Sposób na ciepło

W wielu przypadkach użytkownicy nowego domu dowiadują się z przykrością, że zainstalowany kocioł centralnego ogrzewania nie spełnia ich wszystkich oczekiwań. Do najczęściej spotykanych mankamentów należą: zbyt wysokie koszty eksploatacji, brak dostatecznej ilości ciepłej wody i... częste wizyty serwisanta.

Obecnie na rynku mamy ogromny wybór kotłów centralnego ogrzewania. Nawet jeśli ograniczymy się do wyrobów tylko jednego producenta i tylko kotłów na gaz, kwestia właściwego wyboru kotła sprawia wiele trudności. Mamy bowiem do wyboru kotły stojące lub wiszące, jedno- lub dwufunkcyjne, atmosferyczne, z zamkniętą komorą spalania (turbo) lub kondensacyjne, z zasobnikiem zintegrowanym lub wolno stojącym, z zasobnikiem konwencjonalnym lub warstwowym, bez lub z automatyką pokojową lub pogodową. Użytkownik ma problem z podjęciem trafnej decyzji przy zakupie kotła, nawet po przeprowadzeniu konsultacji w kilku hurtowniach. W każdej dowie się czego innego. Hurtownie preferują różnych producentów i różne rodzaje kotłów w zależności od im tylko znanych kryteriów. Często czynią to przy braku gruntownej znajomości charakterystyki technicznej polecanych urządzeń i nie pytając szczegółowo klienta o warunki, w jakich ma funkcjonować nasz kocioł, a są to najważniejsze kryteria prawidłowego doboru kotła. Złym kryterium wyboru jest kierowanie się jak najniższą ceną kotła. Taki wybór prowadzi najczęściej do bardzo wysokich kosztów eksploatacji z powodu dużego zużycia gazu, złego funkcjonowania urządzenia, a w konsekwencji jego częstych napraw. Po pewnym czasie użytkownik dochodzi do wniosku, że chcąc zaoszczędzić, wybrał najkosztowniejsze rozwiązanie. Warunki użytkowania Gwarancją prawidłowego doboru kotła jest określenie właściwych warunków jego użytkowania. Do nich zaliczyć należy: ● obliczenie zapotrzebowania mocy kotła na potrzeby ogrzewania budynku (z uwzględnieniem indywidualnej temp. pomieszczeń, wg normy 20°C) i podgrzewania wody użytkowej, ● lokalizacja kotła w budynku (osobne pomieszczenie: suterena, parter, poddasze lub kuchnia, łazienka), ● sposób odprowadzania spalin (komin, szacht, system powietrzno-spalinowy), ● rodzaj i wydajność instalacji nawiewnej i wentylacyjnej w pomieszczeniu kotła, ● położenie punktów poboru ciepłej wody (lokalizacja kuchni i łazienek w budynku).
Udział w sprzedaży kotłów kondensacyjnych wiszących w Europie
Podstawy doboru Jak wynika z powyższego, dobór kotła nie jest prostym zadaniem i powinien być dokonywany już na etapie projektowania budynku, ponieważ jest to urządzenie, które wymaga dopasowania do ważnych elementów konstrukcyjnych i funkcjonalnych budynku mieszkalnego. Z formalnego punktu widzenia podstawą doboru mocy grzewczej kotła jest bilans cieplny ogrzewanych pomieszczeń przeprowadzony według Polskich Norm; PN-83/B-03406, PN-82/B-02020 i PN-68/B-03407. Na podstawie bilansu cieplnego (obliczenia strat ciepła przenikającego przez ściany zewnętrzne, okna i drzwi, dach, podłogę i tzw. mostki cieplne) można dokładnie obliczyć zapotrzebowanie mocy kotła do ogrzania budynku. Jest to zadanie dla projektanta. Zapotrzebowanie mocy kotła na podgrzewanie wody użytkowej będzie uzależnione od liczby osób i ich preferencji w tym zakresie. Zużycie ciepłej wody użytkowej o temperaturze 40°C wynosi od 30 do 50 litrów na osobę na dzień. Zwykle do podgrzewania wody wykorzystuje się najczęściej przerwy pracy kotła na centralne ogrzewanie, jednakże odpowiednio szybkie podgrzewanie wody i skrócenie przerw na ogrzewa- nie budynku wymaga zwiększenia mocy kotła. W tabeli podano szacunkowe zapotrzebowanie na moc kotłów gazowych o sprawności ok. 90% dla podgrzania 50 l wody o 30 i 50°C w zależności od czasu podgrzewania. Zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie budynku i podgrzewanie wody stoi w pewnej sprzeczności. Do ogrzania budynku o powierzchni 200 m² zbudowanego wg współczesnych wymagań prawnych, rozsądnego projektu i dobrych materiałów wystarcza moc kotła 10-12 kW, podgrzanie wody w 100-litrowym zasobniku dla 4 osób w czasie do 60 minut (2 x 30 minut) będzie wymagało mocy rzędu 20 kW. Zakupiony kocioł pod potrzeby ogrzewania (o niskiej mocy) będzie potrzebować dużo czasu na podgrzewanie wody i wychładzać budynek na skutek zbyt długich przerw w ogrzewaniu. Kocioł zakupiony pod potrzeby ciepłej wody (o dużej mocy) będzie niekorzystnie pracować na ogrzewanie budynku, będzie włączać się na krótko i często. Taki sposób działania kotła spowoduje większe koszty jego eksploatacji i szybsze zużycie. Tabela 1
Zapotrzebowanie mocy dla podgrzania 50l wody o 30°C
Czas min. 30 60 90 120
Moc kW 6 3 2 1,5
Zapotrzebowanie mocy dla podgrzania 50l wody o 50°C
Czas min. 30 60 90 120
Moc kW 10 5 3,3 2,5
Z tego powodu korzystniejszy będzie kocioł, który może pracować ze zmienną mocą. Do wyboru są kotły stojące dwustopniowe, które mogą pracować z mocą ok. 50-60% mocy nominalnej (pierwszy stopień mocy) i z mocą pełna 100% (stopień drugi). Są one jednak droższe od kotłów stojących jednostopniowych. Jeszcze bardziej korzystnym rozwiązaniem będzie zastosowanie kotła atmosferycznego lub turbo z ciągła zmianą mocy, tj. kotła z modulacją, który potrafi w każdej chwili (przy pracy na c.o. i c.w.u.) ocenić zapotrzebowanie na moc i odpowiednio dopasować ją do bieżących potrzeb. Te typy kotłów występują najczęściej wśród kotłów wiszących. Są one zwykle znacznie tańsze od kotłów stojących i nie ustępują im niezawodnością i trwałością. A może kondensacja? Optymalne, ze względu na niskie koszty eksploatacyjne, niezawodność działania i trwałość, są kotły kondensacyjne. Charakteryzują się największym zakresem modulacji. Występują w każdej postaci, jako kotły wiszące jedno- i dwufunkcyjne, stojące z oddzielnym zasobnikiem zwykłym lub warstwowym, stojące ze zintegrowanym zasobnikiem warstwowym (kompletna kotłownia). Koszt ich zakupu jest wyższy od pozostałych kotłów, lecz inwestycja szybko się zwraca ze względu na znacznie niższe koszty eksploatacji. Kotły kondensacyjne są zbudowane z najlepszych materiałów konstrukcyjnych, dzięki czemu należą do najtrwalszych, najbardziej niezawodnych i od kilku lat najpopularniejszych w wielu krajach zachodnich. Miejsce dla kotła Kocioł centralnego ogrzewania powinien być umieszczony w budynku w takim miejscu, które gwarantuje mu prawidłowe funkcjonowanie. Nieodzownym warunkiem jest dostarczanie do kotła czystego powietrza w odpowiedniej ilości. Ten warunek jest trudny do osiągnięcia w takich pomieszczeniach jak suterena, która wykorzystywana jest jako pralnia i suszarnia, czy warsztat drobnych robót stolarskich lub ślusarskich, bądź magazyn wszelkich dóbr, w tym szczególnie chemicznych, typu kleje, lakiery, rozpuszczalniki itp. Wątpliwymi pomieszczeniami, pod tym względem, są też kuchnia (z powodu oparów tłuszczu) i łazienka ze względu na aerozole, lakiery do włosów itp. Zanieczyszczone powietrze wpływa na zmniejszenie trwałości kotła. Zniszczeniu ulegają palniki, wymienniki ciepła i inne elementy, które stykają się, w takich przypadkach, z agresywnymi i "brudnymi" spalinami. Umieszczenie kotła na poddaszu (kotłownia strychowa) jest korzystnym rozwiązaniem (np. ze względu na krótki i prosty komin w przypadku kotłów turbo i kondensacyjnych), o ile zostaną spełnione pewne nieodzowne warunki. Kocioł w najwyższym punkcie instalacji grzewczej będzie narażony na pracę "na sucho", gdy instalacja grzewcza nie będzie należycie wykonana pod względem szczelności. W przypadku braku wody odpowiednie zabezpieczenia fabryczne będą powodować wyłączenia kotła, by nie uległ on zniszczeniu, jednak częste wyłączenia i konieczność uzupełniania wody grzewczej będą wyraźnym dyskomfortem dla użytkowników. Nie jest też wykluczone najmniej korzystne wydarzenie - zniszczenie kotła na skutek przegrzania. Jednakże wykonanie szczelnej instalacji jest możliwe i kotłownie strychowe są często stosowane w krajach zachodnich. Powietrze do spalania Kolejnym ważnym warunkiem jest dostateczna ilość powietrza do spalania. Z tym są często poważne kłopoty ze względu na powszechną tendencję do stosowania szczelnych okien i drzwi, uszczelniania wszelkich pomieszczeń w budynku w obawie przed utratą ciepła, łącznie z pomieszczeniem, w którym znajduje się kocioł. Brak powietrza bardzo niekorzystnie wpływa na pracę kotła; niespalony gaz ucieka do komina, kocioł ulega zabrudzeniu, traci sprawność, zmniejsza się jego trwałość, a w skrajnym przypadku może spowodować zagrożenie dla zdrowia i życia domowników poprzez wydzielanie do pomieszczenia toksycznego tlenku węgla. Aby zapewnić właściwa ilość i czystość powietrza do spalania, można zastosować kocioł, który będzie czerpał powietrze z zewnątrz. Dwie duże rodziny kotłów mają takie możliwości: kotły z zamkniętą komorą spalania (turbo) i kotły kondensacyjne. Czerpanie powietrza z zewnątrz i wyprowadzanie spalin odbywa się poprzez system powietrzno-spalinowy koncentryczny (rura w rurze) lub rozdzielny (osobna rura spalinowa i osobna rura powietrzna). Przy zastosowaniu fabrycznego systemu powietrzno-spalinowego nie jest potrzebny murowany komin ani szacht. Innym rozwiązaniem jest wykorzystanie szachtu jako pionowego kanału do wyprowadzenia rury spalinowej i przestrzeni, z której czerpane jest czyste powietrze do spalania. Na odpowiednie rozwiązanie należy się zdecydować na etapie projektu budynku. Punkty poboru c.w. "Odwiecznym" problemem jest lokalizacja punktów poboru ciepłej wody (kuchni i łazienek) względem miejsca zainstalowania kotła jednofunkcyjnego i zasobnika lub tym bardziej kotła dwufunkcyjnego. W większości spośród tysięcy reklamowych projektów budynków jednorodzinnych, udostępnianych na płytach CD przez biura projektowe i redakcje czasopism z branży budowlanej, usytuowanie pomieszczeń kotłów jest nieprawidłowe. Kocioł lokowany jest w jednym rogu budynku, odbiorniki ciepłej wody w drugim przeciwległym. W takim przypadku stosowanie kotłów dwufunkcyjnych jest wykluczone, a instalacje cyrkulacyjne ciepłej wody z zasobnika pożerają znaczną część ciepła, powodując niepotrzebne straty eksploatacyjne. Innym równie dotkliwym problemem ze względu na ogrzewanie są koszmarnie rozwinięte powierzchnie boczne budynków i skomplikowane, połamane dachy, co przyczynia się do ogromnych strat na ogrzewaniu budynku. Należy sobie uświadomić, że za fantazję, a nierzadko i błędy projektantów, płacić będą użytkownicy. Może więc warto już na etapie projektowania budynków skonsultować się ze specjalistami od ogrzewnictwa. Autor: dr inż. Jan Siedlaczek Źródło: