Energooszczędne systemy grzewcze: jak i na czym można oszczędzać?

Ogrzewanie obiektów przemysłowych i domów jest dość kosztowne. Obniżenie kosztów opłat umożliwią energooszczędne systemy grzewcze, dzięki którym można zaoszczędzić znaczne środki, nie rezygnując z komfortowych warunków w pomieszczeniu.

Proponujemy zrozumieć, jakie istnieją możliwości zwiększenia efektywności energetycznej domu, na czym polegają poszczególne rozwiązania. Szczegółowy przegląd technologii energooszczędnych pomoże podjąć decyzję o celowości instalacji danego rodzaju systemu grzewczego.

Sposoby zwiększenia efektywności energetycznej domu

Zmniejszyć zużycie energii wykorzystywanej do ogrzewania można na różne sposoby:

• poprzez zwiększenie efektywności energetycznej budynku;
• poprzez zastosowanie systemu „Inteligentny Dom” oraz innej automatyki umożliwiającej minimalizację kosztów;
• poprzez zmniejszenie strat energii za pomocą grzejników i innych urządzeń;
• poprzez zwiększenie sprawności kotłów lub pieców grzewczych;
• poprzez wykorzystanie ekologicznych źródeł energii (drewno, panele słoneczne).

Aby osiągnąć lepsze wyniki, można zastosować kombinację dwóch lub więcej opcji.

Nawet najbardziej niezawodny i wysokiej jakości system grzewczy nie przyniesie większych korzyści, jeśli w domu dochodzi do masowej utraty ciepła, dlatego należy podjąć środki, które będą zapobiegać wyciekom energii cieplnej przez szczeliny i otwarte okna.

Ważne jest podjęcie prostych, ale skutecznych kroków, polegających na pokryciu materiałem termoizolacyjnym podłóg, ścian, drzwi, sufitów, ram okiennych. Oprócz ocieplenia zgodnie z wymogami normatywnymi można zastosować dodatkową izolację. Pozwoli to jeszcze bardziej zmniejszyć straty ciepła, tym samym zwiększając efektywność energetyczną budynku.

W celu przeprowadzenia wysokiej jakości izolacji termicznej można wezwać specjalistę audytora energetycznego. Dokona on termowizyjnego badania domu, co pozwoli zidentyfikować miejsca największych strat ciepła, które należy zaizolować w pierwszej kolejności.

Z reguły największe straty ciepła występują przez ściany, strop poddasza, a także podłogę na legarach. Te obszary wymagają wysokiej jakości izolacji termicznej. Aby zapobiec wyciekom ciepła przez okna, można zastosować okiennice zamykane na noc.

System zarządzania „Inteligentny Dom”

Automatyczne urządzenia kompleksu „Inteligentny Dom” mogą wnieść ogromny wkład w oszczędność nośników energii wykorzystywanych do pozyskiwania ciepła.

Maksymalny poziom efektywności można osiągnąć, wybierając system wyposażony w szereg dodatkowych funkcji, a mianowicie:

• sterowaniem zależnym od pogody;
• czujnikiem temperatury instalowanym wewnątrz pomieszczenia;
• możliwością zewnętrznego sterowania przy przewidzianej wymianie danych;
• priorytecie obiegów.

Przyjrzyjmy się bliżej wszystkim wymienionym powyżej zaletom.

Sterowanie temperaturą zależne od pogody w domu zakłada korektę poziomu nagrzewu czynnika grzewczego w zależności od temperatury powietrza na zewnątrz. Jeśli na zewnątrz nadejdzie mróz, woda w grzejniku będzie nieco cieplejsza niż zwykle. Jednocześnie podczas ocieplenia ogrzewanie będzie mniej intensywne.

Brak takiej funkcji często prowadzi do nadmiernego wzrostu temperatury powietrza w pomieszczeniach. Prowadzi to nie tylko do nadmiernego zużycia energii, ale także jest mało komfortowe dla domowników.

