W naszym klimacie ogrzewania nie potrzebują tylko domki letniskowe, chociaż tak naprawdę i w nich dość często wykorzystujemy choćby elektryczne grzejniki. W domu całorocznym ogrzewanie to zaś rzecz niezbędna, zwykle najdroższa i najbardziej skomplikowana ze wszystkich instalacji. Czym się kierować dobierając taki system? Jak dopasować jego elementy do naszych potrzeb?
Rynkowy wybór urządzeń grzewczych jest po prostu ogromny. Mamy kotły na różne paliwa, pompy ciepła, systemy elektryczne. Ale to tylko początek, przecież trzeba wybrać także grzejniki, jakiś wariant podłogówki, a może jeszcze innego sposobu ogrzewania. Być może zechcemy mieć jeszcze własny prąd z paneli PV, albo ciepłą wodę z kolektorów słonecznych? W wielu domach są to przy tym systemy mieszane - podłogówka razem z grzejnikami albo dwa źródła ciepła to nic niezwykłego. Co bynajmniej nie znaczy, że można dowolnie mieszać wszystko ze sobą! Każde urządzenie potrzebuje przecież określonych warunków do sprawnego działania, jeśli ogrzewanie nie będzie dobrze przemyślane i skonfigurowane to pogubimy się w jego obsłudze, a całość będzie koszmarnie droga.
Dlatego myśląc o ogrzewaniu w nowym lub remontowanym domu powinniśmy jasno określić nasze priorytety. Bez tego zginiemy w gąszczu oferty rynkowej.
Kiedy możemy wybrać dany rodzaj ogrzewania?
Nie na każdej działce i nie w każdym domu będziemy mogli wybrać dowolny rodzaj ogrzewania. Omówimy tu najważniejsze obiektywne czynniki ograniczające - te do których bezwzględnie musimy się dostosować, niezależnie od naszych preferencji.
W praktyce najważniejsza jest obecność lub brak sieci gazowej, ewentualnie dostęp do miejskiej sieci ciepłowniczej. Po prostu mając dostęp do ciepła sieciowego lub gazu ziemnego mało kto decyduje się na inne rozwiązania. I nic dziwnego, bo zyskuje możliwość w pełni zautomatyzowanego, bezobsługowego i niezbyt drogiego ogrzewania. Przy czym rozsądny jest zarówno koszt instalacji jak i późniejszej eksploatacji.
Jednak działek z dostępem do gazu jest niewiele (do sieci ciepłowniczej jeszcze mniej). Głównie są to parcele na obrzeżach większych miast. Na obszarach wiejskich sieć gazowa jest bardzo słabo rozwinięta, tam ma do niej dostęp tylko ok. 20% ludności. Trzeba jednak przestrzec, że sam fakt bliskości gazociągu nie musi jeszcze oznaczać, że bez kłopotu będziemy mogli się do niego przyłączyć. Dlatego przed zakupem działki warto to dobrze sprawdzić w miejscowym przedsiębiorstwie gazowym. Najlepiej jeżeli właściciel działki wystąpi o wydanie tzw. warunków przyłączenia. Ponadto utrudnieniem jest często konieczność wykonania przyłącza przez cudzą działkę. Wówczas trzeba uzyskać zgodę jej właściciela. Jeśli jednak gaz jest faktycznie dostępny to warto z niego skorzystać.
Drugą ważną kwestią są zapisy miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego (MPZP), albo w razie jego braku - decyzji o warunkach zabudowy. Pamiętajmy, że są to przepisy prawa miejscowego i mamy obowiązek się do nich dostosować. Najczęściej w MPZP spotyka się zakaz używania paliw stałych, czyli węgla, peletów, drewna. To ostatnie bywa wówczas dopuszczone do okazjonalnego palenia w kominkach i piecach, ale całego ogrzewania już na nim nie oprzemy. Pozostaje nam wówczas gaz ze zbiornika, ogrzewanie prądem lub pompa ciepła.
Niekiedy ogrzewanie prądem, ewentualnie również pompą ciepła, też może nie wchodzić w grę ze względu na brak możliwości odpowiedniego zwiększenia przydziału mocy z sieci. To jednak dość rzadkie przypadki. Ponadto znaczne zwiększenie zapotrzebowania na moc może wiązać się z koniecznością wykonania nowego przyłącza (połączenia pomiędzy domem i siecią).
Kominek lub piec może w praktyce być bardzo dobrym uzupełnieniem instalacji c.o. To drugie źródło ciepła działające niezależnie. Projektanci chętnie uwzględniają je zaś przy obliczaniu wskaźnika EP - drewno jest paliwem odnawialnym i mocno go obniża. (fot. Jøtul)
W przypadku dopiero projektowanych domów, niedawno pojawił się jeszcze jeden bardzo istotny czynnik ograniczający - mianowicie WT 2021. To popularna nazwa wymogów zawartych w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Obowiązują one od 31 grudnia 2020 r. i wprowadzają nie tylko zaostrzenie wymaganych wartości współczynnika U ścian, okien, dachów itp. Tak naprawdę najważniejszą, bo najtrudniejszą do spełnienia, sprawą jest rocznego obniżenie zapotrzebowania budynku na tzw. nieodnawialną energię pierwotną (EP). Limit obniżono z 95 do zaledwie 70 kWh/m2.
