Grzejniki – jak działają i od czego zależy ich efektywność?
Grzejnik to wciąż najpopularniejszy sposób ogrzewania domów i mieszkań. Choć wygląda niepozornie, jego konstrukcja, wielkość i temperatura pracy mają realny wpływ na komfort oraz rachunki za ogrzewanie. Jakie są rodzaje grzejników i od czego zależy ich efektywność?
Michał Jakubiec
Spis treści:
1. Podział grzejników
2. Jak grzejniki oddają ciepło?
3. Efektywność a wielkość grzejników
4. Rola termostatów w ogrzewaniu grzejnikowym
5. Źródła
Grzejniki różnią się nie tylko wyglądem, ale także sposobem oddawania ciepła, temperaturą pracy i efektywnością energetyczną. Od ich konstrukcji oraz właściwego doboru zależy komfort cieplny, szybkość nagrzewania pomieszczeń i koszty ogrzewania. W artykule wyjaśniamy, jakie są rodzaje grzejników, czym różni się konwekcja od promieniowania oraz jak temperatura zasilania wpływa na ich sprawność w nowoczesnych instalacjach.
Podział grzejników
Grzejniki to najczęściej spotykane urządzenia do ogrzewania pomieszczeń w budynkach mieszkalnych. Ich zadaniem jest przekazywanie ciepła z instalacji grzewczej do powietrza i przegród w pomieszczeniu.
Choć grzejniki kojarzą się głównie z prostymi urządzeniami montowanymi pod oknami, w rzeczywistości występują w wielu odmianach i mogą pracować z różną efektywnością. Na ich działanie wpływa zarówno konstrukcja grzejnika, jak i warunki pracy instalacji grzewczej.
Grzejniki można podzielić według budowy i sposobu montażu. Najczęściej spotyka się grzejniki płytowe, członowe, rurowe oraz konwektorowe. Różnią się one powierzchnią oddawania ciepła, pojemnością wodną oraz wyglądem.
Podział może dotyczyć także temperatury pracy – grzejniki mogą pracować w systemach nisko-, średnio- lub wysokotemperaturowych, w zależności od instalacji i źródła ciepła. Nie bez znaczenia jest wówczas ich powierzchnia, o czym w dalszej części materiału.
Jak grzejniki oddają ciepło?
Grzejniki przekazują ciepło do pomieszczenia na dwa sposoby. Pierwszym jest konwekcja, czyli ogrzewanie powietrza, które unosi się do góry i krąży po pomieszczeniu. Jest to dominujący sposób wymiany ciepła w większości grzejników.
Drugim sposobem jest promieniowanie cieplne. Ogrzana powierzchnia grzejnika oddaje ciepło bezpośrednio do otoczenia, ogrzewając ściany, podłogę i osoby przebywające w pomieszczeniu. Im większa powierzchnia grzejnika, tym większy udział promieniowania.
Efektywność a wielkość grzejników
Efektywność grzejnika zależy przede wszystkim od temperatury zasilania, powierzchni grzejnika oraz sposobu jego montażu. Grzejniki o większej powierzchni mogą oddać tę samą ilość ciepła przy niższej temperaturze wody, co sprzyja oszczędności energii.
“Grzejniki są rozwiązaniem stosunkowo tanim – instalację grzejnikową można wykonać zwykle niższym kosztem niż ogrzewanie podłogowe. Ich zaletą jest szybka reakcja na wyższą temperaturę zasilania, ale jednocześnie równie szybko oddają i tracą zgromadzone ciepło” – wyjaśnia Dawid Pantera z firmy Viessmann.
Powierzchnia grzejnika dobierana jest do zapotrzebowania na ciepło pomieszczenia, które zależy od izolacji budynku, wielkości pokoju, rodzaju okien oraz temperatury wewnętrznej. Im lepiej ocieplony budynek, tym mniejszy grzejnik jest potrzebny.
Rola termostatów w ogrzewaniu grzejnikowym
Istotnym elementem instalacji grzejnikowej są termostaty, które regulują ilość ciepła oddawanego przez grzejnik. Termostat reaguje na temperaturę w pomieszczeniu i automatycznie ogranicza lub zwiększa przepływ czynnika grzewczego przez grzejnik.
Dzięki termostatom możliwe jest utrzymanie stabilnej temperatury w pomieszczeniu bez ciągłej ingerencji użytkownika. Ogrzewanie pracuje tylko wtedy, gdy jest to potrzebne, co poprawia komfort cieplny i pozwala ograniczyć zużycie energii.
Źródła
[1] Recknagel H., Sprenger E., Schramek E., Heating and Air Conditioning, Springer.
[2] Peng, Z., Carrigan, S., & Kornadt, O. (2023). Numerical investigation of the heat transfer in realistic rooms with a two-panel radiator. Proceedings of the 18th IBPSA Conference, Shanghai, China, Sept. 4–6, 2023.
