Jeśli takiej możliwości nie było w przypadku nowej inwestycji inwestor zastanawiał się nad wyborem kotła stałopalnego lub gazowego kotła kondensacyjnego zasilanego gazem LPG. W przypadku kotła stałopalnego nie mam tutaj na myśli sytuacji z przed 15 – 20lat gdzie na niezurbanizowanych terenach królował tzw. śmieciuch zasilany węglem kamiennym lub tzw. ekogroszkiem czyli również węglem kamiennym tylko rozdrobnionym. Na myśli mam sytuację kilka lat wstecz na samym początku transformacji energetycznej, więc mówiąc o kotłach stałopalnych mam namyśli kotły V klasy zasilane certyfikowanym peletem. Kocioł stałopalny wygrywał z kotłem zasilanym gazem LPG w przypadku kiedy nie było perspektywy budowy sieci gazowej w danej lokalizacji. W takim przypadku inwestor rozpatrywał jeszcze instalację kotła olejowego, ale takie inwestycje były raczej niszowe.
Transformacja energetyczna
I stało się. Europejski Zielony Ład zmusił kraje członkowskie w tym Polskę do sukcesywnej redukcji emisji CO2. W praktyce jak wiemy oznacza to sukcesywne wycofywanie paliw kopalnych takich jaki: węgiel, gaz czy olej opałowy i zastępowanie ich odnawialnymi nośnikami energii czyli energią promieniowania słonecznego, wnętrza ziemi (geotermia), energią pływów oraz wiatru. Mówiąc o odnawialnych nośnikach energii nie można jeszcze pominąć biogazu i biom etanu, ale na chwilę obecną te nośniki energii odnawialnej muszą jeszcze poczekać na swoje 5 minut. Patrząc na sytuację panującą na rynku w branży techniki grzewczej Polacy zachłystnęli się odnawialnymi źródłami energii. Zachłystnęli się pompami ciepła i instalacjami fotowoltaicznymi głownie za sprawą licznych rządowych programów pomocowych m.in. „Czyste powietrze”, „Mój prąd” oraz za sprawą lobbowania tych rozwiązań w mediach ukazujących je w samych superlatywach. Niestety zapomniano w tej gorączce wspomnieć o wadach i ograniczeniach stosowania odnawialnych źródeł energii. Proszę ni odbierać tego, że odnawialne źródła energii są złe – to nie prawda. Po prostu mówiąc o konkretnym rozwiązaniu trzeba mieć świadomość o wszystkich aspektach stosowania konkretnego rozwiązania, czyli wadach zaletach ograniczeniach i konsekwencjach. Ta reguła tyczy się wszystkich źródeł ciepła bazujących zarówno na odnawialnych jak i kopalnych nośnikach energii.
Odnawialne źródła energii - nie wszystko złoto co się świeci
Polacy po raz pierwszy zachłystnęli się odnawialnymi źródłami energii w latach 2009- 2012 kiedy to na topie były słoneczne instalacje grzewcze. Sprzedaż kolektorów słonecznych była oszałamiająca, a przygotowanie ciepłej wody użytkowej miało być zupełnie bez kosztowe. To oczywiście był atut słonecznych instalacji grzewczych – ciepła woda użytkowa za darmo lub prawie za darmo bo trzeba doliczyć oczywiście zużycie energii elektrycznej niezbędnej do zasilania tzw. pompki solarnej. Co się okazało w praktyce. W praktyce okazało się, że eksploatacja słonecznych instalacji grzewczych niesie za sobą znaczne ukryte koszty (bo przecież pewne sytuacje nie musiały wystąpić), o których na etapie inwestycji nikt nie informował inwestora. Jakie to były koszty ukryte? Te koszty ukryte to były koszty związane z częstszą nisz dokumentacja techniczna producenta słonecznej instalacji grzewczej przewiduje usługą serwisowania instalacji. Ta konieczność częstszego serwisu miała miejsce w przypadku słonecznych instalacji grzewczych bazujących na płaskich cieczowych kolektora słonecznych, sporadycznie w przypadku znacznie droższych kolektorów próżniowych, a wynikała ona z tzw. przegrzewu instalacji. W praktyce słoneczne instalacje grzewcze były przewymiarowane tzn. powierzchnia czynna kolektorów transformująca energię promieniowania słonecznego na ciepło była większa niż możliwości akumulacyjne zasobnika ciepłej wody użytkowej. Dlaczego tak się działo. Bo użytkownik miał mieć ciepłą wodę za darmo. Gdyby instalacja była zaprojektowana zgodnie ze sztuką czyli zwymiarowana na okres największych dostępnych zasobów energii promieniowania słonecznego – sezon letni, wówczas pomijając z oczywistych względów sezon zimowy w sezonie wiosennym i jesiennym słoneczna instalacja grzewcza musiałaby być wspierana źródłem ciepła bazującym na konwencjonalnym nośniku energii za który trzeba było by zapłacić. Z tego też względu słoneczne instalacje były przewymiarowane, co w rezultacie w okresie letnim skutkowało przegrzewaniem instalacji, a w rezultacie jej rozszczelnianiem, zapowietrzaniem i koniecznością wymiany czynnika roboczego w instalacji słonecznej – glikolu, który z przyczyn ekstremalnych warunków eksploatacyjnych tracił swoje właściwości. Szał na słoneczne instalacje grzewcze tak szybko się skończył jak się zaczął i jak wynika ze statystyk sprzedaży kolektorów cieczowych chyba nigdy się nie powtórzy.
