Jakie ogrzewanie wybrać, by ograniczyć powstawanie smogu?
Jakie ogrzewanie wybrać, by ograniczyć powstawanie smogu?
Smog to w naszym kraju poważny problem. Mamy wpływ przede wszystkim na tzw. niską emisję, czyli zanieczyszczenia pochodzące z kotłów w domach jednorodzinnych. Żeby ograniczyć zanieczyszczenie potrzeba jednak nie tylko odpowiednich kotłów, ale również paliw dobrej jakości, właściwego sterowania ogrzewaniem, a nierzadko też docieplenia budynku.
Jakie ogrzewanie wybrać do nowego domu, aby ograniczyć powstawanie smogu? I dlaczego w istniejących budynkach wymiana kotła - żeby przyniosła naprawdę dobre efekty - zwykle powinna być częścią modernizacji instalacji grzewczej lub nawet termomodernizacji budynku. Na takie pytania odpowiemy w poniższym tekście.
Dlaczego w polsce wciąż dominują kotły na węgiel?
Najpopularniejszy w Polsce sposób ogrzewania domów jednorodzinnych to kocioł na węgiel. Pod tym względem nie ma zasadniczych zmian od kilkudziesięciu lat. I należy dodać, że zwykle jest to najprostszy kocioł zasypowy (bez podajnika), który nie spełnia żadnych norm emisji zanieczyszczeń. Ocenia się , że stanowią one ok. ¾ wszystkich kotłów na węgiel lub drewno.
Jednak mniemanie, że węglem, peletami lub drewnem nie da się ogrzewać czysto, nie produkując chmur czarnego dymu z komina jest fałszywe. Bezklasowe kotły sprzed lat i nowoczesne to dwa zupełnie różne światy. Zarówno jeżeli chodzi o jakość spalania, jak i wygodę obsługi. Te współczesne emitują nawet ponad 10 razy mniej pyłów odpowiedzialnych za smog, a jeżeli są wyposażone w podajnik paliwa, mogą działać bez obsługi z naszej strony przez kilka dni. Są też bardziej oszczędne, bo ich wyższa sprawność oznacza przecież, że do wytworzenia tej samej ilości ciepła wystarcza mniejsza ilość opału.
Obecnie wszystkie nowe kotły na węgiel, pelety lub drewno muszą spełniać wymogi tzw. 5 klasy emisji zanieczyszczeń. Jeżeli jednak chcemy starać się o dopłatę w ramach rządowego programu Czyste Powietrze, musimy kupić kocioł spełniający jeszcze bardziej restrykcyjne wymogi unijnej dyrektywy Ecodesign (Ekoprojektu). Co ważne, dotyczy to również sytuacji, kiedy chcemy uzyskać wsparcie na inne działania termomodernizacyjne, np. docieplenie ścian, a nie zmianę źródła ciepła. Krótko mówiąc - jeżeli kocioł już mamy, to ma on być przynajmniej klasy 5. Jeżeli zaś chcemy kupić nowy, musi spełniać wymogi Ecodesign.
Nowoczesne kotły na paliwa stałe, przy licznych zaletach, mają jedną istotną wadę. Są po prostu drogie. Kocioł z podajnikiem to zwykle wydatek rzędu 10 000 zł. Kotłów zasypowych 5 klasy jest na rynku niewiele i nie są tanie. Wydamy na nie 5000-8000 zł. Era tanich kotłów na paliwa stałe się po prostu się skończyła. Wygoda, czystość i wysoka sprawność ma swoją cenę.
Nowoczesne kotły na paliwa stałe emitują wielokrotnie mniej zanieczyszczeń niż urządzenia starego typu. Ponadto są znacznie wygodniejsze w obsłudze. Mogą mieć nawet palnik z funkcją automatycznego rozpalania. (fot. SAS)
W związku z tym zaczęła już powstawać kotlarska szara strefa. W serwisach ogłoszeniowych znajdziemy liczne oferty sprzedaży prostych i tanich kotłów. Producenci deklarują oficjalnie, że są one przeznaczone do spalania tzw. biomasy niedrzewnej, czyli np. pestek owoców, łupin słonecznika, słomy itd. Bowiem takie kotły nie muszą mieć potwierdzonej klasy 5. Ich zakup zdecydowanie odradzamy.
A może ogrzewanie gazem?
Gaz ziemny to czyste paliwo, zaś obsługa zasilanego nim kotła ogranicza się do ustawienia pożądanej temperatury i przeglądów serwisowych. Nic więc dziwnego, że w miejscach, gdzie sieć jest, gaz jest naturalnym wyborem. Tym bardziej, że wówczas miejscowy plan zagospodarowania zakazuje zwykle używania paliw stałych.
