Jakie ogrzewanie domu wybrać, by nie przyczynić się do powstania smogu?

Z artykułu dowiesz się: Czy kotły gazowe to urządzenia ekologiczne? Jakie kotły na paliwo stałe zastosować, by nie przyczyniać się do powstania smogu? Czy przy wymianie urządzenia grzewczego trzeba wymienić komin? Jakie są zalety pomp ciepła? Dlaczego warto zainstalować ogrzewanie elektryczne?

Pył i inne zanieczyszczenia z kotłów w domach jednorodzinnych to tzw. niska emisja. Jeden kocioł nie jest wprawdzie dużym źródłem zanieczyszczeń, ale ich większa liczba, szczególnie przy gęstej zabudowie, staje się poważnym problemem. Równocześnie, w odróżnieniu od elektrowni i zakładów przemysłowych, mało realne jest montowanie skutecznych, lecz drogich filtrów na kominach.

Dlatego chcąc walczyć ze smogiem, musimy przede wszystkim pomyśleć o takich urządzeniach grzewczych i paliwach, przy których emisja zanieczyszczeń jest niewielka. Nigdy nie zapominajmy jednak, że ogrzewanie to system złożony z wielu elementów, w którym wszystkie muszą zgodnie współpracować. A w modernizowanych domach jest o tyle trudniej, że zwykle nie zmieniamy całej instalacji, zaś możliwości wyboru są w różny sposób ograniczone.

OGRZEWANIE DOMU KOTŁAMI GAZOWYMI

Kotły gazowe to urządzenia ekologiczne przede wszystkim dlatego, że zasila je czyste paliwo, gdyż główne produkty spalania gazu ziemnego lub płynnego to dwutlenek węgla i woda. Stare kotły wymienia się zwykle po kilkunastu latach eksploatacji. Dodatkową zachętą jest wyższa sprawność nowoczesnych urządzeń, wynikająca z wykorzystania kondensacji oraz większe bezpieczeństwo, gdy kocioł z otwartą komorą spalania (atmosferyczny) wymieniamy na model z zamkniętą komorą. Nowoczesność to też lepsze możliwości sterowania. A to przekłada się na wyższy komfort mieszkania i niższe rachunki.

Stare kotły gazowe to przede wszystkim urządzenia niekondensacyjne z otwartą komorą spalania. Po prostu takie zdecydowanie dominowały jeszcze 10-15 lat temu. Obecnie są one jeszcze dostępne, ale stanowią margines rynku. O czym musimy pamiętać, wymieniając je na nowoczesne urządzenia?

Podstawowa sprawa to właściwe odprowadzenie spalin, czyli nasz komin. Temperatura spalin jest znacznie niższa i wykrapla się z nich duża ilość kondensatu. Ponadto, w kanale kominowym panuje nadciśnienie, bo spaliny tłoczy wentylator. Starsze kominy, nawet te ceramiczne systemowe, mogą okazać się zbyt mało szczelne i odporne na kondensat. Tym bardziej dotyczy to kominów murowanych z cegły.

Zmieniając kocioł, trzeba więc poprosić o opinię mistrza kominiarskiego, a jeszcze lepiej doradcę technicznego producenta naszego komina. Jeżeli komin jest nieodpowiedni, należy wyposażyć go we wkład kominowy, ewentualnie cały koncentryczny (rura w rurze) system powietrzno-spalinowy. W budynkach wolno stojących, czyli tych nie w zabudowie szeregowej lub bliźniaczej, można też za pomocą systemu powietrzno-spalinowego zrobić poziome wyprowadzenie przez ścianę zewnętrzną. Jednak zgodnie z przepisami, moc kotła nie może wówczas przekraczać 21 kW.

Pamiętajmy przy tym, że kocioł gazowy nie musi koniecznie znajdować się w wydzielonej kotłowni. Dopuszczalne jest również umieszczenie go w tzw. pomieszczeniu nie przeznaczonym na stały pobyt ludzi. Może to być np. kuchnia, łazienka, korytarz, spiżarnia. Przy większym remoncie warto rozważyć taką opcję, bo może to być sposób, choćby na wygospodarowanie dodatkowej łazienki. Tym bardziej, że kocioł z zamkniętą komorą spalania pobiera powietrze bezpośrednio z zewnątrz, a nie z pomieszczenia w którym się znajduje. Nie wpływa więc na działanie wentylacji i nie wychładza wnętrza.

Uwaga! Kocioł kondensacyjny wymaga odprowadzenia skroplonej pary wodnej do kanalizacji. Jeżeli podłączenie jest kłopotliwe, można zastosować małą pompkę elektryczną i przetłaczać kondensat pod górę czy na większą odległość.

Kotły gazowe nie wymagają wydzielonej kotłowni. Zamknięta komora spalania oznacza większe bezpieczeństwo, bo działają zupełnie niezależnie od intensywności wentylacji pomieszczeń. (fot. Ariston)

KOTŁY NA WĘGIEL, PELETY, DREWNO

Kotły na paliwa stałe czyli, przede wszystkim węgiel lub drewno w szczapach postrzegane są jako główne źródło smogu. Jednak ta opina jest w dużej mierze krzywdząca i po prostu fałszywa. Powietrze faktycznie zatruwają stare, prymitywnie skonstruowane „śmieciuchy” nie spełniające żadnych norm emisji. Do tego opalane marnej jakości paliwem, a niekiedy wręcz śmieciami. Nowoczesne urządzenia to zupełnie inna liga. Pyłu i innych substancji szkodliwych emitują nawet kilkadziesiąt razy mniej.

Od kilku miesięcy wolno w zasadzie sprzedawać tylko kotły najwyższej, 5 klasy czystości. To w znakomitej większości urządzenia z podajnikiem paliwa - na pelety lub węgiel groszek. Ich obsługa jest więc bez porównania mniej uciążliwa niż kotłów zasypowych, w których paliwo trzeba uzupełniać kilka razy na dobę. Poza tym są nie tylko bardziej ekologiczne, ale również mają wyższą sprawność, co oznacza oszczędność opału. Ich główną wadą jest wysoka cena - ponad 6000 zł.

Co ważne, na zakup kotła 5 klasy nie dostaniemy dotacji w ramach programu Czyste Powietrze. Jeżeli jednak już go mamy, możemy liczyć na dofinansowanie innych form termomodernizacji, choćby wymiany okien. Jeżeli w ramach programu chcemy kupić kocioł, musi on spełniać wymagania Ecodesign. Zaczną one obowiązywać wszystkich w 2020 r. i wynikają z unijnej dyrektywy, nazywanej też Ekoprojektem lub ErP.

Normy emisji będą zaostrzone, bo obejmą więcej substancji. Najważniejsze jednak, że wprowadza ona podawanie sprawności kotła nie tylko przy pracy z mocą nominalną, ale jako średniej wartości dla całego sezonu. To ważne, bo kotły na paliwa stałe pracują znacznie gorzej, gdy zamiast pełnej mocy potrzebna jest tylko częściowa. Instalacje grzewcze projektuje się bowiem tak, żeby kocioł był w stanie pokryć zapotrzebowanie na ciepło nawet w największe mrozy, przy temperaturze zewnętrznej ok. -20°C. Jednak w praktyce tak duży mróz panuje przez kilkanaście godzin w sezonie albo i wcale.

A skoro przy -20°C potrzebowaliśmy pełnej mocy, to przy 0°C wystarcza zaledwie jej połowa. W związku z tym kocioł spełniający wymogi Ecodesign, czyli zachowujący wysoką sprawność i emitujący niewiele zanieczyszczeń przy pracy z mocą częściową będzie potencjalnie lepszy w rzeczywistych warunkach eksploatacji.

Wymogi dyrektywy Ecodesign zaczną obowiązywać w 2020 r. jednak już dziś część kotłów je spełnia. (fot. Galmet)

Poważnym błędem jest za to tzw. przewymiarowanie kotła, czyli zakup urządzenia o mocy wyższej niż faktycznie wystarczająca do ogrzania budynku. Taki kocioł zawsze będzie działał ze znacznie obniżoną mocą, a więc daleko od optymalnych warunków. Dlatego zmieniając kocioł nie róbmy prostej zamiany na kocioł o identycznej mocy cieplnej. A już szczególnie, gdy budynek zostaje docieplony, wymieniamy w nim okna itd.

Wyjątkiem od przytoczonej wyżej reguły dopasowywania mocy do strat ciepła budynku są kotły współpracujące ze zbiornikiem akumulacyjnym. Wówczas wyższa moc to nie problem, bo i tak wytwarzamy zapas ciepła do wykorzystania na później. Chwilowe zapotrzebowanie nie ma więc znaczenia. Jednak w ten sposób pracują najczęściej tylko kotły zgazowujące drewno i kominki z płaszczem wodnym.

Nowoczesne kotły z podajnikiem mogą wymagać zastosowania wkładu kominowego lub wybudowania nowego komina. Temperatura dymu może być bowiem na tyle niska, że zacznie mu zagrażać zjawisko kondensacji. Ryzyko zwiększa dodatkowo zainstalowanie kotła o zawyżonej mocy, a przede wszystkim używanie zawilgoconego opału.

Budowa palników nowoczesnych kotłów umożliwia dopalenie substancji lotnych, zatrzymanie pyłu i podniesienie sprawności. (fot. SAS)

WYMIANA URZĄDZENIA GRZEWCZEGO A NOWY KOMIN

Jeżeli stary komin nie spełnia wymogów stawianych przez producenta kotła potrzebny będzie wkład kominowy, lub nowy komin, najczęściej budowany jako zewnętrzny stalowy. Kotwi się go do ściany budynku, bo jest dość lekki w porównaniu z murowanymi i ceramicznymi. Nie wymaga więc fundamentu. Taki komin to konstrukcja warstwowa:

• rura wewnętrzna tworząca kanał spalinowy lub dymowy;
• izolacja cieplna z wełny mineralnej;
• osłona z blachy stalowej lub aluminiowej.

Od cech stali użytej na kanał wewnętrzny zależą możliwości zastosowania komina. Występuje ona w wielu gatunkach, różna jest też grubość ścianek. Generalnie, stal żaroodporna jest niewrażliwa na wysoką temperaturę, ale podatna na korozję, jeżeli styka się z kondensatem. Z tej racji nadaje się tylko do kominków i kotłów na paliwa stałe. Z kolei dla stali kwasoodpornej niestraszny jest kondensat, ale często nie powinna pracować w temperaturze wyższej niż 300-400°C. To w zupełności wystarcza dla urządzeń gazowych i olejowych, lecz zbyt mało dla kotłów na paliwa stałe i kominków.

Są jednak i kominy kwasoodporne wytrzymujące wyższą temperaturę, np. 600°C. Można je więc stosować w zasadzie do wszystkich rodzajów kotłów i paliw.

Jeżeli stary komin murowany jest w dobrym stanie wystarczy wyposażyć go we wkład ze stali. (fot. MK Systemy Kominowe)

Jeżeli stary komin okazuje sie nieodpowiedni dla nowego kotła można go zastąpić lekkim kominem zewnętrznym. (fot. Komin-Flex)

OGRZEWANIE DOMU POMPĄ CIEPŁA

Pompy ciepła to urządzenia działające na tej samej zasadzie, co każda lodówka. Różnica tkwi, oczywiście, w mocy i tym, że w chłodziarce odbieramy ciepło z jej wnętrza i wyrzucamy je na zewnątrz, w przypadku domu zaś - ciepło pochodzi z zewnątrz i przenosimy je do środka. Niemniej jednak ideowy schemat budowy obu urządzeń jest ten sam.

Pompy ciepła mogą pobierać ciepło z różnych elementów otoczenia domu:

• powietrza zewnętrznego;
• gruntu (odwierty pionowe, kolektor poziomy);
• wód podziemnych lub powierzchniowych (dwie studnie, staw).

Tradycyjnie nazywa się je źródłem dolnym, podczas gdy instalację grzewczą w budynku (grzejniki, podłogówkę) - źródłem górnym.

Trzeba od razu uprzedzić, że powietrze jest słabym nośnikiem i źródłem ciepła. Jednak wykorzystujące je pompy ciepła mają zasadnicze zalety. Przede wszystkim nie trzeba dla nich wykonywać jakiejkolwiek instalacji na zewnątrz budynku, rozkopywać działki itp. Szczególnie na zagospodarowanych już posesjach to bardzo ważne. Ponadto takiej pompy można używać wszędzie, niezależnie od wielkości działki czy warunków gruntowych. Ważny jest również aspekt ekonomiczny. Taka pompa wymaga najmniejszych nakładów inwestycyjnych. Urządzenie o mocy 10 kW kupimy za ok. 20 000 zł.

Musimy jednak liczyć z tym, że koszty eksploatacji będą wyższe niż w przypadku pozostałych rodzajów pomp. Jednak w prawidłowo skonfigurowanym systemie grzewczym da się je utrzymać na poziomie zbliżonym do kosztów ogrzewania gazem ziemnym, czyli ok. 0,25 zł/kWh. To, czy ma sens wybranie innych rodzajów źródła dolnego zależy od tego ile możemy przeznaczyć na inwestycję, ale w nie mniejszym stopniu od warunków, jakie stwarza nam działka. Liczy się jej wielkość, rodzaj gruntu, dostępność wód. Ale też to w jakim stopniu i w jaki sposób jest zagospodarowana.

To poważna decyzja, którą trzeba koniecznie przedyskutować z dobrym specjalistą. Przykładowo, dla pionowych odwiertów fakt, że teren wyłożymy kostką brukową jest bez znaczenia. Jednak jeżeli takie zagospodarowanie terenu zafundujemy nad kolektorami poziomymi, ich wydajność cieplna drastycznie spadnie.

Wykorzystujące powietrze zewnętrzne pompy ciepła są w stanie samodzielnie ogrzać dom. Nie wymagają one żadnej instalacji po stronie źródła dolnego, a więc nie ingerujemy w działkę. (fot. Nibe-Biawar)

Druga zasadnicza dla systemu z pompą ciepła kwestia to nasze źródło górne, czyli to, co przekazuje ciepło do pomieszczeń. Najbardziej polecane jest wszelkiego rodzaju ogrzewanie płaszczyznowe, czyli podłogowe, sufitowe lub ścienne. W jego przypadku, o ile budynek jest dobrze ocieplony, woda wypływająca z pompy może mieć nawet poniżej 30°C. A każdy stopień mniej to wyższa sprawność pompy i niższe koszty eksploatacyjne. W nowych domach, gdzie system grzewczy dopiero projektujemy to zwykle pierwszy wybór, jeżeli myślimy o pompie ciepła.

Nie jest jednak prawdą popularne przekonanie, że pompy ciepła nie nadają się do pracy z grzejnikami. Tak naprawdę wszystko zależy od tego, jakie są to pompy i jakie grzejniki. Niektóre modele to tzw. pompy wysokotemperaturowe, które mogą podgrzewać wodę nawet do 60°C. Takie mogą często efektywnie współpracować nawet z typowymi grzejnikami ściennymi. Mogą to być nawet stare kaloryfery, o ile budynek ocieplono na tyle, że one same są teraz nieco przewymiarowane.

Druga kategoria to tzw. grzejniki niskotemperaturowe, osiągające wysoką moc grzewczą już przy zasilaniu wodą o temperaturze 35-40°C. Najczęściej są to modele wyposażone w bardzo ciche wentylatory, których uruchomienie intensyfikuje przepływ powietrza przez grzejnik, a wraz z nim przekazywanie ciepła. Mogą one często służyć również jako klimakonwektory. Wówczas latem przepływa przez nie ochłodzona woda, a przepływające powietrze zostaje schłodzone.

Takie grzejniki są często najlepszym rozwiązaniem w przypadku modernizowanych instalacji grzewczych, nie tylko jeżeli chcemy zastosować pompę ciepła. Bardzo niska temperatura zasilania pozwala też w pełni wykorzystać efekt kondensacji w kotłach gazowych. W ich przypadku nie można jednak iść na kompromisy, jeżeli chodzi o jakość. Głośny wentylator w grzejniku w sypialni to po prostu wentylator bezużyteczny.

Pompy ciepła to właściwie urządzenia bezobsługowe. Użytkownik może ingerować w ich ustawienia, lecz wystarczy, żeby wybrał pożądaną temperaturę we wnętrzach. Automatyka zrobi resztę. (fot. Panasonic)

OGRZEWANIE PRĄDEM

Elektryczność to czysta energia, którą możemy wykorzystać w dowolny sposób, również do ogrzewania. Od zawsze trwa spór, na ile korzystanie z prądu jest ekologiczne, skoro w polskich warunkach powstaje ona głównie ze spalania węgla kamiennego. Jednak czystość spalania w nowoczesnej elektrowni wyposażonej w rozmaite filtry, jest nieporównywalna ze spalaniem w małej kotłowni. Ponadto niektórzy dostawcy energii oferują taryfy, w których gwarantują, że 100% zużytej energii ma pokrycie w tej pochodzącej ze źródeł odnawialnych.

Tak czy inaczej, korzystając z prądu, z całą pewnością nie zwiększamy lokalnej ilości smogu. Sposobów na ciepło pochodzące z prądu jest kilka:

• kocioł elektryczny;
• elektryczne grzejniki ścienne;
• przewody grzejne zatopione w wylewce podłogowej,
• maty lub cienkie przewody układane w warstwie kleju do płytek;
• maty lub folie grzewcze przeznaczone pod panele podłogowe;
• piece akumulacyjne.

Kotły elektryczne najczęściej służą jako drugie, bezobsługowe źródło ciepła w instalacji z kotłem na paliwo stałe lub kominkiem z płaszczem wodnym. Ich montaż jest bardzo łatwy, bo przede wszystkim nie potrzebują przecież komina, a ponadto mogą współpracować zarówno z grzejnikami, jak i ogrzewaniem płaszczyznowym. Regulacja temperatury wody nie przysparza zaś żadnych problemów i kocioł działa w pełni automatycznie.

Kocioł elektryczny najczęściej nie jest jedynym źródłem ciepła w domu. Jego atutem jest w pełni automatyczne działanie i łatwość instalacji. (fot. Kospel)

Przewody grzejne w warstwie jastrychu, maty pod płytki oraz folie pod panele to warianty elektrycznego ogrzewania podłogowego. Jest jednak pomiędzy nimi zasadnicza różnica. Przewody w kilkucentymetrowej warstwie wylewki to ogrzewanie pod względem dynamiki działania przypominające ogrzewanie wodne. Taka podłoga wolno się nagrzewa i wolno stygnie. Wszystko więc zależy od tego co chcemy osiągnąć. Jeżeli budujemy ogrzewanie akumulacyjne, żeby korzystać z prądu tylko w nocnej taryfie, to gruba warstwa jest pożądana. Za to w łazience, w której chcemy mieć ciepłą podłogę w ciągu kilku minut, mata bezpośrednio pod płytkami będzie znacznie lepsza.

Kolejny aspekt to masa i grubość podłogi. Maty i folie jej nie zwiększają, są więc bardzo dobrym rozwiązaniem w razie remontu. Również jeżeli zechcemy mieć ogrzewanie podłogowe tylko w niektórych wnętrzach, zastosowanie elektrycznych mat lub folii będzie najłatwiejsze. Nie musimy się martwić o różnice w poziomie podłogi. A do sterowania wystarczy nawet prosty termostat.

Grzejniki elektryczne najczęściej służą tylko jako uzupełnienie instalacji grzewczej. Najpopularniejsze są w związku z tym proste i tanie grzejniki przenośne, przeznaczone jedynie do pracy od czasu do czasu. Jeżeli zamierzamy tak ogrzewać stale, lepiej kupić dobrej jakości grzejniki montowane na stałe.

Specyficzną kategorię tworzą piece akumulacyjne. To właściwie masywne grzejniki o bardzo dużej zdolności do akumulacji ciepła. Założenie jest takie, że nagrzewają się w czasie, gdy obowiązuje tańsza, nocna taryfa za prąd, a potem oddają ciepło przez resztę doby.

OGRZEWANIE DOMU - STEROWANIE I REGULACJA

Często zapomina się, że termomodernizacja domu polegająca na dociepleniu ścian i wymianie okien i innych działaniach zmniejszających zapotrzebowanie na ciepło, może bardzo istotnie wpłynąć na działanie instalacji grzewczej. Nie chodzi tylko o to, że teraz wystarczy kocioł o niższej mocy. Ciepło trzeba inaczej rozdzielać na pomieszczenia. W zupełnie innym tempie będą się one nagrzewać i stygnąć. Dlatego dokonując zmian w instalacji grzewczej, a szczególnie decydując się na inny rodzaj kotła, zawsze miejmy na uwadze jak wpłynie to na działanie jej pozostałych elementów i możliwości sterowania.

Różnica pomiędzy starym kotłem zasypowym tylko z miarkownikiem ciągu, a takim z podajnikiem i nowoczesnym sterownikiem jest ogromna. Tym bardziej dotyczy to przejścia na ogrzewanie za pomocą kotłów gazowych, czy pomp ciepła. Możliwość zaprogramowania z góry pożądanych temperatur o różnych porach dnia i nocy, dodatkowo możliwość miejscowej zmiany intensywności ogrzewania dzięki głowicom termostatycznym potrafi obniżyć zużycie ciepła i paliwa nawet o 20 do 30%.

Wbrew pozorom ma to dużo wspólnego z problemem smogu, bo oznacza, że emisja zanieczyszczeń również spadnie przynajmniej o tyle! A często jeszcze więcej, skoro automatyka będzie w stanie utrzymać w kotle warunki spalania zbliżone do optymalnych.

Sterowanie ogrzewaniem elektrycznym jest bardzo proste, a termostaty niedrogie. (fot. Elektra)

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: SAS
filmy: Beretta