Kocioł, kominek i inne źródła ciepła - schematy, rozwiązania instalacyjne
Kocioł, kominek i inne źródła ciepła - schematy, rozwiązania instalacyjne
Przy wszystkich swoich zaletach, kotły na paliwo stałe oraz kominki mają poważną wadę - nie są bezobsługowe, co powoduje, że nie zawsze korzystanie z nich jest wygodne, czy wręcz możliwe. Sposobem na zminimalizowanie niedogodności jest ich współpraca z innymi, bezobsługowymi źródłami ciepła, używanymi wtedy, gdy z różnych względów jest to lepsze dla mieszkańców.
Data publikacji: 2015-04-13
Data aktualizacji: 2023-11-20
Najczęściej spotykane w praktyce rozwiązania to łączenie:
kotła gazowego (olejowego) z kominkiem - w tym drugim pali się dla przyjemności, a także dla zaoszczędzenia na kosztach gazu (oleju opałowego);
kotła na paliwo stałe z kotłem gazowym lub olejowym - tego pierwszego używa się do "przegrzewania" domu w tzw. okresach przejściowych i/lub ogrzewania podczas silnych mrozów;
kotła na paliwo stałe (kominka) z kotłem elektrycznym, uruchamianym np. w razie nieobecności domowników i znacznego spadku temperatury.
Warto w tym miejscu nadmienić, że w naszym klimacie oparcie systemu grzewczego na jednym tylko źródle ciepła jest posunięciem co najmniej ryzykownym. W razie awarii ogrzewania podczas silnych mrozów nawet dobrze ocieplony dom wychłodzi się w ciągu kilkunastu godzin do poziomu uniemożliwiającego mieszkańcom normalne funkcjonowanie, a po następnych kilkunastu pojawić się może zagrożenie wystąpienia poważnych zniszczeń w instalacji wodnej czy c.o. Korzystanie z dwu urządzeń grzewczych pozwala uniknąć tego zagrożenia.
Wymiennik albo bufor
Zasadniczy problem pojawiający się podczas budowy takich dwupaliwowych instalacji grzewczych polega na tym, że niemal wszystkie współczesne kotły gazowe, olejowe czy elektryczne (a w szczególności wszystkie gazowe kotły wiszące) należy montować w ciśnieniowych instalacjach typu zamkniętego (z przeponowym naczyniem wzbiorczym). Natomiast kocioł na paliwo stałe, tak jak i kominek z płaszczem wodnym, powinien zasadniczo - ze względów bezpieczeństwa - funkcjonować w instalacji otwartej z naczyniem przelewowym (zapewniającej bezpieczeństwo w razie zagotowania wody).
Sposób na rozwiązanie tego "konfliktu interesów" wymyślono już dawno. Oba źródła ciepła można zamontować w jednej instalacji dzięki zastosowaniu płytowego wymiennika ciepła. Przekazuje on ciepło z kotła/kominka, funkcjonującego w układzie otwartym, do instalacji zamkniętej, w której pracuje kocioł gazowy/olejowy/elektryczny.
Przy użyciu prostych układów automatyki (bazujących choćby na zwykłym termostacie zamontowanym na wymienniku ciepła) można przy tym sprawić, że kocioł gazowy będzie otrzymywał sygnał o rozpaleniu ognia i samoczynnie wyłączał palnik, nie zaprzestając przy tym obsługi innych urządzeń po stronie odbioru ciepła (ewentualne obwody z mieszaczami czy też układ ładowania zasobnika c.w.u.).
Uproszczony schemat funkcjonalny systemu grzewczego z kominkiem, kotłem gazowym, dwoma obiegami i zasobnikiem c.w.u. Pracujący w układzie otwartym kominek połączony jest z zamkniętym układem kotła za pośrednictwem wymiennika ciepła
Uproszczony schemat instalacji z kominkiem, kotłem gazowym i buforem z podgrzewaczem c.w.u. typu zbiornik w zbiorniku. Pracujący w układzie otwartym kominek przyłączony jest do zamkniętego systemu grzewczego za pośrednictwem wężownicy zasobnika
Wprowadzenie wymiennika ciepła w minimalny sposób wpływa na sprawność całego układu (przy prawidłowej izolacji cieplnej straty są marginalne), ale podnosi koszty budowy instalacji (wymiennik, dodatkowa pompa za wymiennikiem, odpowiedni sterownik dla kotła czy kominka). Stąd też w wielu domach spotkać można kotły na paliwo stałe włączone bezpośrednio do instalacji zamkniętej, a zabezpieczone jedynie dużym, przewymiarowanym naczyniem wzbiorczym. Taki stan rzeczy jest jednak nie do zaakceptowania!
