Ogrzewanie z pomocą natury

Wszystko wskazuje na to, że już w niedalekiej przyszłości domy energooszczędne w Polsce staną się standardem. Inwestycja w urządzenia takie jak pompa ciepła czy kolektory słoneczne będzie więc nieunikniona.

Energia słoneczna, zakumulowana w gruncie, wodzie czy powietrzu, to energia przyszłości, która przyniesie nam wymierne korzyści:

• Rosnące ceny węgla, gazu oraz energii elektrycznej powodują, że koszty ogrzewania naszych domów są coraz wyższe. Planując budowę domu, warto więc zastanowić się nad alternatywnymi źródłami pozyskania energii. Dzięki nim w mniejszym stopniu będziemy uzależnieni od dostaw konwencjonalnych paliw oraz wzrostu opłat za nie.

• Duży koszt zakupu urządzeń i wykonania instalacji, które pozwolą nam korzystać z odnawialnych źródeł energii, może odstraszać inwestorów, trzeba jednak mieć na uwadze, że dzięki nim przez cały okres użytkowania domu będziemy ponosić mniejsze koszty jego utrzymania.

• Decydując się na proekologiczne rozwiązania, możemy skorzystać ze wsparcia finansowego w postaci dotacji czy kredytów preferencyjnych, które znacznie odciążą wydatki na budowę domu.

Zysk jasny jak słońce

Kolektory słoneczne to z pewnością najbardziej popularne w naszym kraju urządzenia korzystające z alternatywnych źródeł ciepła. Przetwarzają one darmową i powszechnie dostępną energię promieniowania słonecznego na ciepło, które można wykorzystać do przygotowywania ciepłej wody użytkowej lub wspomagania ogrzewania domu. Całość odbywa się bez szkody dla środowiska – kolektory nie produkują spalin, które mogłyby je zanieczyścić, a ich zastosowanie w dużej mierze przyczynia się do ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Jeśli dołożymy do tego niewielki koszt ciepła, które dzięki nim można pozyskać, korzyści są podwójne. Należy jednak pamiętać, że oprócz kolektorów słonecznych, za które trzeba zapłacić kilka tysięcy złotych, do odpowiedniego funkcjonowania instalacji solarnej w domu potrzeba jeszcze innych wspólnie działających elementów, takich jak np. zaizolowany zbiornik ciepłej wody, grupa pompowa z regulatorem pracy układu czy przeponowe naczynie wyrównawcze.

Do czego kolektory?

Kolektory słoneczne w naszym kraju stosuje się głównie do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Niestety nie są one w stanie zastąpić tradycyjnego urządzenia grzewczego w domu, ponieważ ilość dni słonecznych w naszym klimacie nie jest aż tak duża, aby pokryć jego zapotrzebowanie na ciepło. Nawet jeśli solary miałyby częściowo wspierać ogrzewanie domu, musiałyby one zajmować znaczną powierzchnię. Wówczas koszty inwestycyjne przekraczałyby możliwości finansowe przeciętnego inwestora, a zyski energetyczne i tak mogłyby nie dawać zadowalających efektów. Najbardziej opłacalne jest więc stosowanie kolektorów do ogrzewania wody użytkowej. I choć również w tym przypadku nie są one w stanie pokryć całkowitego zapotrzebowania, dzięki ich zastosowaniu można zmniejszyć zużycie energii na ten cel nawet o 60%. W najcieplejszych miesiącach, czyli od maja do września, zapotrzebowanie na ciepło do podgrzewania wody może być zaspokajane nawet w 86%, a to już przekłada się na konkretne oszczędności. Kolektory słoneczne należy więc traktować przede wszystkim jako dodatkowe źródło energii, które głównie w okresie letnim odciąży pracę tradycyjnego urządzenia grzewczego.

Kiedy to się opłaca?

Czteroosobowa rodzina potrzebująca dziennie około 240 l wody o temperaturze 60°C, korzystająca z instalacji solarnej z kolektorami płaskimi o powierzchni 4,5 m², może w ciągu roku zaoszczędzić blisko 300 m³ gazu ziemnego, a więc około 480 zł (przy cenie gazu 1,60 zł za m³). Zyski z instalacji solarnej będą większe, a sama inwestycja w nie opłacalna, jeśli korzystamy z droższego paliwa. W przypadku podgrzewania wody energią elektryczną oszczędności mogą dochodzić nawet do 1000-1200 zł (w taryfie całodobowej). Trzeba jednak wiedzieć, że od tej kwoty należy odjąć koszt energii elektrycznej zasilającej automatykę i pompę solarną – na szczęście nie jest on duży i wynosi około 15 zł miesięcznie (150 zł rocznie). Należy też pamiętać, że instalacja solarna, tak jak inne urządzenia grzewcze w domu, dla prawidłowego funkcjonowania wymaga regularnych przeglądów. Zaleca się, aby raz w roku był sprawdzany stan kolektorów, płynu solarnego, ciśnienia w instalacji, a także była dokonywana regulacja automatyki. Koszt takiej usługi wynosi około 300 zł. Tak więc na roczny koszt utrzymania instalacji solarnej trzeba przeznaczyć blisko 450 zł. Instalacja solarna będzie więc dobrym rozwiązaniem, gdy domownicy lubią długie kąpiele, czyli w domu zużywa się dużo ciepłej wody. Sprawdzi się ona także w domach, w których będzie wykorzystywana do podgrzewania wody w basenie. Kolektory zwrócą się nam najszybciej (bo nawet już po około 6 latach), jeśli zastąpią one elektryczny podgrzewacz wody. Oczywiście, im większy będzie wzrost cen danej energii, a to z każdym rokiem jest niemal pewne, tym większe oszczędności na instalacji solarnej i szybszy zwrot poniesionych na nią kosztów.

Ogrzewanie z pompą

Pompy ciepła to obecnie jedne z najnowocześniejszych urządzeń grzewczych wykorzystujących odnawialne źródła energii do ogrzewania domu i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. W tym celu korzystają z energii zgromadzonej w gruncie, powietrzu lub wodzie (tzw. dolnym źródle), która nic nas nie kosztuje. Pompa ciepła, podobnie jak kolektory słoneczne, nie emituje do środowiska żadnych zanieczyszczeń, a jedynym skutkiem ubocznym jej działania jest obniżenie o kilka stopni Celsjusza temperatury ośrodka, z którego czerpie ciepło. Za takie energooszczędne urządzenie trzeba jednak dużo zapłacić (nawet do 50 tysięcy złotych). Wysoką cenę instalacji może nam jednak zrekompensować niewielki koszt eksploatacji pompy.

Wybór urządzenia – ważna decyzja

Niezależnie od tego, czy pompa pobiera ciepło z gruntu, wody czy powietrza do napędu sprężarki, czyli głównego elementu pompującego energię z dolnego źródła, potrzebuje energii elektrycznej. Trzeba jednak wiedzieć, że ilość ciepła przekazywana do pomieszczeń przez pompę ciepła jest kilkukrotnie większa od ilości dostarczanego do niej prądu. Dlatego koszt jej eksploatacji należy do najniższych spośród wszystkich popularnych urządzeń grzewczych. O wydajności pracy pompy ciepła mówi współczynnik COP, który określa właśnie stosunek wytworzonej przez urządzenie energii cieplnej do ilości pobranej w tym celu energii elektrycznej. Jeśli dla danej pompy wynosi on 3, oznacza to, że z każdej kilowatogodziny energii elektrycznej zużytej do napędu pompy otrzymamy przynajmniej 3 kWh ciepła. Warto zatem wybierać urządzenia charakteryzujące się najwyższą wartością współczynnika COP. Pamiętajmy jednak, że jest on określany w warunkach laboratoryjnych – w rzeczywistości środowisko, w jakich pracuje urządzenie, ciągle się zmienia, a więc zmianie ulega również efektywność jego pracy. Nie należy zatem oczekiwać, że tyle ciepła uzyskamy w całym sezonie grzewczym. Największą efektywnością, ale także najwyższą ceną charakteryzują się pompy czerpiące energię z gruntu i wody, najsłabiej pod tym względem wypadają pompy powietrzne, są za to o wiele tańsze od swoich wodnych i gruntowych odpowiedników.

Kiedy to się opłaca?

Pompy są urządzeniami bardzo trwałymi – z reguły pracują bezawaryjnie kilkanaście lat, a ich konserwacja polega jedynie na wymianie czynnika roboczego co kilka lat. Trzeba jednak za nie dużo zapłacić – w zależności od rodzaju pompy – od 10 nawet do 50 tysięcy złotych. Do tego należy doliczyć koszty montażu, które najmniejsze są w przypadku urządzeń czerpiących ciepło z powietrza. Montaż pompy jest najkorzystniejszy w przypadku domów o dużym zapotrzebowaniu na ciepło. Wtedy inwestycja najszybciej się zwróci, choć i tak mowa tu o zwrocie przynajmniej po 10 latach. Opłacalność zastosowania pompy ciepła będzie także rosła wraz ze wzrostem cen paliw. Jeśli pompa ciepła będzie alternatywą dla paliwa droższego niż gaz ziemny, wtedy zainwestowane w nią pieniądze mogą zwrócić się jeszcze szybciej. Nie bez znaczenia jest też fakt, że obecnie właściciele domów jednorodzinnych mają możliwość np. wzięcia preferencyjnego kredytu. W ramach niego niektóre banki udzielają korzystnie oprocentowanej pożyczki na instalacje wykorzystujące energię odnawialną. Z takim wsparciem koszty związane z zakupem i montażem pompy będą mniej odczuwalne. W instalację z pompą ciepła warto zainwestować z jeszcze innych ważnych powodów – np. ze względu na wygodną eksploatację (nie będziemy musieli się martwić o paliwo do niej) czy ze względu na to, że dom wyposażony w pompę ciepła będzie atrakcyjny w przypadku sprzedaży.

