Budujemy Dom

Rozmowy o budowaniu domu - wybór ogrzewania

Artykuł na: 38-48 minut

Ogrzewanie domu to jedno z tych zagadnień, które najbardziej interesuje inwestorów. Ekspert budowlany w prosty sposób odpowiada na pytania związane z tą tematyką.

Rozmowy o budowaniu domu - wybór ogrzewania

Uwaga!Z artykułu dowiesz się:

  • Czym ogrzewać dom?
  • Czym się kierować przy wyborze kotłów gazowych?
  • Czym charakteryzują się kotły kondensacyjne?
  • Dlaczego kotły gazowe dzielimy na te z otwartą i zamkniętą komorą spalania?
  • Jakie są wady i zalety kotłów jednofunkcyjnych i dwufunkcyjnych?
  • Czym charakteryzują się kotły na paliwa stałe?
  • Jakie paliwo jest najlepsze?
  • Jak dobrać moc kotła na paliwa stałe?
  • Jak działa pompa ciepła?
  • Czy pompa ciepła może być jedynym urządzeniem grzewczym w domu?
  • Czy kolektorami słonecznymi można ogrzać dom?

Inwestor: Dzień dobry, chciałbym zasięgnąć fachowych opinii na temat tego, czym ogrzewać dom.

Ekspert budowlany: Ogrzewanie domu to jedno z tych zagadnień, które najbardziej interesuje inwestorów. Nic dziwnego, sposób dostarczania ciepła do budynku ma przecież ogromny wpływ na koszty utrzymania domu.

Dokładnie tak. Każdy chciałby mieć u siebie ciepło, ale przy tym nie wydawać majątku na rachunki. Jak więc najlepiej ogrzewać dom?

Dom można ogrzewać na wiele sposobów. Wybór konkretnego rozwiązania zawsze zależy po części od indywidualnych potrzeb i upodobań, a po części – od uwarunkowań lokalnych i możliwości finansowych inwestora. Podstawowe pytanie: czy ma pan dostęp do gazu ziemnego?

Jeszcze nie wiem, jestem dopiero na etapie wyboru działki.

To dobrze, że już teraz planuje pan sposób ogrzewania domu. Może się bowiem okazać, że na tej wybranej przez pana są ograniczone możliwości i brakuje opcji, która byłaby przez pana najbardziej pożądana. Weźmy wspomniany gaz – to paliwo grzewcze jest najchętniej wybierane przez inwestorów, którzy mają dostęp do sieci gazowej. Ma to jednak odbicie w cenie działek – te zgazyfikowane są droższe. Drugą kwestią, związaną z lokalizacją posesji, są zapisy miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego. Przykładowo mogą zawierać zakaz używania paliw stałych.

Jakie opcje są więc do wyboru?

Zacznijmy od podstaw. Od lat najbardziej rozpowszechnione jest u nas centralne ogrzewanie wodne – źródłem ciepła jest np. kocioł opalany gazem albo węglem, a rozprowadza je woda. Ogrzewanie powietrzne, zwane też nawiewowym albo nadmuchowym, stosowane jest dość powszechnie, ale nie w budownictwie jednorodzinnym, a w nowoczesnych biurowcach. Wynika to z tego, że ludzie, w mniejszym lub większym stopniu, źle znoszą ruch powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych, a także jego nadmierne przesuszenie. Systemy ogrzewania wodnego tych wad nie mają. Ponadto łatwiej jest rozprowadzić po budynku mieszkalnym cienkie rurki z wodą niż zajmujące o wiele więcej miejsca kanały powietrzne.

W rezultacie w domach prywatnych, przynajmniej w naszej części Europy, instalacje ogrzewania powietrznego stosuje się sporadycznie, najczęściej w połączeniu z modnymi ostatnio kominkami z DGP (dystrybucja gorącego powietrza). Ogrzewanie kominkowe tego rodzaju ma jednak zwykle tylko pomocniczy charakter i służy głównie lepszemu wykorzystaniu ciepła z rozpalanego od czasu do czasu kominka.

Z systemu rozprowadzania ciepła można w ogóle zrezygnować, montując grzejniki elektryczne lub elektryczne ogrzewanie podłogowe. Zamiast ciepła rozprowadzamy wtedy po domu energię elektryczną, co jest dużo łatwiejsze do zrealizowania. Ma to jednak zasadniczą wadę – w naszych warunkach ogrzewanie prądem jest dość kosztowne. Wprawdzie coraz częściej spotyka się opinię, że w domach bardzo dobrze izolowanych cieplnie ogrzewanie elektryczne może być racjonalnym wyborem (ze względu na niskie koszty instalacji nie potrzeba przecież kotła, kotłowni, kominów itd.), ale na pewno jest to jak na razie rozwiązanie niekonwencjonalne. Aby uniknąć przykrych niespodzianek, trzeba bardzo starannie wyliczyć zapotrzebowanie cieplne budynku oraz wykonać i dom, i samą instalację grzewczą ściśle według założeń.