Dotykowe panele sterowania umożliwiają wybór opcji trybu oszczędzania energii, co pozwala szybko i bez większego wysiłku regulować temperaturę w domu

Większość takich urządzeń ma dwa tryby: „lato” i „zima”. Przy użyciu pierwszego wyłączane są wszystkie obiegi grzewcze, a działają tylko urządzenia przeznaczone do użytku całorocznego, na przykład ogrzewanie basenu.

Czujnik temperatury pokojowej jest potrzebny nie tylko do kontroli utrzymania automatycznie ustawionej temperatury. Zazwyczaj urządzenie to jest połączone z regulatorem, co pozwala w razie potrzeby zwiększyć lub zmniejszyć ogrzewanie.

Zewnętrzny czujnik temperatury jest nieodzownym elementem większości jednostek sterujących „Inteligentnych domów”. Takie urządzenia są obowiązkowo instalowane w pomieszczeniu, a jeśli dostawa ciepła odbywa się piętrowo, to również na każdym piętrze

Termoregulator można zaprogramować na obniżenie temperatury w pomieszczeniach w określonych godzinach, na przykład gdy domownicy wychodzą do pracy, co przyczynia się do znacznych oszczędności kosztów ogrzewania.

Priorytet obiegów grzewczych przy jednoczesnym działaniu różnych urządzeń. Tak więc po włączeniu bojlera jednostka sterująca odłącza pomocnicze obiegi i inne urządzenia od zasilania cieplnego.

Dzięki temu zmniejsza się moc kotłowni, co pozwala obniżyć koszty paliwa, a także równomiernie rozłożyć obciążenie na dany okres czasu.

System kontroli klimatu, łączący w jedną sieć sterowanie klimatyzacją, ogrzewaniem, zasilaniem elektrycznym, wentylacją, nie tylko podnosi komfort w domu i minimalizuje ryzyko sytuacji awaryjnych, ale także pozwala oszczędzać energię.

Napędy klimatyzacji, regulujące wszystkie funkcje utrzymania parametrów temperatury w pomieszczeniu, są zazwyczaj ukryte przed wzrokiem, na przykład umieszczone w szafie rozdzielczej.

Sterowanie zewnętrzne – możliwość przekazywania danych na smartfony pozwala właścicielom monitorować sytuację, aby w razie potrzeby szybko wprowadzić korekty. Jednym z takich rozwiązań jest moduł GSM do kotła grzewczego.

Obniżenie kosztów za pomocą urządzeń

Za najbardziej efektywny uważa się system ogrzewania, który pozwala osiągnąć komfortowe nagrzewanie przy minimalnej temperaturze czynnika grzewczego. Aby osiągnąć ten cel, najlepiej zastosować schemat wodnego ogrzewania podłogowego.

Metoda ta charakteryzuje się komfortem i higienicznością, a konstrukcje są całkowicie ukryte przed wzrokiem, co pozwala łączyć ogrzewanie podłogowe z różnymi rodzajami tradycyjnych pokryć: płytkami, linoleum, wykładziną dywanową, parkietem.

Niestety, w warunkach surowego klimatu ogrzewanie podłogowe często nie jest w stanie skompensować strat ciepła, zwłaszcza jeśli w domu przewidziano duże przeszklone przestrzenie. Wynika to z faktu, że maksymalna dopuszczalna temperatura pokrycia podłogowego ma ścisły limit: nie powinna przekraczać +27°C.

Optymalnym rozwiązaniem w tym przypadku jest połączenie ogrzewania podłogowego z nowoczesnymi grzejnikami, które można podłączyć od dołu z podłogi lub ściany, co pozwala wyeliminować z wnętrza niezbyt estetyczne poprowadzenie rur.

W sprzedaży dostępny jest ogromny asortyment grzejników, które różnią się nie tylko producentem i typem urządzenia, ale także kolorem, kształtem, rozmiarem. Pozwala to znaleźć optymalny model, aby dopasować go do wnętrza.

Jeśli kierować się zasadą efektywności energetycznej, lepiej zdecydować się na kolektorowo-promiennikowy dwururowy schemat ogrzewania grzejnikowego. W tym przypadku do każdego pomieszczenia prowadzi się specjalną gałąź grzewczą – element zasilający i powrotny.

Taki system pozwala utrzymać w każdym pomieszczeniu własną temperaturę, minimalnie wpływając na sąsiednie pomieszczenia.

Energooszczędne kotły i piece

Aby oszczędzić energię pozyskiwaną z paliw kopalnych, warto zastąpić tradycyjny grzejnik ekologicznym i energooszczędnym piecem (na olej lub gaz) albo kotłem grzewczym. W pierwszym przypadku ważne jest zwrócenie uwagi na system przewodów powietrznych, które rozprowadzają ogrzane powietrze po pomieszczeniach.

Jeśli okres eksploatacji starego kotła przekracza dziesięć lat, lepiej zastąpić go nowoczesnym modelem, którego sprawność może sięgać 94 procent.

Przy korzystaniu z kotłów należy również przemyśleć komunikacje, którymi woda będzie przepływać, kierując się do grzejników lub systemów ogrzewania podłogowego.

Przy wyborze kotłów lub pieców ważne jest uwzględnienie następujących czynników:

1. Obecność wentylacji. Kocioł lub piec wyposażone w szczelną komorę spalania powinny być nawiewane strumieniem powietrza z zewnątrz. Zapobiega to ewentualnemu zanieczyszczeniu powietrza w pomieszczeniu i zmniejsza ryzyko przenikania do domu zewnętrznych mas powietrza.
2. Obecność rozpałki elektrycznej. Takie modele są uważane za znacznie bardziej efektywne niż warianty z płomieniem zapłonowym.
3. Pojemny wymiennik ciepła i kondensator, które pozwalają gromadzić nadmiar energii, co pozwala zaoszczędzić na wytwarzaniu nowych kalorii.

Nowoczesne piece i kotły, choć działają na paliwach kopalnych (olej opałowy, propan), są nadal uważane za urządzenia energooszczędne i przyjazne dla środowiska. Do ich funkcjonowania wystarcza minimalna ilość paliwa, a ilość szkodliwych substancji wydzielających się podczas spalania jest znikoma.

Wykorzystanie ekologicznych paliw

Obecnie główny nacisk kładzie się na rozwój energetyki alternatywnej z wykorzystaniem zasobów odnawialnych.

Do najczęściej spotykanych opcji można zaliczyć:

• drewno;
• pompy ciepła;
• urządzenia do przetwarzania energii słonecznej.

Ponadto opracowywane są inne metody technologii oszczędzania energii, na przykład instalacje wiatrowe.

Ogrzewanie piecami na drewno

Przez wieki drewno było szeroko stosowane do ogrzewania domów i gotowania: jest to odnawialne źródło dostępne dla większości społeczeństwa. Aby uzyskać ciepło, można używać nie tylko całych drzew, ale także odpadów drzewnych, takich jak chrust, gałęzie, wióry.

Do spalania takiego paliwa przeznaczone są specjalne piece na drewno, które mogą być konstrukcją składaną z żeliwa lub spawaną ze stali.

Wady pieców na drewno

Jednocześnie urządzenia te mają szereg wad, które utrudniają ich szerokie zastosowanie:

1. Piece na drewno są uważane za najmniej ekologiczne grzejniki wykorzystujące odnawialne źródła energii: podczas spalania drewna do powietrza uwalniana jest duża ilość produktów spalania.
2. Samodzielne pozyskiwanie drewna wymaga znacznego nakładu pracy: ścinanie drzew, piłowanie i rąbanie drewna. Ponadto piece wymagają częstego czyszczenia z nagromadzonego popiołu.
3. Urządzenia grzewcze na drewno są również uważane za najbardziej niebezpieczne pod względem pożarowym, ponieważ przy niewłaściwej konserwacji kominów może dojść do zapłonu.
4. Piece ogrzewają pomieszczenie, w którym się znajdują, podczas gdy powietrze w innych przestrzeniach może pozostawać zimne przez długi czas.
5. Grzejniki na drewno nie nadają się do instalacji w zwykłych mieszkaniach miejskich – niektóre modele można zamontować w mieszkaniach, ale wymaga to uzgodnień i załatwienia wielu dokumentów.

Podczas wyboru pieca na drewno należy dać pierwszeństwo efektywnemu nowoczesnemu modelowi. Niektóre warianty posiadają specjalne urządzenia – katalizatory, które pozwalają spalać nie do końca spalone ciecze i gazy, co zwiększa efektywność i zmniejsza emisję szkodliwych substancji.

Dla większej efektywności niektóre modele pieców na drewno są wyposażone w podwójne ścianki lub wentylatory. Podobne warianty pozwalają poprawić cyrkulację powietrza, zwiększają wytwarzanie i rozprowadzanie ciepła.

W niektórych nowoczesnych piecach na drewno przewidziano także specjalne przegrody, które znajdują się nad komorą roboczą. Kierują one pozostałe gazy i ciecze do ognia, zwiększając efektywność materiałów palnych. Podobne konstrukcje pozwalają również zmniejszyć gromadzenie się kreozotu.

Dla bardziej równomiernego ogrzewania można rozważyć montaż pieca gazowo-drzewnego, który pozwala na jednoczesne użycie dwóch rodzajów paliwa. Możliwy jest również montaż zewnętrznych pieców na drewno: za ich pomocą podgrzewana jest woda, która krąży przez system wymiany ciepła, ogrzewając pomieszczenia.

Dwa rodzaje pomp ciepła

Podobne urządzenia od dawna cieszą się dużą popularnością: to jeden z najefektywniejszych rodzajów ogrzewania domów, który stanowi minimalne zagrożenie dla środowiska.

Powszechny wariant powietrznej pompy ciepła otrzymał nazwę «mini-split». Posiada ona jednostkę zewnętrzną oraz jeden lub kilka wewnętrznych, które mogą dostarczać zarówno gorące, jak i zimne powietrze.

Modele dostępne na rynku należą do dwóch typów:

1. Powietrzne pompy ciepła. Urządzenia wyposażone w specjalne mechanizmy, zdolne nawet w chłodne dni (do -20°C) wychwytywać ciepło z atmosfery, a następnie rozprowadzać je po domu za pomocą zainstalowanych kanałów powietrznych.
2. Geotermalne pompy ciepła. Podobne urządzenia pozwalają na wykorzystanie ciepła gruntu. W tym celu w ziemi poniżej poziomu przemarzania (zazwyczaj poniżej 1,2 m) wykonuje się poziome ułożenie w pętlach. Jeśli powierzchnia działki jest zbyt mała, pompy umieszczane są w pionowo wywierconych otworach, których głębokość może sięgać 200 m. Więcej o organizacji takiego ogrzewania napisano w tym artykule.

Chociaż do działania pomp ciepła potrzebna jest energia elektryczna, urządzenia te uznawane są za energooszczędne, ponieważ w porównaniu do wydatkowanych zasobów pozyskują znacznie więcej ciepła – jeden do trzech dla powietrznych, jeden do czterech dla geotermalnych urządzeń.

Przy tym urządzenia nie zanieczyszczają powietrza i są całkowicie bezpieczne pożarowo. Zaletą pomp ciepła jest ich zdolność do pracy w trybie odwrotnym, czyli nie tylko ogrzewania, ale także chłodzenia powietrza. Na urządzenia geotermalne można również montować podgrzewacze wody, zapewniając podgrzanie wody do +60°C.

Chociaż koszt urządzeń geotermalnych jest wyższy niż powietrznych, pierwszy wariant uważany jest za bardziej perspektywiczny, ponieważ takie pompy charakteryzują się większą wydajnością (+)

Nowe i modernizowane domy można wyposażyć zarówno w pompy ciepła, jak i urządzenia geotermalne, natomiast w starych możliwy jest jedynie montaż pompy pierwszego typu.

Korzystając z pomp ciepła, należy pamiętać, że ich wydajność zależy od różnicy temperatur odbiornika i źródła. W przypadku mrozów konieczne jest stosowanie urządzeń o znacznie większej mocy lub skorzystanie z dodatkowych urządzeń grzewczych, takich jak energooszczędne kotły lub piece.

Solarne urządzenia energooszczędne

W ostatnim czasie dużą wagę przywiązuje się do rozwoju technologii umożliwiających wykorzystanie energii słonecznej do celów domowych i przemysłowych.

Słoneczne kolektory powietrzne

Prosta i ekonomiczna metoda ogrzewania budynku, najczęściej stosowana jako dodatkowe źródło energii elektrycznej. W tym przypadku na dachu od południowej strony domu montuje się specjalne urządzenia, tak aby nawet zimą padało na nie światło słoneczne.

Po osiągnięciu temperatury granicznej wewnątrz komory, automatycznie włącza się malutki wentylator odpowiedzialny za wymianę ciepła. Powietrze z pomieszczeń zaczyna przepływać przez kolektor, a po „odebraniu” ciepła ponownie wraca do wnętrza domu.

W zależności od efektywności energetycznej budynku i ilości światła słonecznego, kolektor może ogrzewać przestrzeń o powierzchni 44 m² i więcej.

Słoneczne kolektory powietrzne to niedrogie, niezawodne i skuteczne urządzenia. Przy posiadaniu odpowiednich umiejętności można je wykonać samodzielnie (+)

Trwałe kolektory, których utrzymanie wymaga minimalnych nakładów, nadają się do montażu w nowych lub modernizowanych domach.

Tego typu urządzenia są ekologicznie opłacalną opcją ogrzewania budynków, jednak przed ich instalacją konieczne będą dokładne obliczenia, aby prawidłowo określić wymiary i planowaną moc kolektorów.

W zależności od konstrukcji moduły słoneczne mogą pracować całkowicie autonomicznie lub korzystać z niewielkiej ilości energii elektrycznej z sieci. W tym drugim przypadku konieczne będzie wprowadzenie odpowiednich zmian w układzie instalacji elektrycznej.

Wodne kolektory słoneczne

Bardziej złożoną odmianą urządzeń solarnych są słoneczne systemy ciepłej wody użytkowej. Ich konstrukcja obejmuje opisane powyżej kolektory montowane na dachu budynku, zbiornik akumulacyjny, który najczęściej instaluje się w pomieszczeniu gospodarczym (piwnicy, schowku), a także łączące je rury.

Ciekły nośnik ciepła, którym jest woda lub nietoksyczny środek przeciwzamarzający, jest tłoczony przez pompę do kolektorów słonecznych, gdzie temperatura płynu znacznie wzrasta. Następnie wraca on do zbiornika, skąd przez wymiennik ciepła energia cieplna przekazywana jest wodzie znajdującej się w specjalnym zbiorniku.

Dobrze nagrzany płyn wykorzystywany jest do celów domowych, na przykład do ogrzewania podłogowego lub systemu przepływowego.

Na schemacie przedstawiono solarny system ciepłej wody użytkowej. Przy dużej liczbie ogniw słonecznych i pojemnych zbiorników, doskonale nadaje się on do ogrzewania całego domu (+)

Systemy solarne do ogrzewania budynków działają bezgłośnie, nie emitując szkodliwych substancji. Można je stosować w różnych klimatach, jednak ich wydajność zmienia się w zależności od konkretnego regionu – wskaźnik ten wymaga sprawdzenia przed montażem.

Energooszczędny schemat ogrzewania sprawdzi się zarówno w nowych, jak i starych budynkach, ważne jest tylko, aby pamiętać, że do działania elektronicznych urządzeń sterujących i pomp potrzebna jest niewielka ilość energii elektrycznej.

Główną wadą takich systemów jest wytwarzanie nadmiaru ciepłej wody w ciepłych sezonach. W gorące lato może to stanowić problem: zazwyczaj nadmiar ciepła jest odprowadzany przez odgałęzienie zakopanej w ziemi rury.

Pasywne ogrzewanie słoneczne

Ekonomicznym sposobem ogrzewania domu jest zastosowanie systemu pasywnego ogrzewania solarnego. Dla takich konstrukcji nie jest wymagane prowadzenie dodatkowych instalacji ani używanie dodatkowych urządzeń mechanicznych, takich jak pompy czy wentylatory.

Jedyne, czego potrzeba do ogrzewania, – to duża liczba słonecznych dni i niskie słońce, które oddaje ciepło oknom znajdującym się od południowej strony.

Zazwyczaj w ciągu dnia wewnętrzne ciepło jest pochłaniane przez ściany ceglane lub gipsowe, a także betonowe podłogi. Natomiast w nocy jest ono uwalniane, aby utrzymać komfortową temperaturę w budynku.

Aby taki dom był energooszczędny, musi być szczelny i dobrze zaizolowany termicznie. W tym celu stosuje się specjalne okna niskoemisyjne, które zatrzymują ciepło zimą i odbijają je latem.

Funkcja pasywnego ogrzewania solarnego powinna być przewidziana już na etapie projektowania domu. Dodanie jej do już istniejącego budynku jest niezwykle trudne (+)

Pasywna opcja słoneczna w słonecznych regionach pozwala zaoszczędzić 50–79% kosztów ogrzewania. Jest rzeczą naturalną, że budowa takiego domu będzie dla właścicieli znacznie droższa niż zwykłego budynku, jednak w długoterminowej perspektywie korzyść z takiej konstrukcji jest jednoznaczna.

Niestety, w rosyjskim klimacie ta metoda nie jest zbyt popularna z powodu niskich temperatur, przez które przez okna traci się więcej ciepła, niż dociera od słońca.

Ogrzewanie słoneczne to perspektywny kierunek, który z każdym rokiem zyskuje na popularności. Korzystanie z systemów helio jest szczególnie istotne w ciepłych regionach. Na naszej stronie znajduje się seria artykułów poświęconych systemom ogrzewania słonecznego.

Zalecamy zapoznać się:

1. Energia słoneczna jako alternatywne źródło energii: rodzaje i cechy wykorzystania systemów solarnych
2. Baterie słoneczne do domku letniskowego i domu: rodzaje, zasada działania i sposób obliczania systemów solarnych
3. Jak zrobić kolektor słoneczny do ogrzewania własnymi rękami: instrukcja krok po kroku

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Na prezenowanym poniŝej filmie omawiana jest jedna z najskuteczniejszych metod oszczędzania energii – wykorzystanie kolektorów słonecznych.

Istnieje wiele różnorodnych wariantów systemów grzewczych, które zużywają minimum paliw kopalnych. Głównym zadaniem mieszkańców jest wybór najbardziej optymalnego schematu energooszczędnego ogrzewania.

Choć instalacja takich konstrkcji będzie wymagała pewnych środków, szybko się one zwrócą, poniewaź pomagają efektywnie oszczędzać na kosztach ogrzewania.

Macie doświadczenie w korzytaniu z energooszczędnych systemów grzewczych? Proszę podzielić się informacjami z czyteinikami. Kometujcie publikację, bierzcie udział w dyskusjach i zadawajcie pytania na temat. Blok inormacji zwrotnej znajduje się ponżej.