Wprawdzie od 2009 r. (wcześniejsze przepisy na to nie pozwalały) możliwy jest montaż kotła na paliwo stałe albo wkładu kominkowego z płaszczem wodnym bezpośrednio w układzie zamkniętym, co rzeczywiście pozwala zaoszczędzić na montażu naczynia przelewowego, wymiennika ciepła i jednej pompy, lecz trudno uznać to za układ godny polecenia.
Przede wszystkim, trzeba bowiem wziąć pod uwagę, że:
kocioł/kominek musi być dopuszczony do pracy w układzie zamkniętym przez producenta, a więc wyposażony w chłodnicę płaszcza wodnego i zawór dopuszczający (urządzenia takie są wyraźnie droższe);
instrukcja montażu konkretnego urządzenia może zawierać istotne ograniczenia (np. maksymalne ciśnienie robocze do 1,5 bara) i wymagania (np. konieczność montażu dodatkowego, dużego naczynia wzbiorczego);
należy zapewnić ciśnienie min. 1,5 bara na wlocie do instalacji schładzającej.
To ostatnie wydaje się banalne, jednak wcale takie nie jest. W domu, w którym ciśnienie w sieci wodociągowej uzależnione jest od pracy hydroforu, będzie ono niewystarczające podczas przerwy w dopływie energii elektrycznej, a więc właśnie wtedy, gdy - na skutek zatrzymania pomp - ustaje odbiór ciepła z kotła/wkładu kominkowego i prawdopodobieństwo jego przegrzania jest bardzo duże.
Można oczywiście zainstalować odpowiedni zasilacz awaryjny (UPS) dla pompy obiegowej, by wyeliminować to zagrożenie, ale to kolejne koszty. W rezultacie bezpieczne włączenie kotła/kominka do zamkniętego systemu grzewczego może okazać się mniej korzystne (bo droższe i mniej bezpieczne) niż zrealizowanie sprawdzonego układu z wymiennikiem ciepła.
Jeszcze innym, a co ważne - najlepszym sposobem na połączenie kotła na paliwo stałe (kominka) z instalacją zamkniętą jest zastosowanie bufora ciepła, czyli zasobnika wody grzewczej. Oprócz zagwarantowania bezpieczeństwa, zasobnik rozwiązuje wiele innych problemów związanych z eksploatacja kotła na paliwo stałe. Ponadto bufor pozwala na bezproblemowe łączenie źródeł ciepła o odmiennym charakterze, czego z pewnością nie należy się obawiać.
Korzystanie z kotła opalanego drewnem lub węglem nie musi bowiem wcale oznaczać braku możliwości zastosowania w domowej instalacji grzewczej nowoczesnych rozwiązań technicznych.Na przykład system zbudowany z nowoczesnego kotła zgazowującego drewno i kolektorów słonecznych lub pompy ciepła może być układem ekologicznym, niekłopotliwym w obsłudze, a zarazem nawet tańszym w eksploatacji niż kocioł na gaz ziemny.
Z eksploatacją kotła na paliwo stałe wiąże się jeszcze jeden problem. Co tu dużo gadać - mieszkańcy domów ogrzewanych kotłami spalającymi węgiel albo drewno często całą zimę czekają na moment, kiedy zrobi się na tyle ciepło, by zakończyć sezon grzewczy.
Koniec z noszeniem paliwa i popiołu! Pojawia się jednak kwestia: jak przygotowywać ciepłą wodę użytkową, która zimą grzała się poniekąd przy okazji? Nie ma oczywiście kłopotu, gdy dom przyłączony jest do sieci gazowej. Nawet jeśli ze względów ekonomicznych (coraz bardziej zresztą wątpliwych) zimą opalany jest on węglem czy drewnem, to przynajmniej w okresie letnim c.w.u. przygotowuje się przy użyciu kotła lub podgrzewacza gazowego.
Gdy dostępu do gazu brak, przygotowanie c.w.u. staje się problemem. Rozwiązań jest kilka, ale każde z nich ma wady i ograniczenia. Pierwsze to zastąpienie urządzenia zasypowego kotłem z podajnikiem, spalającym np. groszek albo miał węglowy. Właściwie wszystkie nowoczesne kotły tego rodzaju mają możliwość pracy w trybie letnim, tzn. przy wyłączonym obiegu centralnego ogrzewania.
Odpowiednie nastawy sterownika sprawiają, że ogień nie wygasa nawet przez wiele godzin, a kocioł pozostaje nieustannie gotowy do podgrzania wody w zasobniku, gdy zachodzi taka potrzeba. Tak przynajmniej zapewniają producenci.
W praktyce rozwiązanie takie okazuje się dość kłopotliwe. Choć zapotrzebowanie na ciepło przy wyłączonym ogrzewaniu jest dużo mniejsze, to kotłownię trzeba i tak odwiedzać dość często. Paliwa dorzuca się faktycznie mniej, ale kocioł pracujący w stanie permanentnego "przyduszenia" jest zwykle bardzo zarzucany sadzą i wymaga równie częstego czyszczenia jak zimą (dotyczy to także przewodu kominowego).
Ekonomika eksploatacji urządzenia również staje się wątpliwa. Jeżeli mieszkańców nie ma w domu przez większą część dnia, to w tym czasie kocioł - niczego nie podgrzewając ani nie ogrzewając - spala paliwo wyłącznie po to, aby nie wygasnąć.
Przeznaczenie kotła z podajnikiem do przygotowania c.w.u. wydaje się więc rozsądne tam, gdzie ciepła woda pobierana jest dość często w znaczących ilościach przez cały dzień (np. mała gastronomia, dom połączony z warsztatem, gospodarstwo rolne). Natomiast gdy mieszkańcy przebywają poza domem przez niemal cały dzień, straty postojowe niweczą na ogół ewentualne korzyści.
W rezultacie problem przygotowania c.w.u. rozwiązują najczęściej różnego rodzaju podgrzewacze elektryczne. Ich zaletą są stosunkowo niewielkie koszty montażu, a wadą - wysokie koszty eksploatacji. Można je nieco ograniczyć, jeśli właściwie wybierze się sposób podgrzewania wody.
Sposoby podgrzewania wody
Najpopularniejsze są podgrzewacze pojemnościowe, zwane popularnie bojlerami elektrycznymi. Do ich zalet należą: względnie niekłopotliwa instalacja (niewielkie wymagania wobec przyłącza elektrycznego), spora niezależność od przerw w dopływie energii (gdy brak prądu, kąpieli może nie weźmiemy, ale zmagazynowana w zbiorniku woda na pewno pozwoli się umyć), możliwość skorzystania z tzw. drugiej taryfy w celu obniżenia kosztów oraz - pod warunkiem odpowiedniej pojemności zbiornika - wysoki komfort użytkowania.
Niestety, eksploatacja jest mimo wszystko dość droga, głównie ze względu na wysokie straty postojowe, szczególnie w przypadku tanich, marnie zaizolowanych cieplnie urządzeń.
Strat postojowych można uniknąć, montując ogrzewacze przepływowe (termy elektryczne), które pobierają prąd tylko wtedy, gdy korzystamy z ciepłej wody. Jest to na pewno rozwiązanie rozsądne w sytuacji, gdy mieszkańców jest niewielu i w dzień przebywają oni zwykle poza domem (świetnie też sprawdzi się w domku letniskowym, gdzie dodatkową zaletą będzie łatwość odwodnienia instalacji na okres zimowy).
Trzeba jednak pamiętać o tym, że przepływowy podgrzewacz wody zapewniający naprawdę komfortowe korzystanie z prysznica musi mieć przynajmniej 20-22 kW mocy, co w praktyce oznacza, że należy do niego doprowadzić zasilanie prądem trójfazowym. Należy się też liczyć z tym, że gdy nie będzie prądu, nie będzie i ciepłej wody.
Mały podgrzewacz przepływowy można zamontować pod umywalką. (fot. Dafi)
Kolejny sposób na ogrzewanie wody prądem to montaż grzałki elektrycznej w zasobniku ogrzewanym zimą przez kocioł i ten właśnie sposób wydaje się najbardziej racjonalny. Przede wszystkim dlatego, że względnie niewielkie będą koszty zakupu nowoczesnego, dobrze izolowanego zasobnika, który zapewni znacznie mniejsze straty postojowe niż wiszące bojlery.
W takiej sytuacji możliwe będzie podgrzewanie wody niemal wyłącznie w godzinach nocnych (druga taryfa), a dodatkowo - w razie spodziewanego, większego poboru wody - można "przepalić w piecu" i ogrzać wodę tanim kosztem.
Elektryczne podgrzewacze dużej mocy wymagają na ogół doprowadzenia zasilania prądem trójfazowym. (fot. Kospel)
Podsumowanie
Czy to wszystko? Otóż nie! Powtórzmy raz jeszcze - korzystanie z kotła opalanego drewnem czy węglem nie musi wcale oznaczać rezygnacji z nowoczesnych rozwiązań technicznych.
Znakomitym tego przykładem jest np. wykorzystanie kolektorów słonecznych. Solary działają z największą efektywnością właśnie wtedy, kiedy domu nie ogrzewamy. A skoro wydajność instalacji solarnej zimą ma znaczenie drugorzędne (bo wtedy i tak pracuje kocioł węglowy), to można wykonać ją naprawdę niewielkim kosztem.
Znakomitym i niedrogim rozwiązaniem problemu przygotowania c.w.u. może być też powietrzna pompa ciepła.
Redaktor: Adam Jamiołkowski fot. otwierająca: Kospel
Skomentuj
