Ten serwis używa cookies do prawidłowego funkcjonowania

Informujemy, iż w celu optymalizacji treści dostępnych w naszym serwisie, dostosowania ich do Państwa indywidualnych potrzeb korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies użytkownik może kontrolować za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej. Dalsze korzystanie z naszego serwisu internetowego, bez zmiany ustawień przeglądarki internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje stosowanie plików cookies. Czytaj więcej…

Zrozumiałem

2.2.3  Minimalne wymagania w zakresie parametrów technicznych, jakościowych i użytkowych układów wentylacji mechanicznej z  odzyskiem ciepła

Zadaniem systemu wentylacji w budynkach mieszkalnych NF40 i NF15, oprócz dostarczenia świeżego powietrza zewnętrznego, usunięcia zużytego powietrza wewnętrznego i zapewnienia przepływu powietrza po budynku, jest maksymalne ograniczenie strat ciepła. Aby było to możliwe system wentylacji musi spełniać szereg wymagań. Pierwszym i najważniejszym z punktu widzenia efektywności energetycznej jest odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego i przekazywanie go do powietrza nawiewanego [3]. Jak pokazały obliczenia nie da się osiągnąć standardu NF40 jeżeli sprawność temperaturowa będzie niższa niż 85%, a standardu NF15, jeżeli będzie niższa niż 90% dla budynku jednorodzinnego zlokalizowanego w Warszawie. Osiągnięcie tak wysokiej sprawności wymaga zastosowania central wentylacyjnych z wysokosprawnymi wymiennikami ciepła.

Efektywność energetyczna i jakość użytkowania systemu wentylacji zależy od wielu aspektów [4]. Poniżej zebrano podstawowe wymagania w zakresie parametrów technicznych, jakościowych i użytkowych dla systemów wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła:

Sprawność temperaturowa odzysku ciepła

Sprawność odzysku ciepła dla zrównoważonych strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego, ustalona zgodnie z normą PN-EN 308:2001 „Wymienniki ciepła. Procedury badawcze wyznaczania wydajności urządzeń do odzyskiwania ciepła w układzie powietrze-powietrze i powietrze-gazy spalinowe.”, powinna wynosić:

  • ≥ 85% dla budynków jednorodzinnych NF40 strefa klimatyczna I, II i III
  • ≥ 85% dla budynków jednorodzinnych NF40 strefa klimatyczna IV i V
  • ≥ 70% dla budynków wielorodzinnych NF40 strefa klimatyczna I, II i III
  • ≥ 80% dla budynków wielorodzinnych NF40 strefa klimatyczna IV i V
  • ≥ 90% dla budynków jednorodzinnych NF15 strefa klimatyczna I, II i III
  • ≥ 93% lub > 90% centrala + > 30% GWC dla budynków jednorodzinnych NF15 strefa klimatyczna IV i V
  • ≥ 80% dla budynków wielorodzinnych NF15 strefa klimatyczna I, II i III
  • ≥ 90% dla budynków wielorodzinnych NF15 strefa klimatyczna IV i V
 

Obliczanie wymaganej ilości powietrza wentylacyjnego

W przypadku budynków mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych do obliczania strumienia powietrza wentylacyjnego należy stosować normę PN B 03430:1983/Az3:2000 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej - Wymagania”. Dobrana centrala wentylacyjna oraz instalacja powinna pozwalać na regulację wielkości strumienia w zakresie od 60% do 150%. Nadmierne zwiększenie strumienia powietrza wentylacyjnego będzie prowadzić do wzrostu strat ciepła na wentylację i zużycia energii elektrycznej oraz spadku wilgotności względnej powietrza wewnętrznego w okresie zimy.

Elementy nawiewne

Elementy nawiewne powinny być dobrane i rozmieszczone w taki sposób aby nie powodowały postania „stref martwych”, w których powietrze nie będzie wymieniane. Dopuszczalna prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi (zazwyczaj zaczyna się na wysokości 2 m od poziomu podłogi) wynosi 0,2 m/s, natomiast różnica pomiędzy temperaturą w pomieszczeniu a temperaturą powietrza nawiewanego w miejscu wejścia w strefę przebywania ludzi nie powinna być większa niż 1 K. W przypadku wykorzystania systemu wentylacji jako ogrzewania powietrznego w budynkach NF15 elementy nawiewne mogą być rozmieszczane nad drzwiami wejściowymi. Dzięki wykorzystaniu efektu Coandy sufit może pełnić rolę kanału półotwartego i umożliwić przepływ powietrza na koniec pomieszczenia.

