Eko-Nowoczesność: Jak technologie grzewcze pomagają oszczędzać energię i pieniądze?

Instalacja ogrzewania jest nieodłącznym elementem każdego budynku. Okresem największej eksploatacji przypada na późną jesień, zimę i wczesną wiosnę, choć czasem instalacja może być wykorzystywana również latem w celach chłodzenia pomieszczeń. Na rynku znajduje się wiele urządzeń generujące ciepło, rozprowadzające je lub efektywnie zarządzające energią cieplną.

Tradycyjne urządzenia grzewcze

Od kilku stuleci powszechne w użytkowaniu w celach grzewczych są kotły na węgiel. Jednak w ostatnich latach urządzenia te przeszły ogromną transformację. Obecne na rynku urządzenia spełniają wysokie standardy, pozwalające na uzyskanie wysokiej energii grzewczej i niskiej emisji spalin do atmosfery. Kotły na paliwa stałe mogą być wyposażone w funkcję dolnego spalania co pozwala na uzyskanie wysokiej sprawności kotła.
Bardziej ekologiczną formą kotłów na paliwa stałe są kotły na Ekogroszek lub pellet. Ekogroszek to granulat wykonany z węgla kamiennego lub brunatnego, który podczas spalania emituje mniej gazów i pyłów, natomiast pellet to odpady powstałe podczas obróbki drewna, ich spalanie pozostawia małe ilości popiołu, który dodatkowo można wykorzystać jako nawóz do trawnika w ogrodzie.
Jednym z nowocześniejszych kotłów na paliwa kopalne, są kotły kondensacyjne na gaz. Czynnik grzewczy ogrzewany jest w takim urządzeniu nie tylko w wyniku spalania gazu, ale dodatkowo wykorzystywana jest energia cieplna ze spalin. Starsze kotły dążyły do uzyskania jak najwyższej temperatury spalin, aby uniknąć wykroplenia się kondensatu. Taki płyn jest dość agresywny (jego odczyn jest bardzo kwaśny 3,5-5,5 pH) co powodowało korozję materiałową przewodów i znacząco ograniczało trwałość całego urządzenia. Zastosowanie wysokiej jakości stali nierdzewnej pozwoliło na bezpieczne odprowadzenie kondensatu z urządzenia grzewczego do kanalizacji, odzyskując ciepło ze spali oraz zmniejszając ilość emitowanych gazów do atmosfery.

Nowoczesne źródła ciepła

Rosnące roczne koszty paliwa do ogrzewania oraz pogarszający się stan środowiska zachęca coraz bardziej ludzi do wykorzystywania bardziej ekologicznych, odnawialnych źródeł energii. Okazuje się bowiem, że bardziej ekologiczne nie oznacza nieekonomiczne. Coraz większą popularność na rynku europejskim zyskują powietrzne pompy ciepła. Są to urządzenia mogące pobierać energię cieplną z otoczenia i wykorzystać ją do ogrzania domu. Wysokiej klasy pomp ciepła mogą działać efektywnie nawet gdy temperatura otoczenia spadnie poniżej -15°C. Pompy ciepła są objęte rządowymi dofinansowaniami na termomodernizację budynków, co również sprawia, że urządzenia te są coraz częściej wykorzystywane. Innymi rodzajami pomp ciepła są pompy gruntowe. Wymagają one jednak kosztownej instalacji oraz sporego obszaru na którym instalacja będzie rozmieszczona. Przewody prowadzące czynnik w instalacjach z pompą gruntową umieszcza się wtedy poniżej poziomu przemarzania gruntu. Drugą opcją w przypadku pompy ciepła gruntowej jest pompa ciepła gruntowa głębinowa, wymaga ona wykonania bardzo głębokiego otworu w którym będzie się utrzymywać stabilna temperatura ok 10°C. Taka instalacja najlepiej będzie się sprawdzać jeśli chcemy wykorzystać instalację grzewczą do chłodzenia pomieszczeń latem.
Innym sposobem ogrzewania są kolektory słoneczne. Popularnie nazywane solary najczęściej wykorzystuje się w celu przygotowania ciepłej wody użytkowej. Wykorzystują niewielkie ilości energii elektrycznej co w połączniu z panelami fotowoltaicznymi pozwala na całkowitą bierność takiej instalacji. Kolektor składa się z kawałka blachy, najczęściej aluminiowej pokrytej warstwą absorbującą promienie słoneczne. Następnie czynnik przepływa przez system rur odbierając ciepło z absorbera i przekazuje je do zasobnika ciepłej wody użytkowej. Należy jednak uważać przy stosowaniu kolektorów z blachą i przewodami aluminiowymi. Takie przewody narażone są na korozję jeśli połączone zostaną z nieodpowiednio przygotowaną instalacją.

