Hybrydowe systemy grzewcze (część 1)

Zakup paliwa do ogrzewania jest jednym z największych obciążeń domowego budżetu i przez to jest motorem do ciągłego poszukiwania alternatywnych rozwiązań grzewczych. Przez wiele lat na większości obszaru Polski przeważały drewno i węgiel kamienny w różnych sortymentach (węgiel gruby, węgiel orzech, ekogroszek) oraz w mniejszej ilości kotłowni stosowane były gaz ziemny i olej opałowy. Rozwój technologii spalania węgla o kotły automatyczne w latach dziewięćdziesiątych XX w. spowodował jeszcze większą popularność tego paliwa, jednak zgodnie z zasadami rynku podwyższone zapotrzebowanie na węgiel spowodowało znaczący wzrost jego ceny. Wielu inwestorów po inwestycji w drogi kocioł automatyczny stanęło więc przed faktem zakupu taniego dotychczas paliwa w wyższej cenie bez możliwości zastosowania paliwa alternatywnego. Takie sytuacje znane są również użytkownikom kotłów gazowych czy olejowych i są motorem do wprowadzania rozwiązań gwarantujących użytkownikom systemów grzewczych większą elastyczność w doborze paliw oraz możliwość stosowania zamiennie wielu rodzajów paliw. Rozwiązania takie nazywane są ogrzewaniem hybrydowym.

Hybrydowe systemy grzewcze

W hybrydowych systemach ogrzewania spotykanych w Polsce od kilku lat można zaobserwować pewną standaryzację. Najczęściej spotykanymi zestawami źródeł ciepła są kocioł na paliwo stałe lub w miejscach z dostępem do sieci gazowej, kocioł na gaz ziemny, uzupełnione kominkiem, który może być wyposażony w system dystrybucji gorącego powietrza. Można również spotkać zestawy z komorowym kotłem na paliwo stałe, np. ekogroszek oraz dodatkowym, wspomagającym kotłem gazowym, wykorzystywanym w okresach nieobecności domowników dla podtrzymania temperatury w budynku. Jeżeli już mowa o kotłach na paliwa stałe, należy tutaj zaznaczyć, że w tej gamie urządzeń nadal najczęściej instalowanymi są kotły komorowe o cyklicznym załadunku z górnym lub dolnym spalaniem na ruszcie suchym lub chłodzonym wodą, dalej często spotykanymi są kotły automatyczne z podajnikami ślimakowymi lub tłokowymi węgla lub innych paliw sortowanych. Mniej popularne, choć w niektórych rejonach kraju często stosowane są typowe kotły na drewno, spalające je w procesie zgazowania oraz traktowane wciąż jako nowinka kotły na pelety, czyli granulat z trocin drzewnych lub innych odpadów z biomasy jak słoma, łuski słonecznika, itp. Poza wymienionymi można jeszcze spotkać kotły zasilane zrębkami drewna czy ziarnem zbóż, jednak ich udział w ogólnej liczbie jednostek grzewczych w domach jednorodzinnych w Polsce jest marginalny.

Komfort użytkowania kotła

Najwyższym komfortem użytkowania charakteryzują się oczywiście kotły gazowe, które wyposażone w odpowiedni układ regulacji praktycznie nie wymagają żadnej ingerencji ze stron użytkownika. Podobny komfort jednak za znacznie wyższą cenę inwestycji w kocioł oraz instalację zapewniają kotły na pelety i stąd ich rosnąca popularność. Z kolei najniższy komfort zapewniają kotły komorowe o cyklicznym załadunku czy kotły na gaz drzewny, których eksploatacja wiąże się z częstymi wizytami w kotłowni, usuwaniem popiołu i czyszczeniem powierzchni wymiany ciepła. Kotły automatyczne na węgiel kamienny czy brunatny plasują się pośrodku tego rankingu przy czym to jak kocioł pracuje i jaki zapewnia komfort zależy od bardzo wielu czynników jak jakość paliwa, wilgotność paliwa, wentylacja kotłowni, parametry ustawień paleniska na regulatorze kotła, regularność czyszczenia i odpopielania kotła, sposób wykonania instalacji. Te i inne czynniki powodują, że komfort korzystania z kotłów automatycznych na węgiel w jednym przypadku jest porównywany do komfortu zapewnianego przez kotły olejowe, a w innym przypadku użytkownicy narzekają na brak komfortu i konieczność ciągłego doglądania kotła.
Warto dodać, że dla podniesienia komfortu korzystania z kotłów komorowych czy kotłów na gaz drzewny wystarczy instalacja tzw. bufora, czyli zbiornika akumulacyjnego na ciepłą wodę grzewczą o pojemności od 500 do nawet 5000 litrów. Zbiornik taki dzięki doskonałej izolacji zapewnia zmagazynowanie nadmiaru temperatury generowanej z kotła w wodzie, która następnie jest dystrybuowana przez odpowiedni układ zaworów z regulatorami do systemu grzewczego. W zależności od pojemności zbiornika akumulacyjnego możliwe jest uzyskanie nawet 5 dni bezobsługowej pracy instalacji po jednym wygrzaniu bufora. Większość zbiorników tego typu wyposażonych jest ponadto w dodatkowe wężownicowe wymienniki ciepła czy zanurzone w dużym zbiorniku mniejsze zbiorniki na ciepłą wodę użytkową. Dodatkowe wymienniki pozwalają na podłączenie instalacji solarnej, instalacji kominka z płaszczem wodnym itp. Każdy zbiornik akumulacyjny można ponadto wyposażyć w awaryjną grzałkę elektryczną. Coraz częściej zbiorniki akumulacyjne są stosowane w połączeniu z kotłami na pelety czy kotłami automatycznymi na węgiel ponieważ poza magazynowaniem nadmiaru ciepła z instalacji zapewniają one stabilizację pracy układu grzewczego. Zbiornik akumulacyjny będą swego rodzaju integratorem ciepła z różnych podłączonych do niego źródeł jest idealnym rozwiązaniem w przypadku hybrydowych systemów grzewczych, ponieważ przejmując ciepło z dowolnego, aktualnie pracującego źródła dystrybuuje je do instalacji w najbardziej optymalny sposób zapewniając jego racjonalne wykorzystanie i oszczędność paliwa oraz pieniędzy inwestora.

Na komfort pracy systemu grzewczego duży wpływ ma również automatyka zastosowana do sterowania kotłem lub samym obiegiem grzewczym. Obecnie stosowane są zawory mieszające napędzane siłownikami, które dzięki współpracy z czujnikami temperatury zewnętrznej oraz termostatami czy czujnikami w ogrzewanych pomieszczeniach zapewniają uzyskanie maksymalnego komfortu termicznego przy jak najniższym zużyciu paliwa. Regulatory te nie tylko nadzorują pracę paleniska, ale również dobierają parametry pracy kotła do aktualnie panujących temperatur na zewnątrz i wewnątrz budynku oraz zapewniają optymalne zmieszanie wody grzewczej z powracającą z instalacji chłodną dla zasilenia grzejników czy ogrzewania podłogowego czynnikiem o najbardziej korzystnej temperaturze. Dzięki takiej pracy urządzeń użytkownicy nie doświadczają przegrzewania ani przechłodzenia pomieszczeń. W tego typu regulatory można wyposażyć już kotły komorowe czy na gaz drzewny, a stały się one standardem w kotłach automatycznych na węgiel czy kotłach na pelety.

Część druga artykułu o hybrydowych systemach grzewczych