Zużycie energii elektrycznej

Zastosowane centrale wentylacyjne powinny charakteryzować bardzo małym zużyciem energii elektrycznej. Pobór mocy powinien być < 0,40 W/(m3/h) w odniesieniu do strumienia powietrza wentylacyjnego. Energooszczędne centrale są wyposażone w wentylatory z oznaczeniem DC-EC. EC oznacza Elektronicznie Komutowany natomiast DC prąd stały. Taki rodzaj wentylatorów łączy zalety prądu stałego i zmiennego: silnik pracuje na napięcie stałe, ale jest zasilany prądem zmiennym. Silniki DC charakteryzują się niskim zużyciem energii, ale aby zasilić je prądem zmiennym trzeba zastosować nieporęczne, nieefektywne transformatory. Silniki EC są wyposażone w wewnętrzny transformator napięcia, dzięki czemu są bardziej efektywne.

Projekt systemu wentylacji

System wentylacji powinien być zaprojektowany w taki sposób, aby długości przewodów były możliwie jak najkrótsze w celu ograniczenia strat ciśnienia. Zblokowanie pomieszczeń, z których usuwamy powietrze znacznie ułatwia projektowanie przebiegu kanałów wywiewnych. Rozmieszczenie kanałów powinno być wstępnie określone na etapie projektowania budynku w celu wygospodarowania pod nie dodatkowej przestrzeni. Jest to szczególnie istotne w przypadku budynków wielorodzinnych o niskich wysokościach kondygnacji i małych powierzchniach mieszkań. Możliwie jak najkrótsze powinny być przewody, którymi powietrze jest czerpane z zewnątrz i doprowadzane do centrali oraz te usuwające powietrze za centralą na zewnątrz. W budynkach jednorodzinnych i wielorodzinnych powinno się stosować decentralny system wentylacji - każde mieszkanie wyposażone w swoją własną centralę wentylacyjną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Usuwanie powietrza w budynkach wielorodzinnych może odbywać się jednym wspólnym kanałem. W miejscu zamontowania centrali wentylacyjnej należy wykonać podejście kanalizacyjne do odprowadzenia skroplin powstających w wymienniku.

Szczelność i izolacja kanałów

System wentylacji powinien być szczelny oraz zaizolowany. Dotyczy to w szczególności kanałów, którymi powietrze jest czerpane z zewnątrz i doprowadzane do centrali oraz tych usuwających powietrze na zewnątrz za centralą. Minimalna grubość izolacji powinna wynosić 100 mm.

Automatyka regulacyjna

Centrala wentylacyjna powinna być wyposażona w układ automatyki regulacyjnej umożliwiający dostosowanie wydajności wentylacji do aktualnych potrzeb. Sterowanie centralą realizowane jest za pomocą panelu znajdującego się w strefie mieszkalnej. Użytkownik musi mieć możliwość zmiany wielkości strumienia powietrza wentylacyjnego w zakresie 60/100/150%, wyłączenia/włączenia centrali oraz przejścia w tryb letni (z obejściem bez odzysku ciepła lub z działającym tylko wentylatorem wywiewnym i powietrzem dostającym się przez rozszczelnione okna). Układ regulacji może być zautomatyzowany i zmieniać wydajność wentylacji w zależności od pomiaru stężenia CO2 w powietrzu wywiewanym lub pomieszczeniu reprezentatywnym. Inną wartością mierzoną może być wilgotność względna powietrza. Regulacja wydajności może być sterowana czasowo według zadanego harmonogramu dziennego/tygodniowego. Zastosowanie układów automatycznej regulacji może zmniejszyć straty ciepła na wentylację, podwyższyć jakość powietrza wewnętrznego i zmniejszyć zużycie energii elektrycznej.

Ochrona przed hałasem

Aby nie dopuścić do wzrostu natężenia hałasu należy:

  • nie przekraczać dopuszczalnych prędkości przepływu w kanałach wentylacyjnych: kanały główne <5,0 m/s, kanały niedaleko nawiewników < 3,0 m/s, nawiewniki < 1,0 m/s,
  • centrala wentylacyjna powinna emitować mało hałasu, na kanałach nawiewnych i wywiewnych trzeba bezwzględnie stosować tłumiki,
  • system kanałów powinien być tak zaprojektowany i wyregulowany aby straty ciśnienia na przepływie powietrza były możliwie jak najmniejsze,
  • sprawdzić czy nie został przekroczony dopuszczalny poziom hałasu: natężenie hałasu w pomieszczeniu technicznym < 35 dB(A), natężenie hałasu w pomieszczeniach mieszkalnych <25 dB(A)
  • po wykonaniu systemu wentylacji sprawdzić czy projektowane strumienie powietrza wentylacyjnego odpowiadają strumieniom rzeczywistym.