Wykres: Koszty ogrzewania – cena za 1 kWh ciepła
Koszty ogrzewania – cena za 1 kWh ciepła.

A więc ogrzewanie powietrzne i elektryczne odpadają. Jakie są inne możliwości? Jeszcze raz podkreślę, że chciałbym ogrzewać skutecznie, ale tanio.

Tanio na etapie inwestycji czy eksploatacji? Czy chce pan wydać jak najmniej podczas budowy domu, czy też ogrzewać go jak najtaniej? Domyślam się odpowiedzi.

Oczywiście, że chciałbym mało zainwestować, a potem płacić niskie rachunki.

Niestety, to może być trudne. Każde źródło ciepła możemy oceniać w czterech kategoriach: koszty instalacji, koszty eksploatacji, łatwość obsługi i dostępność dla potencjalnych użytkowników. Gdyby było takie, które wypada najlepiej w każdej kategorii, wszyscy by je wykorzystywali. Tak więc np. źródła ciepła dostępne dla wszystkich i niekłopotliwe dla użytkownika, jak energia elektryczna, gaz płynny czy olej opałowy, są drogie w eksploatacji.

Z kolei bardzo tania w eksploatacji i praktycznie bezobsługowa jest gruntowa pompa ciepła, ale wymaga ona dużej inwestycji, a więc nie jest to rozwiązanie dla wszystkich. Za nieduże pieniądze można też ogrzewać dom drewnem albo węglem, bo względnie tanie są i kotły, i paliwo, ale wtedy nie ma mowy o bezobsługowości – trzeba zakasać rękawy, rozpalać ogień i dosypywać paliwo.

Jaki jest rozsądny czas zwrotu inwestycji w ogrzewanie domu? Menedżer budowy radzi...

Już teraz rozumiem pańskie pytanie o dostęp do gazu ziemnego. Chodzi o to, że ogrzewanie gazowe jest względnie tanie, a zarazem niekłopotliwe?

Nowoczesny kocioł gazowy
Nowoczesne kotły gazowe są praktycznie bezobsługowe. (fot. Rug Riello/Beretta)

Dokładnie tak. Kotły na gaz ziemny mają mnóstwo zalet jako źródło ciepła dla domu: są dość tanie w zakupie i instalacji, względnie tanie jest też paliwo, a obsługa – szczególnie nowoczesnych urządzeń – bezproblemowa, bo pracą kotła może zarządzać regulator automatycznie dostosowujący moc urządzenia do warunków atmosferycznych. Problem jest tylko jeden – korzystanie z gazu ziemnego wymaga dostępu do sieci przesyłowej, a za to zapłacić trzeba już na etapie zakupu działki – ziemia w rejonach zgazyfikowanych jest po prostu droższa niż tam, gdzie gazu nie ma.

Z racji tego, że nie mam jeszcze wybranej działki, nasza rozmowa musi być nieco teoretyczna. Chciałbym poznać wszystkie możliwości, a potem wybrać coś optymalnego. Jeśli jesteśmy przy gazie – czym ewentualnie powinienem się kierować przy wyborze kotłów gazowych?

Już na pierwszy rzut oka dostrzeże pan, że kotły gazowe dostępne są w wersji wiszącej i stojącej. Te pierwsze – lekkie i niewielkich rozmiarów – z łatwością można wpasować w rząd wiszących szafek kuchennych. Jeżeli jednak mają zasobnik, zajmują więcej miejsca. Urządzenia stojące mają zazwyczaj wbudowany zasobnik c.w.u., dlatego też są większe od modeli wiszących. Ze względu na ich rozmiary i wagę, nie nadają się do zamocowania na ścianie.

Z punktu widzenia kosztów eksploatacyjnych, ważniejszy jest inny podział urządzeń zasilanych gazem – na tradycyjne (konwencjonalne) i kondensacyjne. Te pierwsze są mniej wydajne, ponieważ nie wykorzystują całej energii zawartej w spalanym paliwie. Chodzi o parę wodną, która jest produktem spalania gazu. W urządzeniach tradycyjnych trafia ona do komina.

W kotłach kondensacyjnych ulega natomiast skropleniu, dzięki czemu można odzyskać zawartą w niej energię cieplną (stąd często spotykana w ich przypadku sprawność powyżej 100%). Modele kondensacyjne są nieco droższe od tradycyjnych, ponadto wymagają zapewnienia odpływu kondensatu wypływającego z kotła. W zamian otrzymujemy jednak urządzenie, które ma sprawność przeciętnie o 15% wyższą od kotła konwencjonalnego i zużywa mniej gazu.

Pewnie kotły kondensacyjne są droższe?

