Varčnejše ogrevanje
Z mesecem marcem se počasi končuje letošnja kurilna sezona. Zimske temperature nas vedno znova opozarjajo, da je ogrevanje hiše z neekonomičnim sistemom lahko zelo velik finančni zalogaj za vsako hišno gospodinjstvo. Če smo ob kalkulaciji letošnjega stroška porabe kuriva neprijetno presenečeni, je v marcu pravi čas, da pričnemo resno razmišljati o investiciji v nov sodoben in bistveno bolj ekonomičen ogrevalni sistem.
V Evropski uniji je bila že leta 1988 sprejeta direktiva o gradbenih proizvodih, ki zahteva, da so gradbeni objekti in njihove ogrevalne naprave energijsko varčne. Na podlagi te direktive velja v Sloveniji pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah, ki določa tako pri adaptiranih kot novozgrajenih stavbah tehnične zahteve na področju toplotne zaščite in ogrevanja. Dejstvo je, da bodo s časom tudi v Sloveniji večina hišnih gospodinjstev prešla iz klasičnih potratnih kuriv na obnovljive vire energije. Rezultati se kažejo že sedaj, saj je v zadnjih letih v Sloveniji delež obnovljivih virov energije (OVE) znatno narastel. Delež OVE se je močno povečal predvsem v letu 2009, ko se je zvišal s 15% na 18,9%. Leta 2012 se je delež OVE zvišal že na 20,2%, leta 2013 pa na 21%. V skladu z določili EU mora Slovenija do leta 2020 doseči najmanj 25% delež OVE v končni bruto porabi energije. Kljub tem optimističnim podatkom slovenska gospodinjstva porabijo še vedno preveč energije za ogrevanje bivalnih prostorov. Kar nekako zaskrbljujoč je podatek, da so v letu 2017 slovenska gospodinjstva porabila za ogrevanje kar 64% vse porabljene energije. Ob trenutni ceni kurilnega olja se v povprečno izolirani stanovanjski dvoetažni hiši z ogrevalno površino 200 m2 z zastarelim kombiniranim kotlom in brez primerne regulacije potroši približno 3600 litrov kurilnega olja, za kar je potrebno odšteti kar cca 3600 evrov na leto. Res je, da je investicija v sodoben ogrevalni sistem z obnovljivim virom kar precej visoka, vendar različni izračuni nam hitro pokažejo, da se ta investicija lahko povrne že v nekaj letih.
Izbira primernega kuriva
Tako ob adaptaciji hišnega ogrevalnega sistema kot ob napeljavi novega se je kot prvo potrebno odločiti kakšno kurivo bomo izrabljali. Ta izbira je sicer pogojena od številnih okoliščin, ki jih pa je za v namen doseganja zadostne učinkovitosti sistema potrebno brezpogojno upoštevat. Za nas potrošnike je običajno na prvem mestu stroškovni vidik. Torej, da je ogrevalni vir čim bolj ugodne cene. Vendar hkrati moramo upoštevati tudi okoliščino dostopnosti do ogrevalnega vira, saj vse vrste današnjih goriv niso dosegljiva za vsa hišna gospodinjstva. Če smo naseljeni v večjem urbanem naselju, imamo veliko možnost priklopa na cevovod zemeljskega plina. Na podeželju ali v manjšem predmestnem naselju si običajno moramo preskrbeti lasten vir ogrevanja. V tem primeru je pred odločitvijo potreben dober razmislek koliko velika investicija se nam še splača, da bomo s cenovno ugodnim kurivom to investicijo v naslednjih letih lahko povrnili. Običajno je investicijski strošek sodobnega ogrevalnega sistema kot je toplotna črpalka za ogrevanje hiše ali avtomatizirana kurilna naprava na biomaso dva do trikrat višji kot pri neekonomičnem standardnem kotlu. Ob izbiri vrste kuriva ne smemo zanemariti tudi dejavnika vpliva kuriva na okolje in njegovo razpoložljivost v prihodnosti. Vsem nam je znano, da bodo svetovne zaloge nekaterih neobnovljivih ogrevalnih virov v naslednjih desetletjih močno skopnele.
