Jak dobrać moc grzejników?

Dobry grzejnik powinien być trwały, estetyczny i dopasowany do instalacji, w której ma pracować. Przede wszystkim jednak jego moc musi być dobrana do wielkości pomieszczenia, które ma ogrzewać.

Zgodnie z projektem
Najlepszym sposobem na to, by mieć pewność, że grzejniki, które zainstalujemy w naszym domu, zapewnią oczekiwany komfort cieplny, jest wykonanie projektu instalacji centralnego ogrzewania. W obliczeniach zostaną uwzględnione wszystkie parametry, które wpływają na straty ciepła, a więc i moc grzejników.
Projektant wykona bilans cieplny domu, czyli obliczy:
- straty ciepła na przenikanie przez ściany, okna, drzwi, podłogi, sufity i dach,
- straty ciepła na wentylację, czyli ilość ciepła niezbędną do ogrzania powietrza, które ze względów higienicznych musi napływać do pomieszczeń,
- zyski ciepła od ludzi i urządzeń pracujących w domu.
Uwzględni przy tym położenie domu w odpowiedniej strefie klimatycznej i jego orientację względem stron świata. Suma strat i zysków w poszczególnych pomieszczeniach pozwoli ustalić ich zapotrzebowanie na ciepło. Przy ustalaniu ostatecznej mocy grzejników zostaną jeszcze wzięte pod uwagę: ochłodzenie wody w przewodach doprowadzających ją do grzejników oraz wpływ niskiej temperatury powierzchni ścian zewnętrznych. Po to, by je zniwelować, moc grzejników zostanie odpowiednio zwiększona.

Drożej, ale z zyskiem
Koszt projektu instalacji centralnego ogrzewania w domu jednorodzinnym to wydatek rzędu 1000 złotych. Nie są to jednak pieniądze stracone. W projekcie oprócz grzejników zostaną także zaprojektowane średnice przewodów, dobrany rodzaj armatury i obliczone nastawy zaworów termostatycznych. Wykonanie instalacji zgodnie z projektem sprawi, że będzie ona „skrojona na miarę” domu i potrzeb domowników. Nie zawsze za projekt instalacji centralnego ogrzewania trzeba płacić dodatkowo. Jeśli kupuje się gotowy projekt domu, zwykle wraz z dokumentacją architektoniczną otrzymuje się także projekt instalacji centralnego ogrzewania.

Bez projektu
Jeżeli nie stać nas na projekt albo nie chcemy go wykonać z innych powodów (najczęściej tak się dzieje przy wymianie grzejników podczas remontu instalacji centralnego ogrzewania), pozostaje nam dobór grzejników metodami przybliżonymi. Są to metody szacunkowe, na podstawie których można określić wielkość grzejników jedynie „z grubsza”.
Dobierając wielkość grzejników żeliwnych, przyjmowało się zwykle jedno ogniwo (żeberko) na metr kwadratowy pomieszczenia, czyli 120-140 W/m². Użytkownicy domów z grzejnikami dobranymi w ten sposób mieli wielokrotnie okazję przekonać się, że były one zbyt małe. W rzeczywistości bowiem zapotrzebowanie na ciepło domów o standardowej wysokości pomieszczeń (od 2,5 do 2,7 m) waha się od 60 do 200 W/m². Większe jest w domach parterowych, mniejsze - w piętrowych. Większe w domach wolno stojących, mniejsze w bliźniaczych lub szeregowych.
Zapotrzebowanie na ciepło wynosi w przybliżeniu:
- od 130 do 200 W/m2 - w domach bez izolacji cieplnej, o współczynniku przenikania ciepła przez ściany zewnętrzne U wyższym od 1 W/(m²·K);
- od 90 do 110 W/m^2 - w domach izolowanych styropianem grubości 5 cm, o współczynniku przenikania ciepła około 0,7 W/(m²·K);
- od 60 do 70 W/m² - we współcześnie budowanych domach, dobrze izolowanych, na przykład 10-12-centymetrową warstwą styropianu, w których współczynnik przenikania ciepła wynosi około 0,3 W/(m²·K).
Aby dobrać wielkość grzejników, trzeba zakwalifikować swój dom do jednej z wymienionych „kategorii”. Mnożąc odpowiadające im wskaźniki przez powierzchnię pokoi, otrzymujemy przybliżone zapotrzebowanie na ciepło. Musimy jednak pamiętać, że nawet w dobrze izolowanym domu, w którym przeciętne zapotrzebowanie na ciepło wynosi 60 W/m², mogą być pomieszczenia, w których wystarczy już 45 W/m² i takie, w których 80 W/m² będzie wielkością zbyt małą. Dlatego dobierając wielkości grzejników metodą szacunkową, należy:
- zwiększyć około 10% moc grzejników zlokalizowanych na parterze,
- do pomieszczeń, które są usytuowane w szczycie budynku (mają co najmniej dwie przegrody zewnętrzne), dobrać grzejniki większej mocy niż te, które ogrzewają pomieszczenia korzystniej zlokalizowane (z jedną przegrodą zewnętrzną).
Dobierając grzejniki bez projektu, najlepiej je nieco przewymiarować. Unikniemy wtedy sytuacji, w której pewne pomieszczenia będą niedogrzane. Przy grzejnikach należy zainstalować zawory termostatyczne. Zniwelują one część błędów popełnionych przy doborze grzejników, odcinając dopływ wody do grzejników, gdy w pomieszczeniach zostanie osiągnięta wymagana temperatura.