Początkowo były dużo droższe od klasycznych, ale teraz szybko tanieją. Moim zdaniem nie ma co się zastanawiać – warto kupić kocioł kondensacyjny, bo różnica w cenie zwróci się po kilku latach eksploatacji, a przez kolejne lata rachunki za gaz będą o kilkanaście procent niższe niż w wypadku kotła tradycyjnego.

Kotły kondensacyjne produkowane są nie tylko do spalania gazu ziemnego?

Tak. W sprzedaży są też urządzenia kondensacyjne spalające gaz płynny oraz olej opałowy. I ze względu na wysoką cenę tych paliw, kupowanie kotła innego niż kondensacyjny w tym wypadku zupełnie nie ma sensu.

Kocioł olejowy
Kotły olejowe wymagają dość częstej regulacji i czyszczenia palnika (fot. De Dietrich)

Pozostańmy więc przy gazie. Spotkałem się z podziałem kotłów gazowych na te z otwartą i zamkniętą komorą spalania. O co w tym chodzi?

Kocioł z otwartą komorą pobiera powietrze do spalania gazu z pomieszczenia, w którym go zainstalowano, a spaliny trafiają do przewodu kominowego. Takie urządzenie wymaga bardzo sprawnego systemu wymiany powietrza. Przy czym – ze względu na ryzyko przedostania się spalin do pomieszczenia – dopuszczalna jest tylko wentylacja grawitacyjna. W mechanicznej wentylator mógłby bowiem spowodować odwrócenie ciągu w kominie i cofnięcie spalin do wnętrza. Trzeba pamiętać, by kotłów z otwartą komorą spalania nie montować w łazience lub kuchni, ale w wydzielonej kotłowni, ewentualnie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu gospodarczym. Tak będzie dużo bezpieczniej.

Gaspol - zbiorik na gaz
Ogrzewanie domu gazem płynnym jest droższe niż gazem ziemnym, ponieważ do ceny paliwa trzeba doliczyć koszt zakupu lub dzierżawy zbiornika. (fot. Gaspol)
Kocioł na paliwo stałe w kotłowni
Ze względu na otwartą komorę spalania, kotły na paliwo stałe należy umieszczać w wydzielonej kotłowni (fot. SAS)

Rozumiem, że urządzenia z zamkniętą komorą spalania są bezpieczniejsze?

Bez wątpienia. I to one, choć droższe, dominują w sprzedaży. Dzięki wbudowanemu wentylatorowi, zapewniają zasysanie z zewnątrz niezbędnego powietrza oraz odprowadzanie tamże spalin. Działają niezależnie od wentylacji w pomieszczeniu – w takim wariancie nie trzeba więc rezygnować z mechanicznego systemu wymiany powietrza. Zamknięta komora spalania w kotle nie przysparza problemów z wychładzaniem wnętrz, a wyposażone w nią urządzenia można montować nie tylko w kotłowni, ale też w korytarzu, kuchni czy łazience. Wszystkie obecnie produkowane kotły z zamkniętą komorą spalania to urządzenia kondensacyjne.

Co ważne, w domach wolno stojących, przy zastosowaniu kotła z zamkniętą komorą spalania o mocy do 21 kW, komin wyprowadzony ponad dach można zastąpić przewodem powietrzno-spalinowym przechodzącym poziomo przez ścianę zewnętrzną.

Kocioł z zamkniętą komorą spalania
Minimalna kubatura pomieszczenia, w którym umieszczony jest kocioł z zamkniętą komorą spalania, to 6,5 m³. (fot. Junkers (Bosch))

Nie mówił pan jeszcze o mocy kotła, a sądzę, że to ważny parametr.

Dobiera się ją w zależności od tego, jak będzie podgrzewana woda użytkowa. W zasadzie jest bowiem regułą, że w domu wyposażonym w ogrzewanie gazowe kocioł służy również do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Zadanie to może być przy tym realizowane na dwa sposoby. Pierwszy polega na tym, że kocioł, nazywany jednofunkcyjnym, podgrzewa przy użyciu wody grzewczej (czyli tej krążącej w instalacji c.o.) wodę użytkową zmagazynowaną w 100–200-litrowym zasobniku.

Kiedy dostaje od zamontowanego w nim czujnika temperatury sygnał, że temperatura wody spadła poniżej określonego poziomu (np. 45ºC), przestaje ogrzewać mieszkanie, by przez kilka czy kilkanaście minut (albo dłużej, jeśli woda jest akurat pobierana z zasobnika) ogrzewać ją, np. do zadanych 50ºC. Zupełnie inaczej pracuje kocioł dwufunkcyjny, będący w istocie połączeniem kotła grzewczego z przepływowym podgrzewaczem wody. Z chwilą otwarcia kranu z ciepłą wodą urządzenie takie przełącza się na jej ogrzewanie, by natychmiast po zamknięciu kurka powrócić do ogrzewania mieszkania.

