Jak grzejniki oddają ciepło?

Rozkład temperatury zależy od sposobu ogrzewania. Inny jest w pomieszczeniach z grzejnikami płytowymi, inny w domach z konwektorami, a jeszcze inny tam, gdzie grzeje cała podłoga. Dlaczego?

Ciepło może być oddawane przez grzejnik na drodze konwekcji lub promieniowania. Zależnie od rodzaju grzejnika może to być głównie konwekcja lub głównie promieniowanie (nie ma takiego grzejnika, który oddawałby ciepło w 100% przez konwekcję lub w 100% przez promieniowanie).

Jak przekazywane jest ciepło
Promieniowanie. Polega na tym, że cieplejsza płaszczyzna (grzejnik) emituje ciepło w postaci fal elektromagnetycznych, a chłodniejsze płaszczyzny (ściany, meble i sprzęty w pomieszczeniu) - pochłaniają je, podwyższając swoją temperaturę. Im cieplejszy jest grzejnik, tym więcej emituje ciepła. Oczywiście wzrasta też temperatura powietrza w pomieszczeniu.

Konwekcja. Ciepło przekazywane jest przez grzejnik bezpośrednio do powietrza w pomieszczeniu. Powietrze, przepływając wokół grzejnika, ogrzewa się i jego temperatura rośnie. Ciepłe powietrze krąży po pomieszczeniu. Od niego nagrzewają się ściany i sprzęty.
Wadą konwekcji jest unoszenie wraz z cyrkulującym powietrzem cząstek kurzu. Takiego sposobu ogrzewania nie poleca się alergikom.

Jaki grzejnik, takie grzanie
Procentowy udział promieniowania i konwekcji jest różny dla różnych grzejników.
Grzejniki płaszczyznowe (podłogowe i ścienne) przekazują do otoczenia mniej więcej połowę ciepła przez promieniowanie i połowę na drodze konwekcji.
W płytowych i członowych proporcje są jak 30 (promieniowanie) do 70 (konwekcja).
W konwektorach (stąd wzięła się ich nazwa) wykorzystywane jest przede wszystkim zjawisko konwekcji, a procentowy udział ciepła przekazywanego przez promieniowanie jest bliski zeru.

Rozkład temperatury w pomieszczeniu

Sposób rozchodzenia się ciepła zależy od rodzaju ogrzewania: a - ogrzewanie grzejnikowe, b - ogrzewanie ścienne, c - ogrzewanie podłogowe. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Dla dobrego samopoczucia osób przebywających w pomieszczeniu ważne są: równomierny rozkład temperatury powietrza oraz jej różnice w kierunku pionowym i poziomym.

Grzejnik podłogowy (ogrzewanie podłogowe). W pomieszczeniu z ogrzewaniem podłogowym najcieplej jest oczywiście przy podłodze, a chłodniej przy suficie. Ciepło (a wraz z nim i drobinki kurzu) nie krąży wzdłuż ścian, lecz rozchodzi się równomiernie w całym pomieszczeniu – od podłogi ku sufitowi. W tak ogrzewanych pomieszczeniach dobrze czują się osoby cierpiące na alergie. Nasze nogi są ciepłe, a głowa chłodna.

W pomieszczeniu z ogrzewaniem podłogowym najcieplejsza jest podłoga. Przyjemnie na niej usiąść lub chodzić po niej boso. Autor: ROTEX		Ogrzewanie ścienne montuje się zwykle na zewnętrznych ścianach domu i często łączy z ogrzewaniem podłogowym. Autor: WATH

Grzejnik ścienny (ogrzewanie ścienne). W pomieszczeniu z takim ogrzewaniem ciepło rozkłada się równomiernie na całej wysokości pomieszczenia. Zapewnia domownikom komfort cieplny, podobny jak na nasłonecznionym, ale ośnieżonym stoku: nie odczuwa się chłodu, bo ciało ogrzewane jest przez promienie słoneczne (promieniowanie ze ściany), a biała płaszczyzna śniegu (ściany) dodatkowo odbija w naszą stronę ciepło promieniowania.

Uwaga! W pomieszczeniu z ogrzewaniem podłogowym lub ściennym mamy uczucie komfortu, nawet gdy powietrze jest trochę chłodniejsze (około 2°C) niż w pomieszczeniu z grzejnikami na ścianach. Pamiętajmy, że obniżenie temperatury wewnętrznej w pomieszczeniach o 1°C to oszczędność około 6% energii cieplnej, a więc także zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych.

Grzejniki płytowe i członowe. Powinno się je umieszczać na ścianach zewnętrznych, a jeśli to tylko możliwe - pod oknami. Zimne powietrze, napływające do pomieszczenia (przez nieszczelności w oknach lub nawiewniki), jest bezpośrednio ogrzewane przez grzejnik. Po pomieszczeniu krąży już ciepłe powietrze. Gdy umieścimy grzejnik na ścianie wewnętrznej, w pobliżu ściany zewnętrznej będzie chłodno, a w pomieszczeniu - mniej korzystny rozkład temperatury powietrza.
Powietrze ogrzane przez grzejnik płynie do góry, a następnie wzdłuż sufitu i ścian - ku dołowi. Następuje lekkie przegrzanie górnej części pomieszczenia, a równocześnie dolna pozostaje niedogrzana. W takim pomieszczeniu głowę mamy w cieple, a nogi - w chłodzie.

Grzejniki płytowe najlepiej umieszczać na ścianach zewnętrznych, pod oknami. Autor: RETTIG HEATING		Powietrze w pobliżu konwektora nie przegrzewa się, co może się zdarzyć na przykład przy grzejniku płytowym. Autor: CONVECTOR

Konwektory. Przekazują ciepło głównie przez konwekcję. Nie ogrzewa się więc niepotrzebnie powierzchnia ściany zewnętrznej, na której jest zawieszony grzejnik. Dlatego konwektory są polecane zwłaszcza do pomieszczeń z oknami o dużej powierzchni.
W pomieszczeniach ogrzewanych głównie przez konwekcję, może wystąpić niekorzystny rozkład temperatury. Pod sufitem gromadzi się ciepłe powietrze i przez to nie może być wykorzystane do ogrzewania. Przy podłodze natomiast jest dużo chłodniej, niż w podobnych pomieszczeniach z grzejnikami płytowymi. Należy więc unikać konwektorów wysokich, które powodują, że temperatura powietrza w górnej części pomieszczenia bardzo różni się od temperatury u dołu. Za to w pomieszczeniu z ogrzewaniem konwekcyjnym powietrze w pobliżu grzejnika nie przegrzewa się, co może się zdarzyć w pobliżu grzejników promieniujących (na przykład płytowych).

Uwaga! Nazw „konwektor” lub „grzejnik konwektorowy”, często niesłusznie używa się zamiennie z pojęciem „grzejnik konwekcyjny”. Grzejnik konwekcyjny to urządzenie, które ponad połowę ciepła przekazuje przez konwekcję. Grzejnikami konwekcyjnymi są więc nie tylko konwektory, ale również grzejniki płytowe z ożebrowaniem konwekcyjnym oraz członowe. Konwektor zaś oddaje ciepło prawie całkowicie na drodze konwekcji.

Rozkład temperatury w pomieszczeniu charakterystyczny dla różnych sposobów ogrzewania. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Temperatura wody w grzejnikach a komfort cieplny
W systemach niskotemperaturowych temperatura czynnika grzewczego (wody) zwykle nie przekracza 55°C. Temperatura grzejnika jest więc jeszcze niższa. Na jego powierzchni nie „przypieka się kurz”, podrażniający błony śluzowe dróg oddechowych i wywołujący nieprzyjemną suchość gardła.