Dobierając moc grzejników żeliwnych, przyjmowało się zwykle jedno ogniwo (żeberko) na metr kwadratowy pomieszczenia. Użytkownicy domów z tak dobranymi grzejnikami mieli wielokrotnie okazję przekonać się, że to za mało. Autor: Piotr Ligier		Dobierając grzejniki bez projektu, najlepiej je nieco przewymiarować i zainstalować przy nich zawory termostatyczne, które zniwelują część błędów. Autor: KERMI		Jeśli zmniejszamy temperaturę w sypialniach w ciągu dnia, to po to, by móc wieczorem szybko ogrzać pomieszczenia, powinniśmy zainstalować tam grzejniki o mocy kilkanaście procent większej. Autor: STELRAD

Parametry pracy instalacji
Zgodnie z polskimi przepisami maksymalna temperatura pracy instalacji centralnego ogrzewania w domach mieszkalnych nie może przekraczać 95°C. Jednak tak wysokiej temperatury w domach jednorodzinnych się nie stosuje. Zanim kupi się grzejniki, trzeba ustalić, jakie będą parametry pracy domowej instalacji centralnego ogrzewania. Należy określić maksymalną temperaturę wody zasilającej i powracającej z grzejników. Woda w instalacji będzie jednak miała taką temperaturę tylko wtedy, gdy na zewnątrz będzie panowała minimalna temperatura, tak zwana obliczeniowa zewnętrzna. Jest ona różna w różnych regionach kraju, na przykład w województwie mazowieckim wynosi -20°C. Im niższe będą parametry pracy instalacji, tym bardziej komfortowe warunki będą panowały w naszym domu, ale więcej zapłacimy za grzejniki. Wraz z obniżaniem parametrów pracy  trzeba bowiem zwiększać powierzchnię grzejników. Za to na powierzchni grzejników nie przypieka się kurz i domownicy nie cierpią z powodu nadmiernego wysuszenia błon śluzowych. W instalacjach ogrzewanych gazowym kotłem wiszącym parametry pracy nie mogą być wyższe niż 80/60°C (80°C - temperatura wody zasilającej grzejniki, 60°C - temperatura wody powracającej z grzejników). Maksymalna temperatura, do jakiej można podgrzać wodę w takim kotle, wynosi bowiem osiemdziesiąt kilka stopni Celsjusza. W Niemczech powszechnie projektuje się instalacje na parametry 70/55°C, w państwach skandynawskich – 65/50°C. Nie tak popularne jak na zachodzie Europy, ale spotykane już i w Polsce, są instalacje zasilane ciepłem odpadowym, pompami ciepła czy energią słoneczną. Projektuje się je na parametry 55/45°C lub 50/40°C.