Kłopot jednak w tym, że poza obszarami aglomeracji miejskich dostęp do sieci gazowej ma zaledwie ok. 20% mieszkańców naszego kraju. Infrastrukturę wprawdzie się rozbudowuje, jednak na rychłe, duże zmiany nie ma co liczyć. Dlatego właśnie działki z dostępem do gazu są wyraźnie droższe.
Pod względem użytkowym, gaz ziemny niewiele różni się od gazu płynnego (LPG), czyli propanu z przydomowych zbiorników. Kotły na gaz ziemny można łatwo przystosować do gazu płynnego. Wystarcza zmiana dysz, regulacja, w niektórych modelach wymiana modułu elektronicznego. To duża zaleta, jeżeli liczymy na rozbudowę sieci gazowej w naszej okolicy.
Żeby korzystać z gazu płynnego potrzebujemy przydomowego zbiornika i tu pojawiają się dwie zasadniczo odmienne opcje. Możemy go wydzierżawić od dostawcy gazu, za niewielką opłatą. Jednak wówczas jesteśmy związani z nim długoterminową umową. Koszt zbiornika faktycznie dolicza się nam do ceny gazu. W tym wariancie za ciepło z gazu zapłacimy 0,40-0,45 zł/kWh.
Drugi wariant to zakup zbiornika na własność. Wówczas możemy swobodnie zmieniać dostawcę, a paliwo jest wyraźnie tańsze. Cena ciepła jest porównywalna z tą za gaz ziemny i wynosi 0,25-0,30 zł/kWh. Jednak zbiornik, jego montaż i wykonanie projektu oznacza wydatek ok. 10 000 zł. Koszty inwestycyjne rosną więc bardzo znacznie, bo sam kocioł kupimy za mniej niż połowę tej kwoty. Który wariant będzie bardziej opłacalny - musimy ocenić sami.
Ogrzewanie gazem płynnym jest równie czyste i wygodne co ziemnym. Jednak zdecydowanie droższe, jeżeli nie kupimy własnego zbiornika. (fot. Bałtyk Gaz)
Zalety kotłów kondensacyjnych
Obecnie kotły gazowe to urządzenia o bardzo wysokiej sprawności, niezbyt drogie i bezobsługowe.Zdecydowanie dominują kotły kondensacyjne z zamkniętą komorą spalania. Są nie tylko bardziej oszczędne, ale i bezpieczniejsze. W ich przypadku kocioł pobiera potrzebne do spalania powietrze bezpośrednio z zewnątrz, nie wpływa na działanie wentylacji w pomieszczeniach.
Skąd zaś bierze się sprawność przekraczająca 100%? To właśnie efekt wykorzystania zjawiska kondensacji, czyli skraplania pary wodnej zawartej w spalinach i odzyskiwania w ten sposób części ciepła. Dawniej traktowano to ciepło jako stracone i nie uwzględniano go w ogóle w obliczeniach sprawności. Stąd i ponad 100% sprawność, w sensie ścisłym sprzeczna z prawami fizyki.
Kondensacja daje tym więcej korzyści, im więcej wodoru zawiera paliwo, bo tym więcej powstaje wówczas wody. Dlatego warto ją wykorzystywać przy spalaniu gazu ziemnego, którego głównym składnikiem jest metan - CH4, a traci sens w wypadku paliw stałych zawierających przede wszystkim węgiel. Warunki programu Czyste Powietrze stanowią, że jeżeli mamy kocioł gazowy, musi on być kondensacyjny.
Jednak musimy pamiętać, że z kondensacją wiążą się dwa istotne problemy. Temperatura wody w obiegu nie może być zbyt wysoka, bo zjawisko skraplania pary wodnej ze spalin zachodzi do temperatury ok. 55°C (najważniejsza jest temperatura powrotu do kotła). Trzeba się więc liczyć z tym, że w pełni wykorzystamy je w instalacjach niskotemperaturowych, mając ogrzewanie płaszczyznowe lub specjalne, albo przynajmniej przewymiarowane grzejniki. Na szczęście, w typowym układzie z grzejnikami - oszczędności też będą, jednak mniejsze.
Drugi to sam komin. Ten od starego kotła może być niewystarczająco odporny na kondensat i zbyt mało szczelny. Trzeba wówczas zastąpić go innym (np. wyprowadzonym przez ścianę) lub wyposażyć we wkład.
