Systemy grzewcze

1. Organizacja kotłowni, maszynowi, pomieszczenia technicznego.

Jakbyśmy go nie nazwali, w każdym budynku potrzebne jest pomieszczenie, które będzie stanowić zaplecze techniczne dla instalacji wewnętrznych. Pomysłów jest wiele i potrzeb również. Zależnie od źródła ciepła stawiane są różne wymagania. Konieczność montażu bufora, kotła, pompy ciepła i zbiornika cwu wymaga dodatkowej przestrzeni. Jeśli decydujemy się na “czyste” urządzenia jak pompy ciepła czy kotły gazowe, spokojnie możemy wolną przestrzeń wykorzystać na składzik, suszarnie itp. Jednak jeśli decydujemy się na montaż kotła stałopalnego to pomieszczenie to zamienia się w regularną kotłownię i skład opału. Zdecydowanie jest to wtedy pomieszczenie brudne. Bez względu na typ urządzenia, należy mieć świadomość, że ze względu na zamontowane tam sprzęty, jest to prawdopodobnie najdroższe miejsce w całym budynku (nie licząc garażu :)). Dlatego warto zadbać o pewne szczegóły. Pomieszczenie to powinno mieć dostęp do bieżącej wody, kanalizacji, posiadać solidne drzwi, które będą stanowić barierę dla hałasu. Bezwzględnie kolejność wykonywania prac budowlanych powinna uwzględniać zakończenie robót przed montażem urządzeń grzewczych. Wielokrotnie widziałem przypadki, gdzie pompa ciepła montowana była “w powietrzu” bo nie ma jeszcze wylewki, a kocioł wisiał na surowej ścianie z płytkami poukładanymi dookoła kotła. Niesie to poważne zagrożenie uszkodzenia urządzenia. Często też zdarza się, że firma instalacyjna poprawnie zamontowała i wyregulowała urządzenia, odwierty lub rekuperator, a następnie Pan od płytek wszystko zdemontował, aby ułatwić sobie pracę. Jaki był finał takiego działania nie muszę raczej opisywać.

2. Ogrzewanie podłogowe czy grzejniki? Czy podłogówka jest zdrowa dla człowieka?

Odpowiedź na to pytanie jest zależna od sposobu wykonania obu rozwiązań. Generalnie układy ogrzewania podłogowego są obecnie najlepszym i najefektywniejszym rozwiązaniem dla ogrzewania budynków. Grzejniki jako rozwiązanie klasyczne również spełniają swoje zadanie, ale mają pewne wady. Najważniejsze jest właściwe dobranie i wyregulowanie obu instalacji. Nawet w fachowej literaturze można przeczytać wiele uwag i zastrzeżeń odnośnie ogrzewania podłogowego, że jest niezdrowe, że nadaje się do łazienek i kuchni, a nie wolno stosować go w sypialniach i pomieszczeniach w których przebywamy dłużej niż godzinę. Prawdziwość powyższych tez zależy od sposobu wykonania instalacji. Kluczowe sprawy związane są z długością pętli ogrzewania i rozstawem rur. Kwestie związane ze zdrowiem wynikają z budowy i zasad działania Naszego organizmu. Jak sama nazwa wskazuje ogrzewanie podłogowe ogrzewa budynek przez ciepło emitowane podłogą, na której zazwyczaj znajdują się Nasze stopy. Gdy zrobimy zdrowemu człowiekowi zdjęcie kamerą termowizyjną zauważymy, że teoretyczne 36,6C występuje tylko w wybranych częściach ciała przede wszystkim w okolicach tułowia i brzucha. Elementy peryferyjne jak dłonie, stopy, uszy są zdecydowanie chłodniejsze, nawet o 5K i tak powinno zostać. Dlatego zdrowa podłogówka powinna być możliwie zimna. Zasilana wodą grzewczą o temperaturze około 40C powoduje, że temperatura posadzki w pomieszczeniach jest na poziomie 26-280C dając efekt podłogi ani zimnej ani wyczuwalnie ciepłej. Takie działanie nie zaburza naszej fizjologii, nie powoduje problemów z krążeniem i jest bezpiecznie dla dzieci i zwierząt, które naturalnie przebywają najbliżej podłogi. Z drugiej strony jeśli wykonawca lub projektant podejdzie do sprawy nieprofesjonalnie i woda krążąca w układzie spowoduje, że powierzchnia podłóg grzewczych będzie wyższa (widywałem przy badaniach pirometrem nawet 40C na posadzce) od podanych wcześniej to podłogówka staje się bardzo niezdrowa i niebezpieczna. Źle wykonana poza problemami zdrowotnymi powoduje również zjawisko konwekcji znane z grzejników, czyli unoszenie się powietrza niosącego ze sobą tumany kurzu. Podsumowując, ogrzewanie podłogowe jest najlepszym i najskuteczniejszym rozwiązaniem do ogrzewania budynku, jednak jego projekt i wykonanie należy powierzyć ludziom którzy robią to świadomie. Nie warto ryzykować.

3. Dlaczego grzejniki są gorszym rozwiązaniem od podłogówki?

Ponieważ pracują na wyższych, mniej naturalnych dla człowieka temperaturach, powodują cyrkulację powietrza – zjawisko konwekcji. Dodatkowo zaburzają możliwości aranżacji pomieszczeń, zajmują sporo miejsca, a ich estetyka pozostawia wiele do życzenia. Również rozdział ciepła w pomieszczeniach ogrzewanych grzejnikami jest mniej równomierny niż w przypadku ogrzewania podłogowego. W dużych salonach znany jest efekt ciepłych i chłodniejszych stref. Po kilku latach eksploatacji można zauważyć, że grzejniki są magazynem kurzu i dość ciężko jest je wyczyścić. Częstym rozwiązaniem sugerowanym przez inwestorów jest układ ogrzewania podłogowego na parterze, a piętro ogrzewane grzejnikami. Poza sytuacją występującą przy remontach starych domów o drewnianych stropach (kwestia obciążeń) nie widzę żadnej zalety takiego rozwiązania. Niepotrzebnie komplikuje to układ grzewczy budynku podnosząc jego cenę, wzrasta również średnia temperatura systemu, co przekłada się na ilości konsumowanego paliwa przez źródło ciepła. Dla nowo budowanych obiektów sugeruje stosowanie ogrzewania podłogowego w całym budynku.

4. Cyrkulacja ciepłej wody użytkowej. Czy potrzebna?

Cyrkulacja wody to dodatkowa trzecia rurka (poza ciepłą i zimną) wędrująca po budynku z kotłowni do łazienek, kuchni i toalet. Jej zadaniem jest nie dopuścić do stania ciepłej wody w rurach instalacji, aby się nie wychłodziła. Znamy to irytujące uczucie, gdy musimy czekać na ciepłą wodę w kranie przez dłuższy czas. Cyrkulacja rozwiązuje ten problem. Przepisy jasno określają, że w punkcie czerpanym, po odkręceniu zaworu ciepłej wody, ma ona się pojawić w ciągu max. 5 sec. W praktyce może to być zdecydowanie szybciej. Wszystko byłoby pięknie i nie poruszałbym w ogóle tego tematu, gdyby nie fakt, że cyrkulacja powoduje ogromne straty ciepła zbiornika cwu. Szacuje się, że nawet do 20% całkowitego kosztu podgrzewu cwu mogą stanowić straty związane z pracą cyrkulacji. Przykładowo w Niemczech, gdzie na sprawy związane z minimalizowaniem strat energii kładzie się wielki nacisk, praktycznie wcale nie stosuje się cyrkulacji. Już na etapie projektowania planu funkcyjnego budynku przewiduje się łazienkę, kuchnie i kotłownię w jednej części budynku, tak aby długości rur z ciepłą wodą były możliwie krótkie i nie było konieczności stosowania cyrkulacji. W Polskich warunkach raczej nie oczekujmy tego od architektów. Rozwiązaniem jest stosowanie inteligentnych pomp cyrkulacyjnych i programatorów czasowych, które nie włączają pomp np. w nocy kiedy śpimy lub w dzień gdy Nas nie ma. Dodatkowo koniecznie należy zadbać o możliwie dokładną i grubą izolację na przewodach cyrkulacyjnych.

5. Odwierty, rozdzielacz dolnego źródła.

Klienci, którzy decydują się na pompę ciepła typu solanka/woda staną przed pytaniem jak rozwiązać kwestię wprowadzenia rur od odwiertów lub poziomego kolektora do budynku. Tu nie uczciwi wykonawcy mają pole do popisu, generując sztuczne oszczędności. Układ pionowego źródła jest stosunkowo prosty należy zależnie od ilości wprowadzić odwierty do budynku. Zazwyczaj mamy 2 lub 3 odwierty i nie ma z tym kłopotu. Na ścianie kotłowni montujemy rozdzielacz i łączymy odwierty we wspólną rurę, która prowadzi solankę do pompy ciepła. Jeśli otwory nie są równej głębokości, a zazwyczaj nie są, należy stosować rozdzielacz wyposażony w regulatory przepływu, tzw. rotametry. Są to urządzenia generujące sztuczny opór hydrauliczny na mniej obciążonych obwodach, aby przepływ w każdym z odwiertów był taki sam. Jest to ważne ponieważ solanka, jak każda ciecz, popłynie tam gdzie będzie miała łatwiej i może dojść do sytuacji, że posiadamy np. 3 odwierty, a sprawnie działają tylko 2. Bardziej skomplikowana sprawa jest z poziomym źródłem, ponieważ ilość pętli zazwyczaj jest znaczna (7-12 pętli). Wprowadzenie 14 – 24 rur ( zasilanie + powrót) do budynku stanowi już pewien problem związany z uszczelnieniem i zaizolowaniem tego przejścia. W takiej sytuacji stosuje się zewnętrzne studnie zbiorcze. Studnia taka to prefabrykowany gotowy tworzywowy twór, który zakopujemy przed budynkiem. Tam na rozdzielaczu łączą się wszystkie pętle, a do budynku prowadzone są tylko dwa przewody dobiegowe. Przy ocenie prac montażowych instalatorów związanych z podłączeniem dolnego źródła należy największą uwagę zwrócić na izolację rur z solanką. Powinny one być zaizolowane izolacją kauczukową, odporną na dyfuzję wilgoci, aby uniknąć skraplania. Temperatura solanki to ok. +20C i taka jest też temperatura ścianki rury, którą jest transportowana, jeśli pozostawimy ją bez izolacji w kotłowni w której jest +20C. Natychmiast pojawi się efekt pocenia się rury, który po czasie doprowadzi do zawilgocenia konstrukcji budowlanej.

