Energooszczędne centralne ogrzewanie

W dzisiejszym artykule zastanowimy się nad tym, co oznacza energooszczędne centralne ogrzewanie, jakie instalacje grzewcze spełniają takie kryteria i czy w ogóle warto dążyć do osiągnięcia tego celu.

O tym, czym jest dom energooszczędny, wie już chyba każdy z nas. To pojęcie jest stosunkowo łatwe do przyswojenia i zrozumienia, bo jest całkiem intuicyjne. Dom energooszczędny to taki, który po prostu zużywa mało energii — jest bardziej oszczędny niż dom typowy, tradycyjny. Ideałem takiego domu jest tzw. dom pasywny, który do ogrzania metra kwadratowego potrzebuje rocznie raptem 15 kWh energii i tzw. dom zeroenergetyczny, który ciepło pozyskuje sam i nie wymaga dostarczania jej z zewnątrz pod postacią paliw czy energii elektrycznej. Wszystkie te domy zużywają mało energii do celów grzewczych. Ale to wcale nie oznacza, że ich instalacja grzewcza będzie energooszczędna.

Energooszczędne centralne ogrzewanie to takie ogrzewanie, w którym mało ciepła tracone jest na poszczególnych etapach jego wytworzenia i dostarczenia do pomieszczeń. Chodzi po prostu o zminimalizowanie strat na etapie:

  • produkcji ciepła (np. kocioł grzewczy o wysokiej sprawności),
  • regulacji i sterowania ogrzewaniem,
  • dostarczenia ciepła do pomieszczenia.

Energooszczędne źródło ciepła do ogrzewania

Źródło ciepła w instalacji centralnego ogrzewania (czyli po prostu kocioł grzewczy, czasem niepoprawnie nazywany piecem centralnego ogrzewania) jest miejscem, w którym generuje się najwięcej strat. Taka jego specyfika, bowiem to właśnie to urządzenie wykonuje najbardziej odpowiedzialne (i trudne technicznie) zadanie zamiany jednego rodzaju energii na inny. Do kotła dociera bowiem paliwo pod postacią na przykład gazu ziemnego czy miału węgla kamiennego zawierające zmagazynowaną energię (im więcej, tym wyższa wartość opałowa tego paliwa). I ta energia z tego paliwa musi zostać wydobyta w procesie spalania i przekształcona na użyteczne ciepło — pod postacią ciepłej wody krążącej w instalacji centralnego ogrzewania albo ciepłego powietrza (bo i centralne ogrzewanie powietrzne czasem się zdarza).

To odpowiedzialne zadanie, bo kocioł musi:

  • dobrze wymieszać paliwo z powietrzem — rozpylić olej opałowy na drobniutkie (łatwe do odparowania) kropelki, rozprowadzić dobrze miał węglowy na ruszcie czy skutecznie dostarczyć powietrze wtórne do gazu drzewnego — na tym etapie powstają straty niezupełnego i niecałkowitego spalania, polegające na tym, że nie całe paliwo zostaje zupełnie utlenione do dwutlenku węgla,
  • dobrze odebrać ciepło z gazów spalinowych — tu do gry wkracza wymiennik ciepła, którego zadaniem jest tak mocne schłodzenie spalin jak to tylko możliwe i oddanie całego ciepła do wody / powietrza opuszczającego kocioł — na tym etapie powstaje największa strata ciepła, strata wylotowa, czyli energia marnowana bezpowrotnie pod postacią wysokiej temperatury spalin uciekających do komina.

Energooszczędny kocioł będzie więc produkować ciepłą wodę i chłodne spaliny, wykorzystując całą energię zawartą w paliwie, przekazując możliwie dużą jej część do czynnika grzewczego. Widać to w liczbach w reklamie tego kotła — będzie miał po prostu wysoką sprawność.

Doskonałym przykładem takiego energooszczędnego źródła ciepła jest tzw. kocioł kondensacyjny. Urządzenie to opalane jest gazem ziemnym lub olejem opałowym i schładza spaliny poniżej tzw. punktu rosy, czyli temperatury, w której ze spalin wykrapla się para wodna. Dzięki temu odzyskiwane jest ciepło skraplania pary wodnej zawartej w spalinach. W ponieważ to ciepło nie jest liczone do wartości opałowej, taki kocioł z łatwością może mieć sprawność przekraczającą 100%!

Energooszczędne sterowanie ogrzewania

Ogrzewanie pomieszczeń ma to do siebie, że rzadko zdarza się, by ilość ciepła dostarczanego przez kocioł w jego optymalnych warunkach pracy była równa ilości ciepła traconego przez dom (przez ściany, podłogę, dach, wentylację). Dlatego ogrzewanie wymaga sterowania i regulacji. Najczęściej załatwiamy to przez regulator temperatury (czasem znany też jako termostat), niekiedy wspomagany przez regulator pogodowy. Czasem elektronika jest bardziej skomplikowana, czasem całą regulację stanowi miarkownik ciągu podłączany do kotła na paliwo stałe, odczytujący temperaturę wody powracającej wody do kotła i porównujący ją z zadaną przez użytkownika.

Tak czy siak, w procesie regulacji ogrzewania chodzi o to, by ze źródła ciepła zostało wyprodukowane w danym momencie tylko tyle ciepła, ile potrzebne jest do ogrzania domu. Najlepiej, by kocioł pracował tylko w optymalnych warunkach pracy, tj. przy najwyższej możliwej sprawności. Niestety, prawie nigdy tak się nie dzieje. Dlatego regulator (sterownik) kotła i ogrzewania ma naprawdę trudne zadanie.

Wszelkie straty na tym etapie dostarczania ciepła do pomieszczeń biorą się stąd, że ciepła po prostu jest produkowane zbyt dużo w stosunku do potrzeb.

Oczywiście mało kto będzie się przejmował tym, że temperatura w domu zamiast zadanych przez użytkownika 22°C wynosi o jeden stopień więcej. Ot, jest w domu po prostu trochę przyjemniej i cieplej. Ale poza tym niewielka różnica, prawda? Z punktu widzenia użytkownika owszem. Z punktu widzenia jego kieszeni nieco mniej. Bo zwiększenie temperatury w domu to zawsze wprost proporcjonalny wzrost strat ciepła — te są tym wyższe im wyższa różnica temperatur między wnętrzem domu a powietrzem na zewnątrz.

Najwięcej „ugrać” można sterując ogrzewaniem w okresach nieobecności domowników. W czasie, gdy w domu nikogo nie ma, można z powodzeniem obniżać w nim temperaturę. Nowoczesne sterowniki współpracujące z nowoczesnymi kotłami (takimi, które mogą się uruchamiać same — potrafi to chyba każdy kocioł na olej opałowy czy gaz ziemny, ale nie każdy kocioł na paliwo stałe) nadają się do tego celu doskonale. Można je ustawić tak, by w godzinach 8-15 kocioł pracował tylko na tyle, by podtrzymać w domu temperaturę 15°C a od godziny 15 podniósł temperaturę do 22°C — to pozwoli na ogrzanie wnętrza domu przed powrotem domowników 0 17. Tak samo można zmniejszyć temperaturę w nocy, gdy domownicy śpią — podobno lepiej się śpi w chłodnej sypialni… Im mniejsza bezwładność cieplna domu, tym lepiej z punktu widzenia takich oszczędności.

Energooszczędne dostarczanie ciepła

Ciepło jest pojęciem trudnym do uchwycenia, bo ma całą masę znaczeń. Ciepło jest formą przekazywania energii i wiąże się mocno z temperaturą, ale ciepło to też komfort cieplny. Ten z kolei zależy od temperatury i wilgotności w pomieszczeniu, atakże od temperatury ścian i mebli w tymże pomieszczeniu… Więc jak zamienić ciepłą wodę z instalacji centralnego ogrzewania na ten komfort cieplny?

Typowy grzejnik — bez znaczenia, czy to zwykły kaloryfer czy też ogrzewanie podłogowe — działa w ten sposób, że ogrzewa na drodze konwekcji powietrze w pokoju i trochę ciepła oddaje też na drodze promieniowania. I ogrzewa tym ciepłym powietrzem wnętrze pokoju, jego ściany i znajdujące się w nim meble. Kłopot polega na tym, że nie zawsze taki sposób ogrzewania przekłada się na ten komfort cieplny. Ciepłe powietrze przecież zbiera się pod sufitem pokoju a jeśli akurat lubisz siedzieć przy oknie i czytać tam książki przy naturalnym świetle, możesz mieć nieprzyjemne wrażenie chłodu z jego strony. Czy w takim przypadku będziemy mówić o energooszczędnym dostarczeniu ciepła? Oczywiście nie. Grzejniki najczęściej montuje się pod oknami, co powoduje niepotrzebnie duże straty ciepła. Czasem są zasłaniane przez zasłonki i ogrzewają tylko powietrze między zasłonką a oknem. Czasem umieszczane są we wnęce w ścianie, przez co mnóstwo ciepła ucieka zza grzejnika przez tę cieńszą ścianę…

W takich chwilach mówi się o niewątpliwych zaletach ogrzewania podłogowego. Ono pozwala dostarczać do pomieszczeń mniej ciepła przy jednoczesnym utrzymywaniu tego samego komfortu cieplnego. W szczególnych przypadkach niektórych domów może się okazać, że bardziej energooszczędne będzie podgrzewanie części pokoju przez elektryczne ogrzewanie nadmuchowe niż odkręcanie kaloryferów.

Opublikował 06.05.2009 mgr inż. Krzysztof Lis i oznaczył hasłami

Jest jeden komentarz lub opinia do artykułu “Energooszczędne centralne ogrzewanie”

  1. Właśnie dlatego montuje się kaloryfery pod oknami, że opadające zimne powietrze przemieszcza się od okien po ścianie pod oknem, dalej podłogą i w miarę jak staje się coraz cieplejsze unosi się do góry. Potem sufitem wraca do okna.

    Pozdrawiam

Pozostaw komentarz

Subscribe without commenting