Kocioł z wbudowanym zasobnikiem
Kotły z wbudowanym zasobnikiem polecane są do większych domów, gdzie ciepłą wodę pobiera się w kilku punktach (fot. Junkers (Bosch))

Wydaje się, że to lepsze rozwiązanie, bo nie ma zagrożenia, że zasobnik się wyczerpie.

Obie metody podgrzewania wody mają swoje wady i zalety. W przypadku kotła jednofunkcyjnego do wad należy przede wszystkim konieczność znalezienia miejsca na zasobnik oraz to, że w razie ewentualnego znacznego poboru wody z zasobnika – np. po napełnieniu dużej wanny – na gorącą wodę trzeba trochę poczekać. Otrzymujemy za to możliwość bezproblemowego czerpania ciepłej wody w kilku punktach jednocześnie oraz zastosowania układu cyrkulacji, czyli połączenia punktów poboru ciepłej wody pętlą, w której podgrzana woda krąży nieustannie, a przynajmniej w porach, kiedy najczęściej się z niej korzysta. Dzięki temu ciepła woda pojawia się w kranie niemal natychmiast, co jest nie tylko wygodne, lecz także eliminuje straty wody związane z czekaniem na to, aż z rury spłynie zimna woda i pojawi się ciepła z zasobnika.

Kocioł dwufunkcyjny ma tę niewątpliwą zaletę, że po otwarciu kranu ciepła woda może z niego lecieć dowolnie długo. Jednak wszyscy użytkownicy przepływowych podgrzewaczy wody wiedzą, że mają one ograniczoną chwilową wydajność, a w rezultacie – w razie otwarcia drugiego, a tym bardziej trzeciego punktu poboru – temperatura wody (albo jej ilość) wyraźnie spada. Zmywanie naczyń, gdy inny domownik bierze akurat prysznic, może się więc skończyć rodzinną kłótnią.

Z natury kotła dwufunkcyjnego, który produkuje ciepłą wodę na bieżąco, wynika też brak możliwości zastosowania cyrkulacji, co sprawia, że korzystanie z ciepłej wody jest komfortowe tylko w przypadku punktów poboru położonych nie dalej niż kilka metrów od kotła. Trzeba też wiedzieć, że tzw. wtórne wymienniki ciepła, montowane w kotłach dwufunkcyjnych, są wrażliwe na złą jakość wody (nadmiar wapnia lub żelaza) i w takich warunkach szybko odkładają się w nich osady zmniejszające wydajność urządzenia.

Coś jednak muszę wybrać.

W mieszkaniach i małych domach, w których można zainstalować kocioł blisko kuchni i łazienki, stosuje się najczęściej kotły dwufunkcyjne. Natomiast w domach większych, gdzie punktów poboru ciepłej wody jest więcej, standardem jest montaż urządzenia jednofunkcyjnego z zasobnikiem. Dodatkowo pozwala to na podgrzewanie wody użytkowej przy użyciu innych źródeł ciepła, np. kominka, co w wariancie z kotłem dwufunkcyjnym jest niemożliwe.

Mogę dodać, że istnieje rozwiązanie będące dość udaną próbą pogodzenia wody z ogniem, które nazywa się kocioł dwufunkcyjny z zasobnikiem. Kocioł taki działa jak dwufunkcyjny, ale ma też wbudowany niewielki, kilkudziesięciolitrowy zasobnik buforowy, który eliminuje problem spadku temperatury ciepłej wody przy chwilowym dużym zapotrzebowaniu. Do tego małego zbiornika można też często podłączyć pętlę cyrkulacyjną. Takie kotły są w Polsce mało popularne, choć oferują je właściwie wszyscy wiodący producenci, a powodem jest cena – wyższa od modeli konwencjonalnych.

Wróćmy jednak do kwestii, o którą pan pytał – doboru mocy kotła. Otóż postępowanie uzależnione jest od rodzaju urządzenia oraz faktycznego zapotrzebowania na ciepło. Parametr ten jest określony w projekcie budynku. W domach jednorodzinnych montuje się zazwyczaj kotły o mocy 15–24 kW (w przypadku urządzeń jednofunkcyjnych) oraz 17–27 kW (modele dwufunkcyjne). Nie należy dobierać mocy urządzenia na zapas, bo może to skutkować tym, że nie będzie ono w stanie pracować w sposób ciągły i nastąpi jego szybsze zużycie w okresach przejściowych (wiosna, jesień).

Przejdźmy może do kotłów na paliwa stałe. Z tego co się orientuję, to one – szczególnie węglowe – dominują w naszym kraju. Ostatnio głośno o nich głównie w kontekście komunikatów o smogu.

To prawda, wiele urządzeń stosowanych w polskich domach jest przestarzałych, problemem jest też wrzucanie do pieca byle czego. Efektem są duszące kłęby dymu, widoczne i odczuwalne w wielu miejscach w sezonie grzewczym. Na szczęście, wiele oferowanych obecnie jednostek jest bardzo nowoczesnych, coraz mniej kłopotliwych w użytkowaniu i bardziej przyjaznych środowisku. Rośnie też świadomość inwestorów co do konieczności stosowania paliw jak najmniej uciążliwych dla otoczenia.

