Kocioł i solary

Nietypowy budynek

U góry: przykładowy schemat systemu grzewczego współpracującego z solarnym: (1) kocioł, (2) zasobnik solarny, (3) kolektory słoneczne, (4) naczynie wzbiorcze. Niżej: ta pozornie tradycyjna konstrukcja domu jednorodzinnego ukrywa podziemną kondygnację mieszkalną.

Dom państwa Marty i Rafała Gruszków z Bydgoszczy ma około 130 m2 i dwie kondygnacje. Jest to budynek bardzo nietypowy. Ponieważ działka jest niewielka, a miejscowy plan zagospodarowania pozwala wyłącznie na inwestycje parterowe, powstał dom z drugą kondygnacją, ale podziemną - w pełni funkcjonalną, ciepłą i suchą. Pod powierzchnią gruntu mieści się sypialnia gospodarzy, toaleta, garderoba oraz gabinet pana Rafała. Natomiast na parterze usytuowany jest salon połączony z kuchnią, łazienka i pokój dziecka.

Ściany części podziemnej wzniesiono z elementów betonowych (fundamentowych), a te znajdujące się nad gruntem - z betonu komórkowego. Dach to lekka konstrukcja z drewna, zaizolowana wełną mineralną o grubości aż 60 cm. Izolację termiczną ścian wykonano ze styropianu. W części nadziemnej jego grubość wynosi 15 cm, a w podziemnej - 30 cm (dodatkowo warstwę tę osłonięto folią kubełkową). Ocieplenie zastosowano również pod podłogą podziemnej kondygnacji.

Pomysł na ogrzewanie

Na zdjęciu: Rafał Gruszka

Początkowo bardzo poważnie zastanawialiśmy się z żoną nad zastosowaniem w domu ogrzewania elektrycznego - mówi Rafał Gruszka. - Zdawaliśmy sobie jednak sprawę z tego, że nie jest to rozwiązanie tanie na etapie eksploatacji, chociaż niedrogie i stosunkowo proste w montażu. Do wyboru mieliśmy jeszcze gaz. Niestety ten ze zbiornika jest dość drogi, a żeby mieć gaz z sieci, musielibyśmy ułożyć spory odcinek rury (około 100 m) na własny koszt. Wiązało się to z dużymi wydatkami i już mieliśmy zrezygnować z tej opcji, gdy okazało się, że nasz sąsiad również planuje ogrzewanie swojego domu w ten sposób. Wtedy sytuacja radykalnie się zmieniła. Odcinek rurociągu do naszych działek nie był już przyłączem, tylko siecią gazową, a tę wykonuje operator. Koszt wykonania przyłącza do domu znacznie się zmniejszył, bo musieliśmy zapłacić tylko za część ułożoną na naszych działkach. Z kolei montaż instalacji grzewczej w domu powierzyłem firmie należącej do kolegi. To on polecił mi specjalistę, który oprócz systemu c.o. zaprojektował też przyłącze kanalizacyjne i rozprowadzenie wody w budynku. Jeżeli chodzi o wybór kotła, to zdałem się na wykonawcę. Przedstawił mi kilka ofert. Zapytał również, czy chcę wpiąć w system grzewczy kolektory słoneczne. Zwiększyło to koszty o około 7 tys. zł, ale liczę na szybki zwrot tej inwestycji. Rusztowanie pod kolektory zostało umieszczone na południowej ścianie budynku - ułożenie go na lekkiej konstrukcji dachu wymagało specjalnych wzmocnień i zwiększyło koszty. Jeszcze trochę odczekam, aż instalacje fotowoltaiczne nieco potanieją, gdyż zamierzam je zainstalować obok paneli słonecznych. Kalkulacja jest prosta - do napędzania pomp obiegowych, pracy kotła i całej instalacji potrzebna jest energia elektryczna. Będę ją miał za darmo i to nawet wówczas, gdy w sieci akurat jej nie będzie. Poza tym liczę na to, że jeszcze sporo prądu zostanie na inne cele, na przykład zasilanie oświetlenia domu. Raczej nie będę odsprzedawać energii elektrycznej do sieci, będę ją gromadził w akumulatorach na własne potrzeby.

Zdaniem instalatora:

Uważam, że system centralnego ogrzewania w domu państwa Gruszków dobrany jest w sposób optymalny. Po pierwsze dlatego, że udało się stworzyć instalację w miarę tanią w eksploatacji i stosunkowo niezawodną w pracy. Sprawnie działające panele solarne zapewniają ciepłą wodę do mycia praktycznie przez cały okres letni. Kocioł gazowy można zatem wyłączyć wiosną i korzystać z darmowej ciepłej wody aż do jesieni. Jest jeszcze drugi aspekt tej sprawy. Są nim koszty inwestycyjne. Były one naprawdę umiarkowane, a przecież instalacja jest rozbudowana. Podobną bezobsługowość i niskie opłaty eksploatacyjne można osiągnąć, stosując pompę ciepła, ale wówczas nakłady początkowe na zakup i montaż systemu grzewczego są znacznie wyższe.

Zalety zamontowanych urządzeń i instalacji

U góry: inwestorzy wybrali kocioł w wersji wiszącej, gdyż zajmuje mniej miejsca niż stojący. Niżej: na obudowie kotła umieszczony jest panel sterujący, co ułatwia jego obsługę.

Wybranego wraz z fachowcami sposobu ogrzewania domu oraz przygotowania wody do mycia państwo Gruszkowie nie żałują. Zastosowali bowiem nowoczesne i ekonomiczne rozwiązania, które zapewniają bezpieczną i bezobsługową pracę systemu.

Kocioł kondensacyjny na gaz

Ma bardzo wysoką sprawność, która wynosi powyżej 100%. Taka wartość wydaje się nonsensem, ale wcale tak nie jest. Ma to związek z definicją sprawności kotłów grzewczych, którą stworzono w czasach, kiedy powszechnie stosowano tradycyjne modele atmosferyczne z otwartą komorą spalania. Wówczas brano pod uwagę jedynie ilość ciepła, jaka zostaje uwolniona podczas spalania paliwa. W urządzeniach kondensacyjnych do tej wartości dodaje się jeszcze ciepło odzyskane z pary wodnej zawartej w spalinach (ulega ona skropleniu, inaczej kondensacji). W efekcie więc ich wydajność przekracza 100%. W najbardziej zaawansowanych kotłach kondensacyjnych zasilanych gazem ziemnym dochodzi ona nawet do 111%. Dzięki temu wydatki na ogrzewanie nie są wysokie.

Kolejną zaletą tego typu kotła jest jego bardzo bezpieczna praca. Wynika to między innymi z tego, że ma zamkniętą komorę spalnia i nie pobiera powietrza niezbędnego do działania z pomieszczenia, w którym się znajduje. Zmniejsza to ryzyko zatrucia tlenkiem węgla (czadem).

Kolektory słoneczne

Na zdjęciach: najczęściej płaskie kolektory słoneczne układa się na dachu spadzistym na pokryciu lub wbudowuje w jego połać. Gdy takiej możliwości nie ma, można je ustawić na konstrukcji wsporczej w ogrodzie lub zamocować na ścianie.

Inwestorzy zdecydowali się na płaskie panele słoneczne i umieszczenie w instalacji solarnej akumulatora i inwertera. Dzięki temu, gdy nie ma możliwości poboru prądu z sieci elektroenergetycznej, urządzenia te przejmują zasilanie pompy obiegowej w układzie solarnym. W efekcie nie ma kłopotu z przegrzaniem glikolu krążącego w instalacji.

Ponadto pompa obiegowa w instalacji solarnej jest wyposażona w panel sterujący, na którym można ustawić na przykład różnicę temperatury, przy jakiej ma się włączać system lub do jakiej temperatury ma nagrzewać wodę w zasobniku. Inwestor może również sprawdzać, ile kW ciepła uzyskał z pracy kolektorów w danym okresie (w ciągu doby, miesiąca czy roku). Warto też zwrócić uwagę na to, że w celu wyeliminowania strat ciepła pompa jest zabezpieczona styropianową osłoną.

System grzewczy

U góry: w niektórych pomieszczeniach zamontowano płytowe grzejniki stalowe z zaworami termostatycznymi. Umożliwia to regulację ilości oddawanego przez nie ciepła. Rozdzielacz kieruje ciepłą wodę płynącą z kotła kondensacyjnego w odpowiedniej ilości oraz temperaturze do poszczególnych pętli grzewczych.

To układ mieszany składający się z dwóch obiegów: instalacji z grzejnikami oraz podłogowej. W obu typach występują różne opory hydrauliczne, związane z przepływem wody w rurach. Dlatego rozdzielacz ogrzewania podłogowego ma zamontowaną dodatkową pompę obiegową.

Koszty inwestycyjne

Zdjęcia - powyżej i na dole: jeśli latem zdarzy się kilka deszczowych lub pochmurnych dni, to zapas wody gromadzony w zasobniku solarnym w krótkim czasie się wyczerpie. Wówczas włączy się automatycznie kocioł na gaz lub grzałka.

Ułożenie wodnego ogrzewania podłogowego na powierzchni około 75 m2 zajęło ekipie fachowców prawie dwa dni. Montaż pozostałej części instalacji (kolektorów słonecznych, kotła i zasobnika solarnego) i spięcie jej w całość to kolejne trzy dni.

Wydatki związane z zakupem urządzeń i wykonaniem instalacji grzejnikowej i solarnej kształtowały się następująco:
gazowy kocioł kondensacyjny - około 4000 zł;
zasobnik solarny na ciepłą wodę o pojemności 260 l z dwiema wężownicami (jedna połączona jest z kotłem, druga - z instalacją solarną) i dwa kolektory słoneczne płaskie - 7000 zł;
grzałka elektryczna w zasobniku - 150 zł;
rozdzielacz do ogrzewania podłogowego wraz z dodatkową pompą obiegową - 1500 zł;
dwa płytowe grzejniki stalowe - 700 zł;
robocizna - około 4000 zł.

Do tego należy doliczyć koszty montażu ogrzewania podłogowego w wysokości 7500 zł (obejmujące materiały i robociznę, przy czym wylewkę betonową inwestor wykonał we własnym zakresie).

Koszty eksploatacyjne

Zdjęcie powyżej: wydajnością instalacji grzewczej oraz solarnej możemy bez kłopotu sterować za pomocą nowoczesnego regulatora pokojowego. Jest on wyposażony w wiele użytecznych funkcji, np. intuicyjne tygodniowe programowanie z dokładnością do 10 minut, cztery poziomy temperatury, licznik czasu pracy.

Opisany mieszany system ogrzewania domu państwa Gruszków, uzupełniony o instalację z płaskimi kolektorami słonecznymi,  działa już od trzech sezonów. Zimą koszty związane z zapewnieniem komfortu cieplnego we wszystkich pomieszczeniach  wraz z przygotowaniem wody do mycia o odpowiedniej temperaturze dla wszystkich domowników wynoszą przeważnie około 600 zł za dwa miesiące.

Natomiast od połowy kwietnia do końca września ciepłą wodę dostarcza układ solarny. Z reguły nie wymaga on żadnej obsługi, gdyż wyposażony jest w sterownik, który zarządza zarówno pracą paneli słonecznych, jak i dodatkowego źródła ciepła, czyli kotła gazowego lub grzałki elektrycznej. Dzięki takiemu rozwiązaniu wykorzystujemy energię słoneczną w maksymalnym stopniu i jednocześnie uzyskujemy odpowiednią ilość ciepłej wody.

Jak to się sprawdza?

Kocioł kondensacyjny działa właściwie bezawaryjnie. W ciągu trzech lat zdarzyła się jedna drobna usterka - uszkodzeniu uległ czujnik ciśnienia wody. Serwis producenta usunął tę awarię w ciągu doby.

Natomiast początkowo trochę problemów sprawiały kolektory słoneczne, ponieważ nieodpowiednio ustawiono automatykę. Przy wysokich temperaturach latem "wyrzucało" czynnik krążący w instalacji solarnej. Ponieważ zdarzyło się tak cztery albo pięć razy, a koszt ponownego napełnienia systemu to około 200 zł, wezwano fachowca. Po zmianie ustawień pracy systemu solarnego skończyły się kłopoty.

Czas rozgrzewania wodnego ogrzewania podłogowego jest dłuższy niż grzejnikowego. To normalne w tego typu instalacjach, ale w domu państwa Gruszków trwa to nieco dłużej, ponieważ inwestorzy nie zastosowali specjalnej wylewki, tylko zwykły beton. Nie zmienia to jednak wartości użytkowej instalacji, która po osiągnięciu właściwej temperatury zapewnia w domu komfort cieplny.

Montaż ogrzewania podłogowego

Kolejne etapy montażu ilustrują zdjęcia (od góry):

1. Ogrzewanie zostało wykonane metodą tradycyjną, określaną też jako mokra (druga - sucha - jest szybsza, ale droższa). Prace rozpoczęto od pokrycia stropu matami styropianowymi.

2. Na warstwie izolacji rozłożono rury, którymi będzie przepływała woda grzejna. Mają one przebieg ślimakowy, aby zapewnić równomierny rozkład temperatury w pomieszczeniu.

3. Kolejny etap to podłączenie poszczególnych pętli wodnego ogrzewania podłogowego do rozdzielacza. Umieszczone są one w specjalnej szafce pod- lub natynkowej.

4. Po wykonaniu regulacji instalacji oraz pomyślnie zakończonej próbie szczelności rury pokryto wylewką. Na koniec posadzkę w zależności od pomieszczenia pokryto panelami lub gresem.