Energooszczędna architektura, wentylacja i
Transkrypt
Energooszczędna architektura, wentylacja i
DOM ENERGOOSZCZ}DNY EnergooszczÚdna architektura, wentylacja i ogrzewanie Jakie sÈ najwaĝniejsze wytyczne do projektowania domów energooszczÚdnych? Odpowiednia dziaïka budowlana: – szeroka przynajmniej na 25 m, – z wjazdem od strony póïnocnej lub wschodniej, – najlepiej pïaska lub z niewielkim nachyleniem w kierunku poïudniowym, – z wysokimi drzewami liĂciastymi mogÈcymi zacieniÊ dom w lecie, – o korzystnych warunkach gruntowo-wodnych, – umoĝliwiajÈca jak najlepsze wykorzystanie naturalnych warunków na niej panujÈcych, polegajÈce na: uwzglÚdnieniu nachylenia terenu i nasïonecznienia, wykorzystaniu ciepïa energii sïonecznej, uwzglÚdnieniu zacienienia (rozlokowania sÈsiednich budynków i wysokich drzew), siïy i kierunku wiania wiatrów, itp. Zaprojektowanie zwartej bryïy budynku, bez lukarn, wykuszy i innych elementów zwiÚkszajÈcych powierzchnie przegród zewnÚtrznych. Zapewnienie jak najlepszej szczelnoĂci i termoizolacyjnoĂci wszystkich przegród zewnÚtrznych: Ăcian fundamentowych oraz nadziemia budynku, stopów, podïogi na gruncie, dachu, okien i drzwi. Zastosowanie technologii wznoszenia Ăcian z materiaïów o duĝej akumulacji ciepïa (silikaty, ceramika). Wyeliminowanie z przegród zewnÚtrznych mostków termicznych. Zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepïa. Wyposaĝenie budynku w nowoczesnÈ i efektywnÈ instalacjÚ grzewczÈ i energooszczÚdne, wysoko sprawne urzÈdzenia grzewcze, np. kocioï kondensacyjny. Ograniczenie przeszklenia do racjonalnych rozmiarów. Zachowanie buforowego ukïadu pomieszczeñ, by te, w których ma byÊ najcieplej (pokoje mieszkalne i sypialnie), nie znalazïy siÚ w póïnocnej czÚĂci budynku, a takie, w których moĝe lub powinno byÊ chïodno (spiĝarnie, skïadziki, pomieszczenia gospodarcze) – w poïudniowej. Ograniczenie strat ciepïa przez zastosowanie buforów takich jak ogród zimowy, przeszklona weranda czy dostawiony do budynku garaĝ. CzÚĂciowe zagïÚbienie budyniu w gruncie – od strony póïnocnej, gdzie okna powinny byÊ najmniejsze. Bardzo waĝnÈ sprawÈ jest teĝ wysoka jakoĂÊ wykonawstwa, dbaïoĂci o detale i szczegóïy technologiczne, poprawne zastosowanie materiaïów i technologii oraz wïaĂciwe nastawienie wykonawcy. Zatrudnienie firmy posiadajÈcej doĂwiadczenie w realizacji energooszczÚdnych domów daje gwarancjÚ racjonalnie wydanych pieniÚdzy na energooszczÚdnoĂÊ. Oprócz ww. wytycznych dotyczÈcych projektu i wykonawstwa warto równieĝ zastosowaÊ w domu baterie ograniczajÈce zuĝycie ciepïej wody oraz energooszczÚdne Ăwietlówki i urzÈdzenia AGD. Takie kompleksowe podejĂcie do projektu, wykonawstwa i wyposaĝenie budynku moĝe sprawiÊ, ĝe zuĝycie energii w takim domu bÚdzie znacznie niĝsze niĝ w domach budowanych zgodnie z obecnie obowiÈzujÈcymi przepisami. Dlaczego zwarta bryïa budynku jest waĝna dla energooszczÚdnoĂci? fot. Archipelag, projekt Klementynka EnergooszczÚdny projekt to przede wszystkim zwarta bryïa budynku C hodzi o to, aby uzyskaÊ jak najmniejszy stosunek powierzchni przegród zewnÚtrznych (ïÈcznie z podïogÈ na gruncie) do kubatury ogrzewanej czÚĂci budynku, czyli jak najmniejszÈ powierzchniÚ, przez którÈ bÚdzie uciekaïo ciepïo zuĝywane do ogrzewania domu. Zastosowanie zwartej bryïy domu w poïÈczeniu z buforowym ukïadem pomieszczeñ moĝe przynieĂÊ 10–15% oszczÚdnoĂci energii i pieniÚdzy. Opïaca siÚ zatem zrezygnowaÊ z uatrakcyjniania architektury budynku podcieniami, wykuszami czy lukarnami, które zwiÚkszajÈ powierzchniÚ przegród zewnÚtrznych: nagrodÈ za poprzestanie na prostej i zwartej bryle bÚdÈ niĝsze koszty eksploatacji domu. PATRONI CYKLU 34 BD4_dom_energooszczedny.indd 34 2009-03-16 18:04:08 