Kwestia wskaźnika EP to złożony problem, tu zasygnalizujemy tylko najważniejsze elementy. Przede wszystkim wskaźnik EP nie określa faktycznego zużycia energii za którą płacimy. Jest jedynie miarą wpływu budynku na środowisko w postaci emisji CO2 (dwutlenku węgla).
Dostarczoną do budynku energię mnoży się bowiem przez odpowiedni wskaźnik nakładu, np.:
1,1 - gaz, węgiel;
3,0 - prąd z sieci;
0,2 - pelety, drewno;
0,0 - panele PV i kolektory słoneczne.
Ma to uwzględniać właśnie różnice we wpływie na ilość dwutlenku węgla w atmosferze, kiedy uwzględnimy cały proces wydobycia i przetworzenia paliwa. Kłopot w tym, że obecnie nawet w domu, który bez kłopotu spełnia wszystkie wymogi WT 2021 odnośnie izolacyjności przegród bardzo trudno zmieścić się w wymaganym limicie, nawet wówczas, gdy ma go ogrzewać nowoczesny kocioł gazowy lub węglowy. Za to nie będzie z tym problemu, jeżeli paliwem będzie drewno lub pelety (biomasa).
Taka sytuacja skłania do wybierania źródeł ciepła o niskim wskaźniku EP lub uzupełniania instalacji grzewczej o elementy wykorzystujące OZE. Mogą to być właśnie kotły na biomasę, wysokosprawne pompy ciepła, kolektory słoneczne i fotowoltaika. Jeśli do ogrzewania będziemy używać pompy ciepła, a dom wyposażymy w panele PV, to wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną może spaść nawet do zera. Czyli w skali roku zużycie prądu przez pompę zrównoważy nam jego własna produkcja. Ale podkreślmy - zerowy będzie bilans roczny - zimą będziemy pobierać prąd z sieci, zaś w sezonie wiosenno-letnim wyrównamy to, oddając nadmiar (nadprodukcję) energii.
Jak je porównać?
Kiedy już wiemy jakie źródła ciepła w ogóle wchodzą w grę w przypadku naszego domu, warto je porównać, zanim zdecydujemy się na zakup. Ale żeby takie zestawienie miało sens trzeba przyjąć możliwie jednolite kryteria. Omówimy kotły gazowe, kotły z podajnikiem, kotły zasypowe, pompy ciepła, kotły elektryczne.
Zawsze z uwzględnieniem tych samych kryteriów:
pracochłonność obsługi;
współpraca z grzejnikami i podłogówką (np. czy potrzebny jest układ mieszający, jak temperatura wody w obiegu wpływa na sprawność)
wpływ na środowisko naturalne;
wymagania montażowe (czy i jaka kotłownia, miejsce na posesji);
łatwość/trudność połączenia z istniejącą instalacją grzewczą, ewentualnie praca w systemie biwalentnym (2 źródła ciepła).
Natomiast kwestią kosztów eksploatacji zajmiemy się w osobnym podrozdziale. Bo bynajmniej nie zależą one tylko od ceny poszczególnych paliw.
Producenci chętnie podkreślają pewne walory swoich kotłów - np. czystość spalania i wysoką sprawność. Jednak dobre porównanie wymaga uwzględnienia większej liczby czynników. (fot. Galmet)
Ogrzewanie domu gazem
W przypadku ogrzewania gazowego mamy do czynienia tak naprawdę z dwoma sytuacjami:
paliwem jest gaz ziemny z sieci;
używamy gazu płynnego (propanu) z przydomowego zbiornika.
Pod niektórymi względami różnice są znaczne, chociaż w obu przypadkach korzystamy z tych samych modeli kotłów. Konieczna jest tylko wymiana dysz, czasem także elektronicznego modułu sterującego i oczywiście inna regulacja.
Wszystkie kotły gazowe to właściwie urządzenia bezobsługowe, wymagają jedynie okresowych przeglądów serwisowych, ale to zadanie dla fachowca. Użytkownik zaś, o ile tylko dobrano właściwą automatykę sterującą, może ograniczyć swoją aktywność do wybrania temperatury jaką chce mieć w pomieszczeniach w danym czasie. Ma się rozumieć, że można to zaprogramować w cyklu dziennym i/lub tygodniowym.
Najmniejszego problemu nie stanowi zasilanie zarówno grzejników jak i ogrzewania podłogowego. Niezależnie od wymaganej temperatury wody w obiegu nie ma konieczności stosowania układów mieszających. Po prostu kotły gazowe mogą bezpośrednio zasilać zarówno układy wysokotemperaturowe (grzejnikowe) jak i niskotemperaturowe (podłogówka i inne ogrzewanie płaszczyznowe). Przy tym trzeba uprzedzić, że wprawdzie dominujące obecnie kotły kondensacyjne osiągają wyższą sprawność w układach niskotemperaturowych, ale różnice nie są duże, w granicach kilkunastu procent. Bo nawet w połączeniu z grzejnikami kotły są w stanie przynajmniej częściowo wykorzystać efekt kondensacji.
