Jak uzyskać ciepłą wodę użytkową?

W dzisiejszych czasach ciężko sobie wyobrazić dom bez ciepłej wody użytkowej. Wszędzie tam, gdzie nie ma dostępu do sieci ciepłowniczej, musi być ona przygotowywana w miejscu użytkowania. Jakie urządzenia będą w tym pomocne?

Zobacz galerię 4 zdjęcia

Autor: VIESSMANN

Zewnętrzny zasobnik c.w.u. o pojemności do 150 l można ustawić pod kotłem, większe stawia się obok niego

Ciepła woda to jeden z czynników zapewniających komfort domownikom – jest potrzebna do utrzymywania higieny osobistej, może być także przydatna podczas przyrządzania posiłków oraz prania. Do jej przygotowywania niezbędne jest odpowiednie urządzenie. Jego wybór powinien być podyktowany przede wszystkim ilością ciepłej wody, jaka musi być dostarczana do wszystkich punktów poboru w domu.

Zapotrzebowanie na c.w.u.

Ilość ciepłej wody, jaka powinna być przygotowana przez przeznaczone do tego urządzenie, będzie zależeć od liczby mieszkańców oraz ich przyzwyczajeń (np. od tego, czy kąpiel pod prysznicem trwa 5, czy 20 minut). Średnio przyjmuje się, że dla jednej osoby potrzeba dziennie około 50 l ciepłej wody. Jeśli rodzina składa się z czterech domowników, urządzenie grzewcze powinno dostarczać dziennie co najmniej 200 l c.w.u. Oprócz liczby osób w rodzinie duże znaczenie ma także rodzaj zastosowanych punktów poboru (czy jest to np. wanna o pojemności 140, czy 200 l) oraz liczba łazienek w domu. Przyjmując, że znajdują się w nim dwie łazienki i w jednej z nich w ciągu 10 minut napełniamy ciepłą wodą wannę o pojemności 140 l, a w drugiej jednocześnie inna osoba bierze prysznic, na który w ciągu 10 minut zużywa średnio 30 l wody, urządzenie grzewcze powinno być w stanie w tym czasie zapewnić nam łącznie 170 l ciepłej wody użytkowej o wymaganej temperaturze.

Woda z kotła

Urządzenia jednofunkcyjne. W domach, w których planuje się ogrzewanie kotłem gazowym lub olejowym, warto postawić na centralne przygotowywanie ciepłej wody w podłączonym do kotła zasobniku. Jego pojemność może wynosić od kilkudziesięciu do 300-400 l. Większe stosuje się w szczególnych przypadkach, np. gdy w domu znajduje się duża wanna z hydromasażem. Magazynowana w zasobniku woda jest stale podgrzewana do ustalonej przez użytkowników temperatury. Zasobnik wyposażony jest w wymiennik ciepła, najczęściej w formie wężownicy. Gorąca woda z kotła przepływa przez wężownicę i ogrzewa wodę użytkową. Dzięki temu przez cały czas mamy do dyspozycji zapas ciepłej wody.

Aby kocioł niepotrzebnie nie podgrzewał wody (np. w nocy lub w dzień, gdy domownicy są w pracy albo szkole), można zaprogramować czas, w którym jej temperatura będzie utrzymywana na ustawionym poziomie. Zaletą przygotowywania c.w.u. w zasobniku, zwłaszcza zasilanym z kotła kondensacyjnego (jego sprawność jest znacznie wyższa niż przypadku urządzeń konwencjonalnych tego typu), jest nie tylko komfort użytkowania, ale także stosunkowo niedroga eksploatacja. Kotły z podłączonym do nich zasobnikiem są dobrym rozwiązaniem w domach o większej powierzchni (150-200 m²), z dwiema łazienkami i przynajmniej czterema lokatorami.

Gdy dom ma niewielką powierzchnię i są w nim dwie łazienki, lepszym rozwiązaniem będzie wiszący kocioł jednofunkcyjny z wbudowanym zasobnikiem c.w.u. Takie urządzenie będzie w stanie zaopatrzyć w ciepłą wodę jednocześnie co najmniej dwa punkty poboru wody (w zależności od jej zużycia), a przy tym nie zajmie dużo miejsca. Woda w kotłach z wbudowanym zasobnikiem podgrzewana jest najczęściej w podgrzewaczu przepływowym znajdującym się w kotle poza zasobnikiem, zasobnik zaś służy tylko do jej magazynowania. Zwykle jest on ładowany warstwowo. Oznacza to, że woda tworzy w nim warstwy o różnej temperaturze – w początkowej fazie ogrzewania cieplejsza jest na górze. Nie trzeba więc czekać, aż kocioł ogrzeje wodę w całym zasobniku. W takich kotłach dostępna ilość c.w.u. zależy od ich mocy grzewczej, a także pojemności zasobnika na wodę.

Urządzenia dwufunkcyjne. W przypadku małych domów zamieszkiwanych przez dwie-trzy osoby, z jedną łazienką, warto się zdecydować na kocioł dwufunkcyjny – bez zasobnika. Ogrzewa on wodę zarówno do instalacji c.o., jak i c.w.u. Za jego wyborem przemawia niewielkie zapotrzebowanie na ciepłą wodę, a także punkty poboru zlokalizowane w pobliżu urządzenia grzewczego. Kocioł dwufunkcyjny będzie podgrzewał wodę we wbudowanym podgrzewaczu przepływowym dopiero po odkręceniu kranu. Ciepła woda użytkowa ogrzewana jest w kotle w sposób przepływowy, to znaczy w momencie jej poboru – po odkręceniu kranu zimna woda wodociągowa przepływa przez wymiennik płytowy, gdzie jest ogrzewana do wymaganej temperatury, a następnie płynie do kranów. Aby woda zdążyła się nagrzać do temperatury około 40°C, moc kotła powinna być wbrew pozorom stosunkowo duża i wynosić nawet 20 kW. W kotłach dwufunkcyjnych dostępna ilość c.w.u. zależy bowiem od ich mocy grzewczej.

Podgrzewacze

Są to niezależne urządzenia służące wyłącznie do przygotowywania ciepłej wody. Instaluje się je najczęściej w domach ogrzewanych kotłami na paliwa stałe. Umożliwiają one korzystanie z ciepłej wody od wiosny do jesieni bez konieczności rozpalania w kotle, które byłoby bardzo uciążliwe, szczególnie w ciepłe dni, gdy nie ma potrzeby ogrzewania pomieszczeń. Z kolei rozpalenie ognia w kotle na węgiel czy drewno tylko w celu podgrzania wody do mycia przysparzałoby domownikom wiele trudności.

Do wyboru mamy dwa rodzaje podgrzewaczy wody: elektryczne oraz gazowe. Wśród nich wyróżniamy z kolei urządzenia przepływowe oraz pojemnościowe.

Urządzenia na gaz. W nowo budowanych domach są stosowane dosyć rzadko, głównie ze względu na bogatsze możliwości kotłów gazowych. Jeśli zdecydujemy się na taki sposób przygotowywania ciepłej wody, należy zapewnić odpowiednią wentylację pomieszczenia, w którym ma być zamontowane urządzenie, a także zadbać o odprowadzenie spalin. Oznacza to konieczność zarezerwowania oddzielnego przewodu kominowego odprowadzającego spaliny ponad dach. Urządzenia nie trzeba podłączać do komina, gdy jego moc nie przekracza 21 kW. Wówczas wystarczy zastosować przewód powietrzno-spalinowy wyprowadzony przez ścianę i zakończony 0,5 m od niej.

Podgrzewacze przepływowe zaleca się do niewielkich domów z jedną łazienką, w których punkty poboru wody znajdują się w pobliżu podgrzewacza. Uważa się, że maksymalna odległość nie powinna przekraczać 5-6 m. W przeciwnym wypadku czas oczekiwania na ciepłą wodę po odkręceniu kranu może być długi. Gazowe podgrzewacze przepływowe wyposażone są w palnik oraz niewielki wymiennik ciepła (płytowy ze stali szlachetnej lub wykonany z ciasno zwiniętych rur miedzianych). Tak jak kotły dwufunkcyjne podgrzewają wodę w momencie jej poboru – po odkręceniu kranu. Najważniejszym parametrem, który w znacznym stopniu wpływa na komfort użytkowania podgrzewacza, jest jego moc. Od niej będzie zależeć ilość oraz czas przygotowywania ciepłej wody. Przykładowo napełnienie 100-litrowej wanny z pomocą urządzenia o mocy 19,3 kW zajmie około 11 minut, podczas gdy używając podgrzewacza o mocy 23,6 kW, można napełnić tę wannę mniej więcej w ciągu 9 minut.

W nowoczesnych podgrzewaczach zapłon odbywa się za pomocą zapalnika elektronicznego lub hydrodynamicznego. Urządzenia z zapalnikami elektrycznymi należy podłączyć do sieci elektrycznej lub wybrać takie, których zapłon jest zasilany z baterii. Najlepszym rozwiązaniem są podgrzewacze z zapłonem hydrodynamicznym. Nie potrzebują one zewnętrznego źródła energii – gaz zapala iskra wytwarzana przez turbinę, którą uruchamia przepływająca przez podgrzewacz woda.

Jeśli w domu są dwie łazienki, lepszym rozwiązaniem jest podgrzewacz pojemnościowy, który może zapewnić odpowiednią ilość wody w obu punktach poboru i zasilać je jednocześnie. Podgrzewacze pojemnościowe to zbiorniki o pojemności od 50 do 200 l. Gromadzona w nich woda jest podgrzewana do temperatury ustawionej przez użytkownika. Po zakończeniu podgrzewania temperatura wody utrzymywana jest na stałym poziomie. Takie rozwiązanie umożliwia korzystanie z wody o wymaganej temperaturze za każdym razem, gdy zaistnieje taka potrzeba.

Podgrzewacze elektryczne. Są mniej uciążliwe niż podgrzewacze gazowe (nie trzeba doprowadzać do nich instalacji gazowej, zapewniać odpowiedniej wentylacji pomieszczeń czy odprowadzania spalin). Podobnie jak one mogą być przepływowe lub pojemnościowe.

Podgrzewacze przepływowe o niewielkiej mocy (mniejszej niż 6 kW) nazywa się jednopunktowymi. Sprawdzają się, gdy miejsca poboru wody są od siebie znacznie oddalone. Wtedy przy każdym z nich można zainstalować osobny podgrzewacz o precyzyjnie dobranej wielkości. Aby zaopatrywać w ciepłą wodę kilka punktów poboru naraz, lepiej wybrać urządzenie o mocy kilkunastu kilowatów. Warunkiem jest jednak niezbyt duża odległość tych punktów od siebie. Komfortową kąpiel pod prysznicem i napełnienie wanny w rozsądnym czasie zapewniają podgrzewacze przepływowe o mocy powyżej 15 kW, zasilane prądem trójfazowym. Do ich działania niezbędna jest jednak specjalna instalacja elektryczna i odpowiednio duża moc przyłączeniowa. Warto wybierać podgrzewacze wyposażone w układ automatycznie dostosowujący moc grzania do ilości przepływającej wody. W przeciwnym razie przy zmniejszaniu strumienia wody jej temperatura może gwałtownie wzrastać. Wyjściem z sytuacji jest także montaż baterii termostatycznych.

Podgrzewacz pojemnościowy to zbiornik o pojemności od 60 do 200 l z wbudowaną elektryczną grzałką. Podłącza się go do zwykłego gniazda 230 V. Takie urządzenie może zaopatrywać więcej niż jeden punkt poboru wody. Wybierając odpowiednie urządzenie pojemnościowe, należy brać pod uwagę, że im jego moc jest mniejsza, a pojemność zbiornika większa, tym dłużej podgrzewacz będzie przygotowywał ciepłą wodę. Taki podgrzewacz trzeba uruchomić nawet kilkadziesiąt minut wcześniej, zanim zdecydujemy się na kąpiel, ponieważ ogrzewa on zawsze całą objętość wody w zbiorniku. Podgrzewacze elektryczne są wyposażone w układy regulacji służące do ustawienia temperatury, do jakiej ma być podgrzewana woda. Po włączeniu podgrzewacza grzałka dostarcza ciepło do momentu, w którym woda w zbiorniku osiągnie ustawioną wartość. Gdy woda nieco ostygnie, grzałka uruchamia się samoczynnie. Aby uniknąć niepotrzebnego podgrzewania wody, warto wybrać podgrzewacz z wbudowanym zegarem sterującym, który umożliwi zaprogramowanie czasu automatycznego uruchamiania i wyłączania urządzenia.

Woda ogrzewana kominkiem

Paląc w kominku, możemy ogrzewać nie tylko pomieszczenia, ale także wodę do mycia i zmywania. W tym celu należy wyposażyć instalację we wkład kominkowy z wymiennikiem ciepła spaliny-woda, czyli kominek z płaszczem wodnym, a także w zasobnik c.w.u. Wkład z płaszczem wodnym działa na tej samej zasadzie co kocioł na paliwo stałe. Nośnikiem ciepła jest woda, którą podłącza się do instalacji c.o. z grzejnikami. Jest to możliwe dzięki budowie korpusu – ma on dwie ścianki, pomiędzy którymi przepływa woda. Płaszcz wodny otula cały korpus i odbiera ciepło z paleniska, ogrzewając w ten sposób znajdującą się w nim wodę. Następnie ogrzana kierowana jest do instalacji. Aby taki kominek mógł ogrzewać również wodę użytkową, w górnej części korpusu powinna być zamontowana specjalna wężownica, którą będzie przepływała woda. Ogrzana zostanie skierowana również do zasobnika c.w.u. Tam będzie oddawała ciepło zgromadzonej w nim wodzie. Taki układ sprawi, że będziemy mogli szybko i – co najważniejsze – tanim kosztem ogrzewać duże ilości wody, z których będzie można korzystać jeszcze długo po wygaśnięciu ognia w kominku.