Mniej kłopotliwych w użytkowaniu? Ale przecież i tak ich obsługa jest dużo bardziej absorbująca, niż w przypadku urządzeń gazowych.

Nie da się ukryć, ale znów wracamy do złotego środka – konieczność uzupełniania paliwa to cena, jaką wielu inwestorów jest w stanie zapłacić za niższe koszty eksploatacyjne.

Poza tym obsługa kotłów na paliwa stałe wcale nie musi być tak kłopotliwa. Wszystko zależy od tego, jakie urządzenie pan wybierze. Kotły zasypowe, stosowane od lat, wymagają ręcznego załadunku paliwa – przynajmniej dwa razy na dobę. Najprostsze konstrukcje nie są wyposażone w żadne elementy elektroniczne – sterownik czy dmuchawę. Nie są więc uzależnione od zasilania energią elektryczną, co istotne tam, gdzie często zdarzają się awarie prądu. Nowocześniejsze modele mają wentylator nadmuchowy oraz mikroprocesorowy sterownik nadzorujący proces spalania. W tego typu kotłach można dość precyzyjnie sterować temperaturą wody grzewczej. Z reguły wyższa jest też ich sprawność.

A bardziej wygodna opcja?

Znacznie wyższy komfort eksploatacji zapewniają kotły wyposażone w zasobnik i podajnik paliwa. Zazwyczaj mają też sterownik zawiadujący ich pracą. Uzupełnia się je raz na kilka dni – dzięki automatyce dozowana jest taka ilość paliwa, jaka jest potrzebna w danym momencie. Takie urządzenia mają wyższą sprawność od kotłów zasypowych, ale muszą być podłączone do prądu.

Niektóre kotły wyposażone są w regulator pogodowy, który dobiera parametry wody grzewczej w zależności od temperatury zewnętrznej. Wybranymi modelami można sterować nawet za pomocą smartfona lub przez internet.

Nowoczesny kocioł z podajnikiem paliwa
Nowoczesny kocioł z podajnikiem paliwa nie jest tak kłopotliwy w obsłudze, jak urządzenia zasypowe (fot. Galmet)

Czym jeszcze różnią się kotły na paliwa stałe?

Wśród zasypowych wyróżniamy urządzenia ze spalaniem górnym i dolnym. W naszym kraju bardziej rozpowszechnione są te pierwsze. To konstrukcje tańsze i prostsze. Całe paliwo dostarczone do komory załadunkowej (która jest jednocześnie komorą spalania) zaczyna się szybko żarzyć, a kocioł w krótkim czasie uzyskuje maksymalną moc. W nowocześniejszych kotłach dolnego spalania proces ten przebiega albo w wydzielonej komorze spalania, albo w tylnej części komory zasypowej, a powstałe spaliny są następnie dopalane. Z tego powodu urządzenia te uznawane są za mniej toksyczne. Charakteryzują się też wyższą sprawnością, ale muszą być zasilane paliwem granulowanym dobrej jakości, np. węglem kamiennym typu orzech lub groszek.

No właśnie, jak to jest z tym paliwem? Węgiel to tylko jeden z wariantów?

Tak, najpopularniejszy, ale nie jedyny. Inne opcje to pelety, czyli sprasowane odpady drzewne, i drewno w postaci szczap. Do wyboru są też trociny, słoma czy brykiety drzewne. W specyfikacji każdego kotła znajduje się informacja na temat paliwa, jakim może być zasilany kocioł. Niektóre są wielopaliwowe, w innych można stosować wyłącznie jeden rodzaj opału.

W takim razie na który się zdecydować?

Dobór kotła pod względem możliwych do załadunku paliw jest kwestią indywidualną. Pod uwagę należy brać nie tylko jego cenę i wartość opałową, ale także lokalną dostępność. Dla mieszkańca Ślaska, mającego dostęp do taniego węgla, czy inwestora dysponującego własnym lasem, wybór jest oczywisty. Analogicznie – nie ma sensu zakup kotła np. na biomasę, jeżeli paliwo będziemy musieli transportować na większą odległość – może to być nieopłacalne ze względu na dużą objętość opału i koszt transportu. Kolejną kwestią jest ilość miejsca na składowanie opału, jaką dysponujemy. Najmniej trzeba go wygospodarować na węgiel. Znacznie więcej przestrzeni zajmuje drewno, nie mówiąc już o słomie.

Orientacyjna wartość opałowa popularnych paliw stałych.