Czystość instalacji

Należy stosować filtry klasy G4 lub F7 na nawiewie i G4 na wywiewie. Instalacja powinna być wykonana z kanałów sztywnych, wyposażona w otwory rewizyjne umożliwiające jej okresowe czyszczenie. Nie należy stosować kanałów elastycznych. Kratki wywiewne w kuchni należy zabezpieczyć dodatkowym siatkowym filtrem przeciwtłuszczowym. Pochłaniacze kuchenne nie mogą być podłączone bezpośrednio do kanałów wywiewnych.

Ochrona przed szronieniem

Centrala musi być wyposażona w rozwiązania chroniące wymiennik przed szronieniem. Zastosowane rozwiązania powinny charakteryzować się jak najmniejszym zużyciem energii elektrycznej i nie powodować dodatkowych strat ciepła na wentylację. Przed szronieniem może chronić gruntowy wymiennik ciepła [5].

2.2.4   Minimalne wymogi standardu i jakości wykonania układów instalacji grzewczej (CO i CWU)

Ograniczenie strat ciepła przez przenikanie i wentylację powoduje, że jednostkowe projektowe obciążenie cieplne wynosi w budynkach NF40 około 30 W/m2 powierzchni ogrzewanej natomiast w budynkach NF15 około 20 W/m2. Oznacza to, że do ogrzania budynku jednorodzinnego o powierzchni użytkowej np. 150 m2 wystarczy źródło ciepła o mocy około 4,5 kW w standardzie NF40 lub 3,0 kW w standardzie NF15.

Aby instalacja centralnego ogrzewania działała efektywnie i zapewniała wysoki komfort cieplny powinna [6, 7]:

  • być zaprojektowana i zwymiarowana na podstawie wartości projektowanego obciążenia cieplnego wyznaczonych dla budynku zgodnie z normą PN EN 12831:2006 „Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego”,
  • zapewniać równomierny, przestrzenny rozkład temperatury odczuwalnej (średnia arytmetyczna sumy temperatury powietrza i średniej temperatury powierzchni przegród) w pomieszczeniach,
  • umożliwiać regulację temperatury odczuwalnej w pomieszczeniach, np. zawory z głowicami termostatycznymi o zakresie proporcjonalności 1K - im mniejszy zakres proporcjonalności tym szybciej następuje odcięcie dopływu czynnika grzewczego do grzejnika w sytuacji gdy temperatura w pomieszczeniu wzrasta powyżej zadanej (1K oznacza, że zawór zamknie się całkowicie przy temperaturze 21°C dla zadanej temperatury 20°C, standardowo stosowane głowice powodują zamknięcie zaworu przy temperaturze 22°C),
  • być wyposażona w automatyczny układ regulacji mierzący temperaturę zewnętrzną i wewnętrzną dostosowujący parametry pracy instalacji do aktualnych potrzeb i umożliwiający programowanie temperatury odczuwalnej w pomieszczeniach w okresie dnia i tygodnia,
  • pozwalać na efektywne wykorzystanie ciepła i być wyposażona w urządzenia do monitorowania jego zużycia,
  • być zaprojektowana w sposób zwarty, kompaktowy i zblokowany. Długość przewodów powinna być możliwie jak najmniejsza w celu ograniczenia strat ciepła i ciśnienia;
  • posiadać źródło o wysokiej sprawności wytwarzania ciepła,
  • być wyposażona w grzejniki estetyczne i łatwe do czyszczenia, przekazujące ciepło do pomieszczeń na drodze konwekcji i promieniowania,
  • być trwała i charakteryzować się niskim kosztem eksploatacji, np. zastosowanie energooszczędnych pomp obiegowych, które w porównaniu do tradycyjnych mogą zużywać nawet o 80% mniej energii elektrycznej,
  • być możliwie najmniej uciążliwa dla środowiska naturalnego, np. wykorzystywać odnawialne źródła energii,
  • przewody rozprowadzające systemu grzewczego muszą być zaizolowane i powinny być układane powyżej warstwy izolacji w przypadku podłogi na gruncie lub stropu nad nieogrzewanym poddaszem. Grubość warstwy izolacji przewodów powinna być dobrana zgodnie z wymaganiami normy PN-B-02421: 2000 (np. dla przewodu < DN 20 instalacji C.O. temperatura do 95°C biegnącego w części ogrzewanej budynku ti > 12°C wymagana grubość izolacji wynosi 20 mm, przy współczynniku przewodzenia ciepła 0,035 W/mK),
  • ciepło dostarczane przez system grzewczy musi być efektywnie wykorzystywane, grzejniki powinny być prawidłowo usytuowane w pomieszczeniu, nieosłonięte, a za nimi powinny być zamontowane ekrany odbijające promieniowanie cieplne.

 

ŹRÓDŁA CIEPŁA

Wybór źródła ciepła ma kluczowe znaczenie dla przyszłych kosztów użytkowania budynku, kosztów inwestycyjnych, komfortu użytkowania instalacji i emisji gazów cieplarnianych. Stosując sumaryczne kryterium: biorąc pod uwagę koszty wykonania systemu grzewczego i koszty eksploatacyjne w okresie użytkowania urządzeń grzewczych, najlepszym sposobem wytwarzania ciepła w warunkach polskich jest zastosowanie kondensacyjnego kotła gazowego.

Projektując system centralnego ogrzewania z kotłem gazowym należy pamiętać, że:

  • moc kotła kondensacyjnego, powinna odpowiadać projektowemu obciążeniu cieplnemu budynku. Dobrany kocioł powinien charakteryzować się jak najmniejszą mocą minimalną i dużym zakresem pracy ciągłej,
  • dobrane parametry pracy instalacji C.O. oraz jej typ powinien zapewniać maksymalną sprawność kotła kondensacyjnego. Dla systemu grzejnikowego optymalne parametry pracy to 55/45°C,
  • kocioł kondensacyjny musi być wyposażony w automatykę pogodową wspieraną czujnikiem temperatury wewnętrznej. Czujnik temperatury wewnętrznej powinien być zlokalizowany w pomieszczeniu reprezentatywnym, a grzejnik w pomieszczeniu reprezentatywnym nie powinien mieć głowicy termostatycznej. System regulacji musi pozwalać na programowanie żądanej temperatury w czasie dnia, np. obniżenia jej w okresie nocy i tygodnia,
  • zamontowane grzejniki powinny mieć znikomą bezwładność cieplną i być wyposażone w zawory z głowicami termostatycznymi o zakresie proporcjonalności 1K (poza pomieszczeniem reprezentatywnym),
  • kocioł powinien być podłączony do przewodu spalinowo-powietrznego i pobierać powietrze do spalania z zewnątrz.

Warunkiem koniecznym dla zastosowania kotła jest doprowadzenie do działki sieci gazowej. Jeśli nie ma takiej możliwości, alternatywą dla kotła kondensacyjnego jest pompa ciepła, pobierająca ciepło z gruntu (pompy wykorzystujące powietrze zewnętrzne, jako źródło ciepła są nieefektywne energetycznie w polskich warunkach klimatycznych i nie powinny być stosowane) i współpracująca z niskotemperaturowym ogrzewaniem podłogowym. Koszty inwestycyjne są dość wysokie ale rekompensują je oszczędności wynikające z małego zużycia energii.

Aby zapewnić wysoką sprawność pracy źródła ciepła i efektywną pracę systemu grzewczego należy:

  • wyposażyć go w zasobnik buforowy, o odpowiedniej pojemności i możliwie małych stratach postojowych, jeżeli wymaga tego typ zastosowanej pompy ciepła,
  • stosować pompy ciepła posiadające następujące cechy:
  • praca w oparciu o sprężarki typu Scroll,
  • wysoki średniosezonowy współczynnik efektywności COP > 3,5
  • wykorzystanie jako czynnik roboczy R410A
  • duży zakres regulacji mocy grzewczej
  • układ automatyki sterującej zapewniający równy czas pracy wszystkich pomp lub sprężarek - w przypadku zastosowania pomp wielosprężarkowych
  • wykorzystać jako dolne źródło ciepła gruntowe kolektory pionowe. Zastosowanie kolektorów pionowych pozwoli na oszczędność miejsca oraz zapewni wysoką sprawność pracy pompy ciepła,

kolektory pionowe mogą być wykorzystywane jednocześnie do chłodzenia powietrza nawiewanego do budynku w okresie lata,

  • zastosować energooszczędne pompy obiegowe, które w porównaniu do tradycyjnych mogą zużywać nawet o 80 % mniej energii elektrycznej,
  • należy dobrać moc pompy ciepła w taki sposób, aby pokrywała ona około 75% projektowego obciążenia cieplnego budynku w celu zoptymalizowania kosztów zakupu pompy i wykonania dolnego źródła ciepła. Pozostała część obciążenia cieplnego powinna być pokryta przez grzałki elektryczne zamontowane w zbiorniku buforowym. Rozwiązanie takie pozwoli na zmniejszenie kosztów zakupu i wykonania źródła ciepła przy jednoczesnym niewielkim wpływie na koszty użytkowania budynku. Moc dobranej pompy ciepła powinna odpowiadać za ogrzewanie budynku do temperatury zewnętrznej około -15 °C (dla strefy III), poniżej tej temperatury będą włączały się dodatkowe grzałki elektryczne, ilość ciepła dostarczanego przez pompę ciepła będzie stanowiła około 90% całkowitej ilości ciepła potrzebnej do ogrzewania budynku,

    Z tym punktem nie zgadzam się kategorycznie!!! Nastepują zmiany klimatyczne - temperatury obliczeniowe należy zweryfikować, mniejszeodwierty powodują szybsze eksploatowanie dolnego źródła ciepła - temperatury solanki pod koniec sezonu grzewczego są ujemne, ciepła woda użytkowa wpływa na znaczne zmniejszenie regeneracji dolnego źródła ciepła szczególnie przy mniejszych odwiertach.

  • zastosować niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe. Obliczeniowe parametry wody na zasileniu i powrocie z instalacji muszą być jak najniższe, np. 35/28°C. Wyższe parametry spowodują znaczący spadek efektywności energetycznej pompy ciepła.

W budynkach jednorodzinnych o niskim zapotrzebowaniu na energię wspomagającym źródłem ciepła może być kominek. Z uwagi na małe projektowe obciążenie cieplne należy stosować w nich kominki o niewielkiej mocy (około 3-6 kW) dostosowanej do charakterystyki energetycznej budynku. Zamontowanie kominka o zbyt dużej mocy może prowadzić do przegrzewania pomieszczeń i zwiększenia strat ciepła. Kominki powinny być wyposażone w zamkniętą komorę spalania i posiadać niezależne doprowadzenie powietrza do spalania z zewnątrz. System spalinowy, komora spalania i kanał nawiewny powinny być połączone i wykonane szczelnie. Zaleca się stosowanie kominów zewnętrznych. System rozprowadzenia ciepłego powietrza z kominka po budynku powinien być niezależny od systemu wentylacji i wykonany oddzielnie.

Źródłem ciepła w wielorodzinnych budynkach o niskim zapotrzebowaniu na energię będzie najczęściej węzeł cieplny zasilany z lokalnej sieć ciepłowniczej lub indywidualnej kotłowni gazowej.

Aby zapewnić wysoką sprawność pracy węzła cieplnego i efektywne wykorzystanie energii należy:

  • precyzyjnie wyznaczyć zapotrzebowanie na moc dla poszczególnych obiegów - centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej i wentylacji. Przewymiarowanie węzła i zwiększenie mocy zamówionej spowoduje zwiększenie kosztów ciepła,
  • wymiarowanie urządzeń w węzłach cieplnych należy wykonywać w oparciu o analizę techniczno- ekonomiczną oraz zasadę maksymalnego wykorzystania czynnika grzewczego w celu uzyskania możliwie niskiej temperatury powrotu, czemu sprzyja, np. wykorzystanie ogrzewania niskotemperaturowego,
  • węzeł powinien być wyposażony w rozbudowane układy automatyki regulacyjnej, a także układy opomiarowania i monitorowania zużycia energii. Pozwoli to na precyzyjną regulację ilości dostarczanego ciepła i zabezpieczy przed niepotrzebnymi stratami energii,
  • zastosowane układy automatyki regulacyjnej powinny charakteryzować się małymi stałymi czasowymi, co dotyczy zwłaszcza obiegu ciepłej wody użytkowej,
  • wymienniki ciepła, zasobniki i rurociągi oraz urządzenia węzła ciepłowniczego muszą być izolowane cieplnie. Wymienniki ciepła powinny posiadać izolację rozbieralną; nie należy wykonywać wspólnej izolacji kilku przewodów. Grubość izolacji powinna odpowiadać wymogą podanym w normie PN-B-02421:2000 „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze”.

Uwaga: W budynkach NF40 i NF15 nie zaleca się stosowania jako źródło ciepła kotłów węglowych. Nie dopuszczalne jest stosowanie do ogrzewania i przygotowania C.W.U. jedynie energii elektrycznej. Nie dotyczy to energii elektrycznej wytwarzanej z ogniw fotowoltaicznych, turbin wiatrowych, kogeneracji lub innych źródłem wykorzystujących energię odnawialną.

