Ciepła woda użytkowa, czyli c.w.u., może być przygotowywana w zasobniku, niejako na zapas, lub przepływowo, czyli dopiero w momencie odkręcenia kranu. Pierwszy, zasobnikowy wariant dostępny jest dla wszystkich, bo tu źródło ciepła może być dowolne - każdy rodzaj kotła, odrębny podgrzewacz gazowy, pompa ciepła, kolektory słoneczne, grzałka elektryczna.
Z kolei podgrzewanie przepływowe wchodzi w grę tylko, jeżeli używamy gazu lub prądu. Jedynie zasilane nimi urządzenia da się bowiem błyskawicznie włączać i wyłączać, a przy tym od razu osiągają one dużą moc. To podstawowy czynnik zawężający nam pole manewru. Jeżeli nadal mamy w czym wybierać, powinniśmy poznać zalety i wady każdego z tych systemów.
Sposoby przygotowania c.w.u. - z zasobnikiem
Wodę zgromadzoną w zasobniku podgrzewa wężownica, płaszcz wodny i/lub grzałka elektryczna. Płynie stąd prosty wniosek, że nie tylko źródło ciepła może być dowolne, ale że ponadto można używać kilku naraz. Taki tandem to najczęściej kocioł (dowolny) i kolektory słoneczne, albo kocioł na paliwo stałe i grzałka elektryczna, używana poza sezonem grzewczym (żeby nie palić w kotle). Zaletą systemu zasobnikowego jest uniwersalność, a nawet możliwość rozbudowy. Możemy przecież kupić zbiornik z dwoma wężownicami, z początku używać jednej, a za kilka lat podpiąć do niego np. kolektory.
Ponadto dysponujemy zapasem wody, z której możemy korzystać w kilku punktach naraz i w dużej ilości, ograniczeniem jest wielkość zbiornika. Da się więc szybko napełnić nawet dużą wannę, albo korzystać z dwóch pryszniców równocześnie, a do tego jeszcze zmywać w kuchni. Ponadto, zasobnik oznacza, że możemy zastosować tzw. cyrkulację, czyli krążenie ciepłej wody w rurach pomiędzy zbiornikiem i punktami poboru, dzięki czemu ciepła woda leci z kranu tuż po jego odkręceniu, bez spuszczania wychłodzonej zalegającej w rurach.
Pojemność zbiornika bywa rozmaita - od 5 litrów (dla umywalki) nawet po 300 l (zbiornik dla całego domu, współpracujący z instalacją solarną). Podręcznikowo, jako zasadę przyjmuje się 50 l na każdego mieszkańca. Jednak ta reguła dobrze sprawdza się tylko, jeśli źródłem ciepła jest prosty kocioł na węgiel lub drewno - pozbawiony podajnika i automatyki. Jeżeli kocioł może się włączyć w dowolnym momencie i dogrzać wodę zanim jej zapas zostanie wyczerpany, pojemność zwykle może być mniejsza, ok. 120 l dla 4 osób.
Tu trzeba poczynić istotne zastrzeżenie - zbiornik powinien być na tyle duży, żeby dało się napełnić największy domowy odbiornik c.w.u., czyli wannę. Jest jednak prosty sposób na zwiększenie ilości dostępnej ciepłej wody, o ile tylko wcześniej wiemy, że będzie potrzebna. Mianowicie, podnosimy temperaturę wody w zbiorniku, a w punktach poboru mieszamy ją z zimną, żeby uzyskać 40-45°C.
Oczywiście, system zasobnikowy nie jest pozbawiony wad. Jednak zwykle nie są one zbyt uciążliwe, jeżeli całość zaprojektowano prawidłowo. Przede wszystkim na zbiornik trzeba wygospodarować miejsce, a nie w każdym domu jest odpowiednia przestrzeń gospodarcza.
Ponadto, pojemność zasobnika jest ograniczona. Jeżeli więc będzie zbyt mały, wzięcie prysznica może go wyczerpać i następny z domowników będzie musiał nieco poczekać na podgrzanie wody. Piszemy nieco, bo wcale nie musi to być długi czas. Wężownica może mieć kilkanaście kW mocy, a przy tym kocioł gazowy, olejowy, a nawet węglowy z podajnikiem może zacząć podgrzewać wodę jeszcze zanim ją wyczerpiemy. Czasu wymagają przede wszystkim grzałki elektryczne, bo ich moc jest mała (1,5-2 kW).
Nieuniknione są też straty ciepła z zasobnika i rur z cyrkulacją. Wprawdzie w sezonie grzewczym to ciepło po prostu ogrzewa dom, jednak pozostaje jeszcze drugie pół roku. Straty da się ograniczyć odpowiednią izolacją cieplną, niemniej jednak w miejscach, gdzie z ciepłej wody korzystamy sporadycznie (np. dodatkowa łazienka dla gości) albo nasz tryb życia powoduje, że przez wiele godzin dziennie dom stoi pusty, system przepływowego ogrzewania na żądanie może być bardziej uzasadniony.
