Poniedziałek, 09-10-2023
Zagadnienie związane z doborem mocy urządzenia grzewczego na potrzeby ogrzewania budynku jest wielowątkowe i często może stanowić problem. Rozwiązanie, czyli efekt który chcemy otrzymać, to wyniki skomplikowanych obliczeń z zakresu termodynamiki i przepływu ciepła, które powinien wykonywać projektant. Mając powyższe na względzie, trzeba pamiętać, że dobór odpowiedniego kotła powinien być dokładnie przeanalizowany, a ponadto najmniej wskazany jest pośpiech i podejmowanie decyzji pod wpływem chwili. W niniejszym artykule, przedstawiona została ogólna problematyka określania zapotrzebowania budynku na ciepło, a zatem i doboru urządzania grzewczego. Przedstawiony tekst jest zatem zwróceniem uwagi na stopień skomplikowania zagadnień, które będą miały przełożenie na komfort przebywania w budynkach oraz na te, dotyczące ekonomiki ogrzewania obiektów.
Początkowo chciałbym zwrócić uwagę, że dobór urządzenia grzewczego na podstawie ogrzewanego metrażu, czy kubatury pomieszczeń może być nietrafiony. Rozważając ten temat bardziej szczegółowo, należy zaznaczyć, że różne budynki, nawet o podobnej powierzchni ogrzewanej, mogą wymagać innego zapotrzebowania na ciepło. Przedstawione twierdzenie jest podyktowane szeregiem różnych czynników, które mają wpływ na końcowy wynik. I tak, wśród koniecznych do przeanalizowania elementów jest położenie budynku (określenie temperatury projektowej), stopień jego osłonięcia, głębokość wód gruntowych. Dalej, ważne jest obliczeniowe określenie strat ciepła przez przegrody budowlane, a w tym utrata ciepła na zewnątrz budynku, straty do pomieszczeń przyległych o innych temperaturach, strata ciepła do gruntu, czy nawet utrata ciepła ze względów wentylacyjnych. Powyższy opis to tylko ogólny zarys zagadnień koniecznych, do podjęcia tematu związanego z określeniem cieplnej charakterystyki budynku. Idąc dalej, i zagłębiając się w poszczególne elementy, różne przegrody budowlane (materiały, warstwy danej warstwy, ocieplenia) to różne współczynniki przenikania ciepła, które później trzeba odnieść do wymiarów przegrody. Jakby tego było mało, trzeba uwzględnić jeszcze mostki cieplne, czyli miejsca najbardziej narażone na utratę ciepła. Do takich miejsc należą krawędzie (zmiany kierunków) danych przegród, obszary łączenia np. okien i drzwi z regularnymi ścianami, itd. Opisane powyżej kwestie zostały zaczerpnięte z normy PN-EN 12831-1:2017, która traktuje o charakterystyce energetycznej budynków, a ściślej o metodzie obliczenia projektowego obciążenia cieplnego.
Użytkownicy, czyli każdy kto stoi przed doborem urządzenia grzewczego, powinni mieć również świadomość efektów nieprawidłowego określenia wymagań termicznych budynku oraz doboru kotła. W tej kwestii należy skupić się nad zagadnieniami często nazywanymi przewymiarowaniem kotła i, przeciwne, jego niedowymiarowaniem. W pierwszym z podanych przypadków, moc kotła jest zdecydowanie wyższa niż rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepło, natomiast w drugiej sytuacji, moc urządzenia grzewczego jest niższa, niż rzeczywiste wymagania cieplne budynku. Przewymiarowanie wpływa na zwiększone zużycie paliwa oraz problemy eksploatacyjne kotła, takie jak zwiększone zanieczyszczenie wymiennika, trudności z utrzymaniem poprawnej pracy urządzenia, większe prawdopodobieństwo uszkodzenia urządzenia przez zwiększone działanie negatywnych czynniki fizycznych i chemicznych. Niedowymiarowanie, z kolei, to trudność lub nawet niemożliwość osiągnięcia odpowiednio wysokich temperatury w pomieszczeniach, czyli takich, które spełniłyby kryterium temperaturowe domowników. Innymi słowy, mimo że, kocioł pracowałby z pełną mocą, w domu nadal będzie zimno. W takich niekorzystnych warunkach, zwiększa się ryzyko wystąpienia korozji niskotemperaturowej oraz problemów z wytrzymałością elementów palnika oraz innych elementów (zależnie od rodzaju kotła).
Problem złego oszacowania mocy kotła może przynieść bardzo duże straty finansowe, które mogłyby zrekompensować koszty przeprowadzenia wcześniejszego audytu energetycznego. W takim przypadku, konieczne obliczenia wraz z wykonaniem tzw. świadectwa charakterystyki energetycznej (zwanym także paszportem energetycznym) wykonuje projektant, czyli najczęściej osoba dobrze przygotowana do omawianego zagadnienia. Co bardziej korzystne, na podstawie kalkulacji audytingu, można szacować koszty ogrzewania. Oczywiście takie przewidywania (inaczej prognozowanie) nie będą bardzo dokładne ze względu na niepowtarzalne warunki zewnętrzne (m.in. temperatury otoczenia, itd.) oraz wewnętrzne (m.in. godziny bytowania domowników, zadana temperatura w pomieszczeniach, ciepło urządzeń dodatkowych, itd.), ale mogą stanowić dobry punkt odniesienia do co sezonowych kalkulacji oraz ewentualnych zmian konstrukcyjnych budynku, także tych dot. termoizolacji. Bardziej dociekliwi użytkownicy mogą na podstawie obliczeń określić tzw. STBP, czyli prosty czas zwrotu nakładów, po dokonaniu termomodernizacji budynku. Obecnie, zgodnie z Prawem Budowlanym i Dyrektywą 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy, nowo powstałe budynki, również przebudowywane i termomodernizowane oraz te, które są przedmiotem sprzedaży lub dzierżawy, muszą posiadać świadectwo energetyczne, która m.in. określa zapotrzebowanie na energię pierwotna (EP) oraz końcową (EK).
Oczywiście warto zaznaczyć, że doświadczony audytor/projektant, po oględzinach budynku, może często z dużą dokładnością przewidzieć wymaganą moc kotła do zaspokojenia potrzeb cieplnych. W internecie dostępnych jest również wiele kalkulatorów, które ułatwiają dobór kotła. Konieczne jest, aby pamiętać, że dotyczą one jakichś ściśle określonych warunków, które przyjmuje się jako „uśrednione”. Dodatkowo, niestety, wiedza osoby obsługującej konkretny kalkulator nierzadko nie pozwala na jego poprawne użycie, tym bardziej, że nieznany jest dokładny algorytm takiego arkusza.
Podsumowując, nie należy zaniechać poprawnego określenia zapotrzebowania budynku na ciepło z powodu ryzyka finansowego oraz, ogólnie rozumianego, problemu eksploatacyjnego Każde z opisanych zagadnień może zostać dużo bardziej rozwinięte, ale warto zdać sobie sprawę, że znający zarys tematu użytkownik, może z powodzeniem wykorzystać usługi projektanta czy audytora. Zadany na początku trud poznania zagadnienia, z pewnością opłaci się później.
Zachęcamy do kontaktu z naszymi ekspertami z zakresu doboru kotłowni. Nasz zespół inżynierów dobierze dla Państwa właściwe rozwiązanie. Kliknij tutaj i dowiedz się więcej.