Rodzaj paliwa Średnia wartość opałowa (MJ/kg)
Węgiel kamienny typu orzech 24–28
Węgiel kamienny typu ekogroszek 24–28
Węgiel kamienny – miał 19–26
Węgiel brunatny 7,5–21
Koks 27
Drewno opałowe suche 16–19
Brykiety 17–21
Pelety 17–22
Słoma zbożowa sucha 14–16

Uwaga! Wartość opałowa to ilość energii uzyskiwana z kilograma paliwa. Im jest ona większa, tym spalając tę samą ilość paliwa otrzymujemy więcej ciepła.

Jak wygląda kwestia doboru mocy kotła na paliwa stałe?

Mam tu podobną radę, jak w przypadku urządzeń gazowych – nie należy ulegać pokusie i wybierać modelu o mocy wyższej niż jest to konieczne. Kocioł na paliwo stałe funkcjonuje bowiem najsprawniej wtedy, gdy dostarcza ciepło na poziomie bliskim mocy nominalnej. Przewymiarowanie doprowadzi do zmniejszenia jego sprawności, negatywnie odbije się na trwałości urządzenia, może też prowadzić do jego przegrzewania, skutkującego awaryjnym wyłączaniem.

Porozmawiajmy jeszcze o mniej konwencjonalnych sposobach ogrzewania domu. Wiele się ostatnio mówi i pisze na temat pomp ciepła. Jak te urządzenia sprawdzają się w praktyce?

Pompy ciepła nie są jeszcze w naszym kraju zbyt rozpowszechnione, choć na świecie nie są niczym nowym. Warto podkreślić, że w domowej instalacji grzewczej pompa pełni taką samą rolę jak kocioł węglowy, gazowy czy elektryczny – zasila w ciepło instalację centralnego ogrzewania. Wykorzystuje zaś do tego ciepło zmagazynowane w ziemi, wodzie lub powietrzu oraz energię elektryczną. Nazwa "pompa ciepła" ilustruje przy tym w poglądowy sposób zasadę działania urządzenia: służy ono do "przetłaczania" darmowej energii cieplnej dostępnej w otoczeniu do wnętrza budynku. Wspomniana przez pana rosnąca popularność tego typu urządzeń wcale mnie nie dziwi.

Dzięki pompie ciepła, obniżymy koszty ogrzewania budynku. Pompy są przy tym bezobsługowe dla użytkownika, nie wymagają budowy komina, wykonywania przyłącza gazowego ani składowania opału w jakiejkolwiek postaci, nie ma też mowy o zagrożeniach związanych z wyciekiem gazu czy otwartym ogniem. Nie bez znaczenia jest również aspekt ekologiczny – znakomita większość energii dostarczanej przez pompę do domowej instalacji grzewczej to energia odnawialna, pozyskana z otaczającego budynek środowiska, do którego zresztą szybko wraca.

Proszę mi wytłumaczyć – jak to możliwe, by ciepło przepływało z zewnątrz, gdzie jest zimniej, do wnętrza budynku, gdzie jest cieplej?

To zjawisko jest znane od dawna. Na podobnej zasadzie działają choćby lodówki, które "przepompowują" ciepło ze swego wnętrza, gdzie jest zimniej, do cieplejszego otoczenia. Konkretyzując – wyziębiony czynnik chłodniczy wpływa do pierwszego wymiennika ciepła, zwanego parownikiem, gdzie ogrzewa się i paruje, pobierając tym samym energię cieplną. Para trafi a do sprężarki napędzanej energią elektryczną. Gwałtownemu przyrostowi ciśnienia towarzyszy wzrost temperatury czynnika chłodniczego nawet do 90ºC, potem w postaci tzw. przegrzanej pary wpływa on do drugiego wymiennika ciepła zwanego skraplaczem. Tam dochodzi do kondensacji pary, w wyniku której wydziela się ciepło. Ochłodzony już czynnik w postaci ciekłej trafi a do zaworu rozprężnego, w którym dochodzi do gwałtownego spadku temperatury i ciśnienia czynnika. Następnie trafi a on do parownika i cykl się zamyka.

System grzewczy z pompą ciepła składa się z trzech obiegów, z których środkowy to agregat chłodniczy, tylko o znacznie większej mocy niż te w lodówkach. Zadaniem pierwszego obiegu jest dostarczanie do parownika ciepła rozproszonego w ziemi, wodzie lub powietrzu – w obiegu tym krąży zazwyczaj woda lub wodny roztwór soli albo glikolu. Pompa ciepła przekazuje ciepło do skraplacza, skąd odbiera je woda krążąca w trzecim obiegu, zaopatrującym dom w ciepło.

Brzmi to bardzo skomplikowanie.

Ale działa i to bardzo efektywnie. W przypadku zupełnie przeciętnej pompy ciepła na każdy 1 kW energii potrzebnej do napędzania sprężarki przypadają aż 2–3 kW pobrane z otoczenia, i to wcale nie jest magia, ale fakt wynikający z praw termodynamiki. W rezultacie przy poborze mocy z sieci elektroenergetycznej wynoszącym 1 kW uzyskujemy aż 3–4 kW użytecznej mocy cieplnej.

Czy pompa ciepła może być jedynym urządzeniem grzewczym w domu?

Tak, ale zwykle nie jest to rozwiązanie najkorzystniejsze, i to nawet pomijając fakt, że uzależnianie się od jednego urządzenia grzewczego, które przecież zawsze może się popsuć, jest w naszym klimacie ryzykowne. Ważniejsze jest co innego. Otóż zdecydowana większość producentów pomp ciepła zaleca, by przy doborze urządzenia dla domu jednorodzinnego przyjąć moc pompy na poziomie ok. 80% maksymalnego zapotrzebowania na ciepło, czyli mocy wymaganej podczas największych mrozów.

Dlaczego?

Przyjmowanie wyższego współczynnika jest niecelowe, bowiem instalacja o większej mocy jest droższa, co wydłuża okres zwrotu inwestycji, wyższe są też jej koszty eksploatacyjne (bo większa jest sprężarka) przez zdecydowaną większość sezonu grzewczego, kiedy to praca na pełnej mocy nie jest do niczego potrzebna. Bardziej już opłaca się, by sporadycznie, w czasie długotrwałych, silnych mrozów, dom dogrzewała wbudowana w mniejszą pompę pompę grzałka elektryczna.

Jednak jeszcze korzystniejszym rozwiązaniem – popularnym szczególnie w przypadku powietrznych pomp ciepła – jest tzw. instalacja biwalentna, czyli układ, w którym podczas największych mrozów pompa współdziała z innym źródłem ciepła – kotłem gazowym, olejowym lub węglowym, czy choćby po prostu kominkiem. Odpowiednie ustawienia sterownika takiej instalacji albo świadome działania użytkownika (np. napalenie w kominku) powodują, że dom jest ogrzewany przy użyciu tego źródła energii, które jest w danym momencie najtańsze. Wiele zależy przy tym od tego, na jaką konfigurację urządzeń grzewczych pan się zdecyduje – na przykład gdy do zasilania pompy ciepła wykorzysta się tanią energię elektryczną ze słońca, to taki układ będzie pod względem kosztów eksploatacji właściwie nie do pobicia.

Mówi pan o kolektorach słonecznych? Czy nie mógłbym nimi ogrzewać domu?

W naszym klimacie to nie najlepszy pomysł. Jeśli zbuduje pan baterię kolektorów, która będzie miała znaczący udział w bilansie cieplnym domu zimą, to latem, kiedy słońca jest o wiele więcej, wystąpią ogromne problemy z zagospodarowaniem nadmiaru ciepła – no, chyba że zdecyduje się pan na basen. Ale do podgrzewania wody użytkowej kolektory jak najbardziej się nadają, bo zdecydowanie redukują częstość załączania kotła latem, kiedy nie ogrzewa on domu, a więc za każdym razem, kiedy trzeba ogrzać wodę, najpierw musi nagrzać się sam kocioł. To znajduje odbicie w kosztach eksploatacyjnych. A w przypadku, gdy ktoś używa kotła węglowego, rozpalanie go latem tylko po to, by podgrzewać wodę, byłoby po prostu nierozsądne, nie mówiąc już o niewygodzie.

Szczerze mówiąc jestem zaskoczony, że radzi pan postawić na kilka źródeł ciepła, a nie jedno.

Tak się po prostu opłaca, poza tym dochodzi kwestia niezawodności. W razie awarii ogrzewania podczas silnych mrozów nawet dobrze ocieplony budynek wychłodzi się w ciągu kilkunastu godzin do poziomu uniemożliwiającego mieszkańcom normalne funkcjonowanie, a po następnych kilkunastu instalacja wodna będzie już narażona na rozsadzenie rur. Rozsądek nakazuje, by dom był przed tym chroniony. Tylko drugie źródło ciepła zagwarantuje panu spokój. Może być nawet niewygodne w obsłudze, jak zwykły kocioł na węgiel, albo nieekonomiczne, jak kocioł elektryczny, ale lepiej, żeby było. Nawet prosty kominek będzie wybawieniem.

To jednak nie wszystko. Niech pan zauważy, że posiadanie dwóch, a jeszcze lepiej kilku źródeł ciepła o odmiennym charakterze pozwala na skuteczne eliminowanie niedogodności wiążących się z korzystaniem tylko z jednego z nich. W wielu domach używa się na przykład i kotła gazowego, i kotła węglowego albo kominka. Węglem czy drewnem "przepala się" przed właściwym sezonem grzewczym, a gaz włącza dopiero wtedy, kiedy to konieczne. Z kolei – dla odmiany – gdy mróz trzyma i gazomierz szaleje, znów uruchamia się kocioł lub kominek, żeby zmniejszyć zużycie gazu.

