Autor: Dorota Krawczyk

W każdym przypadku wybór źródła ciepła powinien wynikać ze względów ekonomicznych, użytkowych i ekologicznych i być poprzedzony rzetelną analizą techniczno-ekonomiczną. Wybór źródła ciepła ma podstawowy wpływ na parametry instalacji.

Wybór stosownego dla danego budynku systemu grzewczego zależy od wielu czynników. Pierwszym z nich jest źródło ciepła. Często spotykanym źródłem ciepła są kotłownie. W zależności od zastosowanego czynnika mamy do dyspozycji kotły wodne (nisko-, średnio- i wysokotemperaturowe) oraz parowe. Ze względu na rodzaj paliwa mogą one być opalane paliwem stałym, ciekłym lub gazowym.

W kotłach tradycyjnych temperatura czynnika na zasilaniu wynosi z reguły 80-95°C i zależnie od rodzaju zastosowanej regulacji może być wartością stałą, bądź zmienną. Najprostsza regulacja centralna stosowane w źródle ciepła to regulacja ręczna, polegająca na zmianie temperatury na zasilaniu przez użytkownika. W urządzeniach wyposażonych w regulatory automatyczne następuje samoistna zmiana parametrów instalacyjnych, zależnie od wskazań czujnika temperatury zewnętrznej (tzw. automatyka pogodowa) [1]. Coraz częściej w miejsce tradycyjnych kotłów na paliwo płynne stosowane są kondensacyjne, których konstrukcja pozwala na uzyskanie wyższej sprawności wytwarzania ciepła, bowiem jest dostosowana do skraplania się pary wodnej zawartej w spalinach. Wykorzystywana jest energia przemiany fazowej, co pozwala na zwiększenie sprawności o kilkanaście procent, zależnie od stosowanego paliwa i jego wartości opałowej (w porównaniu do kotłów tradycyjnych maksymalnie o około 11% dla gazu, 9% dla gazu płynnego i 6% dla oleju opałowego) [11].W wielu budynkach mieszkalnych wielorodzinnych i użyteczności publicznej źródłem ciepła są węzły cieplne, które mogą pracować jako[5]:

a) węzły jednofunkcyjne, czyli dostarczające ciepło na potrzeby tylko jednej instalacji wewnętrznej (np. tylko c.o. lub tylko c.c.w.).

b) węzły wielofunkcyjne, czyli dostarczające ciepło np. na potrzeby kilku instalacji wewnętrznych (np. c.o. i c.w.u. czy też c.o. i c.c.w.).Obecnie wszystkie nowe węzły cieplne są wykonywane jako pośrednie, natomiast węzły bezpośrednie są sukcesywnie modernizowane i zmieniane na pośrednie.

 
Poza konwencjonalnymi źródłami ciepła, wykorzystującymi paliwa kopalne, np. węgiel kamienny, węgiel brunatny, gaz i olej opałowy energia do celów grzewczych może być czerpana ze źródeł niekonwencjonalnych nieodnawialnych (np. ogniwa paliwowe) i odnawialnych (na przykład pompach ciepła).Wśród pomp ciepła możemy wyróżnić trzy podstawowe konstrukcje [12]: pompy sprężarkowe, absorpcyjne i termoelektryczne. Jako dolne źródło ciepła wykorzystywany jest najczęściej grunt, jednak zwolenników zyskują także pompy powietrzne. W niektórych przypadkach można także korzystać z wody (woda powierzchniowa, geotermalna lub podziemne cieki wodne).W każdym przypadku wybór źródła ciepła powinien wynikać ze względów ekonomicznych, użytkowych i ekologicznych i być poprzedzony rzetelną analizą techniczno-ekonomiczną.

 
Wybór źródła ciepła ma podstawowy wpływ na parametry instalacji. W przypadku kotłów opalanych paliwem stałym, ciekłym i gazowym o tradycyjnej konstrukcji, temperatura wody na zasilaniu może wynosić zwykle od 70 do 95°C. Jeżeli Inwestor zdecyduje się na kocioł kondensacyjny, temperatura ta nie powinna wynosić więcej niż 70°C. Przy wyższych wartościach kocioł pracuje jak zwykły kocioł niskotemperaturowy. W przypadku węzłów cieplnych parametry pracy instalacji są zależne od lokalnego Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej i podawane są w warunkach przyłączenia obiektu do sieci cieplnej.

W budynkach istniejących i nowych można spotkać różne rodzaje instalacji c.o. Od wielu lat w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej najbardziej rozpowszechnione są wodne pompowe instalacje centralnego ogrzewania, które zastąpiły instalacje grawitacyjne. Budynki kilkunasto- czy kilkudziesięcioletnie są wyposażone w instalacje układu „pionowego”, gdzie piony znajdują się w większości pomieszczeń i do nich są podłączone za pomocą gałązek grzejnikowych grzejniki.

W budynkach nowych od kilku lat stosowane są praktycznie zawsze układy „poziome”. Piony c.o. w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych są lokalizowane na klatkach schodowych, gdzie w szachtach instalacyjnych montowane są także zawory odcinające i liczniki ciepła dla poszczególnych lokali. W budynkach jednorodzinnych o lokalizacji i liczbie pionów decyduje każdorazowo projektant, zależnie do specyfiki obiektu.

 
Przewody od pionu do grzejników są prowadzone w warstwie posadzkowej, dzięki czemu rozwiązanie to jest estetyczne, przewody niewidoczne do użytkowników. Przewody mogą być prowadzone w różny sposób, przy czym najczęściej w budynkach wielorodzinnych stosowany jest układ trójnikowy, natomiast w budynkach jednorodzinnych wielu zwolenników ma układ rozdzielaczowy. W układach trójnikowych przewody do grzejników prowadzone są jak najkrótszą drogą, przy czym do jednego przewodu podłącza się kilka grzejników, montując na tym przewodzie trójniki. System ten charakteryzuje się optymalną długością przewodów i może być wykonywany z rur miękkich lub sztywnych. Przewody muszą być zaizolowane otuliną o grubości 6 mm [8]. W przypadku systemu rozdzielaczowego (rys. 2) czynnik grzejny dostarczany jest od pionu c.o. do rozdzielaczy mieszkaniowych, a dalej oddzielnymi przewodami (zasilającym i powrotnym) do wszystkich grzejników [3]. Na przewodach zasilających i powrotnych montuje się osobne zawory odcinające, a także odpowietrzniki automatyczne i zawory spustowe. Jeden rozdzielacz ma możliwość obsługi do 10-12 grzejników i jest montowany w szafce podtynkowej lub natynkowej [2]. W systemie tym stosuje się najczęściej rury miękkie miedziane lub z tworzywa sztucznego, podobnie jak wcześniej, zaizolowane zgodnie z [8]. Układ rozdzielaczowy daje stabilność hydrauliczną i pozwala na wyeliminowanie stosowania kształtek do łączenia rur w posadzkach albo ścianach, co zmniejsza awaryjność systemu. Natomiast w porównaniu do układu trójnikowego (rys. 3) system rozdzielaczowy jest droższy ze względu na większą długość przewodów, czy koszt rozdzielacza i oprzyrządowania [3][2][5].

2. Schemat układu dwururowego poziomego rozdzielaczowego [13]	3. Schemat układu dwururowego poziomego trójnikowego [13]	4. Schemat układu dwururowego poziomego pętlowego [13]

Ostatnie ze stosowanych rozwiązań to układ pętlowy (rys. 4). Ma on w stosunku do poprzednich dwóch systemów kilka wad, takich jak [1][3][5]:

• w przypadku dużej liczby grzejników łączonych w tym systemie początkowe średnice przewodów muszą być dość znaczne,
• trudna regulacja hydrauliczna w przypadku grzejników o małych obciążeniach cieplnych na początku pętli,
• łączna długość rur jest nieco większa niż w systemie trójnikowym.

Czytaj więcej w PI 3/2013. Kup go