Z uwagi na rosnący udział zapotrzebowania na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej w stosunku do zapotrzebowania na energię do ogrzewania - w przypadku budynków NF40 zapotrzebowanie na energię do przygotowania C.W.U. może być zbliżone do zapotrzebowania na energię dla C.O. W budynkach o standardzie NF15 zapotrzebowanie na energię do przygotowania C.W.U. będzie większe od zapotrzebowania na energię dla C.O. - stosuje się tu rozwiązania mające na celu ograniczenie opłaty za moc zamówioną.

Do głównych rozwiązań można zaliczyć:

  • wykorzystanie zasobników ciepła, których zadaniem będzie magazynowanie ciepła w okresie małych rozbiorów nocnych i oddawanie go w okresach szczytowego zapotrzebowania związanego z przygotowaniem ciepłej wody użytkowej. Zastosowanie zasobników wymaga precyzyjnego określenia ich pojemności i odpowiedniego zmniejszenia mocy zamówionej oraz wielkości wymiennika ciepła. Dobranie zbyt wysokiej wydajności pompy ładującej zasobnik może spowodować, że jego pojemność nie będzie wykorzystywana,
  • wykorzystanie odnawialnych źródeł energii takich jak kolektory słoneczne, do przygotowania ciepłej wody użytkowej, o ile jest to uzasadnione ekonomicznie,

    Z tym punktem nie zgadzam się kategorycznie!!! Każdy kolektor słoneczny to mniejsze spalanie w przypadku kotłów (patrz tło powietrza tam gdzie mieszkasz!!!) oraz regeneracja dolnego źródła ciepła w przypadku pompy ciepła.

  • wykorzystanie układów kogeneracyjnych małej mocy produkujących jednocześnie energię elektryczną i ciepło. Stosowanie układów skojarzonych może być szczególnie uzasadnione w przypadku budynków NF15 charakteryzujących się dużym udziałem stałego zapotrzebowania na energię do przygotowania C.W.U. w bilansie energetycznym. Decyzja o zastosowaniu układu kogeneracji powinna być podjęta w oparciu o analizę techniczno-ekonomiczną,
 
Zastosowanie mieszkaniowych węzłów cieplnych i decentralnego przygotowania C.W.U., pozwala na:
 
  • likwidację instalacji rozprowadzającej i obiegów cyrkulacyjnych C.W.U. oraz spowodowanych nimi strat ciepła w instalacji C.W.U. (szacunkowa oszczędności energii około 30%) [8],
  • redukcję mocy zamówionej dla budynku,
  • obniżanie zużycia energii na cele grzewcze dzięki zastosowaniu elektronicznych mieszkaniowych regulatorów temperatury z programowaniem dobowym i tygodniowym.

 

NISKOTEMPERATUROWE OGRZEWANIE PODŁOGOWE

Wykorzystanie w budynku niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego może być warunkiem koniecznym dla zapewnienia wysokiej sprawności źródła ciepła, np. pompy ciepła. Decydując się na taki system grzewczy należy pamiętać, że posiada on zalety oraz wady.

Zalety ogrzewania podłogowego: 

  • lepsze warunki higieniczne i podwyższony komfort cieplny: niższa temperatura powietrza, równomierny rozkład temperatury w całym pomieszczeniu, mniejsze konwekcyjne ruchy powietrza unoszące kurz i brudzące ściany,
  • brak grzejników, większa estetyka wnętrz, łatwość utrzymania czystości,
  • obniżenie sezonowego zużycia ciepła dzięki niższej temperaturze nośnika ciepła,
  • możliwość efektywnego zastosowania niekonwencjonalnych, ekologicznych źródeł ciepła jak kondensacyjny kocioł gazowy czy pompa ciepła,
  • właściwości samoregulacji (samoczynna zmiana mocy cieplnej grzejnika w wyniku zmiany temperatury wewnętrznej w pomieszczeniu).

Wady ogrzewania podłogowego:

  • duża bezwładność cieplna oraz podwyższone wymagania w odniesieniu do regulacji eksploatacyjnej - układ powinien być wyposażony w regulację centralną i miejscową, za regulację centralną powinien odpowiadać regulator inteligentny PID pozwalający na działanie z wyprzedzeniem i „uczenie się systemu”, niewłaściwy układ regulacji może doprowadzić do przegrzewania pomieszczeń i nadmiernych strat ciepła,
  • konieczność bardzo precyzyjnego wymiarowania instalacji, błędy w doborze wielkości grzejników po wykonaniu instalacji są nieusuwalne,
  • ograniczanie mocy cieplnej grzejnika (dywan, meble),
  • brak możliwości późniejszych zmian wielkości grzejnika,
  • wyższe koszty inwestycyjne niż dla ogrzewania grzejnikowego,
  • większe zużycie energii pomocniczej do napędu pomp obiegowych i układów regulacji.

 

OGRZEWANIE POWIETRZNE W BUDYNKACH NF15

Znaczne ograniczenie zapotrzebowania na energię do ogrzewania w budynkach NF15 wpływa na redukcję projektowanego obciążenia cieplnego wyznaczonego zgodnie z normą PN-EN 12831:2006. Wskaźnik zapotrzebowania na moc grzewczą odniesiony do powierzchni ogrzewanej wynosi około 20 W/m2 co pozwala w niektórych przypadkach na rezygnację z tradycyjnego ogrzewania wodnego i zastosowanie ogrzewania powietrznego [9]. Aby sprawdzić czy rozwiązanie takie jest możliwe należy porównać projektowe obciążenie cieplne z mocą ogrzewania powietrznego pracującego na projektowanych, niezwiększonych strumieniach powietrza wentylacyjnego. Przykładowo projektowane obciążenie cieplne budynku jednorodzinnego J2 wynosi 3,4 kW a maksymalna moc grzewcza ogrzewania powietrznego przy założeniu dopuszczalnej temperatury nawiewu 50 °C i strumienia powietrza 230 m3/h wynosi 2,3 kW. Jeżeli brakujące 1,1 kW dostarczymy do budynku za pomocą grzejników zlokalizowanych tylko w łazienkach lub pod największymi oknami to może się okazać że dodatkowe grzejniki nie będą potrzebne.

Zalety ogrzewania powietrznego:

  • rezygnacja z wodnego ogrzewania grzejnikowego lub podłogowego, większa estetyka wnętrz, łatwość utrzymania czystości,
  • możliwość wykorzystania wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła jako systemu grzewczego,
  • mała bezwładność cieplna instalacji,
  • powietrze nawiewane jest cieplejsze od powietrza wewnętrznego co pozwala na wykorzystanie efektu Coandy polegającego na przyleganiu strumienia powietrza nawiewnego do sufitu; sufit staje się kanałem półotwartym i powietrze jest transportowane na koniec pomieszczenia pomimo umieszczenia nawiewników nad drzwiami wejściowymi, pozwala to na znaczne uproszczenie projektu systemu wentylacji, zastosowanie krótszych kanałów i ograniczenie strat ciśnienia.

Wady ogrzewania powietrznego: 

  • gorszy pionowy rozkład temperatury - cieplej na górze chłodniej na dole,
  • mniej korzystny sposób przekazywania ciepła,
  • zazwyczaj brak regulacji miejscowej, strumienia powietrza wentylacyjnego pomieszczeń nie są indywidualnie regulowane i mają taką samą temperaturę.

INSTALACJA C.W.U.

Znaczący spadek zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków NF40 i NF15 powoduje, że coraz większe znaczenie w bilansie energetycznym zaczyna odgrywać zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania C.W.U. Do podstawowych rozwiązań podnoszących efektywność energetyczną instalacji należy zaliczyć maksymalne ograniczenie strat ciepła na dystrybucji i cyrkulacji ciepłej wody, zmniejszenie zużycia ciepłej wody i jeśli jest to opłacalne ekonomicznie, wykorzystania do jej przygotowania odnawialnych źródeł energii.

Projektując instalację C.W.U. należy:

  • precyzyjnie określić moc potrzebną do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Przyjmowane zgodnie z normą PN 92/B-01706 zapotrzebowanie jednostkowe qj = 110 - 130 l/d na osobę jest zbyt wysokiei prowadzi do przewymiarowania wymienników lub podgrzewaczy pojemnościowych. Zbyt wysoka moc zamówiona oznacza większe koszty użytkowania budynku. Rzeczywiste jednostkowe zapotrzebowanie na C.W.U. wynosi qj = 40 - 70 l/d na osobę [10],
  • precyzyjnie dobrać wielkość podgrzewacza lub zasobnika C.W.U., zbyt duża pojemność wraz z przewymiarowanym źródłem ciepła może prowadzić do powstania dodatkowych postojowych strat ciepła. Zastosowany podgrzewacz lub zasobnik C.W.U. powinien być bardzo dobrze zaizolowany,
  • stosować pompy ładujące o wydajności zapewniającej wykorzystanie akumulacyjności cieplnej zasobników ciepłej wody użytkowej w pracy instalacji C.W.U.,
  • stosować baterie czerpalne o optymalnych rozwiązaniach konstrukcyjnych pod względem minimalizowania zużycia C.W.U. - mogą to być baterie z „eko-przyciskiem”, termostatyczne, bezdotykowe, perlatory zamiast zwykłych sitek prysznicowych, urządzenia zamykające przepływ wody w niezakręconych kranach,
  • właściwie zaizolować termicznie instalację (dotyczy to przewodów poziomych i pionowych w instalacji rozprowadzającej i cyrkulacyjnej); grubość wymaganej warstwy izolacji powinna odpowiadać zaleceniom podanym w normie PN-B-02421:2000 „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze”, np. dla przewodu < DN 20 instalacji C.W.U. temperatura do 60°C biegnącego w części ogrzewanej budynku ti > 12°C wymagana grubość izolacji wynosi 15 mm, przy współczynniku przewodzenia ciepła równym 0,035 W/mK. W przypadku budynków w standardzie NF15 wymagana grubość izolacji powinna być powiększona o współczynnik 1,5. Dobrze zaizolowane przewody zajmują znacznie więcej miejsca, co powinno być uwzględnione na etapie projektowym,
  • wyposażyć ją w termostatyczne regulatory przepływu wody cyrkulacyjnej przez poszczególne piony instalacji ciepłej wody użytkowej,
  • wyposażyć ją w liczniki ciepła umożliwiające monitoring jego zużycia i regulatory temperatury ciepłej wody użytkowej, na jej odpływie z sekcji podgrzewu C.W.U. o jak najmniejszych stałych czasowych. Układ regulacji powinien umożliwiać przeprowadzenie okresowej dezynfekcji termicznej instalacji,
  • stosować pompy cyrkulacyjne o samoczynnej regulacji parametrów pracy, dostosowane do dużej zmienności przepływów cyrkulacyjnych. Pompy powinny być jednocześnie sterowane za pomocą układów termostatycznych tak, aby maksymalnie skrócić czas krążenia wody w obiegu cyrkulacyjnym. Zastosowane pompy, podobnie jak w systemie grzewczym, powinny charakteryzować się wysoką sprawnością - małym zużyciem energii elektrycznej - klasa A i wyższa,
  • rozważyć wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do przygotowania C.W.U., o ile jest to uzasadnione ekonomicznie.

 

Z tym punktem nie zgadzam się kategorycznie!!! Odnawialne źródła energii powinny być stosowane zawsze, ze względu na ograniczenie ilości spalanych paliw i tworzenie w wyniku spalania, szczególnie latem, prekursorów ozonu troposferycznego. Koszty chorób ponosi całe społeczeństwo.

Składowe sprawności układów grzewczych i instalacji do podgrzania ciepłej wody użytkowej - wytyczne obliczeniowe

Sprawność układów technologicznych i instalacji do podgrzania ciepłej wody użytkowej należy określać z uwzględnieniem wszystkich składowych sprawności w granicach bilansowych obiektu projektowanego wg:

  • metodyki podanej w rozporządzeniu dotyczącej wykonywania świadectw charakterystyki energetycznej budynków lub
  • metodyki podanej w rozporządzeniu dotyczącej wykonywania świadectw charakterystyki energetycznej budynków z uwzględnieniem danych i wytycznych szczegółowych udostępnionych przez producentów i dostawców urządzeń i technologii, lub
  • w oparciu o udokumentowaną wiedzę techniczną.

Pozostałe, niezbędne dane i wymagania mające wpływ na wielkość zapotrzebowania na energię końcową można przyjmować na podstawie:

  • norm i wytycznych obowiązujących w projektowaniu, określonych na podstawie przepisów odrębnych,
  • materiałów informacyjnych oraz dokumentów producentów materiałów, urządzeń i technologii.

Uwaga: W przypadku zastosowania niekonwencjonalnych i odnawialnych źródeł energii, w tym wykorzystania ciepła odpadowego i kogeneracji, wskaźniki charakteryzujące wydajność energetyczną tych urządzeń i technologii powinny być określone we właściwy sposób dla średniorocznych rzeczywistych warunków i średniorocznych parametrów eksploatacyjnych na podstawie charakterystyk urządzeń/technologii podanych przez ich dostawców i producentów lub obliczone samodzielnie na podstawie dostępnej i udokumentowanej wiedzy technicznej.

W przypadku zastosowania instalacji kolektorów słonecznych wielkości uzyskanych efektów energetycznych należy udokumentować przy pomocy odpowiednich obliczeń, prawidłowości założeń, wielkości wskaźników itp.

Powyższe dotyczy również przypadków zastosowań takich rozwiązań jak pompy ciepła, gruntowe powietrzne wymienniki ciepła itp.