Kocioł elektryczny i kominek
Przykład wykorzystania dwóch źródeł ciepła – kotła elektrycznego i kominka (fot. Kospel)

Jakie jeszcze kombinacje energetyczne wchodzą w grę?

Wszystko zależy od tego, jakie środki chce pan zainwestować i na ile ważna jest dla pana wygoda, a na ile koszty ogrzania domu. I jeszcze jedno: o wyborze sposobu ogrzewania domu należy zdecydować jeszcze przed zleceniem wykonania projektu architektonicznego, bo jeśli zamierza pan ogrzewać go przy użyciu wygodnego w obsłudze, ale drogiego źródła energii, na przykład gazem płynnym albo olejem opałowym, to zachęcam do rezygnacji z klasycznej wentylacji grawitacyjnej i zainstalowania systemu wentylacji mechanicznej z rekuperacją.

Wentylacja mechaniczna z rekuperatorem
Sposobem na ograniczenie strat ciepła jest zastosowanie systemu wentylacji mechanicznej z rekuperacją (fot. Concept Air)

Rekuperacja? Słyszałem o tym, ale nie za bardzo wiem, na czym polega.

Korzystanie z tradycyjnej wentylacji grawitacyjnej wiąże się ze znacznymi stratami ciepła, które po prostu ucieka z budynku. Sposobem jest zastosowanie wentylacji mechanicznej, czyli wymuszonej przez wentylatory, zasysające do domu świeże powietrze i wyrzucające zużyte. Jej działanie nie jest zależne od warunków atmosferycznych i można je precyzyjnie kontrolować, uwzględniając także chwilowe zapotrzebowanie na świeże powietrze.

Ponadto jeśli zgrupujemy wentylatory odpowiadające za czerpanie i wyrzut powietrza w jednym urządzeniu – zwanym centralą wentylacyjną – i zamontujemy tam odpowiedni wymiennik ciepła, to w okresie, gdy na dworze jest zimniej niż w budynku, możemy ogrzewać zasysane powietrze ciepłem odbieranym od tego usuwanego ma zewnątrz. Wymiennik taki nazywany jest rekuperatorem.

To bardzo ciekawe rozwiązanie, ale pewnie kosztowne.

Centrala wentylacyjna to dość kosztowne rozwiązanie, ale – jestem przekonany – bardzo przyszłościowe. Dlatego proponuję odłożyć rozmowę o nim na jedno z kolejnych spotkań, aby móc poświęcić mu więcej czasu. To samo tyczy się innych, mniej konwencjonalnych urządzeń grzewczych, o których tu tylko wspomnieliśmy – pomp ciepła i kolektorów słonecznych.

Redakcja BD

aktualizacja: 2018-07-30

Dodaj komentarz

Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 
 
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Konkurs De Dietrich Technika Grzewcza z okazji 20-lecia działalności firmy w Polsce!
Konkurs De Dietrich Technika Grzewcza z okazji 20-lecia działalności firmy w Polsce! W tym roku firma De Dietrich Technika Grzewcza obchodzi 20-lecie działalności na polskim rynku. Po uroczystej gali, która odbyła się w czerwcu, ...
Nagroda Red Dot Award 2018 dla aplikacji multiMATIC firmy Vaillant
Nagroda Red Dot Award 2018 dla aplikacji multiMATIC firmy Vaillant Aplikacja mobilna multiMATIC została nagrodzona Red Dot Award 2018 w kategorii wyglądu interfejsu. Firmy i projektanci z 45 krajów zgłosili ...
Wszystkie kotły ATMOS w 5 klasie z dodatkowym certyfikatem EKODESIGN=EKOPROJEKT
Wszystkie kotły ATMOS w 5 klasie z dodatkowym certyfikatem EKODESIGN=EKOPROJEKT 1. Kocioł zgazujący drewno DC70GSX w nowoczesnej wersji uzyskał powiększoną do 280l komorę załadowczą. Maksymalna długość polan spalanych ...

Kocioł na paliwo stałe - jaki wybrać?

Na co należy zwracać szczególną uwagę wybierając kocioł na paliwa stałe?

polecane produkty i technologie

Najlepsze sposoby ogrzewania domu

Wybór ogrzewania jest jedną z ważniejszych decyzji podczas budowy wymarzonego domu i w czasie jego remontu. Istnieje wiele metod dostarczania do domu ciepła. To, na jaki sposób się zdecydujemy, zależy od wielu czynników: rodzaju pomieszczeń, możliwości technicznych, w tym również dostępności źródeł energii czy też uwarunkowań finansowych.
Najbardziej znane marki
Kotły gazowe - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Kotły na paliwo stałe - ranking rozpoznawalności firm i produktów

Budujemy Dom 9/2018

Tradycyjnie już tematem numeru jesiennego wydania naszego miesięcznika jest smog w Polsce. Już niedługo zaczyna się sezon grzewczy i informacje na...

Tylko 9,95 zł

Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Dom Energooszczędny Vademecum ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze