ogrzewanie

Każda grzewcza instalacja centralnego ogrzewania składa się z źródła ciepła, charakterystycznej sieci rur do rozprowadzania ciepła i grzejnika. Specjalne systemy grzewcze składają się z źródła ciepła i grzejnika, które są wbudowane w jednym urządzeniu i znajdują się bezpośrednio w ogrzewanej przestrzeni.

Grzejnik oddaje danemu środowisku potrzebną ilość ciepła, co zapewnia optymalną wewnętrzną temperaturę pomieszczenia, która jest określona przez STN EN 12831 lub potrzebą użytkownika. Optymalna instalacja grzewcza tworzy warunki ekonomiczne dla ogrzewania, tzn. dla ekonomicznego funkcjonowania, nakładów inwestycyjnych, dostępności materiałów, korzystnej montażu i konserwacji w trakcie eksploatacji, jak również możliwość prefabrykacji. Kluczowym kryterium dobra instalacji grzewczej są właściwości eksploatacji, charakter i typ budynku, jego właściwości cieplno-techniczne i akumulacyjne oraz możliwość regulacji systemu.

Złożone wymagania dotyczące obniżania energochłonności budynków ściśle wiążą się nie tylko z rozwiązaniem technicznym, ale także z obciążeniem środowiska środowiskowym i efektywnością ekonomiczną. Każdy obiekt musi zostać oceniony z wielu aspektów i indywidualnie. Energochłonność budynku jest określona dużą liczbą warunków brzegowych z zewnątrz i wewnątrz, jak również charakterem funkcjonowania poszczególnych urządzeń zapewniających potrzebną jakość mikroklimu w budynku. Te warunki brzegowe można podzielić na pięć grup:

warunki klimatyczne,
rozwiązanie architektoniczne budynku,
właściwości cieplno-techniczne konstrukcji,
wpływ urządzeń techniki środowiska,
wpływ eksploatacji i konserwacji.

Systemy grzewcze centralnego (centrowego) ogrzewania

Centralne (centrowe) ogrzewanie budynków charakteryzuje produkcja – przygotowanie nośnika ciepła w centralnym źródle ciepła, w którym następuje przekształcanie energii z paliwa na ciepło i jest przekazywane nośnikowi ciepła. Ten nośnik za pomocą poziomych i pionowych rurociągów jest przewożony do grzejników, które dostarczają ciepło do ogrzewanej przestrzeni.

Klasyczne źródło ciepła może być umieszczone w piwnicy (stacjonarne kotły gazowe, kotły na paliwo stałe lub biomase) lub bezpośrednio w jakimś pomieszczeniu budynku (kotły gazowe niszowe kombinowane) (rys. 1). W kotle jest grzany nośnik ciepła, który za pośrednictwem rurociągu dochodzi do grzejników. Te grzeją powietrze w wnętrzu i zapewniają równowagę cieplną między stratami ciepła a zyskami ciepła. Obieg nośnika ciepła jest naturalny, tzw. grawitacyjny lub wymuszony, gdzie obieg zapewnia pompa obiegowa. Źródło ciepła może również wykorzystywać odnawialne źródła energii, a to przede wszystkim energię słoneczną, oraz ciepło z otaczających obszarów

Zgodnie z rodzajem użytego nośnika ciepła roboczego dla wybranej instalacji grzewczej chodzi zwykle o:

ogrzewanie parowe lub gorącowodne – stosuje się przede wszystkim do ogrzewania dużych obiektów, jak przemysłowe, sportowe i wystawowe hale, hangary, magazyny itd.
ogrzewanie wodne – komfort cieplny zapewnia instalacja grzewcza wodna z różnicą temperatur 90/70 °C, albo inną, np. 80/60 °C, oraz klasyczne grzejniki (rys. 5). Rozprowadzające rurociągi od źródła ciepła do grzejników są w najniższym piętrze (pod sufitem piwnicy lub parteru), albo są wbudowane w kanał wodny, albo bezpośrednio w warstwę podłogi. Obieg nośnika ciepła może być z naturalnym obiegiem, albo z wymuszonym obiegiem za pomocą pompy obiegowej umieszczonej za kotłem, albo bezpośrednio w kotle. Średnia temperatura grzejników to 80, albo 70 °C;
ogrzewanie niskotemperaturowe (rys. 6) – komfort cieplny zapewnia instalacja grzewcza z niskotemperaturowymi promiennikami podłogowymi z różnicą temperatur 45/30 °C albo ścianowymi (suwnicowymi) powierzchniami z różnicą temperatur 60/40 °C. Źródło ciepła pracuje z różnicą temperatur 90/70 °C albo 80/60 °C. Przygotowanie nośnika ciepła odbywa się w zaworze mieszającym, a obieg nośnika ciepła zapewnia pompa obiegowa. Przygotowanie nośnika ciepła może również odbywać się w specjalnym wymienniku ciepła. Grzewcza powierzchnia to podłoga, albo ściana, w której są wbudowane rury stalowe, miedziane albo plastikowe. Temperatura powierzchni podłogi przy ogrzewaniu podłogowym to maks. 28 do 29 °C, przy ogrzewaniu ścianowym do 40 do 50 °C
ogrzewanie kombinowane (rys. 8) – stosuje się w nim kombinację opisanych systemów grzewczych, np. ogrzewanie wodne z różnicą temperatur 90/70 °C i niskotemperaturowe promiennikowe ogrzewanie podłogowe z różnicą temperatur 45/30 °C. Zwykle każdy okrąg ma osobną pompę, a temperatura nośnika ciepła jest regulowana zaworami mieszającymi w zależności od temperatury zewnętrznej, chodzi o tzw. regulację pogodową.

Lokalne systemy grzewcze

W lokalnych systemach grzewczych (rys. 9, rys. 10) źródła ciepła są umieszczane bezpośrednio w ogrzewanych pomieszczeniach i mają jednocześnie funkcję grzejników. Ten sposób ogrzewania jest odpowiedni dla obiektów, które dysponują dwoma do trzech pomieszczeniami, w których są stosowane lokalne źródła ciepła, albo dla dużych obiektów. Jest to najprostszy sposób zapewnienia komfortu cieplnego w ogrzewanym pomieszczeniu.

Źródło ciepła (jednocześnie grzejnik) oddaje ciepło do przestrzeni:

konwekcją – grzeje otaczający powietrze i powoduje jego ruch,
promieniowaniem – grzeje otaczające powierzchnie.

Również lokalne systemy grzewcze można połączyć, np. grzejniki infra cieplne gazowe i zestawy wentylacyjne (VZT) gazowe.

Do idealnego rozkładu temperatur w pionowym kierunku najbardziej zbliża się ogrzewanie podłogowe. Zgodnie z rodzajem użytego paliwa, odpowiednio energii, wyróżniamy specjalne systemy grzewcze z źródłem ciepła na:

paliwo stałe (miękkie i twardy drewno, brunatny węgiel, bryle, koksz)
paliwo ciekłe (lekki i ciężki olej grzewczy),
paliwo gazowe (gaz ziemny, biogaz, propan, butan),
energię elektryczną (bezpośrednio grzewcze, akumulacyjne, mieszane).