Ogrzewanie w klasie A (cz. 2)

W tej części opisujemy nowy, opatentowany przez polskich wynalazców system, który zmniejsza koszty ogrzewania domu nawet o 50%.

Przy ogrzewaniu ściennym ciepło przekazywane jest do pomieszczenia w postaci subtelnego promieniowania bardzo przyjaznego dla mieszkańców. Jest to rodzaj ciepła w swojej istocie najbardziej zbliżony do ciepła słonecznego naturalnego dla ludzi.

Zapewnia równomierny rozkład temperatur w całej kubaturze pomieszczeń, nie występują miejsca z przegrzanym powietrzem, a także utrzymana jest stała wilgotność powietrza. Ogrzewanie ścienne zapewnia nie tylko komfort cieplny, ale i zdrowotny. Wyeliminowana jest cyrkulacja kurzu, alergenów i roztoczy krążących w powietrzu. Subtelne promieniowanie ciepła ze ścian zachowuje naturalną jonizację powietrza w pomieszczeniu, co korzystnie wpływa na nasze samopoczucie.

Ogrzewanie oparte na ciepłociągach daje duże oszczędności energetyczne wynikające z małej pojemności wodnej układu grzewczego i obniżonej temperatury wody grzewczej: od 20ºC do 50ºC na zasilaniu. Zaletą jest duża dynamika układu oraz krótki czas od podniesienia temperatury w układzie grzewczym do jej odczucia w pomieszczeniu. W przypadku wentylacji grawitacyjnej występują mniejsze straty ciepła ze względu na niższą temperaturę powietrza, co nie znaczy, że obniżamy komfort cieplny.

Zastosowanie wentylacji z rekuperacją również przyczyni się do poprawy klimatu i obniży koszty eksploatacji. Mała pojemność wodna układu połączona z niską temperaturą zasilania oraz dobrze wykonana izolacja na rurociągach przesyłowych pozwalają na efektywne wykorzystanie dowolnych źródeł ciepła, w tym kolektorów słonecznych i kominków z płaszczem wodnym. Bardzo efektywnie sprawują się pompy ciepła oraz piece kondensacyjne.

Możemy z powodzeniem stosować kotły stałopalne na wszelkiego rodzaju paliwo, słomę, pelety lub węgiel. Jednak ze względu na małą pojemność wodną zładu grzewczego (zład grzewczy – pojemność instalacji grzewczej) powinno się stosować bufory jako magazyny ciepła.

Ogrzewanie płaszczyznowe, do którego zalicza się ogrzewanie ścienne niskotemperaturowe, jest tym typem ogrzewania, które emituje jony ujemne, co tworzy przyjazny i zdrowy mikroklimat, zachowując jednocześnie wymierne korzyści eksploatacyjne. Żywe powietrze jest potrzebne tam, gdzie spędzamy najwięcej czasu, gdzie są monitory, telewizory – czyli w naszych domach i miejscach pracy.

Większość ludzi spędza przeważającą część życia w sztucznie wytworzonym klimacie. Stąd konieczność zadbania o komfort użytkowania, czyli warunki środowiska optymalne dla użytkownika. Jednym z najważniejszych aspektów komfortu użytkowania jest komfort cieplny. Optymalna temperatura powietrza w pomieszczeniu powinna wynosić 16ºC÷18ºC, a średnia temperatura przegrody budowlanej 24÷30ºC. Może to zapewnić tylko ogrzewanie ścienne.

Coraz większą wagę przywiązuje się w ostatnich latach do jonizacji powietrza. Jonizacja to powstanie jonu z obojętnego atomu lub cząsteczki. Badania wpływu jonizacji na organizmy żywe pokazały, że poprawę samopoczucia i uczucie świeżości powodują jony ujemne, natomiast pyły i bakterie posiadają w sobie jony dodatnie. W pomieszczeniach z ogrzewaniem grzejnikowym wzrasta liczba jonów dodatnich.

Oszczędności energetyczne

Oszczędności energetyczne ogrzewania ściennego uzyskiwane są dzięki wykorzystywaniu wielu czynników:
• zmniejszenie pojemności wodnej układu, niska temperatura zasilania wody (20÷50), niskie opory przepływu czynnika obiegowego, mniejsze straty związane z transportem ciepła z uwagi na niższą temperaturę wody, zmniejszenie zapotrzebowania ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego ze względu na niższą temperaturę powietrza w pomieszczeniu
• obniżenie temperatury powietrza w pomieszczeniu ogrzewanym o ok. 3÷4°C pozwala zaoszczędzić do 24% energii
• wentylacja z rekuperacją zmniejsza zapotrzebowanie budynku na ciepło o 30%.

Zapotrzebowanie na ciepło przy ogrzewaniu ściennym jest o 15% mniejsze niż przy ogrzewaniu konwekcyjnym.

Regulacja ogrzewania ściennego

Regulacja ciepłociągowego ogrzewania ma za zadanie utrzymać najkorzystniejsze warunki bytowe przy minimalnych kosztach eksploatacyjnych. Dla użytkownika oznacza to ścisłe utrzymywanie wymaganej temperatury komfortu cieplnego w pomieszczeniach oraz dodatkowe oszczędzanie energii poprzez osłabienie ogrzewania w okresach dyżurnych. Modulowanie temperatury w pomieszczeniu ogrzewanym jest najprostszym, a jednocześnie najbardziej efektywnym sposobem oszczędzania
energii. Należy pamiętać, że zmniejszenie temperatury powietrza tylko o 1°C powoduje (w danym czasie) zmniejszenie zużycia energii o 6÷10% . Zastosowanie ogrzewania ściennego pozwala obniżyć temperaturę powietrza w pomieszczeniu o 4°C (średnio) dla uzyskania porównywalnej tzw. temperatury odczuwalnej, czyli komfortu cieplnego.

Dla uzyskania perfekcyjnego sterowania ogrzewaniem proponuje się zastosowanie hierarchicznego systemu regulacji.

1. Regulacja centralna z kompensacją pogodową – obejmuje ona nadążną zmianę temperatury całego strumienia, uwzględniającą wpływ temperatury zewnętrznej (sterowanie mieszaczem w kotłowni).
2. Regulacja czasowa – programowa – reguluje strumienie czynnika grzewczego, dostarczone do wyodrębnionych stref, dostosowuje ogrzewanie do programu użytkowania pomieszczeń w cyklu dobowym.
3. Regulacja miejscowa – realizowana bezpośrednio w pomieszczeniu (ewentualnie grupie pomieszczeń) i mająca decydujący wpływ na komfort cieplny.

W systemie ogrzewania ściennego proponuje się w ramach regulacji miejscowej dwa warianty regulacji:
Standardowy – regulacja temperatury w pomieszczeniu odbywa się w tym przypadku za pomocą zaworów dławiących przepływ wody. Zmiana stopnia otwarcia następuje za pomocą siłowników elektrycznych współpracujących z regulatorem temperatury umieszczonym w pomieszczeniu ogrzewanym.
Komfort – wariant standardowy wzbogacony o sterownik z funkcją czasowego (dobowego lub tygodniowego) dostosowania temperatury w pomieszczeniu do uwarunkowań czy upodobań indywidualnego użytkownika. Przykłady zastosowania: mieszkania o podwyższonym standardzie lub pomieszczenia z klimatyzacją.

Zastosowanie regulacji miejscowej ma na celu utrzymywanie zróżnicowanej temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, jak również jej zróżnicowanie w czasie. Pozwala ona wykorzystać „darmowe” ciepło w postaci nasłonecznienia danego pomieszczenia, ciepła wydzielanego przez kuchenkę, oświetlenie czy własne ciało. Zróżnicowanie temperatury w czasie powinno uwzględniać obniżanie temperatury pod nieobecność osób w pomieszczeniu, np. w weekendy, urlopy, podczas pobytu w pracy itp. Można uwzględnić obniżenie temperatury w porze nocnej.

Z punktu widzenia sterowania i regulacji, ze względu na stałe promieniowanie cieplne i możliwość utrzymywania niskich temperatur, bez odczuwania dyskomfortu (sklepy, pawilony, biura i inne obiekty użyteczności publicznej), ogrzewanie ścienne jest bardzo korzystne.

Sposób postępowania

1. Zapotrzebowanie ciepła
Zachowując komfort cieplny przy ogrzewaniu ściennym, temperatura powietrza może być obniżona o 2÷4 K. Uwzględniając założenia obliczeniowe, że dla ogrzewania tradycyjnego temperatura w pomieszczeniu wynosi 20°C, to przy ogrzewaniu ściennym może być obniżona do 16°C.
2. Parametry pracy ogrzewania ściennego
Dla ogrzewania ściennego należy przyjąć temperaturę zasilania maks. do 50°C. Dla pieców kondensacyjnych i pomp ciepła w układzie bez zasobnika – maks. 45°C. Różnica temperatury między zasileniem a powrotem Δt=5K
3. Ustalenie powierzchni ścian
Ściany, które można przeznaczyć do zamontowania paneli grzewczych, należy uzgodnić z inwestorem lub architektem. Do montażu paneli wybieramy ściany zewnętrzne, ale można również montować na ścianach wewnętrznych. W kuchni z zabudowanymi ścianami należy zastosować panele grzewcze podłogowe. Dopuszczalne jest stawianie wysokich mebli na ścianie grzewczej, jednak należy pamiętać, aby pozostawić przestrzeń do 10 cm od podłogi i 15 cm od ściany. Niskie szafki, komody i regały nie mają znacznego wpływu na wydajność cieplną powierzchni grzewczych.
4. Określenie doboru paneli
Na podstawie dostępnej powierzchni i mocy należy dobrać typy i ilość paneli grzewczych. W pierwszej kolejności trzeba ustalić będące do dyspozycji wysokości i długości ścian z uwzględnieniem minimalnych odległości od narożników okien i drzwi (ok. 5 cm) oraz mieć na uwadze ściany zewnętrzne i powierzchnie podokienne. W układzie montażu w ścianach zewnętrznych powinny one mieć współczynnik przenikania ciepła U zgodny z normą. W przeciwnym wypadku należy uwzględnić dodatkową izolację zewnętrzną, aby ograniczyć straty ciepła. Przy określaniu miejsca montażu należy kierować się zasadą: zapotrzebowanie ciepła pokrywamy tam, gdzie powstają straty ciepła.
5. Montaż zestawów grzewczych
Zestawy paneli grzewczych należy tak projektować, aby łączna powierzchnia modułów nie przekraczała 10 m² w jednej pętli. Zestawy można projektować w dowolnym systemie rozdzielaczowym, Tichelmana oraz etażowym. Panele grzewcze PMPG możemy stosować w starym budownictwie z pionami grzewczymi.

MAREK MAJCHRZAK

Na podst. Materiałów K. Bartoszewskiego (QDOOR)