Współczynniki korekcyjne
Ostatnią fazą doboru mocy grzejników jest korekta mocy grzejników, uwzględniająca parametry pracy instalacji. Jeżeli producent podaje moc dla parametrów 75/65°C, i takie mają być parametry pracy naszej instalacji, to mamy wiele szczęścia. Możemy bez przeliczania dobrać wielkość grzejników wprost z tabeli w katalogu producenta. Jeśli jest inaczej, musimy pomnożyć zapotrzebowanie na moc przez współczynnik korekcyjny i dopiero wtedy dobrać grzejniki. Tabele współczynników korekcyjnych podawane są przez producentów. Drugi współczynnik związany jest ze stosowaniem zaworów termostatycznych. Otóż, jeśli korzystamy aktywnie z zaworów termostatycznych, czyli na przykład zmniejszamy temperaturę w sypialniach w ciągu dnia, to po to by wieczorem szybko ogrzać pomieszczenia, powinniśmy zwiększyć moc zainstalowanych tam grzejników o 15%. Metoda ta pochodzi z Niemiec, kraju, w którym do oszczędzania energii przywiązuje się olbrzymią wagę. Stosując ten współczynnik, do sypialni zamiast grzejnika mocy 2200 W, powinniśmy kupić grzejnik mocy nie mniejszej niż 2500 W (2200 W x 1,15 = 2530 W).

Nowa norma
Do połowy 1999 roku producenci grzejników podawali moc dla temperatury 90/70°C. Obecnie, w związku z ustanowieniem nowej normy PN-EN 442, jesteśmy w okresie przejściowym i producenci różnie podają moc swoich grzejników. Jedni - jeszcze według starej normy - 90/70°C, inni - już według nowej - 75/65°C. Są i tacy, którzy podają moc grzejników dla parametrów obowiązujących w Niemczech - 70/55°C. Dodatkowym utrudnieniem jest zmiana metody badania mocy cieplnej grzejników. Ich moc zbadana zgodnie z normą PN-EN 442 jest kilka, a czasem nawet kilkanaście procent mniejsza od mocy tych samych grzejników badanych według starych norm. Podobnie jak temperaturę, tak i moc niektórzy producenci podają według starej metody badań, inni według nowej. Przeglądając katalogi grzejników, warto zwrócić uwagę na to, jak określono ich moc. Jeżeli według starej metody, to zwykle nie znajdziemy o tym żadnej wzmianki, jeśli według nowej – z pewnością obok tabeli mocy producent zamieści informację - „moc podano zgodnie z normą PN-EN 442”. Prawidłowo moc grzejników płytowych powinna być podawana dla parametrów 75/65°C, według metody badań zgodnej z normą PN-EN 442. Na nieszczęście tylko niektóre normy w naszym kraju wymagają obowiązkowego stosowania. Norma PN-EN 442 do nich nie należy. Dlatego prawidłowe podawanie mocy cieplnej grzejników zależy tylko od dobrej woli producentów.

Temperatura obliczeniowa zewnętrzna, od której zależy między innymi wielkość strat ciepła w pomieszczeniach, czyli także moc grzejników, jest różna w różnych regionach kraju.

Przykład obliczenia mocy grzejników za pomocą współczynników korekcyjnych. Moc grzejników podawana jest najczęściej dla parametrów 90/70°C. Jeśli wyliczyliśmy, że zapotrzebowanie na ciepło w jednym z pomieszczeń naszego domu (na przykład sypialni), wynosi 1400 W, a parametry pracy instalacji 70/55°C, potrzebny będzie grzejnik mocy 2200 W (przykład oznaczono w tabeli kolorem).