Rozwiązanie to sprawdza się bardzo dobrze w okresie grzewczym. Jednak latem, w upalne dni palenie w kominku mija się z celem. Poza sezonem grzewczym będziemy więc musieli podgrzewać wodę w inny sposób, np. przez wbudowane w zasobnik grzałki elektryczne lub elektryczny podgrzewacz wody. Wpłynie to jednak znacząco na wielkość rachunków za energię.

Pompa ciepła

Również pompa ciepła może posłużyć do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Takie rozwiązanie ma wiele zalet. Instalacja c.o. i c.w.u. wykorzystuje urządzenie przyjazne środowisku, pobierające do ogrzewania ciepło z otoczenia – wody, gruntu lub powietrza, za które nie musimy płacić. Pompa ciepła do ogrzewania nie potrzebuje więc żadnego paliwa (poza stosunkowo niewielką ilością prądu niezbędnego do napędu sprężarki, czyli głównego elementu pompującego energię z otoczenia).

Jeśli pompa ciepła ma służyć do przygotowywania ciepłej wody użytkowej, mamy do wyboru trzy rozwiązania. Pierwsze to urządzenie kompaktowe, czyli pompa ciepła ze zintegrowanym zbiornikiem ciepłej wody, pracująca jednocześnie na potrzeby c.o. oraz c.w.u. Takie pompy stosuje się najczęściej w systemach o niewielkiej mocy grzewczej (5-20 kW). Jest to dobre rozwiązanie w przypadku domów o powierzchni nie większej niż 250 m² oraz o niezbyt dużym zapotrzebowaniu na c.w.u. (pojemność zbiornika na wodę w urządzeniu kompaktowym wynosi około 160 l).

Energia pochodząca z pompy ciepła może także zasilać oddzielny, niezależny zbiornik c.w.u. Również takie rozwiązanie umożliwia nam pogodzenie dwóch funkcji – ogrzewania domu oraz przygotowywania ciepłej wody. Sprawdzi się ono w przypadku większego zapotrzebowania na ciepłą wodę – zbiornik zewnętrzny zwykle ma większą pojemność (od 300 do 500 l).

Na rynku znajdziemy też pompy ciepła przeznaczone wyłącznie do podgrzewania wody. Takie urządzenia pobierają ciepło z otoczenia (najczęściej z powietrza), aby podgrzewać wodę niezależnie od istniejącego układu grzewczego i gromadzić ją w zależności od zapotrzebowania we wbudowanym zasobniku o pojemności około 300 l. Takie rozwiązanie jest polecane jako uzupełnienie instalacji grzewczej z kotłem zasilanym tradycyjnymi paliwami (jako alternatywa dla instalacji z kolektorami słonecznymi). Dzięki pompie ciepła pracującej na potrzeby ciepłej wody użytkowej kocioł poza sezonem grzewczym może być wyłączony, a ciepła woda będzie ogrzewana energią przyjazną środowisku.

Wspomaganie ze słońca

W roli urządzenia służącego do przygotowywania ciepłej wody użytkowej bardzo dobrze sprawdzają się kolektory słoneczne. Wykorzystują one w tym celu darmową energię promieniowania słonecznego. Ponieważ jednak w naszym kraju praca kolektorów słonecznych jest najbardziej wydajna w okresie od kwietnia do października, stosuje się je jako dodatkowe źródło ciepła. Szacuje się, że w najchłodniejszych miesiącach – od listopada do lutego – kolektory są w stanie pokryć maksymalnie do 41% zapotrzebowania na ciepło do przygotowywania c.w.u. W okresach przejściowych, czyli w październiku, marcu oraz kwietniu – 59-75%, natomiast w miesiącach najcieplejszych (od maja do września) zapotrzebowanie to pokrywane jest nawet w 86%. Aby praca kolektorów była jak najbardziej wydajna, instalacja solarna powinna być zaprojektowana w taki sposób, aby pokrywały one roczne zapotrzebowanie na c.w.u. w 50-60%. Wówczas zapotrzebowanie na ciepłą wodę w miesiącach letnich może być pokrywane niemal w 100%. W tym czasie podstawowe urządzenie grzewcze w domu może być wyłączone.

Kolektory najczęściej łączy się z kotłami, mogą również wspomagać pracę pompy ciepła oraz kominka z płaszczem wodnym. Najbardziej opłacalne rozwiązanie to włączenie kolektorów słonecznych do instalacji opartej na urządzeniach zasilanych nie najtańszym gazem płynnym, a także paliwami stałymi. W przypadku instalacji z kotłem na paliwa stałe kolektory mogą zastępować podgrzewacze gazowe lub elektryczne, które stosuje się do przygotowywania c.w.u. poza sezonem grzewczym. Kolektory mogą dostarczać ciepło do podgrzewania wody również w instalacjach z kominkiem z płaszczem wodnym.