. Ich złożenie i zgrzewanie powoduje powstanie kanałów, przez które prze­pływa woda. Po przyłączeniu króćców grzejniki poddaje się próbie ciśnieniowej. Dzięki zastosowaniu nowocze­snych technologii lakierniczych grzej­niki płytowe mają gładką, odporną na zabrudzenia powierzchnię o szerokiej gamie kolorów.

Przekrój przez grzejnik stalowy płytowy

Grzejniki płytowe przekazują ciepło zarówno na drodze konwekcji, jak i promieniowania. Aby zwiększyć ich wydajność, często dodawane są ele­menty konwekcyjne (ożebrowanie) powiększające powierzchnię wymiany ciepła, ale utrudniające ich czyszcze­nie. Przekrój przez grzejnik stalowy płytowy z ożebrowaniem przedsta­wiono na ..................... Grzejniki płytowe często nazywa­ne są panelowymi.

Grzejniki płytowe mogą być zesta­wiane fabrycznie w dwie lub trzy pły­ty. Najczęstszą metodą ich oznacza­nia jest stosowanie dwucyfrowego ko­du. Pierwsza cyfra oznacza liczbę płyt, druga cyfra sposób ożebrowania (np. typ 21 oznacza grzejnik złożony z dwóch płyt, ale tylko jedna z nich ma ożebrowanie). Grzejniki płytowe cha­rakteryzują się stosunkowo małą po­jemnością wodną. Są obecnie najczę­ściej produkowanymi grzejnikami (szacuje się, że na rynku zachodnio­europejskim stanowią ponad 90% wszystkich sprzedawanych grzejni­ków).

Grzejniki konwektorowe są to grzejniki, w których obudowa służy do zintensyfikowania naturalnego przepływu ogrzewanego powietrza. Grzejniki konwektorowe zbudowane są najczęściej na bazie gęsto ożebrowanej rurki, przez którą płynie czyn­nik grzejny. Obudowa, oprócz wzmo­żenia konwekcji, poprawia estetykę grzejnika i chroni przed oparzeniem w przypadku wysokiej temperatury elementów grzejnych. Konwektory z rur stalowych ożebrowanych w obu­dowie stosowane były najczęściej w obiektach przemysłowych. Nie­które typy konwektorów mogły praco­wać bezpośrednio przy wysokich pa­rametrach sieci cieplnej. Często zmiana wydajności konwektora odby­wa się za pomocą przepustnic powie­trza montowanych w obudowie. Obe­cnie najczęściej spotyka się tego typu grzejniki zbudowane z rurki miedzia­nej, na której osadzono żebra z mie­dzi lub aluminium.

Konwektor i konwektor listwowy

Konwektory mają najmniejszą spo­śród wszystkich typów grzejników po­jemność wodną, a więc najmniejszą bezwładność cieplną. Ze względu na możliwość uzyskania małych gabary­tów poprzecznych często umieszcza się je w formie listew przypodłogowych lub zabudowuje w kanałach w podłodze (konwektory listwowe).

Grzejniki rurowe. Do niedawna ten typ grzejników był stosowany wy­łącznie w obiektach przemysłowych i sklepach. Stalowe lub żeliwne rury (najczęściej gęsto ożebrowane tzw. faviery) o dużej średnicy nie stanowi­ły elementu dekoracyjnego. Ich zale­tą była duża odporność na uszko­dzenia mechaniczne, duża powierzchnia ogrzewalna dzięki ożebrowaniu oraz niewielki koszt. Obecnie najczęstszym sposo­bem wykorzystania elementów ruro­wych bez ożebrowania są grzejniki łazienkowe. Często wykorzystuje się je również jako suszarki do ręczni­ków. Zbudowane są najczęściej z rur stalowych łączo­nych przez spawanie. Budowane są w kształcie wężownicy lub registra. Projektując grzejnik np. z rur stalowych ożebrowanych do pomieszczenia przemysłowego trzeba pamiętać, że w wężownicy wszystkie elementy są połączone szeregowo, co zwiększa opór hydrauliczny; z kolei w registrze (zwłaszcza długim) nie należy podłączać gałązek zasilania i powrotu do tego samego kolektora.

Ze względu na materiał i łatwość gięcia możliwe jest uzyskanie praktycznie dowolnych kształtów. Stosowanie nowocze­snych powłok lakierniczych pozwala na uzyskanie gładkiej powierzchni w szerokiej gamie kolorów. W grzej­nikach łazienkowych może być do­datkowo montowana grzałka elek­tryczna umożliwiająca użytkowanie grzejnika jako suszarki poza sezo­nem grzewczym.

Grzejniki promieniujące oddają większość ciepła przez promieniowanie. Rozróżniamy tu promienniki wysokotemperaturowe (elektryczne, gazowe, olejowe) , podwieszone płyty promieniujące (o temperaturach od kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu stopni) oraz niskotemperaturowe ogrzewania podłogowe, ścienne i sufitowe (wodne, elektryczne). Przy doborze tych grzejników kierujemy się danymi producenta. Ogrzewania podłogowe w RFN muszą przejść badania cieplne, analogiczne do badań grzejników konwekcyjnych, celem określenia tzw. charakterystyki bazowej.