Korzyści z wentylacji

Koszty ogrzewania domu nierozłącznie wiążą się z jego wentylacją. Aby w pomieszczeniach panowała komfortowa temperatura, napływające do wnętrz chłodne powietrze trzeba ogrzać. To generuje dodatkowe zużycie energii, za którą trzeba płacić (ogrzewanie świeżego powietrza może pochłaniać nawet połowę ciepła dostarczanego przez urządzenie grzewcze). Rozwiązaniem tego problemu jest wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła. W przeciwieństwie do standardowo stosowanej w domach jednorodzinnych wentylacji grawitacyjnej zapewnia ona stałą, dostosowaną do potrzeb i niezależną od warunków atmosferycznych wymianę powietrza. Ponadto dzięki niej świeże, napływające do domu powietrze jest ogrzewane ciepłem odzyskanym z usuwanego powietrza. Pozwala to ograniczyć koszty ogrzewania nawet o 30%.

Konieczna instalacja

Najważniejszym elementem wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła jest centrala wentylacyjna zwana rekuperatorem. Jest to jednocześnie jej najdroższy element, który w dużej mierze decyduje o sprawności odzysku ciepła, a więc i rachunkach za ogrzewanie. Rekuperator zbudowany jest z dwóch wentylatorów oraz wymiennika ciepła. To właśnie w nim powietrze dopływające do wnętrz ogrzewa się od cieplejszego, które jest wywiewane na zewnątrz. Decydując się na zakup rekuperatora, trzeba zwrócić uwagę także na jego sprawność. Im jest ona wyższa, tym więcej ciepła z wywiewanego powietrza może odzyskać urządzenie. Przykładowo, jeśli powietrze wewnątrz domu ma temperaturę +20°C, natomiast na zewnątrz panuje –20°C, różnica temperatur wynosi 40 stopni. Kiedy po włączeniu rekuperatora nawiewane powietrze będzie miało 10°C – czyli odzyskuje 30 z 40 stopni, można mówić o 75-procentowej sprawności odzysku ciepła. Warto wybierać również urządzenia wyposażone w przeciwprądowy wymiennik ciepła. W takich rekuperatorach kanały, którymi płynie świeże i zużyte powietrze, są ustawione do siebie równolegle, a droga, jaką musi ono pokonać, jest dłuższa. Wydłużenie kanału, w którym następuje wymiana ciepła, wpływa na zwiększenie sprawności wymiennika. Może ona wynosić nawet 95%, podczas gdy wymiennik krzyżowy osiąga sprawność najwyżej 70%.

Zobacz galerię 2 zdjęcia

Autor: Rekuperatory.pl

Rekuperacja to zdrowy mikroklimat i obniżenie rachunków za ogrzewanie

Podwójne korzyści

Duży wpływ na pracę rekuperatora ma szron pojawiający się zimą w wymienniku ciepła. Może on utrudniać przepływ powietrza przez kanaliki wymiennika, a nawet powodować zatrzymanie pracy rekuperatora. Aby zapobiec takiej sytuacji, rekuperatory wyposaża się w automatyczne systemy antyzamarzaniowe lub nagrzewnice elektryczne. Powodują one jednak dodatkowy pobór prądu. Ponadto ich praca sprawia, że sprawność odzysku ciepła może być mniejsza nawet o kilkadziesiąt procent. Dobrym rozwiązaniem tego problemu, lecz niestety podnoszącym koszt inwestycyjny, jest wykonanie gruntowego wymiennika ciepła. Jest to najczęściej długa rura lub układ rur umieszczony pod ziemią, poniżej warstwy przemarzania gruntu. Świeże powietrze zasysane przez rekuperator przepływa przez wymiennik gruntowy i ogrzewa się nawet o kilkanaście stopni Celsjusza energią zakumulowaną w gruncie, za którą nie trzeba płacić.

Ile to kosztuje?

Decydując się na zakup rekuperatora do średniej wielkości domu, trzeba się liczyć z wydatkiem rzędu przynajmniej 6-8 tysięcy złotych. Do tego należy doliczyć jeszcze koszt wykonania instalacji i materiałów. Całość powinna zamknąć się w kwocie 14-20 tysięcy złotych. Taki wydatek odczuwalnie podnosi koszt budowy domu. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że w budynkach, w których zaplanowano wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła, nie wznosi się kominów z przewodami wentylacyjnymi. Oszczędności na tym poczynione mogą wynosić nawet 10 tys. złotych. Można je przeznaczyć właśnie na rekuperację. Inwestycja w wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła jest szczególnie uzasadniona w przypadku domów, w których korzysta się z drogich źródeł energii – energii elektrycznej, oleju opałowego czy gazu płynnego. W takim przypadku można liczyć, że zapotrzebowanie na ciepło w domu z fachowo zaprojektowaną i wykonaną wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła może się zmniejszyć nawet o 25-50%. Oznacza to roczne oszczędności na ogrzewaniu wynoszące przynajmniej około tysiąca złotych (w domu o powierzchni 150 m²).