Co trzeba wiedzieć o pompach ciepła, kotłach pelletowych i fotowoltaice przed wyborem ogrzewania do domu?
Polityka energetyczna Unii Europejskiej ukierunkowana jest na produkcję energii elektrycznej. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta – energię elektryczną z niewielkimi stratami w porównaniu z ciepłem można przesłać na znaczne odległości. Ciepło z tej energii elektrycznej ma być wytwarzane lokalnie. Dwa lata temu jak i w zeszłym roku prym wiodły sprężarkowe pompy ciepła i instalacje fotowoltaiczne, a nieco w cieniu pozostawały kotły pelletowe i miejscowe ogrzewacze pomieszczeń. Jednakże w roku bieżącym sytuacja na rynku techniki grzewczej odwróciła się o 180°. Dlaczego? Odpowiedź na to pytanie wcale nie jest taka trudna.
Sprężarkowe pompy ciepła to urządzenia chłodnicze przeznaczone na cele grzewcze. Z tego też względu zawsze projektowane są na moc chłodniczą. Moc grzewcza, czyli ten parametr, na podstawie którego urządzenie dobierane jest do budynku jest wynikiem uzależnionym od dwóch parametrów pracy: temperatury dolnego i górnego źródła. W zależności od układu pracy pompy ciepła temperaturą dolnego źródła może być: powietrze atmosferyczne – w przypadku pomp ciepła pracujących w układzie powietrze –woda (popularne w ostatnich lata tzw. monobloki i splity) temperaturą dolnego źródła powietrze atmosferycznej, w przypadku pomp ciepła pracujących w układzie solanka- woda tzw. gruntowych pomp ciepła temperaturą dolnego źródła będzie temperatura gruntu. W obu przypadkach temperaturą górnego źródła będzie temperatura wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania. Jak łatwo się domyślić im niższa temperatura powietrza atmosferycznego tym wyższa musi być temperatura wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania. I tu przechodzimy do meritum sprawy czyli do rachunków za zużytą energię elektryczną. Oczywistym jest fakt, że im niższa jest temperatura powietrza atmosferycznego tym straty ciepła z budynku będą większe. W rezultacie nasze urządzenie grzewcze będzie musiało dostarczyć więcej ciepła, a w rezultacie rachunki za nośnik energii w przypadku pompy ciepła energii elektrycznej będą wyższe. W przypadku sprężarkowych pomp ciepła jest jeszcze drugie dno. Koszty eksploatacji pompy ciepła będą rosły im różnica między temperaturą dolnego i górnego źródła będzie rosła, zatem oprócz zapotrzebowania budynku na ciepło ważna konstrukcja instalacji centralnego ogrzewania, a ściślej mówiąc jakie odbiorniki ciepła zostały w niej zainstalowane. Dedykowanymi odbiornikami ciepła dla sprężarkowych pomp ciepła są grzejniki powierzchniowe. Duża, rozwinięta powierzchnia grzejnika przekłada się na niską temperaturę zasilania w porównaniu z grzejnikiem ściennym, który ma znacznie mniejszą rozwiniętą powierzchnię wymiany ciepła, więc w rezultacie aby oddać tą samą moc, co grzejnik podłogowy musi być zasilony wodą o znacznie wyższej temperaturze. Biorąc pod uwagę fakt, że im niższa temperatura powietrza atmosferycznego tym wyższa musi być temperatura wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania oczywistym jest fakt, że koszty eksploatacyjne tzw. powietrznej pompy ciepła będą znacznie wyższe niż koszty eksploatacyjne gruntowej pompy ciepła w przypadku której temperatura dolnego źródła czyli gruntu jest stabilna podczas sezonu grzewczego. Logicznym jest również fakt, że koszty eksploatacyjne zarówno w przypadku powietrznej jak i gruntowej pompy ciepła będą wyższe jeśli w instalacji centralnego ogrzewania zainstalowane są grzejniki ścienne a nie grzejniki podłogowe. Oczywiście w mediach dużo się pisze o tym, że pompa może być montowana w istniejących, starszych budynkach, w których jako odbiorniki zainstalowane są grzejniki ścienne, pod warunkiem wykonania termomodernizacji budynku. Tak to prawda wykonanie termomodernizacji budynku redukuje zapotrzebowanie na ciepło, z tego też względu nominalna moc grzewcza pompy ciepła będzie mniejsza natomiast temperatura wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania ze względu na małą rozwiniętą powierzchnię wymiany ciepła nadal będzie musiała być znacznie wyższa niż w przypadku grzejników podłogowych, co wpłynie jak łatwo można wydedukować na wielkość rachunku za energię elektryczną. Co zrobić w takim przypadku? Można oczywiście zwiększyć powierzchnie wymiany ciepła przez dołożenie do istniejącej instalacji grzejników ściennych, wymienić zainstalowane grzejniki na grzejniki o dwukrotnie większej powierzchni lub klimakonwektory, co oczywiście wiąże się z dodatkowymi kosztami inwestycji lub w praktyce nie jest możliwe ze względu na dostępną powierzchnię w pomieszczeniach lub rozważyć instalację innego ekologicznego źródła ciepła czyli kotła pelletowego spełniającego standardy EcoDesign.
Wbrew temu co powszechnie pisze się w mediach pellet jak i drewno kawałkowe jest ekologicznym paliwem a kotły zasilane pelletem spełniające standardy EcoDesign muszą spełniać restrykcyjne normy UE pod względem emisji pyłów na poziomie <40mg/m3 spalin. Polscy producenci kotłów stałopalnych dopracowali konstrukcję kotłów jak i technologię spalania w taki sposób, że oferowane przez polskich producentów urządzenia mają emisję pyłów w spalinach ,20mg/m3, co czyni te urządzenia urządzeniami ekologicznymi. Ponadto technologia eksploatacji tych urządzeń została tak dopracowana, że od strony użytkownika z czynności serwisowych wymagają jedynie okresowego załadunku paliwa. Urządzenia te stanowią właśnie świetną alternatywę dla sprężarkowych pomp ciepła właśnie w przypadku już istniejących, w których jako odbiorniki ciepła zamontowane zostały grzejniki ścienne. Kotły pelletowe odmiennie niż pompy ciepła są urządzeniami wysokotemperaturowymi dedykowanymi właśnie dla instalacji centralnego ogrzewania z grzejnikami ściennymi. Na redukcję kosztów eksploatacji wpłynie oczywiście wykonanie termomodernizacji budynku, gdyż zmniejszą się straty ciepła a tym samym nominalna moc grzewcza kotła zostanie zredukowana. No właśnie z czym trzeba się liczyć wykonując termomodernizację w istniejącym budynku. Należy liczyć się z wilgocią. Tak, to prawda należy liczyć się z wilgocią. Wykonując termomodernizację w istniejącym budynku, w którym wentylacja została zrealizowana jako grawitacyjna uszczelnimy budynek ograniczając straty ciepła, a tym samy mym ograniczamy wymianę powietrza przez tzw. infiltrację – czyli zaburzamy wentylację grawitacyjną. Jeżeli budynek uszczelnimy i zrobimy z niego tzw. termos wówczas cyrkulacja powietrza zostanie zaburzona a w rezultacie na ścianach i sufitach będzie kondensować się para wodna czyli będzie zbierała się wilgoć. Lekarstwem jest montaż wentylacji mechanicznej, lub wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła tzw. rekuperacji, co oczywiście niezależnie od źródła ciepła zredukuje koszty eksploatacji budynku – jednakże w istniejącym budynku nie zawsze instalacja wentylacji mechanicznej jest możliwa.
Niezależnie od źródła ciepła niezbędna w każdym systemie grzewczym niezbędna jest energia elektryczna by zapewnić zasilanie regulatora urządzenia grzewczego oraz nastawników. Szczególnym ekologicznym źródłem ciepła, które nie może funkcjonować bez energii elektrycznej jest sprężarkowa pompa ciepła. Z tego też względu rekomendowanym dopełnieniem instalacji centralnego ogrzewania zasilanej sprężarkową pompa ciepła jest instalacja fotowoltaiczna. No tak zgadza się energetyka konwencjonalna bazuje na węglu kamienny, z tego też względu zasilanie pompy ciepła energią produkowaną z węgla jest mało ekologiczne. Instalacja fotowoltaiczna produkuje energię elektryczną z energii promieniowania słonecznego, a więc można powiedzieć zieloną energię elektryczną ale czy zawsze montaż instalacji PV we współpracy ze sprężarkową pompą ciepła i nie tylko jest uzasadniony? Przed podjęciem decyzji o montażu instalacji PV należy rozważyć kolka faktów. Po pierwsze przyłączenie mikroinstalacji PV czyli instalacji do mocy 50kW do ogólnodostępnej sieci jest bezproblemowe od strony formalnej, gdyż każdy operator ogólnodostępnej sieci ma obowiązek podłączenia takiej instalacji. Nikt nie zastanawia się, szczególnie użytkownik końcowy, czy ta instalacja rzeczywiście będzie pracować na korzyść systemu elektroenergetycznego będzie przyczyniać się do redukcji śladu węglowego i czy rzeczywiście użytkownikowi końcowemu przyniesie korzyść w postaci darmowej zielonej energii.
W ogólnodostępnej sieci musi być zapewniona wymagana jakość energii – napięcie fazowe o wartości 230V i częstotliwości 50Hz. Ogólnodostępna sieć elektroenergetyczna nie jest workiem bez dna, co oznacza, że w ogólnodostępnej sieci musi być równowaga między popytem a podażą na energie elektryczną. Pamiętajmy, że polska energetyka zawodowa to wielkie jednostki wytwórcze bazujące na spalaniu węgla. Włączając do ogólnodostępnej sieci źródła OZE, które ze względu na losową dostępność źródła energii – w przypadku instalacji PV promieniowania słonecznego są niestabilnymi źródłami energii mogącymi doprowadzić do destabilizacji ogólnodostępnej sieci i tzw. blackoutu. Destabilizacja sieci może nastąpić wówczas gdy energii elektrycznej jest za mało lub za dużo – najczęściej kiedy jest za dużo. Ogólnie mówiąc taka sytuacja ma miejsce wówczas kiedy mamy pieką bezchmurną aurę i niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną. W takim przypadku, w celu zapewnienia wymaganej jakości energii Krajowy System Energetyczny odłącza od sieci duże farmy PV. W przypadku mikro instalacji PV zamontowanej na dachu zwykłego Kowalskiego zostanie ona odłączona od ogólnodostępnej odłączona w kiedy jakość energii w danym fragmencie ogólnodostępnej sieci – wartość skuteczna napięcia będzie >270V. Taka sytuacja będzie miała miejsce i będzie występować częściej im dalej instalacja Kowalskiego będzie oddalona od transformatora i im więcej podobnych instalacji PV będzie wpiętych do sieci między transformatorem a instalacją Kowalskiego. Całość dopełniają taryfy i ceny energii elektrycznej ale to temat na kolejny artykuł.
Jakie źródło ciepła zastosować w swoim domu?
Odpowiedź na postawione pytanie przyglądając się Polityce Energetycznej Unii Europejskiej jest dość prosta. Wystarczy kierować się według poniższych zasad.
Wychodząc na wprost polityce energetycznej UE w nowobudowanym budynku postaw na sprężarkową pompę ciepła, ale na taką która dedykowana jest do eksploatacji w warunkach Polski. Z całą pewnością odpowiednie urządzenie znajdziesz w ofercie polskich producentów pomp ciepła.
Pamiętaj aby odbiorniki ciepła w instalacji centralnego ogrzewania były wykonane w postaci grzejników podłogowych o możliwie gęstym ułożeniu wężownicy w grzejniku. Duża powierzchnia wymiany ciepła i gęste ułożenie wężownicy będzie skutkować najniższą z możliwych temperaturą zasilania instalacji centralnego ogrzewania, co w rezultacie przełoży się na niskie rachunki za energię elektryczną.
Zadbaj o to, aby twój nowobudowany budynek był zero energetyczny i wyposażony w instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.
W celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego swojego nowobudowanego domu zabezpiecz się w instalację kominową. Ta inwestycja stanowiąca ułamek kosztów inwestycyjnych umożliwi Ci w dowolnej chwili montaż alternatywnego źródła ciepła zasilanego paliwem stałym czy też gazowym.
W przypadku istniejącego budynku zanim podejmiesz decyzję o wymianie istniejącego źródła ciepła na ZOE wykonaj audyt energetyczny budynku oraz audyt instalacji centralnego ogrzewania. Pamiętaj, aby audyt wykonany był przez audytora z uprawnieniami znajdującego się w wykazie audytorów Ministerstwa Rozwoju i Technologii. Audyt dostarczy Ci wiedzy o stanie technicznym Twojego budynku i możliwymi ścieżkami wymiany istniejącego źródła ciepła na źródło OZE. W ten sposób oszacujesz koszty inwestycji będą i unikniesz rachunków grozy.
Przed montażem instalacji PV dowiedz się ilu użytkowników PV jest włączonych do ogólnodostępnej sieci między Tobą a transformatorem. Zleć osobie uprawnionej pomiar jakości energii.
Pamiętaj, każda inwestycja powinna być przemyślana, bazować na faktach i wykonywana rozwagą.
