Nowoczesne systemy grzewcze w budynkach wielorodzinnych
Z punktu widzenia efektywności energetycznej w systemie grzewczym największe znaczenie ma zainstalowane źródło ciepła. Stosowana od lat technologia wytwarzania ciepła, wykorzystująca procesy spalania, jest dzisiaj zastępowana nowoczesnymi systemami grzewczymi. Aby zapewnić nowoczesny system grzewczy w budynku wielorodzinnym, należy brać pod uwagę wszystkie uwarunkowania dotyczące danego obiektu i jego użytkowników.
Stawiamy na nowoczesne systemy grzewcze
Według opinii ekspertów konstrukcja kotłów grzewczych na paliwa stałe osiągnęła już kres możliwości i nie należy oczekiwać żadnych rewelacyjnych usprawnień, tym bardziej, że po 2050 roku ma nastąpić całkowita dekarbonizacja sektora budownictwa. Mimo to, ogrzewanie budynku wielorodzinnego wciąż często jest realizowane przez kocioł na paliwo stałe.
Próbą unowocześnienia takiego systemu jest rozwiązanie hybrydowe, wykorzystujące odpowiednio dobrany zbiornik buforowy. Do niego – oprócz stałopalnego kotła – podłączona może być pompa ciepła lub kolektory słoneczne, które w okresach przejściowych i letnim dostarczają ciepło na przygotowanie ciepłej wody. Tym samym praca kotła zostaje ograniczona do sezonu grzewczego, kiedy kocioł może pracować z najwyższą sprawnością.
Dość powszechnym rozwiązaniem, szczególnie na terenach, gdzie nie ma dostępu do sieci ciepłowniczej, jest zastosowanie kotła kondensacyjnego na gaz lub olej. Urządzenie to osiąga najwyższą sprawność przy niskich parametrach pracy, najlepiej nieprzekraczających 50°C. Dlatego by uzyskać jak największą oszczędność paliwa, w budynku powinna być zaprojektowana instalacja niskotemperaturowa.
Węzeł cieplny w nowoczesnym systemie grzewczym
W dużych miastach z rozbudowaną siecią ciepłowniczą jako źródła ciepła dla obiektów wielorodzinnych wciąż najlepiej sprawdzają się indywidualne węzły kompaktowe. Mają one wysoką sprawność wytwarzania ciepła, które dostarczane jest z elektrociepłowni wykorzystującej źródła odnawialne i niepowodujące tzw. niskiej emisji zanieczyszczeń.
Jednak coraz większą popularność i jednocześnie miano nowoczesnego źródła ciepła zdobywają małe mieszkaniowe węzły cieplne (miniwęzły, stacje mieszkaniowe, logotermy), które można spotkać w zdecydowanej większości budynków wielorodzinnych wzniesionych w ostatnich latach. Zapewniają one mieszkańcom indywidualną regulację i wysoką kontrolę sposobu korzystania z dostarczanego ciepła, zarówno do ogrzewania jak i przygotowania ciepłej wody. Są to kompaktowe urządzenia ciepłownicze obsługujące pojedyncze mieszkania, zasilane z centralnego węzła w budynku lub kotłowni, które mogą być też skojarzone z OZE (np. z kolektorami słonecznymi). Użytkownik może samodzielnie zaprogramować harmonogram ogrzewania, ustawić temperaturę powietrza w pomieszczeniu, temperaturę ciepłej wody czy czas pracy pompy cyrkulacyjnej. Możliwe są też: podłączenie miniwęzła do systemu BMS, zdalne sterowanie, np. przez przeglądarkę internetową lub aplikację mobilną, oraz zdalny odczyt stanu liczników (wodomierzy i ciepłomierzy) czy też zdalna diagnostyka przez serwis w przypadku awarii.
Pompy ciepła w nowoczesnych systemach grzewczych
W budynkach wielorodzinnych coraz częściej jako źródło ciepła instalowane są różnego rodzaju pompy ciepła. To sprawdzona i dostępna od wielu lat technologia, dzięki której znaczna część energii promieniowania słonecznego, zgromadzonego w formie ciepła niskotemperaturowego w gruncie, wodzie czy powietrzu może być wykorzystana w zimie oraz okresach przejściowych do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody. Pompy ciepła, korzystając w ok. 75% z odnawialnych zasobów ciepła niskotemperaturowego, charakteryzują się wysoką efektywnością energetyczną i niskimi kosztami eksploatacyjnymi. Wśród ich zalet można wyróżnić m.in.: bezpieczeństwo użytkowania, bezobsługowe działanie, brak zbiornika na paliwo, neutralność dla środowiska i łatwość montażu. Jako wadę tych urządzeń najczęściej wymienia się konieczność zapewnienia dolnego źródła ciepła – im jest to mniej kłopotliwe i kosztowne (powietrze), tym niższa jest ich efektywność. By wyeliminować tę wadę, stosuje się układy hybrydowe, czyli np. połączenie gruntowej i powietrznej pompy ciepła lub kotła gazowego i pompy ciepła. Mówi się też o relatywnie wysokim koszcie inwestycyjnym budowy takiego źródła, jednak dzięki specjalnym programom wsparcia związanym z wykorzystaniem OZE można uzyskać na nie nawet do 90% dofinansowania. Należy przypuszczać, że w niedalekiej przyszłości technologia pomp ciepła jako całkowicie bezemisyjna wyeliminuje urządzenia grzewcze z bezpośrednim spalaniem paliw pierwotnych.
Nowoczesny system grzewczy z panelami fotowoltaicznymi
Trzeba wymienić jeszcze jedną technologię, która w ostatnich latach notuje bardzo dynamiczny rozwój i wzrost popularności – fotowoltaikę, pozwalającą przetworzyć światło słoneczne na energię elektryczną. Ponieważ pompy ciepła napędzane są najczęściej właśnie energią elektryczną, naturalne wydaje się połączenie tych dwóch technologii czerpiących z OZE, aby uzyskać jeszcze większą oszczędność energii. Niestety, niekorzystną cechą energii otrzymanej z ogniw PV, w aspekcie wykorzystania jej do napędu pomp ciepła stosowanych do ogrzewania, jest jej niekoherentność. Oznacza to, że ok. 80% energii uzyskuje się poza sezonem ogrzewania, tj. w okresie kwiecień – wrzesień, a tylko 20% w okresie przejściowymi zimowym: październik – marzec. Jednak dzięki obowiązującym w Polsce przepisom właściciele instalacji PV mogą oddawać do sieci nadwyżkę prądu produkowanego w cieplejszych porach roku, a następnie odbierać 70–80% tej wartości za darmo, w ramach tzw. net-meteringu. Takie połączenie nowoczesnych technologii jest bardzo korzystne, gdyż oznacza samowystarczalność energetyczną budynku i uniezależnienie od oczekiwanego wzrostu cen energii.
Wymiana źródła ciepła w budynku wielorodzinnym
Często zarządca i użytkownicy budynku wielorodzinnego stają przed dylematem, czy bardziej opłacalna będzie modernizacja istniejącego źródła ciepła, czy też jego całkowita wymiana. Modernizacja powinna być poprzedzona pozytywną opinią lub ekspertyzą fachowca, która wykaże, czy w danym źródle modernizacja jest w ogóle uzasadniona z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia – chodzi o to, by „nie przyszywać nowej łaty do starego ubrania”.
W przypadku całkowitej wymiany często ma miejsce również zmiana nośnika energii, np. technologię kotłowni olejowej zastępuje się – w związku z doprowadzeniem w okolice budynku sieci gazowej – taką, która wykorzystuje gazowe kotły kondensacyjne. W dużych miastach z reguły najbardziej opłacalne jest podłączenie budynku do sieci ciepłowniczej i zasilanie instalacji wewnętrznych z indywidualnego węzła ciepłowniczego.
Wymianie nośnika na energię elektryczną zasilającą pompy ciepła, najlepiej produkowaną również na miejscu przez panele fotowoltaiczne, sprzyjają ogólnokrajowe lub regionalne programy likwidacji niskiej emisji, np. program Czyste Powietrze. Wymiana źródła ciepła musi być poparta analizą zastosowania alternatywnych źródeł energii, z której powinny wynikać wymierne korzyści ekonomiczne (zmniejszenie kosztów eksploatacji budynku), energetyczne (redukcja zużycia energii dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii) oraz ekologiczne(zmniejszenie emisji substancji szkodliwych).
Projektanci mają obecnie do wyboru wiele nowych rozwiązań, choć niekoniecznie przetestowanych w długim okresie eksploatacji i wystarczająco dobrze sprawdzonych pod różnymi względami. W ostatnich latach osiągnięto znaczący wzrost efektywności energetycznej technologii pomp ciepła, szczególnie powietrznych, spadły natomiast koszty ich produkcji i montażu – dotyczy to także instalacji fotowoltaicznych. Istotną barierą ograniczającą zastosowanie tych rozwiązań w Polsce na szeroką skalę są wciąż wysokie koszty inwestycyjne, co w pewnym stopniu niwelują pojawiające się nowe systemy wsparcia finansowego dla inwestycji proekologicznych.
Źródło: Nowoczesne systemy grzewcze w budynkach wielorodzinnych
