Instalacja ciepła

Specyfikacja instalacji ciepła

W zależności od źródła ciepła instalacje możemy dzielić na zewnętrzną i wewnętrzną. W tej pierwszej ciepło dostarczana jest z sieci miejskiej, a ciepła woda produkowana jest w elektrociepłowniach, opalanych w Polsce głównie węglem kamiennym i brunatnym. Nie trzeba martwic się o opał, a woda dostępna jest przez 24 godziny na dobę. W drugim przypadku woda podgrzewana jest na miejscu w piecach opalanych na paliwo stale lub kotłach na paliwo płynne jak olej czy gaz. W przypadku pieców, potrzebne jest wykonie kotłowni lub magazynu substancji grzewczej. W ramach lokalnych rozwiązań popularne staja się również pompy ciepła, które dostarczają ogrzane powietrzne do wymiennika, tym samym ograniczając koszt grzania lub chłodzenia, wstępnie podnosząc lub obniżając temperaturę medium termicznego. W obu wersjach mamy pełną kontrolę nad procesem produkcji i możemy grzać lub chłodzić, kiedy uznamy to za stosowne.

Prawo a instalacje

Wedle rozporządzenia: § 133. [Instalacja ogrzewcza wodna]

1. Instalację ogrzewczą wodną stanowi układ połączonych przewodów wraz z armaturą, pompami obiegowymi, grzejnikami i innymi urządzeniami, znajdujący się za zaworami oddzielającymi od źródła ciepła, takiego jak kotłownia, węzeł ciepłowniczy indywidualny lub grupowy, kolektory słoneczne lub pompa ciepła.

2. Instalację ogrzewczą powietrzną stanowi układ połączonych kanałów i przewodów powietrznych wraz z nawiewnikami i wywiewnikami oraz elementami regulacji strumienia powietrza, znajdujący się pomiędzy źródłem ciepła podgrzewającym powietrze a ogrzewanymi pomieszczeniami. Funkcję ogrzewania powietrznego może także pełnić instalacja wentylacji mechanicznej.

Jak możemy przeczytać powyżej norma definiuje dwa podstawowe źródła ciepła w obiekcie mieszkalnym.

Systemy i źródła

Wielkość systemu należy zawsze dobierać na podstawie ilości odbiorników i średniego zużycia wody w gospodarstwie, biorąc pod uwagę ilość domowników. Obliczeń dokonuje uprawniony inżynier.

Powietrzna pompa ciepła

Pompa ciepła ogrzewa dom i zapewnia ciepłą wodę w pomieszczeniach. Odbiera ciepło z powietrza zewnętrznego i oddaje je do wody, która krąży w instalacji budynku. Pompa tego typu składa się z dwóch elementów: zasobnika i agregatu, który zamontowany jest na zewnątrz. Całość w dużym uproszczeniu działa na bazie czynnika chłodniczego, który przechodząc ze stanu ciekłego w gazowy, emitując ciepło, które używane jest do podgrzewania wody. W pompie znajduje się zasobnik wody, który dla 4-osobowej rodziny powinien mieć pojemność ok. 260 L.

Schemat działania pompy ciepła umieszczonej na powietrzu.

Zalety:

• Jest bezobsługowa,
• rozwiązanie ekologiczne i czyste,
• może grzać i chłodzić.

Wady:

• Wymaga dużych nakładów finansowych,
• sprawność znacznie spada wraz ze spadkiem temperatury poniżej -15 stopni,
• wymaga dogrzewania grzałką.

Gruntowa pompa ciepła

Schemat działania pompy ciepła umieszczonej w gruncie.

Zasada działania jest bardzo podobna jak w pompie powietrznej, z tą różnicą, że temperatura uzyskiwana jest poprzez przepuszczenie czynnika (salonki) przez grunt, którego temperatura jest stała, poniżej warstwy przemarzania jest zawsze na plusie. A im głębiej tym temperatura jest wyższa. Po ogrzaniu czynnik trafia do parownika, gdzie oddaje ciepło, ogrzewając wodę i ochładzając się. Następnie wraca do gruntu i tam ponownie się ociepla, zamykając obieg. Rozróżnia się dwa systemy gruntowe, powierzchniowy gdzie rurki układa się na dużej powierzchni i pionowy (droższy), w którym w ziemi wykonuje się odwierty na jak największa głębokość. Ten drugi podlega prawu górniczemu i wymaga opinii geotechnicznej. Zajmuje zdecydowanie mniej miejsca.

Zalety:

• Działa przy każdej temperaturze,
• może chłodzić i grzać.

Wady:

• Wymaga wymiennika gruntowego,
• wymaga dużej powierzani działki do prawidłowego działania, min 200 metrów kwadratowych,
• pobiera ciepło z gruntu, więc może wpływać na wegetację powyżej.

Kotły na paliwo stałe

Bez względu na rodzaj paliwa zasada działania kotłów jest podobna. Woda ogrzewana jest w obudowie kotła przez ciepłe powietrze w komorze spalania. Pompa usytuowana poza systemem, przemieszcza wodę do zbiornika znajdującego się obok kotła gdzie jest ona magazynowana. Może być też transportowana bezpośrednio do odbiorników, po ochłodzeniu woda wraca do kotła, aby zostać tam ponownie ogrzana.

a) Węgiel — Cena węgła wzrasta w związku z przechodzeniem różnych państw na bardziej ekologiczne źródła energii. Węgiel nie spala się w całości i pozostawia po sobie popiół, który wymaga magazynowania i wywozu przez firmy specjalistyczne. Rozróżnia się kotły ze spalaniem górnym, tańsze, ale mniej wydajne. Spalany jest od razu cały materiał załadowany do kotła lub dolnym — z zasobnikiem który stopniowo uwalnia materiał do dolnej komory spalani (rozwiązanie droższe i wydajniejsze).

b) Biomasy — działają na zasadzie automatycznego palnika, który włącza się jednym przyciskiem, są łatwe w obsłudze. Tego typu urządzenia posiadają wbudowany zasobnik, o dużej pojemność, który uzupełnia się raz na jakiś czas. Uruchomiony podajnik pobiera paliwo w postaci pelletu, które podawane jest do palnika, w którym zapoczątkowany zostaje proces jego rozpalania — wszystko to odbywa się bez dodatkowej ingerencji z zewnątrz.

Zalety:

• Łatwość użytkowania,
• emitują mniej substancji toksycznych,
• samoczyszcząca komora spalani.

Wady:

• Cena,
• w procesie spalania powstaje popiół, który należy utylizować.

Sieć CO

Jest najwygodniejszym rozwianiem w budownictwie jednorodzinnym. Do jej zainstalowania wymagane jest pomieszczenia, w którym zostanie wykonane przyłącze oraz zamontowane liczniki. W celu uzyskania zgody na przyłączenie należy wystąpić do operatora, o warunki techniczne przyłączenia, podając prawdopodobne zapotrzebowanie na ciepło w obiekcie. Po uzyskaniu zgody podpisuje się kontrakt z dostawą i opłaca rachunki zgodnie ze zużyciem.

Zalety:

• Zawsze ciepła woda bez potrzeby ingerowania w system.

Wady:

• Nie ma się wpływu na cenę.

Pompa

Aby wytworzyć odpowiednie ciśnienie wody w rurach, od jednego do dwóch barów, w sytuacji, gdy nie pobieramy jej z sieci, niezbędna jest odpowiednia pompa. Woda musi przecież docierać do wszystkich odbiorników w domu. Standardowe rozwiązanie obiegu wody nazywane jest układem ciśnieniowym. Na rynku jest wiele modeli w różnych cenach, ważne, aby dobierać je pod rozmiar systemu.

Bojler

Jest to urządzenie magazynujące ciepłą wodę, które może być ogrzewane grzałką elektryczna, za pomocą palnika gazowego lub pompą ciepła.

Trasy

Rurki miedziane

Posiadają wysoką odporność na temperaturę i ciśnienie, jednak proces ich montażu jest bardziej skomplikowany i wymaga fachowych umiejętności. Materiał jest droższy od PCV. Łączy się je za pomocą lutowania lub złączek skręcanych. Mają właściwości antybakteryjne.

Rurki CPVC, PP

Są znacznie tańsze od swoich miedzianych odpowiedników, można je łatwo łączyć zgrzewarką. Mankamentem jest trwałość połączeń, wykonane szybko lub za mało nagrzane mogą cieknąć pod ciśnieniem. Materiał ma też podatność na zmianę długości i gięcie się pod wpływem temperatury. Musi być łapany do ściany specjalnymi obejmami.

Odbiorniki

Ogrzewanie podłogowe wodne

Jest ogrzewaniem niskotemperaturowym, najczęściej łączonym z pompą ciepła. Jest wydajniejsze od grzejników, ale jego wykonanie wymaga większych nakładów. Rurki umieszcza się w warwie jastrychu. Należy przewidzieć dylatacje w wylewce, gdyż nagrzewający się materiał będzie pracował i może ulec pękaniu, jeśli nie zostawi się mu miejsca. Często dla uniknięcia rys stosuje się wzmocnieni z siatki nad rurkami przy powierzchni cementu. To samo tyczy się płytek nad nim. Nigdy nie należy umieszczać ogrzewania w warstwie izolacji, gdyż nie ma to sensu. Materiał będzie niwelował zalety systemu.

Kilmakonwektory

Działają w niskim zakresie temperatur od 30°C, z reguły łączy się je z pompami ciepła. Rurki przechodzą nad wiatrakami, które nadmuchują powietrze do wnętrza. Powietrze owiewając układ z czynnikiem, ulega schłodzeniu, albo podgrzaniu w zależności od pory roku. Największym kosztem początkowym w tym systemie są wydajne urządzenia. Eksploatacja wymaga już dużo mniejszej energii, gdyż ciepło dostarczane jest z powietrza lub z ziemi w zależności od systemu.

Kaloryfery

Jest to najpopularniejsze rozwiązanie, używane w domach mieszkalnych. Ciepła woda wypełnia płaszcze kaloryfera, oddając radiacyjnie ciepło do pomieszczenia. Dopływem ciepła steruje się za pomocą termostatu.