6. Automatyka pokojowa, czyli inteligentny system ogrzewania.

Mocno niedoceniany przez instalatorów systemów grzewczych temat to automatyka pokojowa sterująca pracą układu. Nie każdy rozumie zasadę jej działania i celowość montażu. Postaram się w możliwie przystępny sposób napisać, o co w niej chodzi. Z jednej strony jest automatyka źródła ciepła (pogodówka), najczęściej jest to czujnik temperatury zewnętrznej. Na podstawie jego odczytów komputer urządzenia dopasowuje potrzebną dla budynku temperaturę zasilania wody grzewczej. Po drugiej stronie układu jest system czujników wewnątrz budynku gwarantujący źródłu ciepła sprzężenie zwrotne, czyli informację, o tym jaki jest efekt wykonanej pracy. Odbywa się to w bardzo prosty sposób. W budynku mamy kilka czujników temperatury z możliwością nastawienia wartości do jakiej chcemy ogrzewać budynek. Połączone są one z siłownikami na belce rozdzielacza, jeśli pomieszczenie osiągnie żądaną temperaturę siłownik zamknie przepływ wskazanych pętli ogrzewania podłogowego lub odetnie dopływ wody do grzejników. Wtedy woda podgrzana w źródle ciepła nie wpłynie do odciętych obwodów, wiec nie straci tam temperatury i cieplejsza niż zwykle wróci do kotłowni. Komputer źródła ciepła szybko zauważy, że różnica między temperaturą wody na zasilaniu, a powrocie się zmniejsza (spada delta temperatur), co oznacza, że budynek nie przyjmuje już ciepła i nie dochodzi do zbędnego przegrzania. To proste i skutecznie rozwiązanie daje nam komfort stabilnej temperatury w pomieszczeniu i możliwość stosowania kontrolowanych, chłodniejszych stref budynku. Automatyka pokojowa likwidując przegrzewy i wprowadzając możliwość okresowego obniżenia temperatury pomieszczeń pozwala nam osiągnąć nawet 20% rocznych oszczędności w kosztach ogrzewania. Gorąco zachęcam do stosowania tego rozwiązania zwłaszcza, że koszta które należy ponieść są niewielkie.

7. Dlaczego podłogówka jest tańsza w eksploatacji od grzejników?

W literaturze można znaleźć pewien fakt potwierdzony badaniami [… dla temperatur z przedziału 18-24C podniesienie temperatury pomieszczenia o 1 stopień powoduje zwiększenie kosztów ogrzewania o 3-5%…]. Właśnie to zjawisko sprzyja generowaniu oszczędności przy wykorzystaniu ogrzewania podłogowego. Człowiek odczuwa ciepło, a konkretniej komfort cieplny zależnie od 10 czynników z czego 2 pierwsze odpowiadają za 90% sukcesu. Są to temperatura odczuwalna i wilgotność powietrza. Właśnie gra tych kilku słów zdradza sekret zasady działania odczucia temperatury. Dla człowieka nie jest ważna tylko bezwzględna wartość wskazana na termometrze – 20, 21 czy 24C. Na temperaturę komfortu wpływają dwa czynniki temperatura powietrza i temperatura otaczających nas przegród, czyli ciepło zawarte w powietrzu, z którym mamy bezpośredni kontakt i promieniowanie przegród budowlanych, które mogą promieniować zarówno chłodem i ciepłem. Gdyby zależność tą przedstawić za pomocą równania matematycznego wyglądało by ono następująco Tkomfortu= ( Tpowietrza + Totaczających przegród ) / 2. Ogrzewanie płaszczyznowe ma bardzo dużą powierzchnię i jest to powierzchnia ciepła, więc wpływa dodatnio na nasze odczucie komfortu. Efekt jest taki, że wchodząc do dwóch identycznych pomieszczeń z temperaturą wskazywaną przez termometr np. 21C jedno ogrzewanie grzejnikami, a drugie podłogówką lub ogrzewaniem ściennym. To w tym drugim przypadku mimo identycznych wskazań termometru będzie nam zdecydowanie cieplej. Dzięki temu zjawisku oszczędzamy na ogrzewaniu ponieważ rzeczywista temperatura ustawiana na sterowniku pokojowym przez użytkownika przy podłogówkach jest ok 2-3 stopie niższa niż przy ogrzewaniu grzejnikowym. Wracając do początku tego pytania dochodzimy do oszczędności na poziomie 8-15% generowanych przez podłogówki względem grzejników.