Kilka źródeł ciepła w jednej instalacji

Często stosowanymi rozwiązaniami jest łączenie różnych źródeł ciepła i zarzadzanie nimi tak aby uzyskać jak najniższe koszty ogrzewania w zależności od sytuacji pogodowej. Pompy ciepła mogą okazać się w zupełności wystarczające podczas łagodnych zim, natomiast w trakcie bardzo mroźnych dni można korzystać z bardziej opłacalnego źródła ciepła.

Sterowniki do ogrzewania

Sterowniki ogrzewania mają za zadanie stałą kontrolę temperatury powietrza w ogrzewanych pomieszczeniach. Pozwalają na programowanie harmonogramów co pozwala na automatyczne sterowanie ogrzewaniem w sytuacji kiedy domownicy regularnie opuszczają dom na kilka godzin (np. wychodząc do pracy). Zmniejszenie temperatury o kilka stopni na czas nieobecności pozwala znacznie obniżyć koszty eksploatacji instalacji ogrzewania. Najnowocześniejsze sterowniki pozwalają na łączenie wielu źródeł ciepła i automatyczne dopasowywanie pracy całej instalacji, aby jak najbardziej ograniczyć koszty ogrzewania bez ograniczania komfortu cieplnego.

Ogrzewanie płaszczyznowe

Po podgrzaniu wody przez wybrane źródło ciepła magazynuje się go w zasobniku, a następnie należy rozprowadzić je do pomieszczeń, które mają być ogrzewane. Popularnym i zapewniającym wysoki komfort grzewczy sposobem ogrzewania pomieszczenia jest ogrzewanie płaszczyznowe. Rozprowadzone przewody w przegrodzie budowlanej oddają ciepło na całej powierzchni przegrody co sprawia, że pomieszczenie nagrzewa się szybko oraz ogranicza ryzyko przegrzania pomieszczenia co mogłoby narażać na nadmierne koszty ogrzewania. W ogrzewaniu płaszczyznowym temperatura czynnika najczęściej nie przekracza 30°C, wpływa to znacząco na ograniczenie kosztów ogrzewania budynku. Do osiągnięcia takiej temperatury zużywa się znacznie mniej energii co redukuje emisję gazów cieplarnianych do atmosfery i pozytywnie wpływa na środowisko. Dodatkowym atutem ogrzewania płaszczyznowego jest wymiana ciepła poprzez promieniowanie. Taki rodzaj ogrzewania jest przyjemniejszy w odczuciu niż ogrzewanie poprzez konwekcję ciepłych mas powietrza. Instalację taką można również wykorzystać w okresie letnim do ochładzania pomieszczeń.

Najczęściej wybieraną formą ogrzewania płaszczyznowego jest ogrzewanie podłogowe. Wpływa ono pozytywnie na nasze samopoczucie, pozwala na zachowanie odpowiedniej wilgotności powietrza i nie wzbija dużej ilości kurzu w powietrze, co szczególnie ważne jest dla alergików. Instalację rozprowadza się w warstwie posadzki na macie izolacyjnej, aby ciepło przenikało głównie w kierunku pomieszczenia.
Ogrzewanie płaszczyznowe wykonywane może być również w innych przegrodach np. w ścianach lub sufitach. Takie instalacje najczęściej wykonuje się kiedy chcemy oddzielić ogrzewane pomieszczenie od pomieszczenia nieogrzewanego.