EnergooszczÚdna architektura, wentylacja i ogrzewanie fot. Rockwool Czy przegrody zewnÚtrzne o dobrej izolacyjnoĂci cieplnej to najwaĝniejszy warunek energooszczÚdnoĂci domu? a pewno tak. W domu energooszczÚdnym wszystkie przegrody zewnÚtrzne, czyli nie tylko Ăciany i dach, ale teĝ podïogi na gruncie powinny mieÊ wspóïczynnik przenikania ciepïa U ≤ 0,25 [W/(m2•K)]. JeĂli nie zapewni siÚ budynkowi tak dobrej termoizolacyjnoĂci, to wïaĂciwie ĝadne inne dziaïania nie bÚdÈ miaïy sensu, bo straty energii cieplnej przez przegrody zewnÚtrzne bÚdÈ tak duĝe, ĝe oszczÚdnoĂci wynikajÈce z zastosowania kosztownych instalacji i urzÈdzeñ takich jak niskotemperaturowe ogrzewanie pïaszczyznowe, wysoko sprawny kocioï kondensacyjny, automatyka pogodowa czy wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepïa nie bÚdÈ satysfakcjonujÈce. Dobre ocieplenie oznacza teĝ wyeliminowanie z przegród mostków cieplnych. Konieczne jest zatem zachowanie ciÈgïoĂci termoizolacji, a wiÚc zrezygnowanie z balkonów o konstrukcji wspornikowej osadzonej w stropie – na rzecz konstrukcji samonoĂnej (dostawionej do budynku na sïupach). Waĝne jest teĝ, by wszystkie przegrody, a w szczególnoĂci Ăciany, byïy szczelne. Speïnienie tego warunku utrudnia stosowanie Ăcian murowanych tylko na spoiny poziome, dlatego lepiej zrezygnowaÊ z tego uïatwienia dla wykonawcy. WaĝnÈ przegrodÈ wymagajÈcÈ ocieplenia jest teĝ podïoga na gruncie; jak najlepszÈ izolacyjnoĂÊ powinny mieÊ równieĝ szczelne okna i drzwi zewnÚtrzne. O wymaganiach dotyczÈcych termoizolacyjnoĂci, jakie muszÈ speïniaÊ ww. przegrody, pisaliĂmy w poprzednim numerze BD. fot. Termo Organika N Aby wszystkie przegrody zewnÚtrzne: Ăciany, dach, podïogi na gruncie miaïy wymagany w domach energooszczÚdnych wspóïczynnik przenikania ciepïa U ≤ 0,25 [W/(m2•K)], muszÈ byÊ przede wszystkim starannie ocieplone W jaki sposób powinno byÊ rozplanowane wnÚtrze budynku energooszczÚdnego? W N S rys. Archipelag, projekt Basia E Od strony póïnocnej pokoje powinny byÊ osïoniÚte przez garaĝ lub pomieszczenia gospodarcze, takie jak garderoba czy pralnia, a te z kolei – skïadzikami, czyli pomieszczeniami, w których moĝe panowaÊ jeszcze niĝsza temperatura. Pomieszczenia mieszkalne z duĝymi przeszkleniami powinny byÊ usytuowane od strony poïudniowej. Korzystne sÈ takĝe ogrody zimowe, które nawet nieogrzewane stanowiÈ rodzaj bufora termicznego i dodatkowo osïaniajÈ dom przed wiatrem. Naleĝy dÈĝyÊ do tego, aby róĝnica temperatury pomiÚdzy sÈsiadujÈcymi strefami nie byïa wiÚksza niĝ 8ºC, gdyĝ to zminimalizuje straty energii cieplnej pomiÚdzy pomieszczeniami. Na granicy stref powinno siÚ zastosowaÊ Ăciany dziaïowe o wspóïczynniku przenikania ciepïa U < 1,0 [W/(m 2•K)] lub lepiej U < 0,60 [W/(m2•K)]. Rzut parteru niewielkiego domu energooszczÚdnego o ïÈcznej powierzchni uĝytkowej 87, 92 m2 35 BD4_dom_energooszczedny.indd 35 2009-03-16 18:04:28 DOM ENERGOOSZCZ}DNY W fot. www.rekuperatory.pl entylacja naturalna, czyli grawitacyjna, dziaïa dziÚki powodujÈcej ciÈg róĝnicy temperatury wewnÈtrz i na zewnÈtrz budynku. Wskutek ciÈgu lĝejsze ciepïe powietrze pïynie ku górze, a na jego miejsce napïywa powietrze zimniejsze – ciÚĝsze. Powietrze zanieczyszczone jest w ten sposób usuwane na zewnÈtrz przez kominy wentylacyjne, a Ăwieĝe napïywa do pomieszczeñ przez zamontowane w oknach nawiewniki. Wprawdzie dziÚki nim wentylacja moĝe dziaïaÊ, zaprzecza to jednak idei domu energooszczÚdnego, bo gdy zimne powietrze w niekontrolowanych iloĂciach napïywa do wnÚtrza domu, a ciepïe ucieka na zewnÈtrz, skutkuje to wyziÚbianiem pomieszczeñ i zwiÚksza koszty ogrzewania. Wentylacja naturalna nie dziaïa skutecznie równieĝ w okresie letnim. Kiedy temperatury w pomieszczeniu i na zewnÈtrz siÚ wyrównujÈ, zanika siïa napÚdowa wentylacji grawitacyjnej: ciÈg wynikajÈcy z róĝnicy gÚstoĂci powietrza wewnÚtrznego i zewnÚtrznego. Podczas silnych upaïów, kiedy na zewnÈtrz temperatura jest wyĝsza niĝ w budynku, moĝe nawet dojĂÊ do odwrócenia ciÈgu, wskutek czego nagrzane powietrze dopïywa kanaïami i kratkami wywiewnymi do pomieszczeñ, a chïodne powietrze wypïywa na zewnÈtrz przez nieszczelnoĂci w bryle domu i czÚĂciej otwierane latem okna. Co moĝe siÚ poĂrednio przyczyniaÊ do zwiÚkszenia zuĝycia energii na chïodzenie pomieszczeñ. Rekuperator moĝna zamontowaÊ na poddaszu Dlaczego wentylacja mechaniczna z rekuperatorem ogranicza straty ciepïa? W entylacja taka zapewnia kontrolowany wypïyw i napïyw powietrza i – co najwaĝniejsze, umoĝliwia odebranie czÚĂci ciepïa z ogrzanego powietrza wewnÚtrznego, zanim zostanie ono usuniÚte na zewnÈtrz. Ciepïo to jest nastÚpnie przekazywane powietrzu wpïywajÈcemu do wnÚtrza domu, dziÚki czemu odzyskuje siÚ czÚĂÊ ciepïa, które w wentylacji czerpnia powietrza naturalnej jest bezpowanemostat nawiewny rotnie tracone. DziÚki temu zmniejsza siÚ zapotrzebowanie na sypialnia energiÚ do ogrzewania domu, a to oznacza kongabinet kretne oszczÚdnoĂci. garderoba salon Roczne zapotrzebowanie na ciepïo domu pom. gospodarcze z odzyskiem ciepïa ïazienka moĝe zmniejszyÊ siÚ nawet od 25% do nawet 85%, co w domu o powierzchni 150 m2 oznakuchnia cza rocznie minimum z jadalniÈ 1000 zï oszczÚdnoĂci na garaĝ kosztach ogrzewania. centrala przedsionek Dlaczego wentylacja naturalna nie jest energooszczÚdna? wentylacyjna z rekuperatorem wyrzutnia powietrza anemostat wywiewny Przykïad instalacji wentylacji z rekuperatorem Gdzie najlepiej zamontowaÊ rekuperator? N a rekuperator wybiera siÚ miejsce, w którym bÚdÈ speïnione nastÚpujÈce warunki: przewód wentylacyjny wychodzÈcy z rekuperatora powinien byÊ idealnie prosty na odcinku min. 80 cm – dopiero póěniej moĝe byÊ zaïamany przez zastosowanie kolana, rekuperator powinien zostaÊ umieszczony na podwyĝszeniu lub powieszony na Ăcianie na wysokoĂci umoĝliwiajÈcej swobodny odpïyw kondensatu. Projektant planujÈcy miejsce na rekuperator powinien teĝ uwzglÚdniÊ: ciÚĝar centrali, dostÚp do urzÈdzenia, aby moĝne je byïo przeglÈdaÊ i ewentualnie naprawiaÊ, podïÈczenie do instalacji elektrycznej, temperaturÚ otoczenia – nie wolno montowaÊ rekuperatora w pomieszczeniach, w których moĝe panowaÊ temperatura poniĝej zera, rozkïad pomieszczeñ w domu. NajczÚĂciej rekuperator lokuje siÚ: na poddaszu (najlepiej nad holem, klatkÈ schodowÈ lub ïazienkÈ, aby nawet minimalny szum pracujÈcego urzÈdzenia nie zakïócaï snu domowników), w garaĝu lub w kotïowni (ale nie z kotïem na paliwa staïe, bo w pomieszczeniu tym zwykle jest brudno), w garderobie, w spiĝarni, w schowku pod schodami lub w szafie w przedpokoju. 36 BD4_dom_energooszczedny.indd 36 2009-03-16 18:59:34 EnergooszczÚdna architektura, wentylacja i ogrzewanie Co to wïaĂciwie jest rekuperator? Czego powinno siÚ oczekiwaÊ od projektanta instalacji wentylacyjnej z rekuperatorem? N P rojektant instalacji powinien: zaplanowaÊ trasy kanaïów wentylacyjnych z gïadkich przewodów (przez takie przewody powietrze przesuwa siÚ prawie bez szumów) w sufitach podwieszanych, na poddaszu, w Ăciankach kolankowych lub w specjalnych szachtach instalacyjnych, dobraÊ ĂrednicÚ przewodów i przepustnic regulacyjnych oraz rekuperator o odpowiednich parametrach: z pïynnÈ lub wieloostopniowÈ regulacjÈ prÚdkoĂci wentylatora (im wiÚksze moĝliwoĂci regulacji, tym Projektant z doĂwiadczeniem powinien pamiÚtaÊ o zamontowaniu we wszystkich sypialniach, pokojach wiÚksze oszczÚdnoĂci energii), dziennych, salonie i gabinecie anemostatów, przez