Jaki jest najlepszy sposób na ciepłą wodę w domu?

Wydajna instalacja ciepłej wody jest jednym z istotnych elementów komfortowego użytkowania każdego domu. Przy wyborze urządzeń podgrzewających, musimy brać pod uwagę dostępne źródła energii, przewidywane zużycie ciepłej wody i rozmieszczenie punktów jej czerpania. Instalację można zbudować jako system centralnego podgrzewania i rozprowadzenia c.w.u. lub wyposażyć urządzenia sanitarne w indywidualne podgrzewacze.

Jaki jest najlepszy sposób na ciepłą wodę w domu?
Z artykułu dowiesz się:
  • Jakie źródła ciepła masz do wyboru?
  • Co wybrać - instalację cieplną czy indywidualny podgrzewacz?
  • Czym się różnią podgrzewacze pojemnościowe od przepływowych?
  • Jak dobrać moc podgrzewacza?

Wybór źródła ciepła

Instalacja ciepłej wody użytkowej używana jest przez cały rok, co wymaga zapewnienia stałego dostarczania energii, koniecznej do podgrzewania wody. Ogranicza to możliwości wykorzystania niektórych urządzeń grzewczych, które w sezonie zimowym służą do ogrzewania pomieszczeń i przy okazji umożliwiają przygotowanie ciepłej wody. Ograniczenia te dotyczą głównie kominków z płaszczem wodnym czy kotłów na paliwa stałe, ze względu na kłopotliwe ich uruchamianie tylko na potrzeby c.w.u.

Problem ten rozwiązuje wyposażenie instalacji w drugie urządzenie grzewcze, w postaci np. grzałki elektrycznej, pompy ciepła do c.w.u. lub coraz powszechniej wykorzystywanych kolektorów słonecznych. Natomiast dodatkowe źródło ciepła nie będzie potrzebne, gdy wykorzystujemy w instalacji centralnego ogrzewania kotły gazowe, olejowe lub pompy ciepła, które wygodnie i efektywnie będą pracować w instalacji c.w.u. przez cały rok.

Pompy ciepła do c.w.u.
Pompy ciepła do c.w.u. to najczęściej urządzenia o małej mocy, od razu połączone ze zbiornikiem. Fot. Auer (Ciepło-Tech)

Wygodne całoroczne użytkowanie zapewnia również wykorzystywana do podgrzewania wody energia elektryczna, ale nie jest to rozwiązanie tanie w eksploatacji (wysoka cena tej energii), a ograniczeniem w jej wykorzystaniu może stać się również dopuszczalne obciążenie prądowe przyłącza elektrycznego.

Niemniej będzie to doskonałe rozwiązanie do zasilania indywidualnych podgrzewaczy, przy przyborach sanitarnych wykorzystywanych krótkotrwale i rzadko. Znacznie niższe koszty eksploatacyjne można zapewnić przy użyciu prądu do zasilania powietrznej pompy ciepła, która zmniejsza zużycie energii elektrycznej w okresie letnim ponad czterokrotnie.

Jednak decydując się na takie rozwiązanie (ze względu na wysokie koszty inwestycyjne) warto rozważyć instalację pompy ciepła o parametrach umożliwiających również ogrzewanie domu, co zapewni pozyskiwanie i wykorzystywanie taniej energii przez cały rok.

Instalacje solarne pracujące w systemie do przygotowania c.w.u., to dość kapryśne źródło energii, uzależnione od warunków pogodowych, co nie gwarantuje ciągłości pozyskiwania ciepła i wymaga współpracy z tradycyjnymi urządzeniami podgrzewającymi wodę, jak i zapewnienia jej magazynowania.

Minusem kolektorów słonecznych jest uzależnienie od pogody. Może to zaburzyć komfort korzystania z ciepłej wody
Minusem kolektorów słonecznych jest uzależnienie od pogody. Może to zaburzyć komfort korzystania z ciepłej wody. Fot. Buderus 

Praktycznie, na pełne zaspokojenie zapotrzebowania na ciepłą wodę pozyskiwaną z kolektorów słonecznych, możemy liczyć jedynie w sezonie letnim, natomiast zimą udział energii słonecznej do tego celu wyniesie przeciętnie 15-20%.

Instalacja centralna czy indywidualne podgrzewacze?

W domach jednorodzinnych najczęściej budowana jest instalacja centralnego przygotowania ciepłej wody z doprowadzeniem do punktów czerpania oddzielną rurą zasilająca. Dzięki takiemu systemowi źródło ciepła (kocioł, podgrzewacz) można zlokalizować w dogodnym miejscu, zapewniając np. odprowadzenie spalin do komina.

Jednak przy znacznej rozległości takiej instalacji, w odległych punktach czerpania wody, trzeba niekiedy dość długo czekać, aż osiągnie ona pożądaną temperaturę. Problem ten rozwiązuje dostawienie obiegu cyrkulacyjnego, ale zwiększa on tzw. straty postojowe instalacji.

Podgrzewacz miejscowy
Podgrzewacz miejscowy jest świetnym wsparciem, jeśli punkt czerpania wody znajduje się w znacznej odległości od instalacji. Fot. Stiebel Eltron

W takich przypadkach dobrym rozwiązaniem będzie zamontowanie podgrzewaczy miejscowych, które mogą pełnić rolę wspomagającą, zapewniając podgrzewanie do czasu napłynięcia ciepłej wody z centralnego źródła lub mogą funkcjonować jako niezależny podgrzewacz, o wydajności gwarantującej ciągły pobór ciepłej wody.

Podgrzewanie przepływowe czy pojemnościowe?

Zależnie od rodzaju źródła ciepła oraz wymaganej wydajności, przygotowanie ciepłej wody użytkowej może odbywać się w sposób przepływowy lub pojemnościowy. W trybie przepływowym woda podgrzewana jest na bieżąco, w czasie poboru, co wymaga zapewnienia dostatecznej mocy urządzenia grzewczego.

Przy podgrzewaniu pojemnościowym proces przebiega podobnie jak np. gotowanie wody w czajniku, a ciepła woda czerpana jest po jej nagrzaniu. Oba rozwiązania mają różne właściwości – w systemie przepływowym możemy czerpać ciepłą wodę przez dowolnie długi czas, ale przy ograniczonym przepływie i temperaturze, parametrami zależnymi od mocy grzewczej.

Podgrzewacz pojemnościowy
Podgrzewacz pojemnościowy to zasobnik wody podgrzewanej na zapas. Fot. Stiebel Eltron

Natomiast przy podgrzewaniu pojemnościowym dysponujemy ograniczoną pojemnością zbiornika, ciepłą wodę po wyczerpaniu trzeba przez pewien czas nagrzewać. Urządzenia przepływowe to gazowe kotły dwufunkcyjne i podgrzewacze gazowe bądź elektryczne, w których palnik gazowy lub grzałka elektryczna, załączą się automatycznie po otwarciu zaworu czerpalnego baterii.

Mogą zasilać tylko jeden punkt czerpania ciepłej wody lub pracować jako urządzenie wieloczerpalne. Jeśli zamierzamy do podgrzewacza podłączyć więcej urządzeń, to trzeba zainstalować urządzenie o mocy 24-28 kW, co zapewni komfortowy, jednoczesny pobór ciepłej wody np. z dwóch baterii i szybkie napełnienie wanny.

Wadą podgrzewaczy przepływowych jest zmienność strumienia wody, gdy korzystamy równocześnie z kilku punktów czerpania, a także dłuższe oczekiwanie na wypływ ciepłej wody, gdy podgrzewacz znajduje się w większej odległości od baterii. Urządzenia pojemnościowe mogą pracować jako jedno lub wieloczerpalne, a źródło ciepła będzie zintegrowane ze zbiornikiem lub instalowane niezależnie i wtedy nazywane są zasobnikami.

Kompletne podgrzewacze pojemnościowe to głównie urządzenia elektryczne, natomiast współpracujące z innymi źródłami ciepła zasobniki wyposażane są niekiedy w dodatkową grzałkę elektryczną. Zależnie od przeznaczenia, ich pojemność waha się w szerokich granicach, poczynając od niewielkich podgrzewaczy jednoczerpalnych o pojemności od 5-15 litrów, a kończąc na 300 litrowych, przy urządzeniach zasilających centralnie całą instalację c.w.u w domu jednorodzinnym.

Podgrzewacz przepływowy
Podgrzewacz przepływowy nie gromadzi wody. Ogrzewa ją dopiero po odkręceniu kranu. Fot. Kospel

Zasobniki i podgrzewacze pojemnościowe pracują cyklicznie w trybie ładowania, magazynowania i poboru ciepłej wody, a czas ładowania uzależniony jest od mocy grzewczej zasilania. Zasobniki mogą tez być przystosowane do zasilania z kilku źródeł ciepła, poprzez odpowiednio rozmieszczone w zbiorniku wężownice np. podłączone do instalacji solarnej, kotła węglowego czy kominka z płaszczem wodnym.

Z magazynowaniem ciepłej wody (zwłaszcza przez dłuższy czas) łączą się straty cieplne zależne od izolacyjności termicznej zbiornika i osprzętu oraz temperatury otoczenia. Orientacyjnie można przyjąć, że w ciągu doby ze zbiornika uchodzi ok. 1kWh energii na każde 100 litrów jego pojemności.

Jak dobrać moc podgrzewacza?

Moc potrzebna do uzyskania pożądanej temperatury ciepłej wody zależy od sposobu podgrzewania, jej ilości oraz przyrostu ciepła. W każdym przypadku konieczne będzie określenie ilości potrzebnej energii cieplnej, przy założonych parametrach użytkowania instalacji c.w.u.

Określenie potrzebnej mocy staje się szczególnie istotne przy podgrzewaniu przepływowym, gdyż decyduje ona o komforcie korzystania z ciepłej wody. Do obliczeń, jako wartości wyjściowe przyjmuje się temperaturę zimnej wody zasilającej instalację na poziomie 10º C i jej przyrostu o 30º C (do wartości 40º C) oraz minimalne przepływy dla baterii czerpalnych odpowiednio: umywalkowej - 2 litry/min, zlewozmywakowej - 4 lirów/min, prysznicowej - 6 litrów/ min.

Po przeliczeniu uzyskujemy tzw. wskaźnik mocy wynoszący 2,1kW/litr, przy podgrzewaniu przepływowym, zatem do zasilania np. natrysku, podgrzewacz powinien dysponować mocą efektywną przynajmniej 12 kW, co zapewni w miarę wygodne korzystanie z prysznica. Natomiast w urządzeniach pojemnościowych moc grzewcza może być znacznie mniejsza i wpływa głównie na czas podgrzewania między kolejnym poborem np. po napełnieniu wanny.

Elektryczny bojler
Elektryczny bojler. Fot. Ariston

Przyjmując moc podgrzewania na poziomie 2 kW, nagrzanie startowe (z 10 do 40º C) np. elektrycznego bojlera o pojemność 100 litrów zajmie około 2 godzin, a dyspozycyjna ilość wody (przy jednorazowym ciągłym czerpaniu) o akceptowalnej temperaturze, wyniesie ok. 30 litrów. W praktyce zasobniki ładowane są do wyższej temperatury ok. 60º C, co po zmieszaniu z zimną wodą pozwala na dysponowanie znacznie większą jej objętością.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Klaudia Tomaszewska

Zdjęcie otwierające: Armatura Kraków

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE