Współczesny trend w branży budowlanej jest taki, aby nowo powstałe budynki generowały jak najmniejsze straty ciepła, a tym samym zużywały jak najmniej energii. Na świecie powstają już nawet projekty budynków samowystarczalnych, które nie wymagają dostarczania energii z zewnątrz.

W naszym klimacie większość dostarczanej energii do obiektu zużywana jest na jego ogrzanie w okresie zimowym oraz przygotowanie ciepłej wody przez cały rok. Instalacje wodne w budynkach pasywnych i energooszczędnych muszą się różnić od standardowych rozwiązań po to, by zapewnić optymalne warunki bytowe przy jednoczesnym minimalnym zużyciu energii. Jak zatem powinna wyglądać instalacja przygotowania ciepłej wody i instalacja centralnego ogrzewania?

Ciepła woda w budynku energooszczędnym

Jeśli chodzi o podgrzanie ciepłej wody użytkowej niewątpliwie sprawdzą się w tego typu budynkach wszystkie rozwiązania bazujące na wykorzystaniu energii odnawialnej, np. pompy ciepła, kolektory słoneczne czy też ogniwa fotowoltaiczne. Samo jednak podgrzanie wody to nie wszystko. Najważniejszą rzeczą jest jej odpowiednie zmagazynowanie. Tutaj istotny jest dobrze dobrany zasobnik z odpowiednią klasą izolacji i dostosowany do liczby osób w gospodarstwie domowym. Będzie to później miało wpływ na zużycie energii. Chodzi o to, żeby w jak najlepszym stopniu wykorzystać dostępną w danej chwili energię, np. ze Słońca, i móc ją „przechować”. W takich systemach należy podgrzać wodę do jak najwyższej temperatury, przy czym – żeby możliwe było korzystanie z niej w sposób komfortowy – konieczne jest zastosowanie mieszaczy termostatycznych (rys. 1) chroniących użytkowników przed poparzeniem i zapewniających im optymalne parametry wody.

Armatura_do_instalacji_energooszczednych_Biernacki236-1

Mieszacze termostatyczne dodatkowo ograniczają zużycie wody zarówno zimnej, jak i ciepłej, ponieważ użytkownik nie traci czasu na ustawianie odpowiedniej temperatury – jest ona utrzymywana automatycznie. Jeżeli budynek jest zaopatrzony w cyrkulację ciepłej wody użytkowej, wybór pompy pracującej w takim układzie powinien być dokonywany ze względu na jej zużycie energii. Należy pamiętać, że taka pompa pracuje w trybie ciągłym przez cały rok. Warto także pomyśleć o jej sterowaniu w okresach, kiedy nie jest konieczna cyrkulacja (np. noc, czas, kiedy wszyscy są w pracy itp.), lub zamontowaniu pompy wyposażonej już w takie sterowanie.

Ogrzewanie w budynku energooszczędnym

Instalacja centralnego ogrzewania jest nieco bardziej skomplikowana i powinna się znacznie różnić od rozwiązań stosowanych w tradycyjnych budynkach. Przede wszystkim całkowicie należy odrzucić rozwiązania wysokotemperaturowe. Nie stosuje się w takich instalacjach grzejników. Ciepło przekazywane jest poprzez ogrzewanie płaszczyznowe: podłogowe, sufitowe czy ścienne. Zanim przejdziemy do poszczególnych elementów instalacji mających wpływ na energooszczędność, należy zwrócić uwagę na instalację jako całość. Główną jej cechą powinien być szeroki zakres modulacji mocy oraz możliwość bardzo precyzyjnej regulacji temperatury w poszczególnych pomieszczeniach. Dlaczego te parametry są tak ważne?

Budynki energooszczędne lub pasywne charakteryzują się bardzo niskim zapotrzebowaniem na ciepło. Każda zatem zmiana wewnątrz budynku generująca ciepło (przyjście domowników, gości; gotowanie) ma bardzo duży wpływ na temperaturę w pomieszczeniach. Wiąże się to z tym, że zarówno źródło ciepła, jak i sama automatyka budynku powinny natychmiast reagować na takie zmiany lub wręcz je uprzedzać. Niepożądane są zatem wszelkie nagłe skoki temperatur – instalacja powinna pracować płynnie i stabilnie oraz musi być ściśle związana z warunkami pogodowymi. Każdy zatem element systemu grzewczego przyczyniający się do stabilnego jego działania będzie przynosił wymierne korzyści w postaci oszczędności.

Zacznijmy od początku, czyli od kotłowni. Jak już wspomniałem, źródło ciepła powinno posiadać informacje o pogodzie, a więc nieuniknione jest podłączenie czujnika pogodowego. Niekiedy próbuje się oszczędzać na tym elemencie, co powoduje zwiększone zużycie paliwa i niestabilną pracę źródła ciepła. Na dłuższą metę to się więc nie opłaca, a oszczędności są tylko pozorne. Kolejnym bardzo ważnym elementem każdej instalacji jest pompa lub pompy (rys. 2), bowiem dzisiaj nawet małe instalacje podzielone są na strefy grzewczy, a każda posiada własną pompę.

Armatura_do_instalacji_energooszczednych_Biernacki236-2

Tym bardziej należy zwrócić uwagę na ich maksymalne zużycie prądu, odpowiedni dobór i ustawienie. Aktualnie dostępne pompy na rynku wyposażone są w elektronikę umożliwiającą wybór kilku trybów pracy dostosowanych do potrzeb konkretnej instalacji. I tak np. dla ogrzewania grzejnikowego dedykowany jest tryb ciśnienia proporcjonalnego, natomiast dla ogrzewania podłogowego – tryb stałociśnieniowy. W jaki sposób należy dobrać pompę do danej instalacji? Przede wszystkim musimy znać wartość przepływu, jaki jest potrzebny, aby zapewnić odpowiednie rozprowadzenie energii w instalacji. Przepływy obliczane są na podstawie zapotrzebowania budynku na ciepło i parametrów pracy instalacji.

Takich czynności dokonuje projektant. Także do jego zadań należy obliczenie oporów hydraulicznych instalacji, jakie powinna pokonać pompa. Za duża pompa będzie powodować większe zużycie prądu i droższe koszty eksploatacji. Za mała sprawi dużo problemu, ponieważ część obiektu może być niedogrzana. Obecne pompy obiegowe mają niskie zużycie prądu, a dzięki wbudowanej elektronice dodatkowo reagują na zmiany w instalacji, na bieżąco obniżając swoją wydajność i pobór mocy.

Regulacja w pętlach

Sama instalacja oraz zamontowana w niej armatura ma także bardzo duży wpływ na późniejszą energooszczędność budynku. W przypadku ogrzewania płaszczyznowego istotna jest regulacja przepływu w poszczególnych pętlach grzewczych oraz możliwość ich odcięcia w przypadku uzyskania wymaganej temperatury w pomieszczeniu. Aby to było możliwe, konieczne jest zamontowanie w takiej instalacji rozdzielaczy uzbrojonych w przepływomierze i zawory termostatyczne (rys. 3).

Armatura_do_instalacji_energooszczednych_Biernacki236-3

Każdy profesjonalny projekt powinien zawierać wytyczne dotyczące regulacji hydraulicznej, natomiast często jest inaczej. Wiadomo, że poszczególne pętle ogrzewania podłogowego posiadają różną długość, a tym samym różny opór hydrauliczny. Aby odpowiednio zrównoważyć te opory, należy tak ustawić przepływomierze w rozdzielaczu podłogowym, aby przepływ był dopasowany do długości rury.

Tutaj w przybliżeniu można przyjąć na każde 100 metrów rury o średnicy 16 x 2 mm – około 2-2,3 l/min. Należy jednak pamiętać, że nie powinno robić się dłuższych pętli niż 100-110 m. Bardzo często spotyka się instalacje ogrzewania podłogowego, gdzie przepływomierze są całkowicie odkręcone lub wszystkie ustawione na taką samą wartość. Obydwa przypadki pokazują błędy w użytkowaniu. Pętle mają różne długości, a co za tym idzie – różną moc grzewczą. Logicznie rozumując, najdłuższe powinny otrzymać największą „porcję” czynnika grzewczego, a najkrótsze – najmniejszą.

Jeżeli ich odpowiednio nie wyregulujemy, woda będzie krążyć w nadmiarze przez pętle najkrótsze (najmniejszy opór hydrauliczny), natomiast w tych najdłuższych (największy opór hydrauliczny) zaobserwujemy jej niedobór, co spowoduje niedogrzanie części podłogi. Jeżeli mówimy o oszczędzaniu energii, to nie możemy jej marnować, dlatego każda „porcja” energii transportowana przez czynnik grzewczy powinna trafić w odpowiedniej ilości w odpowiednie miejsce. Aby ten proces przebiegał precyzyjnie, ważne jest również odpowiednie sterowanie, które będzie szybko reagować. Realizuje się to przy pomocy systemu, w którego skład wchodzą zazwyczaj regulatory temperatury (termostaty) umieszczone w każdym pomieszczeniu, współpracujące przewodowo lub bezprzewodowo (drogą radiową) z listwami sterującymi oraz głowicami termoelektrycznymi zamykającymi lub otwierającymi poszczególne pętle (rys. 4).

Armatura_do_instalacji_energooszczednych_Biernacki236-4

Podsumowanie

Budynki pasywne i energooszczędne, ze względu na swoją charakterystykę energetyczną, wymagają od instalacji grzewczych bardzo dużej precyzji w działaniu. Nie warto więc tego lekceważyć i próbować oszczędzać, instalując prostsze i tańsze rozwiązania. Może się to na dłuższą metę nie sprawdzić i stać się uciążliwe.

Łukasz Biernacki

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij