Dobór i zbilansowanie ogrzewania domu
W dzisiejszym wpisie zajmiemy się zagadnieniem projektowania instalacji ogrzewczych i doboru urządzeń, które w obrębie tej instalacji będą współpracować.
Zadaniem instalacji centralnego ogrzewania jest wyprodukowanie odpowiedniej ilości ciepła do ogrzania domu i jego rozprowadzenie po budynku a następnie dostarczenie w żądanych proporcjach do poszczególnych pomieszczeń. Do projektowania i obliczeń przyjmuje się, że temperatura w łazienkach wynosić będzie 24°C a temperatura w pozostałych pomieszczeniach — 20°C. Inwestor może zażądać przyjęcia niższych temperatur do obliczeń zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń takich jak na przykład spiżarnia, garderoba, pomieszczenie gospodarcze czy garaż. Do obliczeń wykorzystuje się temperaturę zewnętrzną z przedziału -16…-24°C, w zależności od lokalizacji budynku w jednej z pięciu przyjmowanych dla Polski stref klimatycznych.
W skład instalacji centralnego ogrzewania wchodzi:
- źródło ciepła, tj. kocioł centralnego ogrzewania,
- urządzenia do bezpośredniego przekazywania ciepła do pomieszczeń, czyli grzejniki (kaloryfery) albo ogrzewanie płaszczyznowe (podłogowe, ścienne, sufitowe),
- armatura — przewody, zawory, naczynie wzbiorcze, niekiedy bufor ciepła,
- pompy i urządzenia sterująco-regulacyjne (np. sterownik pogodowy lub pokojowy).
Niektóre z urządzeń składających się na tę instalację jest uniwersalna, ale wiele trzeba dobrać do danego budynku.
Grzejniki / ogrzewanie płaszczyznowe
Bez względu na to, czy ciepło do pomieszczeń dostarczane będzie przez ogrzewanie podłogowe czy grzejniki, ich moc musi zostać właściwie dobrana do zapotrzebowania na ciepło.
Zapotrzebowanie na ciepło tak naprawdę jest zapotrzebowaniem na moc cieplną niezbędną do utrzymania stałej temperatury w pomieszczeniu. Chodzi więc o to, by straty ciepła z danego pomieszczenia, na drodze przenikania przez przegrody i wentylacji (nawiew zimnego powietrza przez nawiewniki lub szczeliny w oknach i wysysanie podgrzanego powietrza do innych pomieszczeń) były równoważone przez ciepło dostarczane przez grzejniki.
Jak się oblicza zapotrzebowanie na moc cieplną? Na przykład znając budowę ściany możemy obliczyć jej współczynnik przenikania ciepła oraz obliczyć straty ciepła przez powierzchnię ściany oraz mostki cieplne (np. styk ściany z płytą balkonu). Oczywiście straty ciepła są zależne od różnicy temperatur i będą niższe na początku sezonu grzewczego, niż w mroźne lutowe noce. Jednakże do obliczeń przyjmuje się zawsze największą różnicę temperatur, aby nie dopuścić do sytuacji, w której w silne mrozy w pokoju będzie zbyt zimno. Do obliczonego zapotrzebowania na moc cieplną dopasowuje się wielkość grzejnika oraz gęstość ułożenia rurek w przypadku ogrzewania podłogowego.
Kocioł centralnego ogrzewania
Mając zapotrzebowanie na moc poszczególnych pomieszczeń wystarczy je posumować aby otrzymać moc cieplną kotła niezbędną do ogrzania domu.
W tym miejscu warto wspomnieć o tym, czym kończy się niewłaściwe obliczenie mocy — zarówno kotła, jak i grzejników.
Przeszacowanie jej, to znaczy przyjęcia na poziomie większym, niż niezbędny, nie jest to bardzo groźne. Kupimy większy grzejnik, który nie będzie grzać z maksymalną wydajnością. Większy kocioł też nie będzie pracować przy maksimum możliwości. Niestety, w jego przypadku może to spowodować zmniejszenie trwałości, zależnie od sposobu regulacji pracy przy niepełnym obciążeniu. Jeśli w takiej sytuacji kocioł cyklicznie się włącza i wyłącza, praca przy zmniejszonym obciążeniu może być dla kotła niezbyt korzystna.
Niedoszacowanie mocy spowoduje po prostu niedogrzewanie pomieszczeń. W skrajnym przypadku, niedoszacowanie mocy o ok. 20%, spowoduje, że w pokoju zamiast 20°C będzie tylko 12°C.
Niekiedy w ślad za mocą kotła idzie dopasowanie wielkości zasobnika na paliwo w taki sposób, by wystarczył on na odpowiednio długi okres. Zakup dużego zbiornika na gaz płynny pozwoli tankować go tylko wiosną, gdy jest najtańszy. Podobnie jest ze zbiornikami na olej opałowy.
Pozostałe urządzenia
Dobór pozostałych urządzeń tak naprawdę ma niewielkie powiązanie z zapotrzebowaniem domu na ciepło. Warto tylko wspomnieć o zasobnikach (buforach) ciepła. Te urządzenia to tak naprawdę duże zbiorniki na gorącą wodę krążącą w instalacji ogrzewczej. Stosuje się je między innymi po to, by poprawić warunki pracy kotłów centralnego ogrzewania (np. zwiększyć temperaturę wody opuszczającej kocioł, co zapobiega zarastaniu wymienników sadzą i smołą). Oprócz tego, taki zasobnik może ułatwić obsługę instalacji ogrzewczej, zapewniając na przykład kilkudniową autonomiczność — raz naładowany ciepłem zasobnik może oddawać ciepło przez kilka dni. W takiej sytuacji kocioł centralnego ogrzewania wystarczy rozpalać co kilka dni.
Dużych buforów się jeszcze nie sprzedaje, bo byłyby po prostu za drogie. Dlatego większość użytkowników zrobiła je własnoręcznie lub zleciła ich wykonanie komuś, w większości z elementów pochodzących z odzysku.
Przykładowo, zasobnik o pojemności 1 500 litrów (cylinder o średnicy 80 cm i wysokości 3 m) współpracujący z instalacją ogrzewania podłogowego może zmagazynować w sobie ok. 100 kWh ciepła. Dla domu o zapotrzebowaniu na moc nieprzekraczającym 5 kW pozwoli to na zaspokojenie jego potrzeb grzewczych przez całą dobę.