które doprowadziÊ do kaĝdego z pomiesz- bÚdzie wwiewane do pomieszczeñ Ăwieĝe powietrze czeñ budynku co najmniej jeden przewód wentylacyjny, rozmieĂciÊ kanaïy wentylacyjne tak, by powietrze wywiewane byïo z ïazienek, toalet i kuchni, a nawiewane do sypialni, pokoi dziennych, salonu i gabinetu, zapewniÊ swobodnÈ wymianÚ powietrza pomiÚdzy pomieszczeniami, a wiÚc zaznaczyÊ w opisie projektu, jakie podciÚcia lub otwory wentylacyjne naleĝy zapewniÊ w drzwiach, zaplanowaÊ ocieplenie wszystkich kanaïów, a w szczególnoĂci tych przechodzÈcych przez pomieszczenia nieogrzewane (piwnica, poddasze). fot. www.rekuperatory.pl azywana rekuperatorem centrala nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepïa to – w duĝym uproszczeniu – urzÈdzenie skïadajÈce siÚ z wymiennika ciepïa (krzyĝowego przeciwprÈdowego lub obrotowego), dwóch wentylatorów – nawiewnego i wywiewnego oraz filtra powietrza. ¥wieĝe, zimne powietrze zasysane z zewnÈtrz, przechodzÈc przez wymiennik ciepïa, ogrzewa siÚ od takiej samej iloĂci zuĝytego powietrza usuwanego z budynku, które równieĝ przepïywa przez ten wymiennik. Przepïywy sÈ prawie bezgïoĂnie i odbywajÈ siÚ samoczynnie – bez ingerencji mieszkañców domu. W rekuperatorach wysokiej klasy strumienie powietrza wchodzÈce i wychodzÈcego nie mieszajÈ siÚ. NastÚpuje jedynie wymiana ciepïa, która nie powoduje przenoszenia zapachów. W iele firm oferuje swoim klientom tanie przewody nieizolowane, czÚsto bardzo niewielkiej Ărednicy. Zastosowanie takich przewodów wielokrotnie zwiÚksza ryzyko powstania skroplin, które spïywajÈc na okrywajÈce je Ăcianki gipsowe, spowodujÈ ich zawilgocenie i zniszczenie. Moĝe to doprowadziÊ do koniecznoĂci wykonania remontu caïego domu. Zastosowanie przewodów zaizolowanych nie tylko ogranicza do minimum wspomniane zagroĝenia, ale teĝ przyczynia siÚ do wytïumienia szumów charakterystycznych dla instalacji wentylacyjnej. Rzetelne firmy nie stosujÈ juĝ do wentylacji rur karbowanych tzw. fleksów (wygodnych w montaĝu, bo elastycznych), tylko gïadkie – droĝsze, ale znacznie mniej haïaĂliwe, gdyĝ powietrze porusza siÚ w nich ze znacznie mniejszymi oporami. Rury elastyczne sÈ chÚtnie stosowane, bo sÈ tanie i ïatwo siÚ je ukïada, gdyĝ dostosowujÈ siÚ wymiarów i ksztaïtu miejsca, ale powodujÈ zwiÚkszone opory przepïywu, nie da siÚ teĝ ich czyĂciÊ, bo majÈ nierównÈ powierzchniÚ, zdarza siÚ teĝ, ĝe pÚkajÈ w trakcie eksploatacji. Zlokalizowanie nieszczelnoĂci i naprawa przewodów jest kïopotliwa, jeĂli sÈ zabudowane. Dlatego teĝ przewody elastyczne moĝna stosowaÊ tylko na krótkich odcinkach na podïÈczeniach anemostatów i kratek wentylacyjnych oraz rekuperatora. Uwaga! ¥rednice przewodów powinny byÊ zgodne z projektem. Zastosowanie przewodów wÚĝszych, niĝ zaïoĝyï projektant, spowoduje na pewno zwiÚkszenie oporów instalacji, a wskutek tego jej dziaïanie moĝe byÊ zakïócone i znaczne zwiÚkszyÊ siÚ moĝe poziom szumów (bÚdÈ siÚ one jeszcze potÚgowaÊ u wylotu zbyt wÈskiego anemostatu na koñcu takiego przewodu). fot. www.rekuperatory.pl Z jakich rur powinno siÚ wykonaÊ przewody wentylacyjne i jak je poprowadziÊ? Stalowe przewody sztywne sÈ droĝsze od elastycznych, ale zapewniajÈ kilkudziesiÚcioletniÈ ĝywotnoĂÊ instalacji, a ponadto umoĝliwiajÈ bezproblemowe jej czyszczenie 37 BD4_dom_energooszczedny.indd 37 2009-03-16 18:04:56 DOM ENERGOOSZCZ}DNY 1. Wykonanie instalacji bez projektu. Skutkiem nieprecyzyjnych obliczeñ lub budowy instalacji w ogóle bez projektu moĝe byÊ niewïaĂciwy dobór mocy rekuperatora. JeĂli bÚdzie za maïa, wymiana powietrza bÚdzie niewystarczajÈca, a jeĂli zbyt duĝa – urzÈdzenie bÚdzie droĝsze i bÚdzie zuĝywaïo wiÚcej energii elektrycznej. 2. Montaĝ niezgodny z projektem. Zmiany Ărednic i rozprowadzenia przewodów mogÈ spowodowaÊ zwiÚkszenie oporów przepïywu powietrza, a to moĝe sprawiÊ, ĝe dobrany przez projektanta rekuperator okaĝe siÚ nieodpowiedni. 3. Uĝycie zbyt duĝej iloĂci elastycznych przewodów. Opory przepïywu w takich przewodach sÈ wiÚksze niĝ w sztywnych o gïadkiej powierzchni wewnÚtrznej i mogÈ powo- dowaÊ nawet kilkakrotny spadek wydajnoĂci pracy rekuperatora. 4. Nieuïoĝenie izolacji termicznej wokóï przewodów. Brak ocieplenia moĝe powodowaÊ zmniejszenie sprawnoĂci odzysku ciepïa oraz wykraplanie siÚ w przewodach pary wodnej pochodzÈcej z ochïodzonego powietrza. JeĂli woda nie bÚdzie mogïa odpïywaÊ z kanaïów, bÚdzie siÚ w nich gromadziÊ, utrudniajÈc przepïyw powietrza albo bÚdzie wyciekaÊ w miejscach ïÈczenia kanaïów i w ten sposób utworzy zacieki, a nawet zaleje któreĂ z pomieszczeñ. Ponadto izolacja termiczna tïumi szum przepïywajÈcego powietrza. 5. Niezapewnienie swobodnego przepïywu powietrza miÚdzy pomieszczeniami. Aby powietrze przepïywaïo do wszystkich pomieszczeñ, drzwi wewnÚtrzne nie mogÈ Na czym polega konserwacja instalacji wentylacyjnej? B fot. Venture rudna, poczyszczeniu kryta kurzem sztywnych kanaïów instalacja wentywentylacyjnych przy uĝyciu sztywnej oblacyjna moĝe poracajÈcej siÚ szczotwodowaÊ: zanieczyszki, a elestycznych czenie powietrza miÚk kÈ szczot kÈ wtïaczanego do lub specjalnym odbudynku, co moĝe kurzaczem – raz na przyczyniaÊ siÚ do 3–6 lat, chorób dróg oddewymianie filtrów chowych i alerpowietrza rekupegii, ratora – co 2–4 miezïy przepïyw siÈce, kontroli instalacji powietrza, trudodprowadzania skronoĂci w utrzyWymianÚ filtra i inne czynnoĂci konserwacyjne maniu wïaĂciwej plin – raz w roku, najpowinna wykonaÊ ekipa serwisowa, najlepiej ta jego temperatu- sama, która montowaïa instalacjÚ lepiej przed sezonem ry i zmniejszenie grzewczym, skutecznoĂci w redukowaniu kosztów czyszczeniu instalacji odprowadzania skroplin – co 2 lata. ogrzewania, wskutek czego zwiÚkszajÈ siÚ koszty zuĝycia energii, Warunkiem wïaĂciwego, bezgïoĂnego zagroĝenie poĝarowe. funkcjonowania wentylacji z odzyskiem NiezbÚdne jest wiÚc systematyczna konciepïa jest zatem nie tylko profesjonalny serwacja zarówno samego rekuperatora, projekt i fachowy montaĝ, ale teĝ wïaĂcijak i caïej instalacji, polegajÈca na: wa eksploatacja i konserwacja. fot. Eureka Jakie bïÚdy najczÚĂciej popeïniajÈ wykonawcy instalacji wentylacyjnej z rekuperatorem? Drzwi do kuchni, ïazienki i w.c. powinny mieÊ otwory wentylacyjne byÊ szczelne: we wszystkich wskazanych przez projektanta powinno siÚ wykonaÊ otwory, zamontowaÊ kratki o odpowiedniej powierzchni lub zostawiÊ 2–3-cm szczelinÚ miÚdzy podïogÈ a drzwiami. Ile kosztuje wyposaĝenie domu w wentylacjÚ nawiewno-wywiewnÈ z rekuperatorem? Èczny koszt zaleĝnie od jakoĂci uĝytych materiaïów i rodzaju rekuperatora to wydatek od 10 do 30 tys. zï. Najdroĝszym elementem instalacji jest rekuperator: kosztuje minimum 4 tys. zï. Chociaĝ ïÈczne koszty instalacji sÈ niemaïe, wydatek moĝe siÚ zwróciÊ juĝ po 5 latach. JeĂli uwzglÚdniÊ obecne ceny oleju opaïowego, gazu pïynnego czy energii elektrycznej, w domu o powierzchni 100–150 m2 oszczÚdnoĂci mogÈ wynieĂÊ min. 1000–2000 zï rocznie. Zwaĝywszy, ĝe ceny energii stale rosnÈ, wentylacja z odzyskiem ciepïa bÚdzie siÚ przyczyniaÊ do coraz wiÚkszych oszczÚdnoĂci. 38 BD4_dom_energooszczedny.indd 38 2009-03-16 18:05:13 EnergooszczÚdna architektura, wentylacja i ogrzewanie ocioï kondensacyjny oszczÚdza paliwo. W procesie spalania zawsze powstaje dwutlenek wÚgla i woda. Temperatura towarzyszÈca temu procesowi jest bardzo wysoka (w kotïach tradycyjnych znacznie przekracza 120°C), jest wyĝsza zatem od temperatury parowania wody. Gdy powstajÈ spaliny, woda w nich zawarta zamienia siÚ w parÚ pod wpïywem wysokiej temperatury i razem ze spalinami uchodzi przez komin. Jeĝeli skraplanie pary wodnej zawartej w spalinach nastÈpi juĝ w kotle, to moĝe on od niej odebraÊ ciepïo reakcji endotermicznej, które bez tego uchodziïoby przez komin. Od tego zysku ciepïa ze skraplania, czyli kondensacji pary, pochodzi nazwa kotïów kondensacyjnych, on teĝ przesÈdza o ich wyjÈtkowej sprawnoĂci, a której mowa w nastÚpnej odpowiedzi. Kocioï kondensacyjny ma tak rozbudowany wymiennik ciepïa, by temperaturÚ spalin mógï sprowadziÊ poniĝej tzw. punktu rosy i tym sposobem spowodowaÊ wykroplenie pary wodnej. Wtedy wïaĂnie nastÚpuje odebranie dodatkowego ciepïa, które ze zwykïych kotïów uchodzi bezpowrotnie razem ze spalinami. W uproszczeniu moĝna powiedzieÊ, ĝe kocioï kondensacyjny ma wbudowane dwa wymienniki ciepïa: jeden taki jak w kotïach tradycyjnych oraz drugi przeznaczony do skraplania pary wodnej. fot. Viessmann K Wymiennik w kotle kondensacyjnym wykonany jest np. ze stali kwasoodpornej, odpornej na dziaïanie ĝrÈcych spalin Co to znaczy, ĝe sprawnoĂÊ kotïa przekracza 100%? S prawnoĂÊ zwykïych niekondensacyjnych kotïów moĝe siÚgaÊ najwyĝej 94–96%. Kotïy kondensacyjne majÈ sprawnoĂÊ wyĝszÈ o minimum 10% – najlepsze z nich mogÈ osiÈgnÈÊ sprawnoĂÊ nawet 109%. Chociaĝ sprawnoĂÊ przekraczajÈca 100% brzmi niedorzecznie, taka naprawdÚ jest. Ten techniczny nonsens wynika po prostu z definicji sprawnoĂci kotïa, którÈ stworzono dla kotïów niekondensacyjnych – jedynych, jakie znano. Zaïoĝono wtedy, ĝe spaliny kondensacyjny w gorÈcych spalinach ulatujÈwymiennik wentylator cych przez komin musi zawsze ciepïa znajdowaÊ siÚ dwutlenek wÚgla woda zimna i para wodna. A za sprawnoĂÊ przyjÚto iloĂÊ ciepïa, jaka uwalnia siÚ podczas spalania paliwa, z pominiÚciem tej jego ilowymiennik woda ciepïa Ăci, która uchodzi na zewnÈtrz ciepïa w parze zawartej w spalinach. W kotïach kondensacyjnych to ciepïo powiÚksza siÚ o ciepïo powietrze odzyskane z pary wodnej, co powiÚksza w ten sposób zdefi- gaz niowanÈ sprawnoĂÊ tak, ĝe przekracza ona 100%. Schemat kotïa kondensacyjnego Ile moĝna zaoszczÚdziÊ dziÚki zainwestowaniu w kocioï kondensacyjny? K ocioï to inwestycja na wiele lat. Zanim siÚ go kupi, trzeba zapytaÊ o jego sprawnoĂÊ, bo im sprawniejszy kocioï, tym wiÚksze bÚdÈ oszczÚdnoĂci paliwa, a wiÚc tym mniejsze rachunki za ogrzewanie. Przykïad. Zapotrzebowanie domu na energiÚ wynosi 15 kW, a w ciÈgu roku kocioï pracuje przez 1800 h. Rocznie zuĝywa on zatem 15 kW ´ 1800 h = 27 000 kWh energii. UwzglÚdniajÈc cenÚ gazu ziemnego – 2 zï/m 3, wartoĂÊ opaïowÈ gazu – 9,6 kWh/m3 oraz sprawnoĂÊ tradycyjnego kotïa renomowanej firmy – 94% oraz kondensacyjnego – 108% moĝemy obliczyÊ, ile gazu zuĝyjÈ w ciÈgu roku kotïy: tradycyjny 27 000 kWh : 9,6 kWh/m3 : 94% = 2992 m3, kondensacyjny 27 000 kWh : 9,6 kWh/m3 : 108% = 2604 m3. W zwiÈzku z tym roczny koszt paliwa do zasilania kotïów wyniesie: 2992 m3 ´ 2 zï = 6000 zï (kocioï tradycyjny), 2604 m3 ´ 2 zï = 5200 zï (kocioï kondensacyjny). DziÚki zainstalowaniu kotïa kondensacyjnego moĝna oszczÚdziÊ wiÚc 800 zï rocznie. Kocioï kondensacyjny choÊ nieco droĝszy od tradycyjnego pozwala znaczÈco ograniczyÊ koszty ogrzewania domu fot. Viessmann Dlaczego dom energooszczÚdny warto ogrzewaÊ kotïem kondensacyjnym? 39 BD4_dom_energooszczedny.indd 39 2009-03-16 18:05:27 DOM ENERGOOSZCZ}DNY ocioï pracuje z peïnÈ mocÈ – takÈ, na jakÈ siÚ go kupuje – tylko kilka lub kilkanaĂcie dni w roku. Moc kotïa dobiera siÚ bowiem tak, by ogrzaï on dom w dni o temperaturze obliczeniowej, choÊ w rzeczywistoĂci Ărednia temperatura zimÈ bÚdzie duĝo wyĝsza. Temperatura obliczeniowa zaleĝy od rejonu Polski i wynosi na przykïad: w województwie mazowieckim: -18°C, nad morzem: -16°C, na Suwalszczyěnie (najzimniejszy region Polski): -24°C. Wiadomo ĝe caïÈ zimÚ nie ma nigdzie aĝ takiego mrozu: Ărednia temperatura wynosi okoïo 0°C. To oznacza, ĝe kocioï dobrany na temperaturÚ obliczeniowÈ pracuje ze Ărednim obciÈĝeniem 30%. W zwykïych kotïach grzanie z takÈ sprawnoĂciÈ oznacza dodatkowe zuĝycie paliwa, gdyĝ im niĝsze jest obciÈĝenie cieplne kotïa, tym niĝsza teĝ jego sprawnoĂÊ. WiÚksze zuĝycie paliwa to wyĝsze koszty eksploatacyjne. RozwiÈzaniem tego problemu moĝe byÊ zastosowanie kotïa mniejszej mocy, który nie wystarczy do ogrzewania domu w najsilniejsze mrozy, ale przez wiÚkszoĂÊ sezonu grzewczego bÚdzie miaï wyĝszÈ sprawnoĂÊ, co oznacza bardziej ekonomicznÈ pracÚ. W czasie silnych mrozów dom dogrzewa siÚ kominkiem lub grzejnikami elektrycznymi. Jednakĝe ta ekonomiczna praca kotïa zwiÚksza koszty inwestycyjne, bo wymaga dodatkowego systemu grzewczego. Z kotïami kondensacyjnymi jest odwrotnie – im mniejsze jest ich obciÈĝenie, tym wiÚksza sprawnoĂÊ. Przewymiarowanie kotïa przynosi zatem korzyĂci, a nie straty: dom nie bÚdzie niedogrzany w silne mrozy ani nie trzeba bÚdzie przepïacaÊ za ogrzewanie, gdy jest wzglÚdnie ciepïo. Z tÈ zaletÈ kotïa kondensacyjnego wiÈĝe siÚ jeszcze jedna niebagatelna oszczÚdnoĂÊ – przygotowanie c.w.u. Niezaleĝnie od tego, czy kupimy kocioï jedno- czy dwufunkcyjny, latem bÚdzie on pracowaï wyïÈcznie na cele przygotowania ciepïej wody, z duĝo mniejszym obciÈĝeniem niĝ zimÈ. A to okaĝe siÚ zaletÈ, a nie problemem – kocioï kondensacyjny bÚdzie pracowaï wówczas duĝo bardziej efektywnie niĝ pozostaïe typy kotïów. PrzewaĝajÈca wiÚkszoĂÊ kotïów kondensacyjnych ma zamkniÚtÈ komorÚ spalania. A to oznacza, ĝe powietrze potrzebne do procesu spalania nie jest pobierane z pomieszczenia, w którym znajduje siÚ kocioï, ale z zewnÈtrz. A caïy proces spalania jest odizolowany od pomieszczenia, co oznacza, ĝe równieĝ spaliny nie cofnÈ siÚ do pomieszczenia. Czy automatyka kotïa moĝe dodatkowo zmniejszyÊ zuĝycie energii? T ak, i najefektywniejsza jest pod tym wzglÚdem automatyka, która dopasowuje moc kotïa do warunków pogodowych. Warto teĝ zastosowaÊ odpowiedni programator z cyklem dobowym i tygodniowym. W programatorze dobowym moĝna okreĂliÊ godziny pracy kotïa w ciÈgu dnia, a w programatorze tygodniowym – zaprogramowaÊ pracÚ kotïa w kaĝdym dniu tygodnia. DziÚki odpowiedniemu zaprogramowaniu kocioï bÚdzie pracowaï ze zmniejszonÈ mocÈ, kiedy nikogo nie ma w domu, a takĝe w nocy. Dobra automatyka moĝe zmniejszyÊ zuĝycie energii nawet o 25%. Dom z instalacjÈ wyposaĝonÈ w automatykÚ pogodowÈ trzeba umiejÚtnie eksplo- atowaÊ. JeĂli pomieszczenie trzeba przewietrzyÊ przez otwarcie okien, trzeba to robiÊ intensywnie i krótko. Na czas wietrzenia powinno siÚ zamknÈÊ zawory termostatyczne, w przeciwnym razie zwiÚkszÈ one temperaturÚ grzejników, co bÚdzie oznaczaÊ niepotrzebnÈ stratÚ energii. Nie warto ogrzewaÊ pomieszczeñ do zbyt wysokiej temperatury. Kaĝdy stopieñ wiÚcej to nawet o 6% wyĝsze rachunki za ogrzewanie. Grzejników nie naleĝy zabudowywaÊ, zasïaniaÊ meblami ani teĝ ich zakrywaÊ osïonami czy zasïonami z tkanin, gdyĝ blokuje to odpïyw ciepïa do pomieszczenia. S kraplanie pary wodnej moĝe zachodziÊ tylko wówczas, gdy woda grzewcza pïynÈca w instalacji c.o. ma niskÈ temperaturÚ. JeĂli woda grzewcza powracajÈca z instalacji nie jest odpowiednio ochïodzona, skraplanie moĝe nie zachodziÊ w ogóle lub zachodziÊ w bardzo niewielkim stopniu. W instalacji z kotïem gazowym – woda powracajÈca z instalacji nie powinna mieÊ wiÚcej niĝ 50°C; praca kotïa jest ekonomiczna, gdy pracuje on w zakresie 30–40°C. W instalacji z kotïem olejowym – woda