Sposoby przygotowania c.w.u. - przepływowo
Wodę można przygotowywać również przepływowo, czyli na żądanie, dopiero w momencie poboru. Zasada działania jest prosta - odkręcenie ciepłej wody powoduje uruchomienie urządzenia (kotła albo podgrzewacza), zaś zakręcenie kranu je wyłącza. System może być scentralizowany, czyli z jednym kotłem lub podgrzewaczem o dużej mocy, zasilającym cały dom, albo przeciwnie, z mniejszymi podgrzewaczami przy każdym punkcie poboru. Pierwszy wariant jest typowy dla domów z gazowymi kotłami dwufunkcyjnymi, drugi zaś dla użycia podgrzewaczy elektrycznych.
Tak czy inaczej, nie mamy zajmującego sporo miejsca zasobnika (cenne w małych domach) i ciepła woda nigdy się nie kończy. Niestety są też wady. Wielkość strumienia ciepłej wody jest wprost uzależniona od mocy grzewczej, a na wygodne korzystanie z jednego prysznica potrzeba około 20 kW. W przypadku ogrzewaczy elektrycznych to poważny problem, bo moc przyłączeniowa w domu jednorodzinnym to zwykle ok. 15 kW, maksymalna zaś nie przekracza 40 kW, lecz w wielu miejscach nie uzyskamy aż tyle, ze względu na duże obciążenie istniejącej sieci.
W kotłach i podgrzewaczach gazowych zwykle możemy sobie pozwolić na więcej. Jednak, jeżeli zamiast komina sięgającego ponad dach mamy zestaw powietrzno-spalinowy i wyprowadzenie przez ścianę zewnętrzną, obowiązuje nas limit mocy kotła 21 kW. Trzeba też wziąć pod uwagę, że przy współczesnych standardach do ogrzewania nowego domu o powierzchni ok. 150 m2 nie potrzeba kotła o mocy wyższej niż kilkanaście kW. Moc kotła gazowego na potrzeby c.w.u. może być znacznie wyższa (podaje i ustawia się ją odrębnie), jednak nie ma tu pełnej dowolności. Kocioł o bardzo wysokiej mocy na potrzeby c.w.u. będzie pracował mniej ekonomicznie ogrzewając budynek, a przecież to jego główne zużycie gazu.
Przepływowy sposób przygotowania wody oznacza, że strumień pobieranej ciepłej wody jest ograniczony. Im więcej odkręcimy kranów, tym każdy dostanie mniej wody. To problem, szczególnie gdy mieszamy ciepłą wodę z zimną, bo zmieniają się proporcje pomiędzy nimi, a w efekcie również temperatura wody płynącej z kranu. Dlatego najlepiej ustawić na kotle taką temperaturę c.w.u., żeby potem już nie mieszać jej w ogóle z zimną.
Podgrzewanie przepływowe oznacza też, że nie ma jak zastosować cyrkulacji. Czyli po odkręceniu kranu trzeba poczekać na ciepłą wodę. Ile to potrwa zależy od długości rur z których woda musi spłynąć oraz czasu na rozgrzanie samego wymiennika ciepła w kotle lub podgrzewaczu. Dlatego w niektórych urządzeniach można włączyć tzw. tryb komfortowy. Polega on na tym, że wymiennik w kotle wciąż jest podgrzewany i może od razu dać ciepłą wodę. To jednak rozwiązanie połowiczne, bo i tak musi ona spłynąć z rur.
Kiedy więc warto polecić system przepływowy? Przede wszystkim w domach, gdzie wszystkie punkty poboru c.w.u. są blisko kotła, a na zasobnik wody nie bardzo jest miejsce. To choćby wariant z kotłem gazowym w kuchni, a łazienką za ścianą lub powyżej na kolejnej kondygnacji.
Sposoby przygotowania c.w.u. - przepływowo z małym zasobnikiem
Na rynku coraz więcej jest też gazowych kotłów dwufunkcyjnych, czyli podgrzewających wodę przepływowo, ale wyposażonych ponadto w zbiornik ciepłej wody o pojemności kilkudziesięciu litrów.
Takie połączenie ma sens, bo pozwala:
- zmniejszyć częstotliwość uruchamiania się kotła, bo przy małym poborze wody wystarcza ta z zasobnika;
- zapewnić stabilny strumień wody nawet przy jej poborze w kilku punktach;
- zastosować cyrkulację c.w.u.;
- zapewnić dowolną ilość wody przy jej większym poborze (wtedy przygotowywanej przepływowo).
Sposoby przygotowania c.w.u. - zabezpieczenie przed poparzeniem
Korzystanie z ciepłej wody powinno być bezpieczne i komfortowe. Żeby tak było, jej temperatura nie może być zbyt niska (brak komfortu) ani zbyt wysoka (niebezpieczeństwo poparzenia). Problem zbyt wysokiej temperatury dotyczy instalacji z kolektorami słonecznymi oraz z zasypowymi kotłami na paliwo stałe pozbawionymi automatyki. Oba te źródła ciepła są w jakimś stopniu niesterowalne i temperatura wody może mocno wzrosnąć. Liczenie zaś na to, że wszyscy będą zawsze uważać i mieszać zimną i ciepłą wodę jest co najmniej ryzykowne.
Problem można jednak łatwo rozwiązać, zakładając na wyjściu z zasobnika termostatyczny zawór mieszający. Jeżeli temperatura wody w zbiorniku nie przekracza nastawionej wartości, np. 45°C, przez zawór płynie tylko woda ciepła. Jeśli zaś jest wyższa, zawór wymiesza ją z zimną, tak żeby trafiając do kranu, miała te nastawione 45°C. Na tej samej zasadzie działają termostatyczne baterie mieszające, jednak potrzeba ich wiele, co oznacza spore koszty.
Układ się nieco komplikuje, jeżeli chcemy mieć cyrkulację, jednak nie jest to duży problem. Jak powinien wyglądać układ połączeń pokazujemy na rysunku. Warto przy tym zauważyć, że w ten sposób można też podłączyć pętlę cyrkulacyjną do zbiornika bez dodatkowego króćca cyrkulacyjnego.
Sposoby przygotowania c.w.u. - cyrkulacja
Cyrkulacja to sposób na zwiększenie wygody, oraz w pewnym stopniu również oszczędność wody. Dzięki niej ciepła woda leci z kranu zaraz po jego odkręceniu, bez spuszczania wychłodzonej zalegającej w rurach. Wszystko dlatego, że punkty poboru wody (ew. rozdzielacz) łączy z zasobnikiem dodatkowa rurka, dzięki czemu powstaje pętla, w której woda może krążyć. Żeby wprawić ją w ruch potrzebna jest pompa.
Jednak nie ma co obawiać się zużycia prądu. Nowoczesne pompy cyrkulacyjne mają moc zaledwie ok. 5 W. Ponadto i straty ciepła w wyniku krążenia wody są bardzo małe, jeżeli rury osłania gruba izolacja cieplna, sama zaś pompa nie musi przecież pracować przez całą dobę. Dobrym rozwiązaniem jest prosty programator czasowy, który wyłączający ją w nocy i w środku dnia, kiedy nie ma nas w domu.
Trzeba od razu zaznaczyć, że cyrkulacja nie zawsze jest potrzebna. W instalacjach, w których wszystkie punkty poboru są blisko kotła (2-3 m), jej brak nie będzie dokuczliwy. Lecz jeżeli odległości są większe czekanie na ciepłą wodę jest po prostu uciążliwe, a spuszczanie wychłodzonej jest zwyczajnym marnotrawstwem i niepotrzebnie zwiększa ilość ścieków. W najgorszej sytuacji są ci, którzy kupili kocioł dwufunkcyjny (czyli ogrzewający wodę przepływowo), chociaż punkty jej poboru są oddalone. Cyrkulacji tu nie przewidziano.
Jednak da się ją zrobić w dość prosty sposób, i to nie ingerując w sam kocioł. Do instalacji należy włączyć szeregowo, czyli pomiędzy kocioł, a punkty poboru wody, niewielki 5-litrowy podgrzewacz elektryczny. Będzie do niego wpływać nie zimna woda wodociągowa, lecz ciepła, podgrzana przepływowo przez kocioł.
Taka objętość wody wystarczy w zupełności do działania cyrkulacji, a zużycie energii elektrycznej na jej podgrzanie i straty postojowe będą niewielkie. Można je jeszcze obniżyć, dodając warstwę izolacji na standardowym zbiorniku, i umieszczając go w zamkniętej przestrzeni, w ciepłym pomieszczeniu, np. szafce pod zlewem. Zasobnik powinien być przy tym możliwie blisko kotła, tak, żeby nie trafiała do niego większa ilość wychłodzonej w rurach wody.
Temperatura wody powinna być ustawiona na minimalną, która nam odpowiada bez mieszania z zimną, np. 30°C. Z kolei temperatura wody przygotowywanej przez kocioł powinna być przynajmniej o kilka stopni wyższa (min. 35°C). W takim układzie podgrzewana prądem woda w zasobniku przy poborze większym niż do umycia rąk szybko zostanie zastąpiona podgrzewaną przepływowo przez kocioł. Grzałka elektryczna się przy tym nie włączy, bo zbiornik będzie wypełniony wodą o temperaturze wyższej niż ustawiona na jego termostacie.
Trzeba zastrzec, że podgrzewaczy elektrycznych zakładanych tuż przy punktach poboru, ten problem nie dotyczy. Nie ma wówczas wody zalegającej w rurach, nie potrzeba więc cyrkulacji.
Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Oras
Zdaniem naszych Czytelników
Gość Tadek1950
14 Dec 2022, 12:43
Bardzo fachowo i przystępny napisany artykuł, akurat pod moje potrzeby