Niskotemperaturowe grzejniki

Stosowanie grzejników do systemu niskotemperaturowego pozwala na ekonomiczne ogrzewanie pomieszczeń bez konieczności stosowania ogrzewania powierzchniowego. Opłacalne jest to szczególnie jeśli przeprowadzamy renowację instalacji i zastosowanie systemu ogrzewania powierzchniowego wiązałoby się z generalnym remontem całego budynku. Najważniejszym parametrem grzejnika jest jego moc cieplna. Zależna jest ona od temperatury zasilania i powrotu. Jeśli stosujemy instalację niskotemperaturową wiązać się to będzie z koniecznością dobrania większego grzejnika. Grzejniki te podobnie jak ogrzewanie podłogowe dużą część energii cieplnej przekazują poprzez promieniowanie dające przyjemne odczucie ciepła. Nowoczesne grzejniki niskotemperaturowe, mimo swych większych rozmiarów posiadają schludny estetyczny wygląd mogący nadać nowej jakości dla wnętrza.

Stosowanie głowic i zaworów termostatycznych

Zawory i głowice termostatyczne stały się już niezbędnym elementem każdej instalacji grzewczej z grzejnikiem. Regulują one przepływ czynnika przez grzejnik w zależności od temperatury powietrza w pomieszczeniu. Zestaw termostatyczny składa się z układu, który pozwala na kontrolę przepływu czynnika przez grzejnik. Układ ten zawiera termokurczliwą substancję, która zmieniając swoją objętość pod wpływem temperatury porusza elementem, regulując tym samym przepływ czynnika.
Wartość na pokrętle odpowiada podanej przez producenta temperaturze powietrza w pomieszczeniu. Gdy temperatura w pomieszczeniu osiąga wskazaną wartość zawór zmniejsza przepływ czynnika grzewczego co pozwala na unikanie przegrzania pomieszczeń i zmniejszenie kosztów ogrzewania. Może doprowadzić to do wychłodzenia grzejnika do temperatury pokojowej, jednak w przypadku gdy pomieszczenie wychłodzi się poniżej nastawionej temperatury zawór ponownie się otworzy i zwiększy ilość przepływającego czynnika.
Należy jednak unikać wietrzenia pomieszczenia przy najwyższej nastawie. Chłodna masa powietrza może zaburzyć odczyt głowicy otwierając zawór na pełny przepływ, jednak ogrzana przez grzejnik ciepła masa powietrza może zostać wywiana przez okno poza pomieszczenie. Warto wtedy zmniejszyć nastawę, aby nie marnować energii cieplnej.

Odpowiednia izolacja przegród budowalnych

Jeśli chcemy ograniczyć koszty ogrzewania należy najpierw odpowiednio wykonać izolację zewnętrznych przegród budynku. Do oceny izolacji wykonuje się audyt energetyczny z wykorzystaniem kamery termowizyjnej. Zastosowanie odpowiedniej izolacji przegród budowlanych znacząco pozwoli na zmniejszenie strat ciepła, co przełoży się na mniejsze zapotrzebowanie na energię cieplną w pomieszczeniu. Miejscem na które szczególnie należy zwrócić uwagę są otwory w przegrodach np. na okna i drzwi, połączenia elementów konstrukcyjnych np. belek i słupów oraz wysunięte poza ścianę zewnętrzną płyty stropowe np. balkon lub taras.

Podsumowanie

Na rynku znajduje się wiele rozwiązań pozwalające na zmniejszenie kosztów ogrzewania i zwiększenie dbałości o środowisko. Z uwagi na rosnące koszty paliw, wymiana urządzenia grzewczego na bardziej ekonomiczne lub odnawialne źródło energii staje się koniecznością.