Ogrzewanie domu trwa tylko kilka miesięcy w roku, natomiast dostępu do ciepłej wody użytkowej potrzebujemy przez cały rok. Co ciekawe, jej podgrzanie wymaga więcej energii niż ogrzanie domu. W tym tekście pokazujemy, jakie źródła ciepła wykorzystuje się do uzyskania c.w.u.

Z tekstu dowiesz się:

• kiedy warto zastosować kocioł dwufunkcyjny,
• kiedy sięgnąć po kocioł jednofunkcyjny,
• w jakich przypadkach zastosować pompę ciepła,
• jak pozyskać c.w.u. przy użyciu kolektorów słonecznych.

Istnieją dwie główne możliwości podgrzewania wody:

• Przepływowo – podgrzewacz lub piec gazowy dwufunkcyjny na bieżąco podgrzewa wodę przepływającą przez wymiennik – moc palnika jest ustalana na bieżąco, w zależności od ilości przepływającej wody. Podgrzewacze występują w dwóch wersjach – gazowej i elektrycznej.
• Pojemnościowo – woda podgrzewana jest w zasobniku do zadanej temperatury mierzonej przez czujnik. Po jej osiągnięciu podgrzewanie jest przerywane i uruchamia się dopiero, kiedy na skutek zużycia wody jej temperatura spadnie o określoną wartość. Różnica ta, zwana histerezą, wynosi ok. 5-8 stopni. Źródłem ciepła dla zasobnika może być kocioł gazowy lub elektryczny, pompa ciepła, kolektory słoneczne lub też wbudowana grzałka elektryczna.

Kiedy można zastosować kocioł dwufunkcyjny?

W małym domu lub mieszkaniu mamy przeważnie jedną łazienkę i kuchnię. Wtedy odpowiednim rozwiązaniem staje się kondensacyjny piec gazowy dwufunkcyjny. Przy braku miejsca na kotłownię możemy umieścić kocioł w jednym z tych pomieszczeń.

Kocioł gazowy dwufunkcyjny podgrzewa wodę przepływowo. Kiedy odkręcamy kran, kocioł wykrywa przepływ i uruchamia się, podgrzewając wodę w płytowym wymienniku o małej pojemności. Po zakręceniu kranu kocioł wyłącza palnik lub (w okresie zimowym) przełącza się na pracę na ogrzewanie domu.

Przy standardowym wyposażeniu łazienki (wanna jednoosobowa lub zwykły prysznic) taki kocioł w zupełności wystarcza do zapewnienia ciepłej wody domownikom. Już kocioł o mocy 20 kW jest w stanie zapewnić podgrzanie o 30°C 10-11 l wody na minutę, czyli ciągłą pracę prysznica. Przy większym zużyciu, gdy na przykład jeden z domowników bierze prysznic, a drugi korzysta z kranu w kuchni, przyda nam się nieco większa moc – 24 czy nawet 30 kW.

Dla większej wygody korzystania z podgrzewania przepływowego wody temperatura wymiennika w kotle może być stale utrzymywana na zadanym poziomie. Nazywa się to funkcją komfortu ciepłej wody użytkowej. Przy pojemności wymiennika ok. 1 do 1,5 l nie powoduje to zauważalnych strat ciepła, a daje efekt ciepłej wody zaraz po odkręceniu kranu, bez oczekiwania na nagrzanie wymiennika.

Istnieją też rozwiązania umożliwiające zwiększenie ilości podgrzewanej wody w inny sposób. Kocioł dwufunkcyjny wyposażony we wbudowany zasobnik o niewielkiej pojemności, np. 20 l, pozwala zwiększyć ilość podgrzanej wody do 200 l/10 min przy mocy kotła ok. 30 kW.

Kiedy należy zastosować kocioł jednofunkcyjny?

Jeżeli mamy do dyspozycji kotłownię, w której możemy umieścić zasobnik ciepłej wody użytkowej i kocioł jednofunkcyjny, to może być najlepszym rozwiązaniem. Podgrzewanie wody w zasobniku może się odbywać w czasie dłuższym niż jej pobór i tym samym przy niższej mocy kotła jako źródła ciepła.

Pozwala to na komfortowe korzystanie z wody użytkowej – po odkręceniu kranu mamy dostępną od razu wodę o zadanej temperaturze, bez konieczności oczekiwania, aż nagrzeje się wymiennik i bez parzenia się zbyt gorącą wodą jak w przypadku podgrzewaczy przepływowych, kiedy odkręcamy kurek na cały zakres, żeby urządzenie szybciej się uruchomiło.

Istnieje możliwość założenia cyrkulacji ciepłej wody użytkowej, co jest bardzo przydatne, kiedy mamy odbiorniki ciepłej wody w dużej (większej niż 5 metrów) odległości od kotłowni. Stojąca w długiej rurze woda po pewnym czasie wychładza się, natomiast po zastosowaniu cyrkulacji woda przepływa ciągle między zasobnikiem a kranem i ma stabilną temperaturę.

W  przypadku szczytowego zapotrzebowania na wodę użytkową, np. w przypadku wizyty rodziny, piec jednofunkcyjny z zasobnikiem jest w stanie zaspokoić również zwiększone potrzeby.

Kiedy zastosować pompę ciepła?

Kolejnym źródłem ciepła dla zasobnika jest pompa ciepła. W przypadku pomp ciepła przyjmuje się powierzchnię wymiennika, czyli wężownicy, 0,2 m² na 1 kW mocy pompy ciepła do wody. Jest więc ona większa niż w przypadku kotła, ponieważ pompa ciepła pracuje przy dużo mniejszej różnicy temperatur niż kocioł. Zbyt mała powierzchnia wężownicy spowoduje brak odbioru ciepła i tak zwane taktowanie pompy ciepła, czyli częste włączanie i wyłączanie, skutkujące szybszym zużywaniem się podstawowego elementu pompy ciepła, czyli sprężarki. Oczywiście nie zapewni też podgrzania wody w zasobniku do zadanej temperatury.

To dlatego zasobnik współpracujący z pompą ciepła będzie miał większą pojemność i większą powierzchnię wężownicy niż w przypadku zasobnika do kotła.

Kolektory słoneczne – czy warto z nich korzystać?

Kolejnym źródłem ciepła dla zasobnika są solary do grzania wody. Instalacja solarna różni się od pompy ciepła wysoką temperaturą pracy i wężownica w zasobniku musi być do tego przystosowana. Instalacja wyposażona w solarny podgrzew wody musi również mieć zabezpieczenie przeciwoparzeniowe. Działanie instalacji solarnej jest proste: mamy dwa czujniki temperatury – na wyjściu z kolektora i w zasobniku przy wężownicy solarnej. Jeżeli temperatura kolektora jest wyższa o pewną wartość (histerezę) od temperatury zasobnika, uruchamia się pompa tłocząca czynnik solarny przez kolektory do wymiennika w zasobniku i zasobnik jest podgrzewany.

Ponieważ często łączymy w instalacjach domowych dwa (lub nawet więcej) źródła ciepła (w instalacjach solarnych przykładowo jako źródło dodatkowe występuje kocioł), zasobniki posiadają też czasem dwie wężownice przystosowane do współpracy z solarami (na dole zasobnika) i kotłem (w jego środkowej części) lub pompą ciepła. Oczywiście pojemność i powierzchnia tych wężownic oraz ich umiejscowienie w zasobniku odpowiadają konkretnemu rodzajowi źródła ciepła.