Rynek zdominowały urządzenia kondensacyjne. Bardziej oszczędne i bezpieczne. (fot. Junkers)
Pompy ciepła a walka ze smogiem
Pompa ciepła to urządzenie, które pobiera ciepło z otoczenia i przenosi je do wnętrza budynku. Tak naprawdę, domowa lodówka robi dokładnie to samo, lecz na znacznie mniejszą skalę – ochładza przecież umieszczone w niej produkty, a ciepło oddaje z tyłu obudowy, na skraplaczu. Sam mechanizm działania jest więc powszechnie znany.
W przypadku pomp ciepła mówimy o tzw. źródle dolnym, oraz źródle górnym. Dolne to element otoczenia, z którego odbieramy ciepło. Górne zaś to instalacja grzewcza w pomieszczeniach, czyli np. ogrzewanie podłogowe lub grzejniki.
Generalnie, obowiązuje zasada, że im mniejsza różnica temperatury pomiędzy źródłem dolnym i górnym, tym pompa działa w sposób bardziej ekonomiczny. W tym przypadku nawet kilka stopni robi dużą różnicę. Ponadto większość pomp nie nadaje się do pracy z temperaturą wyższą niż 50°C. Stąd właśnie popularność niskotemperaturowego ogrzewania płaszczyznowego, najczęściej podłogowego. Jednak ogrzewanie płaszczyznowe może być też sufitowe lub ścienne, najczęściej w formie cienkich rurek ukrytych w tynku.
Wbrew rozpowszechnionemu przekonaniu pompy ciepła mogą też efektywnie współpracować z grzejnikami ściennymi, jednak powinny być one specjalnego rodzaju. Zdecydowanie najlepiej sprawdzają się grzejniki z cichymi wentylatorami wymuszającymi ruch powietrza i wymianę ciepła. Dla nich wystarcza temperatura zasilania wynosząca ok. 40°C. Dodatkowo niektóre grzejniki tego rodzaju to tzw. klimakonwektory, służące do chłodzenia, gdy latem zasila je ochłodzona woda. Szczególnie w istniejących domach zastosowanie niskotemperaturowych grzejników to najprostszy i najlepszy sposób na zapewnienie dobrych warunków pracy pompie ciepła.
Jeżeli chodzi zaś o źródło dolne, czyli element otoczenia, z którego będziemy czerpać ciepło, ograniczają nas warunki działki.
Pompa może wykorzystywać:
powietrze zewnętrzne - da się ją założyć wszędzie, bez ingerencji w działkę, co szczególnie cenne na zagospodarowanych już posesjach;
grunt - gdy ułożymy w nim poziomo rury na powierzchni kilkuset metrów kwadratowych lub wykonamy głębokie odwierty. Pierwszy wariant wymaga przede wszystkim bardzo dużej działki, drugi zaś zainwestowania kilkunastu tysięcy w odwierty;
woda - w teorii bardzo dobre rozwiązanie, bo woda podziemna lub powierzchniowa jest świetnym nośnikiem ciepła. Jednak w praktyce na mało której działce woda dostępna jest w odpowiedniej ilości i wolna od zanieczyszczeń.
Pompy ciepła typu powietrze/woda coraz częściej są jedynym źródłem ciepła w budynkach. (fot. Galmet)
Dawniej pompy powietrzne wybierali głównie właściciele modernizowanych domów. Właśnie ze względu na łatwość instalacji. Obecnie jednak coraz częściej spotyka się je i w nowych domach, bo pompy te są w stanie grzać nawet przy -25°C na zewnątrz. Oczywiście, ze znacznie niższą sprawnością niż gdy jest cieplej. Z kolei atutem pomp korzystających z gruntu lub wód jest stabilna i dość wysoka temperatura źródła dolnego, co przekłada się na bardziej ekonomiczną pracę.
Jednak różnica w kosztach inwestycji jest duża. Za pompę powietrze/woda o mocy ok. 10 kW zapłacimy wraz z montażem ok. 20 000 zł. Decydując się zaś na odwierty będziemy musieli zapłacić nawet dwa razy tyle. Czy zwróci się to w niższych rachunkach jest już kwestią indywidualnej kalkulacji.
Atuty ogrzewania elektrycznego
Największym atutem ogrzewania elektrycznego jest prostota budowy, bezobsługowość i niskie koszty inwestycyjne. Dlatego warto się na nie zdecydować w domach o małym zapotrzebowaniu na energię lub jako uzupełnienie ogrzewania. Na ile ogrzewanie elektryczne można uznać za przyjazne dla środowiska, skoro większość energii powstaje w elektrowniach węglowych? Tu tego sporu nie rozstrzygniemy, jednak trzeba pamiętać, że elektrownie muszą spełniać bardzo rygorystyczne normy emisji zanieczyszczeń i nie ma przynajmniej zjawiska tzw. niskiej emisji.
Ogrzewanie elektryczne występuje w wielu rodzajach, istotnie różniących się cechami użytkowymi i łatwością instalacji:
kotły elektryczne;
maty pod płytki;
folie pod panele;
kable grzejne zatapiane w wylewce podłogowej;
piece akumulacyjne.
Kotły mogą zasilać zarówno grzejniki jak i podłogówkę, a przy tym współpracować w jednej instalacji np. z kominkiem z płaszczem wodnym lub kotłem zasypowym. To często wybierane rozwiązanie, bo niewielkim kosztem zyskujemy możliwość włączenia w pełni bezobsługowego ogrzewania.
Z kolei maty pod płytki i folie pod panele zawdzięczają popularność temu, że nie podnoszą poziomu podłogi. To zdecydowanie najprostszy wariant, gdy ogrzewanie podłogowe chcemy mieć tylko w wybranych pomieszczeniach (np. w łazience). Również w remontowanych domach to bardzo łatwe do zastosowania rozwiązanie.
Piece akumulacyjne a także przewody zatopione w grubej wylewce podłogowej są rodzajem ogrzewania akumulacyjnego. Możemy więc ogrzać dom korzystając praktycznie tylko z prądu w drugiej, nocnej taryfie. Najpierw kilka godzin nagrzewania, potem oddawanie ciepła przez resztę doby.
Instalacja grzewcza - myśl o całości
Instalacja grzewcza to wiele elementów, które muszą dobrze współpracować. Chodzi nie tylko o właściwe dopasowanie mocy kotła lub pompy ciepła i grzejników. To oczywiście elementy podstawowe i nie ma co liczyć, że całość będzie dobrze działać, jeżeli na tym etapie popełniono zasadnicze błędy. Dlatego zawsze warto zlecić specjaliście wykonanie projektu instalacji grzewczej. Jego brak to pozorna oszczędność, której nam się sto razy odechce, jeżeli będziemy męczyć się z wadliwie dobranym ogrzewaniem. Najbardziej wrażliwe pod tym względem są kotły na paliwa stałe, których sprawność, a także czystość spalania znacząco spada, gdy pracują z mocą dużo niższą od nominalnej.
Niezwykle wrażliwe na złą konfigurację całości są też pompy ciepła. W ich przypadku z pozoru nieznaczny wzrost temperatury zasilania np. o 5°C bardzo odbije się na sprawności i rachunkach.
Z kotłami gazowymi jest lepiej, bo nowoczesne urządzenia mogą prawidłowo działać nawet przy kilkunastu procent mocy nominalnej. W praktyce ogromny wpływ na jakość działania instalacji grzewczej ma sposób sterowania nią. Może też zmniejszyć zużycie energii nawet o ponad 20% i ograniczyć emisję zanieczyszczeń.
Automatyka w ogrzewaniu działa na kilku etapach.
Sterownik kotła stara się utrzymać optymalne parametry samego spalania, Tak aby było czyste i ekonomiczne.
Regulator pokojowy lub pogodowy dba o utrzymanie właściwej temperatury w domu. Komunikuje się z kotłem, wysyłając mu odpowiednie sygnały sterujące. najprostsze są tzw. regulatory dwustanowe - włącz/wyłącz. Bardziej zaawansowane mogą zaś wysyłać bardziej złożone informacje. Są one w stanie zmieniać ustawienia kotła, tak aby obniżał lub podwyższał temperaturę wody zamiast po prostu się wyłączać. Pozwala to zwiększyć sprawność kotłów, szczególnie kondensacyjnych. Jeszcze ważniejsze jest zaś dla pomp ciepła. Działają one z najniższą możliwą temperaturą wody w obiegu, ale taką która zapewnia utrzymanie nastawionej temperatury we wnętrzach.
Regulatory pokojowe mierzą po prostu temperaturę w pomieszczeniu, wnętrzu domu i porównują ją z zadaną. Świetnie współpracują z grzejnikami, bo te reagują szybko na zmiany zapotrzebowania na ciepło. Regulatory pogodowe zaś mierzą temperaturę zewnętrzną, następnie kocioł przyporządkowuje jej odpowiednią temperaturę wody w obiegu c.o., tak aby utrzymać warunki komfortu. Tę zależność temperatury wody od temperatury zewnętrznej nazywa się krzywą grzewczą. Dobiera się ją - ręcznie lub automatycznie - do konkretnego budynku. Automatykę pogodową poleca się przede wszystkim przy wolno reagującym ogrzewaniu podłogowym. Pozwala to na działanie z pewnym wyprzedzeniem i skompensowanie dużej bezwładności podłogówki.
Dla kotła na paliwa stałe 50-60°C to rozsądne minimum (fot. SAS).
Dla pompy ciepła zaś to o wiele za dużo. Tam woda w obiegu powinna mieć 30-40°C (fot. Panasonic).
Ostatnim etapem działania automatyki są głowice termostatyczne na grzejnikach, ewentualnie również zawory z siłownikami w ogrzewaniu podłogowym. To już regulacja miejscowa, dostosowująca temperaturę w poszczególnych wnętrzach.
Sterowanie instalacją grzewczą dzielimy na kilka etapów. Ostatnim z nich są głowice termostatyczne na grzejnikach. Dzięki nim mamy kontrolę nad temperaturą w poszczególnych pomieszczeniach. (fot. Oventrop)
Bardzo ważnym elementem, pozwalającym oszczędzać wytworzone ciepło, jest nie tylko dobra izolacja przegród budynku, lecz także izolacja rurociągów c.o. oraz c.w.u. Szczególnie gdy są ułożone w miejscach, gdzie panuje niska temperatura i wyższej wcale nie potrzebujemy (strychy, piwnice). Jednak i intensywne ogrzewanie samej kotłowni nie ma sensu. Mało kto zdaje sobie np. sprawę, że nieizolowane przewody cyrkulacyjne ciepłej wody w domu jednorodzinnym potrafią oddawać w ciągu doby więcej ciepła niż potrzebujemy na podgrzanie ilości c.w.u. zużywanej przez domowników! O ile jeszcze w zimie jest to swoisty dodatek do działania grzejników, to poza sezonem grzewczym mamy ewidentną stratę i kłopot.
Dobra izolacja rur instalacji c.o., armatury, oraz rur do c.w.u. powinna być standardem w nowoczesnych instalacjach. Jej brak to potencjalnie duże straty ciepła w pomieszczeniach, których wcale nie chcemy intensywnie ogrzewać (kotłownie, pomieszczenia gospodarcze, garaże). Izolacje odporne na wysoką temperaturę zwiększają ponadto bezpieczeństwo pożarowe naszego domu.
Jakość i trwałość otulin jest jednak bardzo różna. Najtańsze izolacje piankowe z marketu budowlanego to zwykle pozorna oszczędność.
W szczególnej sytuacji są właściciele pomp ciepła. Tu potrzebne są izolacje odporne na zawilgocenie w wyniku kondensacji na zimnej części rurociągu z czynnikiem roboczym (pompa ciepła-źródło dolne). Dobrze w tej roli sprawdza się np. spieniony kauczuk. Jest to również bardzo dobry materiał, gdy wymagamy odporności na wysoką temperaturę, choćby do izolacji rur w instalacjach z kolektorami słonecznymi.
Dobra izolacja rurociągów to też oszczędności energii. Na jakości otulin nie warto oszczędzać. (fot. Armacell)
Walka ze smogiem a docieplenie budynku
Przyczyną smogu w znacznej mierze jest także energochłonność polskich domów. Ocenia się, że nawet 80% domów jednorodzinnych jest w ogóle nieocieplonych lub bardzo znacznie odbiega od obecnych standardów. A przecież duże straty ciepła to duże zużycie paliw i więcej smogu. Przy tym dążenie, żeby ogrzewanie było jak najtańsze, zwykle kosztem jakości paliwa. A więc mamy jeszcze więcej zanieczyszczeń.
Docieplenie czy wymiana okien to też dobra forma walki ze smogiem. Prawie zawsze warta rozważenia, a niekiedy wręcz niezbędna. Szczególnie jeżeli myślimy o pompie ciepła lub ogrzewaniu elektrycznym. Pompa ciepła najpewniej nie będzie w stanie zapewnić komfortu cieplnego w domu o dużych, jednostkowych stratach ciepła, sięgających ponad 100 W/m2. Nie będzie działać też w sposób ekonomiczny. To samo dotyczy ogrzewania prądem, który jako drogi nośnik energii warto stosować w domach dobrze ocieplonych.
Pamiętajmy, że zawsze najczystsza i najtańsza jest energia, której nie zużywamy! Program Czyste Powietrze to zaś nie tylko możliwość dofinansowania wymiany samych źródeł ciepła ale również docieplenia budynków. Te działania zwykle powinny iść w parze.
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Skomentuj