powracajÈca z instalacji powinna byÊ o 10°C niĝsza, czyli wynosiÊ maksimum 30–40°C. Uwarunkowania te wynikajÈ z temperatury spalin, w której nastÚpuje kondensacja pary wodnej. Jak widaÊ, kotïy kondensacyjne pracujÈ efektywnie jedynie w instalacjach niskotemperaturowych. MogÈ to byÊ zarówno instalacje z ogrzewaniem podïogowym, jak i tradycyjnymi grzejnikami. Im niĝsza jest temperatura wody zasilajÈcej instalacjÚ, tym wiÚksze muszÈ byÊ powierzchnie grzejników, ĝeby mogïy ogrzaÊ pomieszczenie. WiÚksze grzejniki sÈ oczywiĂcie odpowiednio droĝsze. fot. Electrobock K Z jakimi instalacjami mogÈ wspóïpracowaÊ kotïy kondensacyjne? fot. Vaillant Czy sÈ jakieĂ inne korzyĂci z zastosowania kotïa kondensacyjnego? Automatyka kotïa pozwala zaprogramowaÊ odpowiedniÈ temperaturÚ w domu w zaleĝnoĂci od pory dnia, dnia tygodnia i obniĝyÊ temperaturÚ podczas weekendowych wyjazdów 40 BD4_dom_energooszczedny.indd 40 2009-03-16 18:05:44 EnergooszczÚdna architektura, wentylacja i ogrzewanie Czy kocioï kondensacyjny tak jak tradycyjny wymaga podïÈczenia do komina? ie, poniewaĝ spaliny z kotïów kondenszyb powietrza sacyjnych moĝna usuwaÊ za pomoszyb spalin cÈ systemu powietrzno-spalinowego typu „rura w rurze”, który moĝna wyprowadziÊ przyïÈcze kotïa zarówno przez dach, jak i bezpoĂrednio (czopuch) przez ĂcianÚ domu. Odprowadzenie przez ĂcianÚ moĝliwe jest jednak tylko wtedy, gdy moc kotïa nie przekracza 21 kW. JeĂli jest wiÚksza, zamiast gotowego zestawu powietrzno-spalinowego, w istniejÈcym (lub nowo budowanym) kominie moĝna zamontowaÊ rurÚ ze stali kwasoodpornej. W takim ukïadzie spaliny odprowadzane sÈ rurÈ, natomiast powietrze doprowadzane jest kanaïem kominowym, jaki powstaje w przewodzie kominowym wokóï rury. Warunkiem wïaĂciwej pracy takiego systemu jest zachowanie co najmniej 3 cm odstÚpu miÚdzy rurÈ ze stali a wewnÚtrzny- System powietrzno-spalinowy typu mi Ăciankami komina. „rura w rurze” fot. M. Bïaĝejewski N Spaliny z kotïa kondensacyjnego mogÈ byÊ odprowadzane przewodem powietrzno-spalinowym zamontowanym w Ăcianie Gdzie umieĂciÊ kocioï kondensacyjny? M fot. Bosch Junkers iejsce na kocioï dobiera siÚ stosownie do rodzaju jego paliwa. Kocioï na gaz ziemny moĝna zainstalowaÊ w dowolnym miejscu w domu z wyjÈtkiem sypialni, a wiÚc w ïazience, kuchni czy przedpokoju pod warunkiem, ĝe jego moc nie przekroczy 21 kW. Kotïy na gaz pïynny: propan i propan-butan – obydwa ciÚĝsze od powietrza – wolno montowaÊ jedynie w takich po- mieszczeniach, w których poziom podïogi znajduje siÚ powyĝej powierzchni terenu. W razie nieszczelnoĂci zapewnia to swobodny wypïyw gazu na zewnÈtrz budynku, co redukuje ryzyko wybuchu. Kotïy na olej opaïowy wymagajÈ tradycyjnej kotïowni ze zbiornikiem na paliwo – najlepiej w piwnicy lub na parterze budynku. Kocioï kondensacyjny jest maïym urzÈdzeniem, moĝe byÊ zamontowany w dowolnym pomieszczeniu uĝytkowym: w kuchni, ïazience, a nawet w garderobie Co moĝe obniĝyÊ sprawnoĂÊ kotïa kondensacyjnego? S prawnoĂÊ kotïa zaleĝy od jakoĂci paliwa. JeĂli jest to gaz ziemny, znaczenie dla sprawnoĂci urzÈdzenia majÈ: wartoĂÊ opaïowa gazu, jego skïad, a takĝe ciĂnienie w sieci zasilajÈcej. JeĂli paliwem jest gaz pïynny lub olej opaïowy, po kaĝdej dostawie paliwa naleĝy wyregulowaÊ kocioï i przeczyĂciÊ palnik, nie wykonanie tych czynnoĂci moĝe spowodowaÊ spadek sprawnoĂci kotïa. Uwaga! PoĂredni wpïyw na sprawnoĂÊ kotïa moĝe mieÊ jakoĂÊ wody, a zwïaszcza jej twardoĂÊ. Jeĝeli woda jest zbyt twarda, osadza w instalacji kamieñ kotïowy, czego efektem sÈ znaczne straty energii i zmniejszenie sprawnoĂci kotïa. Z tego wzglÚdu w instalacjach zasilanych twardÈ wodÈ naleĝy stosowaÊ zmiÚkczacze. 41 BD4_dom_energooszczedny.indd 41 2009-03-16 18:05:58