Obecnie większość instalacji grzewczych opiera się na systemach z pompami obiegowymi, które zapewniają efektywną cyrkulację wody w układzie. Mimo to, w starszym budownictwie wciąż można spotkać użytkowników korzystających z tradycyjnych rozwiązań, takich jak ogrzewanie grawitacyjne. System ten, niewymagający pomp, wykorzystuje naturalną cyrkulację wody opartą na różnicy temperatur. W artykule przyjrzymy się bliżej zasadom działania ogrzewania grawitacyjnego oraz omówimy jego wady i zalety w porównaniu do nowoczesnych systemów pompowych.
Ogrzewanie grawitacyjne – zasada działania
Działanie ogrzewania grawitacyjnego opiera się na naturalnym zjawisku cyrkulacji, spowodowanym różnicą gęstości pomiędzy ciepłą a zimną wodą. Woda, która zostaje ogrzana w kotle, ma niższą gęstość, co sprawia, że unosi się ku górze w instalacji grzewczej. To zjawisko generuje ciśnienie grawitacyjne, które napędza przepływ wody w systemie. Ciepła woda przemieszcza się w górę przewodami zasilającymi, skąd za pomocą pionów trafia na poszczególne kondygnacje budynku. Następnie jest rozprowadzana do grzejników, gdzie oddaje ciepło pomieszczeniom. Po schłodzeniu woda staje się cięższa, opada przewodami powrotnymi do kotła, aby ponownie zostać ogrzaną, zamykając w ten sposób obieg.
Instalacja grawitacyjna z rozdziałem dolnym lub górnym
Centralne ogrzewanie grawitacyjne może być wykonane z rozdziałem dolnym lub górnym, w zależności od rozmieszczenia głównych przewodów zasilających. W przypadku rozdziału dolnego rury zasilające są poprowadzone w dolnych częściach budynku, zazwyczaj w piwnicy, a ciepła woda unosi się bezpośrednio do grzejników na wyższych kondygnacjach. Natomiast przy rozdziale górnym, przewody zasilające biegną na poddaszu lub najwyższej kondygnacji, skąd ciepła woda spływa do grzejników znajdujących się niżej.
Rozdział górny jest często bardziej efektywny, ponieważ naturalny ruch wody jest wspomagany przez grawitację. Wymaga to jednak specjalnej przestrzeni na górze budynku. Z kolei rozdział dolny jest prostszy w wykonaniu, ale może być mniej wydajny, szczególnie w wysokich budynkach. W obu przypadkach cyrkulacja wody odbywa się bez użycia pompy, co czyni te systemy niezależnymi od zasilania elektrycznego.
Ogrzewanie grawitacyjne w domu parterowym
W domu parterowym cała instalacja grzewcza, czyli kocioł i grzejniki, znajduje się na jednej kondygnacji. Ciepła woda musi więc przemieszczać się w poziomie do wszystkich grzejników, co oznacza, że skuteczność przepływu grawitacyjnego jest bardziej ograniczona. Konieczne jest utrzymanie odpowiedniego nachylenia rur, aby woda mogła swobodnie krążyć. Ze względu na brak wyraźnej różnicy wysokości między kotłem a grzejnikami obieg wody może być wolniejszy, co niekiedy prowadzi do nierównomiernego rozprowadzania ciepła.
Ogrzewanie grawitacyjne – jakie rury będą najlepsze?
W instalacjach grzewczych grawitacyjnych preferowane jest użycie stali. Wynika to z kilku powodów:
- Rury stalowe są bardziej wytrzymałe na wysokie ciśnienia i temperatury, co jest istotne w grawitacyjnych systemach grzewczych.
- W porównaniu do rur plastikowych stal mniej się rozszerza pod wpływem ciepła, co zapobiega nieszczelnościom i problemom z łączeniami.
- Stalowe rury mają dłuższą żywotność i lepiej radzą sobie z obciążeniami mechanicznymi, co jest istotne przy grawitacyjnych systemach bez pomp.
Rury plastikowe (np. PEX) są zazwyczaj stosowane w systemach z wymuszonym obiegiem (pompy), gdzie nie występują tak wysokie wymagania co do wytrzymałości i spadków rur. W instalacjach grawitacyjnych stal zapewnia większą niezawodność i lepsze warunki dla naturalnego obiegu wody.
Wady i zalety ogrzewania grawitacyjnego
Zalety instalacji ogrzewania grawitacyjnego:
- Prosta konstrukcja – systemy grawitacyjne są stosunkowo proste w budowie, co oznacza mniej elementów mogących ulec awarii. Mniej skomplikowana konstrukcja przekłada się również na niższe koszty instalacyjne.
- Niezawodność – brak pomp czy skomplikowanej elektroniki sprawia, że instalacja jest mniej podatna na awarie mechaniczne i zużycie elementów.
- Brak zależności od energii elektrycznej – ogrzewanie grawitacyjne działa bez potrzeby zasilania prądem, co sprawia, że system jest niezależny od ewentualnych przerw w dostawie energii elektrycznej.
Wady ogrzewania grawitacyjnego:
- Ograniczona efektywność cieplna – systemy grawitacyjne są mniej efektywne niż instalacje z obiegiem wymuszonym. Woda porusza się wolniej, co może powodować nierównomierne ogrzewanie pomieszczeń i mniejsze możliwości dostarczania ciepła na większe odległości. Dodatkowo w ogrzewaniu grawitacyjnym rury mają średnice kilkakrotnie większe niż przy ogrzewaniu pompowym. Woda musi pokonać opory występujące w rurach, a jest to możliwe dopiero przy odpowiednio dużej ich średnicy.
- Trudność w regulacji temperatury – regulacja temperatury w poszczególnych pomieszczeniach jest utrudniona, ponieważ brak pomp sprawia, że nie ma możliwości precyzyjnego sterowania przepływem wody w grzejnikach. Zwykle ciepło rozprowadzane jest równomiernie, co utrudnia utrzymanie różnych temperatur w różnych strefach budynku.
- Ograniczenia w zakresie rozbudowy instalacji – ze względu na ograniczoną moc grawitacyjnego przepływu wody rozbudowa instalacji (np. dodanie nowych grzejników lub podłączenie dodatkowych pomieszczeń) jest trudna lub wręcz niemożliwa bez utraty efektywności działania całego systemu.
Więcej porad i rzetelnej wiedzy znajdziesz na stronie Vaillant – producenta urządzeń grzewczych, który dostarcza na rynek m.in. ekologiczne i nowoczesne pompy ciepła, gazowe kotły kondensacyjne oraz klimatyzatory.