Jeśli chodzi o wpływ na środowisko to ogrzewanie gazowe trzeba uznać za generalnie czyste - praktycznie nie jest ono źródłem smogu, a emisja innych substancji szkodliwych (np. tlenków azotu) jest bardzo ograniczona w nowoczesnych urządzeniach. Jednak pod względem wskaźnika EP i emisji dwutlenku węgla nie jest to rozwiązanie najkorzystniejsze - w końcu gaz ziemny i płynny jest paliwem kopalnym. Ale z drugiej strony, nowoczesne kotły mają przecież bardzo wysoką sprawność, czyli zużywają mniej paliwa niż stare konstrukcje, a w efekcie powstaje mniejsza ilość dwutlenku węgla.
Bardzo istotną zaletą kotłów gazowych jest to, że nie musimy na nie wygospodarowywać kotłowni. Można je umieścić także w kuchni, łazience, korytarzu - ale już nie w sypialni czy salonie. Niedozwolony jest także montaż w garażu. Natomiast trzeba pamiętać o ważnym ograniczeniu dotyczącym kotłów na gaz płynny (z przydomowego zbiornika). Mianowicie nie wolno ich instalować w pomieszczeniach, których podłoga znajduje się poniżej poziomu terenu (w praktyce w piwnicach). W pomieszczeniu z kotłem nie może być też podłogowych wpustów kanalizacyjnych, w tym również odpływów liniowych do kabin bez brodzika. Wszystko dlatego, że gaz płynny ma większą gęstość niż powietrze i w takich miejscach gromadziłby się w razie wycieku, co groziłoby nawet jego wybuchem. Ta cecha odróżnia go od gazu ziemnego, który jako lżejszy od powietrza unosi się ku sufitowi i w efekcie w kierunku kratek wentylacyjnych. Pamiętajmy o tych różnicach, jeżeli decydujemy się założyć czujnik wycieku gazu - w przypadku LPG musi być przy podłodze; natomiast ten od gazu ziemnego zakłada się pod sufitem.
Gaz płynny (propan) ma podobne właściwości co gaz ziemny z sieci. Do jego spalania używa się tych samych kotłów. (fot. Bałtyk Gaz)
O ile dom jest wolno stojący (czyli nie w zabudowie bliźniaczej lub szeregowej), a moc kotła nie przekracza 21 kW, to typowy komin sięgający ponad dach można zastąpić wyprowadzeniem poziomo przez ścianę. To szczególnie popularne w domach remontowanych, gdzie adaptacja istniejącego komina lub postawienie nowego jest często sporym kłopotem. Zwykle adaptacji przez dodanie wkładu, wymagają nawet stare kominy obsługujące kotły gazowe, o ile były to kotły niekondensacyjne. Nowe kotły to prawie zawsze urządzenia kondensacyjne i wyposażone w wentylator przetłaczający spaliny. W efekcie ze spalin wytrąca się znacznie więcej wody (z rozpuszczonymi w niej zanieczyszczeniami), a komin musi być bardzo szczelny, bo spaliny tłoczone są pod ciśnieniem. Stare kominy zwykle nie nadają się do pracy w tych warunkach, nawet jeżeli są to już kominy prefabrykowane, ale przeznaczone do kotłów niekondensacyjnych. Na szczęście można je wyposażyć we wkłady kominowe, a te mogą być mniejszej średnicy, dzięki czemu montaż zwykle nie jest trudny.
Jeśli zaś chodzi o wentylację to najlepiej założyć kocioł z zamkniętą komorą spalania i przyłączyć go do koncentrycznego przewodu powietrzno-spalinowego. W tym układzie mamy system rura w rurze - wewnętrzną wyrzucane są spaliny, zaś zewnętrzną zasysane powietrze (wprost do kotła). Wówczas wentylacja może być dowolnego rodzaju, także mechaniczna nawiewno- wywiewna z rekuperatorem. W pozostałych przypadkach - kocioł z otwartą komorą spalania lub rozdzielone rury powietrzna i spalinowa - wentylacja pomieszczenia z kotłem musi być grawitacyjna. Dlatego w pierwszym rzędzie należy polecić wariant z zamkniętą komorą spalania i koncentrycznym systemem powietrzno-spalinowym. Nie tylko jest on bezpieczniejszy, ale ponadto nie powoduje wychłodzenia pomieszczeń. Zimno, jako konsekwencja działania intensywnej wentylacji na potrzeby kotła, jest szczególnie dokuczliwe w łazienkach.
W przypadku kotłów gazowych pod pewnymi warunkami można zastosować wyrzut spalin poziomo przez ścianę zamiast do komina wyprowadzonego ponad dach. (fot. MK Systemy Kominowe)
Kotły gazowe mogą pracować w jednej instalacji grzewczej z innym źródłem ciepła. W praktyce największym utrudnieniem jest to, że obecnie prawie wszystkie nowe kotły wymagają układu zamkniętego, czyli z zamkniętym (ciśnieniowym) naczyniem wzbiorczym. Te mogące działać także w układzie otwartym są nieliczne i drogie. Utrudnia to łączenie kotłów gazowych z kotłami na paliwa stałe oraz kominkami z płaszczem wodnym, bo te bardzo często mogą działać tylko w układzie otwartym. Zachowanie obu rodzajów urządzeń jest możliwe jeżeli część instalacji wydzielimy zakładając tam wymiennik ciepła. Wtedy mamy np. część zamkniętą z kotłem gazowym do wymiennika oraz resztę po staremu w układzie otwartym. Oczywiście możliwy jest też układ odwrotny, w którym to kocioł węglowy lub kominek odseparowujemy za pomocą wymiennika. Jednak dobór takich elementów to już zadanie zdecydowanie dla fachowca. Każde źródło ciepła musi mieć bowiem odpowiednie własne zabezpieczenia, a sam wymiennik musi być odpowiednio duży, żeby efektywnie przekazywać ciepło, a równocześnie nie wprowadzać zbyt dużych oporów przepływu.
Węgiel, pelety, drewno
Przez dziesiątki lat kotły na paliwa stałe, głównie węgiel i drewno, były urządzeniami zasypowymi - opał musieliśmy regularnie uzupełniać dosypując go do komory kotła. Od mniej więcej 25 lat na polskim rynku upowszechniły się kotły z podajnikiem. Dzięki nim używanie paliw stałych jest znacznie mniej absorbujące, bo zasobnik wystarczy uzupełnić raz na kilka dni. Ale pamiętajmy, że żaden kocioł na paliwo stałe nie jest bezobsługowy - musimy go regularnie czyścić, usuwać popiół, przynosić opał. Nawet najnowocześniejszy i pracujący bardzo czysto i ekonomicznie nie każdemu będzie jednak odpowiadał. W praktyce duże znaczenie dla częstotliwości obsługi ma nie tylko sam kocioł, ale konfiguracja całej instalacji grzewczej.
Dobrym przykładem są tzw. kotły zgazowujące drewno, z niemieckiego nazywane też kotłami na holzgas (gaz drzewny). Opalane są drewnem w postaci szczap, a więc są to kotły zasypowe, bez podajnika. Z założenia powinny zawsze pracować z mocą nominalną i przy wysokiej temperaturze wody, bo wtedy uzyskują najwyższą sprawność (ponad 90%) i czystość spalania. Dlatego łączy się je z dużymi zbiornikami akumulującymi wodę grzewczą (ok. 1000 l), a nie bezpośrednio z grzejnikami lub podłogówką. Dzięki temu mamy zapewnione nie tylko optymalne warunki pracy kotła, ale i solidny zapas ciepła do późniejszego wykorzystania. Co z kolei oznacza, że zamiast palić w sposób ciągły możemy to robić np. tylko przez kilka godzin na dobę, a gdy nie ma mrozu może wystarczyć palenie raz na dwa dni. Chociaż tu wszystko będzie zależeć od strat ciepła budynku i jego zdolności do akumulacji ciepła.
Co do współpracy kotłów na paliwa stałe z grzejnikami i podłogówką, to w tym drugim przypadku konieczne jest zastosowanie układu mieszającego, bo woda w kotle może mieć nawet 90°C. Odpowiedni zawór 3- lub 4-drożny miesza gorącą wodę pochodzącą z kotła z tą już ochłodzoną, powracającą z instalacji. Dzięki temu temperatura zasilania podłogi nie jest zbyt wysoka - przyjmuje się, że maksimum to 55°C. Równocześnie w pozostałej części obiegu (w tym przez kocioł) może krążyć woda o znacznie wyższej temperaturze. W dzisiejszych czasach wykonanie takiego układu mieszania nie powinno sprawić kłopotu żadnemu dobremu instalatorowi. Trzeba jednak zaznaczyć, że w przypadku paliw stałych wykonanie podłogówki lub innego ogrzewania płaszczyznowego nie wpływa w żaden sposób na sprawność układu. To nie pompy ciepła i kotły kondensacyjne, gdzie niska temperatura wody w obiegu przynosi oszczędności.
Elektryczny dogrzewacz jest całkowicie bezobsługowy. Może być świetnym uzupełnieniem instalacji z kotłem na paliwo stałe. (fot. Elterm)
Odnośnie wpływu kotłów na paliwa stałe na środowisko funkcjonuje wiele mitów, a niemało zamieszania wprowadzają też popularne media, szczególnie w kwestii smogu. To prawda, że emisja pyłów z domowych kotłów (tzw. niska emisja) ma bardzo duży udział w powstawaniu smogu. Jednak źródłem zanieczyszczeń są przede wszystkim stare kotły, nie spełniające żadnych norm czystości, do tego często po prostu opalane źle i byle czym. Nowe kotły - spełniające wymogi tzw. 5 klasy i ecodesign (ekoprojektu) to zupełnie inna liga.
Szczególną kategorię tworzą kotły na drewno, pelety i inną biomasę. Nie tylko spalają bardzo czysto, ale używają paliwa odnawialnego. Emisja dwutlenku węgla jest ostatecznie bardzo mała, bo drewno powstaje przecież dzięki wychwytywaniu przez rośliny CO2 z atmosfery.
Jednak nawet w przypadku spalania węgla warto się zastanowić, czy nie jest to lepsze niż np. wykorzystywanie prądu z sieci. Nowoczesne kotły spalają przecież w sposób czysty i z bardzo wysoką sprawnością (nawet ponad 90%), podczas gdy sprawność wytworzenia i przesyłu energii elektrycznej nie przekracza 35%. Czyli ostatecznie do uzyskania tej samej ilości energii trzeba było spalić w elektrowni grubo ponad 2 razy tyle węgla co w domowym kotle.
Jeśli chodzi o wymagania montażowe to kotły na paliwa stałe wymagają wygospodarowania kotłowni. Teoretycznie kocioł o mocy do 10 kW można ustawić także w kuchni czy korytarzu, ale takie rozwiązanie to rzadkość. Kotłownia musi być wentylowana grawitacyjne. Jeżeli więc planujemy w domu wentylację mechaniczną (z rekuperatorem lub inną) to kotłownię należy oddzielić od reszty budynku szczelnymi drzwiami i wykonać osobny nawiew powietrza oraz komin z kanałem wentylacyjnym. Komin dymowy musi mieć wystarczającą średnicę i wysokość, żeby zapewnić wymagany ciąg, trzeba go wyprowadzić ponad dach. Pamiętajmy o tym, że w kotłowni będziemy musieli zmieścić nie tylko sam kocioł (być może z podajnikiem), ale również zasobnik ciepłej wody użytkowej (wszystkie kotły na paliwa stałe są jednofunkcyjne), ewentualnie też niewielki zapas paliwa. Resztę opału też trzeba gdzieś przechowywać - zależnie od możliwości - w piwnicy, budynku gospodarczym, pod wiatą itp.
Kocioł jednofunkcyjny z dużym zintegrowanym zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. Możemy ją czerpać w kilku miejscach na raz bez spadku ciśnienia i wahań temperatury, ale urządzenie wymaga większej ilości miejsca. (fot. Termet)
Większość kotłów na paliwa stałe pracuje w tzw. układzie otwartym, czyli z otwartym naczyniem wzbiorczym umieszczonym w najwyższym punkcie instalacji. Niektóre po zastosowaniu specjalnych zabezpieczeń (wężownicy schładzającej i zaworu bezpieczeństwa) mogą działać także w układzie zamkniętym. Trzeba to uwzględnić, jeżeli planujemy użycie również kotła gazowego lub pompy ciepła, bo te urządzenia wymagają układu zamkniętego. Rozwiązaniem może być użycie wymiennika ciepła, co opisaliśmy przy okazji kotłów gazowych.
Kocioł dwufunkcyjny działa bez zasobnika, przygotowując ciepłą wodę użytkową przepływowo. Zajmuje bardzo mało miejsca, mniej niż kuchenna szafka wisząca. Ale wielkość strumienia czerpanej wody jest ograniczona, uzależniona od mocy kotła. (fot. Termet)
Pompy ciepła
Można powiedzieć, że pompy ciepła stały się przebojem ostatnich lat, ich sprzedaż gwałtownie wzrosła. Szczególnie dotyczy to urządzeń typu powietrze/woda - najłatwiejszych do instalacji i zwykle tańszych niż pozostałe rodzaje. Generalnie ceny pomp spadły, a ich parametry są lepsze niż kiedyś. Dużym atutem pomp jest bezobsługowość (podobnie jak kotłów gazowych), a przy tym możliwość założenia na każdej działce, bo potrzebny jest tylko dostęp do prądu.
Polski rynek pomp ciepła w ciągu ostatnich kilku lat zdominowały urządzenia typu powietrze/woda. Sprzedaje ich się więcej niż wszystkich innych rodzajów razem wziętych. (fot. Nibe-Biawar)
Co do zasady, najlepiej gdy pompa współpracuje z ogrzewaniem niskotemperaturowym, czyli podłogowym lub innym płaszczyznowym, ewentualnie specjalnymi rodzajami grzejników. Jednak nie znaczy to, że w istniejącym domu będziemy koniecznie musieli wymieniać grzejniki, czy robić ogrzewanie płaszczyznowe. Są specjalne rodzaje pomp, tzw. wysokotemperaturowe, które całkiem dobrze radzą sobie współpracując ze standardowymi grzejnikami. Jednak trzeba podkreślić, że dla każdej pompy ciepła im niższa jest temperatura wody w obiegu, tym lepiej. Wtedy sprawność pomp jest wtedy najlepsza, czyli pracują one w sposób najbardziej ekonomiczny. Różnica sprawności jest przy tym znacznie większa niż w przypadku kotłów kondensacyjnych.
Pompy ciepła słusznie traktowane są jako urządzenia ekologiczne, bo większość (nawet ¾) oddawanego ciepła pozyskują one z otoczenia, czyli powietrza, gruntu lub wody. Nie ma jednak co ukrywać, że wymagają też zasilania energią elektryczną, która w naszym kraju pochodzi głównie z elektrowni węglowych. W skali całego roku możemy poprawić ten bilans produkcją prądu z paneli PV. Jednak nawet bez tego sytuacja jest nieporównywalnie lepsza niż gdybyśmy używali prądu, a nawet gazu czy węgla (o ile średni roczny wskaźnik sprawności pompy wyniesie 3 lub więcej).
Co do wymagań montażowych to trzeba wyraźnie rozdzielić dwie kwestie. Pierwsza to zapotrzebowanie na miejsce w budynku, druga zaś na działce. W samym domu miejsce może w ogóle nie być potrzebne, jeśli założymy pompę typu monoblok. Ma ona po prostu wszystkie niezbędne elementy zamknięte w jednej obudowie i przystosowana jest do montażu przy budynku. W pewnych sytuacjach może być jednak konieczne założenie w domu zbiornika buforowego, sprzęgła hydraulicznego lub wymiennika ciepła. To już zależy od konfiguracji konkretnego systemu grzewczego. Nieco więcej miejsca będziemy potrzebować na pompę powietrze/woda typu split, która składa się z dwóch modułów - zewnętrznego i wewnętrznego. Najwięcej przestrzeni zajmie zaś pompa czerpiąca ciepło z ziemi lub wody, bo tu właściwie całe urządzenie znajduje się wewnątrz budynku. Pompy nie mają specjalnych wymagań odnośnie wentylacji, z oczywistych względów nie potrzebują też komina. Za to wybierając na nie miejsce trzeba pamiętać, że pracują dość głośno.
Jeśli zaś chodzi o miejsce zajmowane na działce to pompy powietrze woda oraz gruntowe z sondami pionowymi (odwiertami) nie zajmują go wiele. Za to na kolektor poziomy, czyli rury zakopane w gruncie trzeba przeznaczyć kilkaset metrów kwadratowych. Co ważne, obszaru nad kolektorem nie można zabudowywać, układać na nim nieprzepuszczalnej nawierzchni (np. bruku), ani sadzić gęstej, wysokiej roślinności (drzew). Krótko mówiąc, to opcja na dużą działkę.
Pompy ciepła wykorzystujące ciepło z gruntu charakteryzują najniższe koszty eksploatacji. (fot. De Dietrich (Sofath))
Pompy ciepła, szczególnie typu powietrze/woda, bardzo często współpracują z drugim źródłem ciepła - konwencjonalnym kotłem, czy kominkiem z płaszczem wodnym. Wynika to przede wszystkim z faktu, że ich sprawność oraz moc grzewcza najczęściej bardzo spada przy niskiej temperaturze zewnętrznej. Takie układy z dwoma źródłami ciepła nazywa się biwalentnymi. Do pewnej temperatury, np. -7°C, pracuje tylko pompa ciepła, a poniżej niej przechodzimy na ogrzewanie konwencjonalne. Ewentualnie, jeśli konfiguracja instalacji grzewczej na to pozwala, pracują oba źródła ciepła.
W wielu nowoczesnych domach dobrym rozwiązaniem może być użycie urządzenia działającego zarówno jako klimatyzator jak i pompa ciepła typu powietrze/powietrze. W ten sposób obniżamy koszty inwestycji. (fot. Viessmann)
Ile kosztuje ogrzewanie?
Tak naprawdę zasadniczym czynnikiem determinującym koszty ogrzewania jest zapotrzebowanie na ciepło budynku. Natomiast cena paliwa i energii nie jest aż tak ważna. Najlepiej to widać na przykładzie bardzo energooszczędnych domów. Ich właściciele nie muszą bardzo się przejmować rosnącymi cenami paliw, bo tak czy inaczej płacą niskie rachunki za ogrzewanie - ich wzrost choćby o 50% i tak nie rujnuje domowego budżetu. Najkrócej mówiąc - im bardziej energooszczędny jest dom, tym mniej musimy się przejmować cenami paliw.
W przybliżeniu można przyjąć, że ceny ciepła z różnych źródeł będą następujące:
gruntowa pompa ciepła - 0,15 zł/kWh;
drewno (kocioł zgazowujący) - 0,15 zł/kWh;
węgiel (kocioł z podajnikiem) - 0,20 zł/kWh;
gaz ziemny (kocioł kondensacyjny) - 0,25 zł/kWh;
pompa ciepła powietrze/woda - 0,25 zł/kWh;
gaz płynny (z dzierżawionego zbiornika) - 0,40 zł/kWh;
prąd (w pierwszej taryfie) - 0,65 zł/kWh.
Dopiero zestawiając to z zapotrzebowaniem energetycznym konkretnego domu, które zależy od jego standardu oraz wielkości, możemy wyrokować czy któryś sposób ogrzewania będzie uzasadniony. Równie ważnym czynnikiem są koszty inwestycyjne. Jeżeli np. zdecydujemy się założyć na własny koszt zbiornik na gaz płynny to będziemy mogli kupować gaz po znacznie niższej cenie, zbliżając się kosztami ogrzewania do gazu ziemnego. Ale wymaga to ok. 10 000 zł na zbiornik i jego instalację. To my musimy dokonać kalkulacji, czy to dla nas opłacalne. Nie bez przyczyny właściciele energooszczędnych domów niejednokrotnie decydują się na ich ogrzewanie drogimi nośnikami energii, nawet prądem, jeśli dzięki temu unikają dużych nakładów na budowę instalacji grzewczej, długiego przyłącza gazowego itp.
Jak przekazać ciepło?
Dobre źródło ciepła (kocioł pompa) to bardzo ważny, ale jednak tylko jeden z elementów instalacji grzewczej. Żeby przekazać ciepło do pomieszczeń będziemy potrzebować jeszcze:
grzejników, ogrzewania podłogowego lub innego płaszczyznowego;
sieci rur, pompy, rozdzielaczy, zaworów i pozostałej armatury;
odpowiedniego sterowania wytwarzaniem i dystrybucją ciepła.
Błędy popełnione przy doborze któregokolwiek z tych elementów mogą po prostu zepsuć funkcjonowanie systemu grzewczego.
Jakie grzejniki?
Podstawową zasadą przy doborze grzejników powinno być ich właściwe dopasowanie do charakterystyki źródła ciepła oraz konfiguracji rurociągów. Względy estetyczne są ważne, ale nie możemy zapominać, że grzejnik ma do spełnienia przede wszystkim bardzo konkretną funkcję - musi efektywnie przekazywać ciepło do pomieszczeń.
Najważniejsze jest to, że moc grzejnika nie jest wartością stałą. Bardzo mocno zależy od temperatury wody w obiegu. Dlatego przypomnijmy - tylko niektóre ich specjalne rodzaje efektywnie współpracują z niskotemperaturowymi pompami ciepła. Najczęściej są one wyposażone w ciche wentylatory wymuszające konwekcję. Czasem wystarczający efekt może dać również znaczne przewymiarowanie typowych grzejników. Ale to są rzeczy, które koniecznie powinien policzyć specjalista.
Z kolei kotły gazowe oraz na paliwa stałe mogą efektywnie pracować z każdym rodzajem grzejników. Chociaż w przypadku urządzeń kondensacyjnych obniżenie temperatury wody w obiegu jest korzystne. Z kolei jeśli kocioł na węgiel lub drewno pracuje w układzie otwartym to niezalecane są wówczas popularne stalowe grzejniki płytowe. Ze względu na ryzyko korozji ich producenci zwykle wymagają wyłącznie układów zamkniętych i takie zapisy znajdziemy w warunkach gwarancji. Za to zarówno w układach otwartych, jaki i zamkniętych mogą działać grzejniki członowe aluminiowe oraz żeliwne.
Nowoczesne aluminiowe grzejniki członowe mogą pracować w dowolnej instalacji, także typu otwartego, z kotłem na paliwo stałe. (fot. KFA Armatura)
Jaka podłogówka?
Ogrzewanie podłogowe to tak naprawdę zupełnie różne systemy. Najważniejsze jest oczywiście to czy zdecydujemy się na system wodny czy elektryczny.
W pierwszym wariancie przez rurki ukryte w podłodze przepływa woda podgrzewana przez kocioł lub pompę ciepła. Najpopularniejsza jest wersja z rurkami zatopionymi w dość grubej warstwie wylewki podłogowej - jastrychu cementowego lub anhydrytowego. Oznacza to bardzo dużą bezwładność cieplną - temperatura we wnętrzach będzie rosnąć lub spadać powoli. Trzeba to koniecznie uwzględnić w sposobie sterowania. Chętnie stosuje się tzw. automatykę pogodową, która reaguje z wyprzedzeniem już na zmiany temperatury zewnętrznej, które nie są jeszcze odczuwalne we wnętrzach. Pozwala to w pewnym stopniu skompensować powolność reakcji takiej podłogi.
Drugi istotny czynnik przy takim sposobie wykonania podłogi to jej bardzo duża masa, którą trzeba uwzględnić już na etapie obliczeń konstrukcyjnych budynku. Dlatego powstały też rozmaite lekkie konstrukcje wodnego ogrzewania podłogowego, Tam najczęściej stosuje się lekkie, odpowiednio wyprofilowane płyty do ułożenia rurek, a następnie przykrywa je tzw. suchym jastrychem, czyli płytami cementowo-włóknowymi lub gipsowo-włóknowymi. To rozwiązanie popularne przede wszystkim przy remontach. Mała masa oznacza nie tylko mniejsze obciążenie stropów, ale też znacznie mniejszą bezwładność cieplną. Taka podłoga znacznie szybciej reaguje na zmiany temperatury.
W odmianach elektrycznych mamy zaś układ zupełnie niezależny od wodnego c.o. Mogą go tworzyć kable grzejne umieszczone w wylewce podłogowej (analogicznie jak rurki), maty zatopione w warstwie kleju tuż pod płytkami ceramicznymi (ewentualnie pod panelami), albo folie grzejne układane pod panelami.
Różnice są zasadnicze, choćby dlatego, że kable grzejne w wylewce trzeba przewidzieć na odpowiednio wczesnym etapie budowy. Taka podłoga wolno rozgrzewa się i stygnie, co wprawdzie utrudnia sterowanie temperaturą, ale z drugiej strony może być sposobem na akumulację dużych ilości ciepła z tańszego prądu czerpanego w drugiej taryfie, głównie w godzinach nocnych.
Maty i folie to zupełnie inne rozwiązanie pod względem dynamiki działania, gdyż reagują szybko podobnie jak grzejniki. Co bardzo ważne, ich zastosowanie nie podnosi poziomu podłogi, dlatego są chętnie stosowane, gdy ogrzewanie podłogowe wykonujemy na niewielkiej powierzchni, np. tylko w łazience.
Co z rurociągami?
Większość budujących nie interesuje się specjalnie tym jak ułożone i z czego wykonane będą rurociągi, jakie będą rozdzielacze, armatura i pompy obiegowe. Przy takim poziomie specjalizacji naturalne jest zdanie się na fachowców. Jeśli są sprawni to instalacja funkcjonuje dobrze, a przynajmniej zadowalająco i nie przysparza problemów. Jednak instalatorom też zdarza się popełnić błąd i warto umieć rozpoznać takie sytuacje.
Dobór rurociągów, armatury czy pomp obiegowych to zadanie dla fachowca. Jednak w starych domach modernizacja może być trudnym zadaniem, dlatego warto obserwować, czy wszystko działa prawidłowo. W razie potrzeby zgłośmy instalatorowi konieczność korekty. (fot. Viessmann)
Szczególnie kłopotliwe bywają stare instalacje, modernizowane tylko częściowo. Dość powszechnym błędem jest np. zastąpienie części starych grzejników (zwykle żeberkowych) nowymi płytowymi, często jeszcze z głowicami i zaworami termostatycznymi. Niejednokrotnie okazuje się, że we wnętrzach z nowymi kaloryferami jest wyraźnie zimniej niż wcześniej. Wszystko dlatego, że takie grzejniki charakteryzują znacznie większe opory przepływu wody, drastycznie ograniczyć przepływ może też samo dodanie zaworów termostatycznych. Po takich zmianach należy na nowo wyregulować przepływ wody w całej instalacji i nastawy pompy. Pamiętajmy też, że zastosowanie nowych grzejników płytowych zwykle uniemożliwia działanie grawitacyjnego obiegu wody w razie awarii pompy. Jeżeli chcemy zachować taką możliwość należy założyć aluminiowe grzejniki członowe i specjalne głowice termostatyczne (do instalacji grawitacyjnych).
Podobny efekt rozregulowania przepływu może dać wymiana części lub wszystkich rur. Stare stalowe rurociągi wykonywano zwykle z rur o dużej średnicy, a złączki pomiędzy nimi nie hamowały przepływu. Nieprzemyślana wymiana na nowe rury może zupełnie zmienić charakterystykę przepływu wody, tu też potrzebna jest regulacja.
W ogóle trzeba przestrzec przed pochopnym wymienianiem starych, ale sprawnych rurociągów. Nawet wśród instalatorów rozpowszechniony jest mit, że takie rury, mieszczące w sobie dużo wody powodują zwiększenie kosztów ogrzewania - bo wodę w rurach trzeba przecież nagrzać. Jednak to nieprawda. O ile tylko rury biegną przez przestrzeń i tak ogrzewaną to zgromadzone w nich ciepło nie zostaje przecież stracone - trafia do pomieszczeń, niejako wspomagając działanie grzejników.
Dość uciążliwą konsekwencją niefachowego wykonania instalacji może być też nierównomierne nagrzewanie się grzejników w poszczególnych pomieszczeniach oraz szumy i piski dochodzące z okolic zaworów i głowic termostatycznych, szczególnie gdy część z nich zostanie przymknięta. To także konsekwencja braku zrównoważenia przepływów, oraz ewentualnie złych nastaw pompy obiegowej (nadmierny wzrost ciśnienia przy ograniczonym przepływie). Największe możliwości dają pod tym względem nowoczesne pompy z elektronicznym sterowaniem, które mogą samoczynnie dostosowywać się do zmian ciśnienia i przepływu w instalacji. Tak więc dbajmy nie tylko o dobór zasadniczych elementów ogrzewania (kocioł, grzejniki) ale również o detale, bo mają one naprawdę duży wpływ na działanie całości.
Warto zadbać o dobrą izolację rurociągów instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Inaczej będą w niekontrolowany sposób oddawać dużą ilość ciepła do otoczenia. Jeżeli takie rury biegną przez pomieszczenia nieogrzewane lub ogrzewane tylko w niewielkim stopniu (garaż, piwnica, strych) będzie to tracenie energii za którą płacimy. (fot. Armacell)
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