Uporaba biomase za ogrevanje
Ogrevalni vir, ki si je v zadnjem desetletju pridobil sloves enega najbolj zaželenih kuriv je biomasa. Še bolj bo to veljalo v prihodnosti, saj so vse oblike biomase obnovljivi energijski viri. Površino Slovenije skoraj 60% pokriva gozd, zato je tovrstnega kuriva dovolj na razpolago. Med lesno biomaso ne spadajo samo klasična polena, temveč tudi predelana biomasa kot so sekanci in peleti. Njihova največja prednost pred klasičnimi poleni je v udobju kurjenja in izrabe lesnih odpadkov. Kar je najbolj pomembno pa je, da bo ta vir energije sčasoma vse bolj cenovno ugoden, saj se je Slovenija z evropskimi načeli zavezala za aktivno izrabo lesne biomase. Predvsem pri večjih stanovanjskih hišah, kmetijah ali hišah z gospodarskim poslopjem; torej gospodinjstvih, ki imajo večjo letno porabo kuriva, je z ekonomskega stališča smiselno ogrevanje s sekanci. To so sicer delci nasekanega ali narezanega lesa. Lahko so drobni (dolžine 4 do 25 mm), ki so primerni za kurjenje v avtomatiziranih pečeh, ali debeli (dolžine 25 do 80 mm in debeline 20 mm), katere se uporablja za ročno polnjenje peči in so primerni tudi za klasične peči na polena. Sekance se pripravlja iz že osušenih ostankov sečnje ali drugih lesnih ostankov. Izdela se jih s posebnimi sekalnimi stroji. Skladišči se jih v večjem zalogovniku, kjer se morajo pred uporabo dovolj osušiti. Učinkovitost kurjenja je precej odvisna od vsebnosti vlage v lesu. Izkoristek sodobnega kotla z izrabo sekancev je lahko več kot 90%. Iz skladišča v kotel se sekanci samodejno dovajajo s pomočjo posebnega polža, ki je lahko dolg tudi do 15 metrov. Za manjšo stanovanjsko hišo so primernejša opcija peleti. Namreč zaradi manjše količine porabe, za njihovo shranjevanje ni potrebno tako veliko skladišče kot je pri sekancih ali polenih. Povprečno velika stanovanjska hiša porabi letno od 7 do 10 m3 peletov. To je poleg visoke energijske učinkovitosti glavni vzrok, da so v zadnjih letih postali peleti najbolj aktualen vir ogrevanja zlasti v urbanih naseljih, ki nimajo izvedenega daljinskega ogrevanja, hiše pa nimajo večjih skladiščnih prostorov. Peleti so izdelani iz drobno zmletega osušenega lesa (žagovina in oblanci). Les je zmlet v prah, katerega se pod visokim pritiskom in povečano temperaturo stiska v podolgovate okrogle oblike s premerom 6 do 20 mm in dolžine 5 do 30 mm. S takšnim postopkom izdelave si peleti pridobijo glede na svojo prostornino značilno visoko gostoto in minimalno vsebnost vode. Ker so peleti zelo sipki, je njih možno dostavljati na isti način kot kurilno olje (z avtocisterno). Še bolj pogosti način pa je dostava peletov v vrečah. To so posebne big-bag vreče s težo približno 1000 kg. Za lokalno ogrevanje s pečjo ali kaminom so na trgu v ponudbi manjše 15 kg vreče s peleti. Transportiranje peletov v kotel je lahko enako kot pri pečeh s sekanci, torej avtomatsko s transportnim polžem, lahko pa je tudi pnevmatsko s sesanjem v kotel. Sesalni transport je dražja opcija. Ta se uporablja v primeru večje oddaljenosti zalogovnika od kotla. Zelo dober izkoristek peči, ki je lahko do 92%, pri kondenzacijskem kotlu v nizkoenergijski ali pasivni hiši pa celo do 104%, je največja prednost ogrevanja s peleti. Njihova kurilna vrednost je od 3,5 do 5 in tudi več kWh/kg. Ob tem je potrebno omeniti, da so na slovenskem trgu v prodaji peleti zelo različne kakovosti, zato velja pazljivost pri izbiri. Da so peleti dovolj kakovostni, je poleg njihove visoke kurilne vrednosti pomembna še čim nižja stopnja vlažnosti in vsebnost pepela. Peleti imajo manj kot 10% stopnjo vlažnosti, priporočljiva vsebina pepela pa je do 1%. Da se ohranja čim nižjo stopnjo vlažnosti peletov, mora biti zagotovljen suh prostor za skladiščenje. Če imamo lastni gozd, bo verjetno najbolj ugodna opcija ogrevanja hiše z uporabo drv iz našega gozda. Ogrevalni vir bo še toliko cenejši, če bomo mi sami pripravili drva kot končni produkt za kurjenje v kotlu. Seveda pa bo za to potrebnega kar nekaj našega prostega časa, potrebna po bo tudi gozdarska mehanizacija in seveda naše znanje z njenim upravljanjem. Tudi, če bomo kupili že pripravljena drva, moramo biti vsaj osnovno seznanjeni s kurilno vrednostjo in stopnjo vlažnosti posameznih drv. Najbolj pogosto se za kurjavo uporablja bukov les, ki ima dobro kurilno vrednost, katera je 3078 kWh/m3. Smrekov les ima z 2178 kWh/m3 slabšo kurilno vrednost. Odvisno od letnega časa ima hlodovina ob poseku razmeroma visoko vsebnost vlage, ki je nad 40%. Za kurjavo je primeren le tisti les, ki ima vsebnost vlage pod 25%. Še boljši učinek kurjenja se bo doseglo še z manjšo vsebnostjo vlage v polenih. Vedeta pa moramo, da bomo z naravnim sušenjem zelo težko dosegli manj kot 15% vlago. Od poseka do kurjenja je optimalen čas za zadostno izsušitev lesa dve leti. Kljub temu se pri nas večina polen pokuri v že 6 do 12 mesecih od poseka. Če imamo na voljo dovolj prostora za zračno skladiščenje polen, je pametno, da jih kupujemo za dve leti vnaprej. Vsekakor pa naj po poseku hlodovino čim prej razžagamo in po potrebi nacepimo na primerne dimenzije, ter zložimo v skladovnice na suho in zračno mesto. Prodajalci nudijo drva v obliki hlodovine, metrskih cepanic ali polen. Pod pojmom metrske cepanice se smatrajo na meter razžagana in razklana drva. Polena pa so na polovico ali tretjino razžagane metrske cepanice. Cena drv je odvisna od njihove oblike. Glede na prostornino kurjave je najcenejša hlodovina, najdražja pa 30 cm polena. Če le imamo nekaj prostega časa, lahko z lastno pripravo polen še dodatno privarčujemo. Večina prodajalcev določi ceno lesa glede na njegov volumen. Vendar se tukaj uporabljajo Po kubičnem metru se ocenjuje hlodovino. Po prostorninskem metru se ocenjuje polena. Večje količine polen in sekance pa se ocenjuje glede na nasuti meter (1 nasuti meter = 0,5m3). S sedanjo sodobno gozdno mehanizacijo, ki je cenovno dostopna tudi manjšim uporabnikom, je priprava drv od poseka do skladiščenja precej bolj hitra in enostavna kot nekdaj. Traktorski gozdarski vitel in hidravlični cepilnik nam takšno delo precej olajšata. S pomočjo traktorja in gozdarskega vitla je transport hlodovine od mesta poseka do gozdne ceste bistveno bolj hiter, enostaven in manj nevaren. Za domačo občasno uporabo je primeren vitel, ki je z naletno desko nameščen na tritočkovnem priključku zadnje strani traktorja. Profesionalni gozdar uporablja vitel vgrajen v gozdarskem traktorju. Glede na upravljanje je vitel lahko mehanski, hidravlični ali elektrohidravlični. Nekdaj je bil v uporabi predvsem mehanski vitel, ki ni omogočal daljinsko upravljanje, njegovo upravljanje pa je bilo precej bolj grobo in bolj nevarno. Danes je aktualen hidravlični in predvsem elektrohidravlični vitel z daljinskim upravljanjem. Delo z njim je hitrejše, bolj enostavno in predvsem varnejše. V največ primerih ima vitel en navijalni boben, v ponudbi pa je tudi dvobobenski vitel z dvema navitima jeklenima vrvema. S tem omogoča istočasno delo z večjim številom hlodov kot enobobenski vitel. Vsak boben ima na dvobobenskem vitlu ločeno upravljanje. Vsak proizvajalec ima v ponudbi več modelov vitlov z različno zmogljivostjo. Močnejši vitel z večjo zmogljivostjo ima večjo vlečno silo in s tem lahko navijalni boben z vrvjo vleče večjo težo hlodovine. V ponudbi so vitli z zmogljivostjo od 30 kN do 100 kN. Za amatersko občasno delo v gozdu je tako primeren že manj zmogljiv vitel. S hidravličnim cepilnikom je priprava cepanih drv hitrejša in predvsem lažja. V največ primerih je obratovanje cepilnika omogočena s traktorjem preko kardanskega pogona, lahko pa njega poganja elektromotor ali bencinski motor in tudi kombinacija njih. Osnovni element cepilnika je potisni valj s cepilno sekiro, ki je sestavni del hidravličnega sistema. Vertikalni pomik potisnega valja s cepilno sekiro upravljamo preko krmilnega sistema. Cepilniki se med seboj razlikujejo po moči oziroma glede na silo cepljenja, ki se podaja v tonah oziroma v kN. V ponudbi so od manjšega 13 tonskega cepilnika (130 kN) z možnostjo cepljenja maksimalnega premera lesa 60 cm, do večjega 26 tonskega (260 kN) z maksimalnim premerom cepljenega lesa 80 cm. Za takšen 13 tonski cepilnik je primerna moč traktorja 21 kW ali elektromotor z močjo 5,5 kW. Za upravljanje s 26 tonskim cepilnikom pa je primerna moč traktorja 30 kW ali 7,5 kW močan elektromotor.
Uporaba kurilnega olja
Znaten delež slovenskih hiš, ki nimajo možnosti priključka na ogrevalno omrežje, imajo kljub visokim stroškom še vedno vir ogrevanja s kurilnim oljem. V primerjavi z večino ostalih virov ogrevanja je investicija v ogrevalni sistem z uporabo kurilnega olja najmanjša. Poleg tega je udobno in enostavno upravljanje s kotlom, saj gorilnik z elektroniko avtomatsko dozira količino goriva v peč. Torej podobno kot pri avtomatiziranem kotlu na lesne sekance ali pelete. Vsekakor moramo za shranjevanje kurilnega olja upoštevati dovolj velik rezervoar. Ta je največkrat v kletnem prostoru hiše. S tem pa seveda zavzame kar precej bivalnega prostora. Zato se marsikatero gospodinjstvo odloči za hrambo kurilnega olja zraven hiše v zemlji. V tem primeru moramo poskrbeti, da bo rezervoar postavljen v zabetonirani jami z lovilno posodo, s katero ob morebitnem spustu zavarujemo podtalnico pred onesnaženjem. Kurilno olje lahko hranimo tudi v dvoplaščnem rezervoarju, ki je le zakopan v zemljo. Takšna izvedba mora biti opremljena s kontrolno napravo, ki v primeru iztekanja zaradi netesnosti cisterne s signalom na to opozori. Zgornji rob vkopanega rezervoarja mora biti 1 m pod zemeljsko površino ter 2 metra oddaljen od zunanjega zidu zgradbe. Če se odločimo za nakup novega rezervoarja za hrambo kurilnega olja, mora ta imeti A-testiran certifikat. Ne glede na to, če je ta nadzemna ali podzemna. V primeru, da je nadzemni kovinski rezervoar enoplaščen, mora imeti lovilni bazen, ki naj bo 10% večji od rezervoarja. Dvoplaščni rezervoar ne potrebuje lovilnega bazena. Izdelan je v eni celoti, zaradi tega se ga lažje namesti, natančnejši in kvalitetnejši pa je tudi nadzor njegove tesnosti. S časom se razne nečistoče v naftnih derivatih sesedajo na dno rezervoarja, kjer ustvarijo sloj mulja. Njegova količina je v največji meri odvisna od pogostosti polnjenja rezervoarja. Večja količina mulja bo z bolj pogostim polnjenjem. Posesani mulj bo povzročil zamašitev filtrov in vbrizgalne šobe v gorilniku, kar bo seveda privedlo do motenj delovanja kotla. Zato je občasno potrebno sčistiti notranji prostor rezervoarja. Njegovo čiščenje naj zaupamo za to usposobljenemu izvajalcu, ki ima tovornjak cisterno opremljeno z vakuumsko črpalko za črpanje mulja in z visokotlačno črpalko za čiščenje sten rezervoarja. Staro dotrajano cisterno naj ne odstranimo sami, saj so v njej običajno še ostanki kurilnega olja. Ob razrezu cisterne lahko s tem pride do vžiga. Njeno odstranitev naj zaupamo strokovnjaku, ki je za to usposobljen. Po sedanji zakonodaji potrebujemo za odstranitev stare cisterne evidentni list, na katerem je jasno razvidno, da smo staro cisterno prepustili izvajalcu, ki je usposobljen za uničenje ali predelavo cistern.
Uporaba plina za ogrevanje
Alternativa kurilnemu olju je ogrevanje z utekočinjenim naftnim plinom. Ta je sicer bolj poznan kot »gospodinjski« plin, ki se uporablja pri kuhanju. Takšen plin je ekološko neoporečen in je narejen kot stranski produkt pri predelavi nafte, ki ne vsebuje žvepla. To je utekočinjen plin, ki se pretvori v plinasto stanje tik pred njegovo uporabo. Takšen vir ogrevanja bo najboljša rešitev za tistega uporabnika, ki prisega na plinsko ogrevanje, vendar se zaradi oddaljenosti od plinovoda ne more priključiti na njega. Tako kot pri kurilnemu olju je tudi v tem primeru potrebna cisterna, ki pa se mora obvezno nahajati zunaj zgradbe. Ravno zaradi varnosti mora biti cisterna kovinska in robustno izdelana, predvsem pa mora imeti vse potrebne certifikate. Ta cisterna je valjaste oblike v ležeči izvedbi in različnih dimenzij, katera je lahko od 500 do 2000 kg. Cisterno za shranjevanje utekočinjenega plina z vso pripadajočo opremo lahko nabavimo le pri pooblaščenem distributerju plina. Zemeljski plin je vsekakor cenejši vir ogrevanja kot kurilno olje ali utekočinjeni naftni plin. Pogoj njegove izrabe je možnost priključka na javno plinovodno omrežje. S tem odpade tudi potreba po shrambi goriva, kar je tudi določena prednost. Dobra lastnost je tudi pregleden nadzor nad porabljenim plinom, kateri se enostavno odčita iz plinomera. Porabljeni plin se plačuje po dejanski mesečni porabi, ki je razvidna na plinomeru. Plinovodna omrežja so se nekaj desetletij nazaj nahajala le v mestnih jedrih, danes pa se vse bolj širijo tudi po redkejše naseljenih primestnih področjih. Zato je povsem možno, da v kolikor še ni na našem področju, bo lahko dosegljiv v nekaj letih. In če že danes načrtujemo nov ogrevalni sistem, moramo pomisliti tudi na to. V tem primeru pa je za nas najboljša izbira nakup kondenzacijskega plinskega kotla na utekočinjen naftni plin, ki ga bomo uporabljali do možnosti priključitve na plinovodno omrežje. Namreč prehod z uporabe utekočinjenega plina na ogrevanje z zemeljskim plinom ne predstavlja nobenih večjih komplikacij in stroškov.
Uporaba električne energije za ogrevanje
Električno ogrevanje kot ga poznamo s prenosnimi električnimi radiatorji, običajno uporabljamo le kot dopolnilno gretje v prostorih kjer se največ nahajamo. Takšen način ogrevanja je zelo potrošen in neekonomičen, zato ga je smotrno uporabljati le v najnujnejših primerih. Veliko polemik o smotrnosti uporabe se dogaja tudi pri termoakumulacijskih pečeh. Sicer je rokovanje s tovrstnimi pečmi zelo enostavno in ne zahteva nobenega vzdrževanja. Sodobne termoakumulacijske peči delujejo na takšen sistem, da v nočnem času, ko je električna energija cenejša, njo izrabljajo za ogrevanje notranjih grelcev, preko dneva pa se toplota le oddaja preko masivnega ohišja. S sedanjimi sodobnimi sistemi se električno energijo vse bolj pogosto uporablja pri talnemu ogrevanju. V primerjavi z ogrevanjem na toplo vodo je pri sistemu na električno energijo manj pripravljalnih in gradbenih del, za izvedbo ni potrebna kotlovnica, peč in razvod cevi, je hitrejši odzivni čas ogrevanja in je praviloma manjša investicija. Vsekakor pa je uporaba električne energije za ogrevanje stanovanja najbolj smotrna v kombinaciji uporabe toplotne črpalke. Kljub visoki investiciji v celoten sistem, bo ta deloval z nizko porabo.
Neekonomičen visokotemperaturni kotel
Kljub temu, da so na našem trgu že precej let sodobni ekonomični kotli, v Sloveniji še vedno približno ena četrtina hišnih gospodinjstev uporablja zastarel in predimenzioniran kotel. Takšen kotel ima povprečen letni izkoristek le do 65%, medtem ko ima sedanja sodobna peč 85% in večji izkoristek. Samo zaradi zastarelih kotlov se porabi približno 30% več kuriva kot bi se ga s sodobnimi izvedbami. S tem bi seveda bila tudi temu primerna manjša onesnaženost ozračja z izpustnimi plini. Kljub nekaterimi finančnim spodbudam s strani države v obliki nepovratnih sredstev, se slovenska gospodinjstva še vedno prepočasi odločajo za zamenjavo starega kotla. Po nekaterih podatkih naj bi se po večini odločali za zamenjavo šele, ko je kotel star 25 in več let. Skoraj vsak kotel, ki je star več kot 20 let, je zastarele izvedbe s premajhnim izkoristkom. Osnovna značilnost klasičnega toplovodnega kotla izpred dvajsetih in več let je v tem, da obratuje v visoko temperaturnem ogrevalnem sistemu. Takšna peč deluje s temperaturo predtoka 90°C in povratne temperature 70°C. Ob tem so temperature izstopnih plinov od 160 do 240°C. Preprečitev nizkotemperaturne korozije, katero lahko povzročijo dimni plini, če se ohladijo pod rosiščem, prepreči visoka temperatura vode v peči in visoka temperatura dimnih plinov. Pri visoko temperaturnem sistemu je zaradi najnižje temperature grelne vode v peči ta omejena s temperaturo kondenzacije in je potrebna regulacija vodne temperature v sistemu. Zaradi tega je nujno potreben mešalni ventil, ki meša vročo in hladno vodo iz povratnih vodov. Zaradi zelo slabega izkoristka pri sedanjih visokih energetskih zahtevah visokotemperaturni kotel ni primeren za ogrevanje hiše. Njegov izkoristek je lahko največ do 75%, pri marsikaterem starejšem kotlu pa je izkoristek manjši od 70%. Njegova še največja slabost pa je mogoče v tem, da ima pri manjši obremenitvi v prehodnem obdobju in pri pripravi tople sanitarne vode izrazito slab izkoristek. Ta lahko pade tudi na samo 30%. Nekdaj so investitorji marsikdaj nabavili visokotemperaturni kotel brez predhodnega projekta ogrevanja in energetskega izračuna. Zaradi nepremišljenega nakupa je prihajalo do predimenzioniranosti kotla. Z drugimi besedami povedano je bil kotel izbran z neustrezno močjo glede na karakteristike ogrevalnega sistema in konstrukcijo ter izolacijo stavbe. Pri tem je še kako pomembno, da projektiranje novega ogrevalnega kotla opravi dovolj izkušen strokovnjak.
Rešitev z nizkotemperaturnim kotlom
Nizkotemperaturni kotel obratuje z ogrevalno vodo od 75 do le 40°C, vendar ob tem ne kondenzira. Za starejši visokotemperaturni kotel je značilno, da temperatura ogrevane vode ne sme pasti pod 55°C, sicer se v kurišču zaradi žvepla, ki ga vsebuje kurilno olje, pojavi nevarnost korozije in s tem privede do krajše življenjske dobe kotla. Delovanje nizkotemperaturne peči s tako majhno temperaturo ogrevalne vode omogoča sama konstrukcijska zasnova kotla z dvodelno steno, ki je izdelana iz korozijsko odpornih materialov (zlitin), pri katerih je vmesni prostor oblikovan v obliki kovinskih reber. Na ta način vroči dimni plini hitro segrejejo notranjo steno, toplota pa se preko reber prevaja na zunanjo steno in vodo. Tudi v primeru prenizke temperature in posledične kondenzacije reber, ta vlaga hitro izpari. Jedro kotla je oblikovno tako izdelan, da odvzame čim več energije od plamena gorilnika in jo odda jeklenemu delu kotla, ta pa ogrevalni vodi. Med drugim je prednost nizkotemperaturne peči tudi v tem, da zaradi nizke temperature ogrevalne vode izgublja skozi stene manj toplote kot klasična toplovodna peč in tudi zaradi tega je izkoristek takšnega kotla lahko celo do 95%. Pri nizkotemperaturnem kotlu je ogrevana voda s pomočjo zunanjega tipala regulirana povsem avtomatsko. Tipalo deluje tako, da pri znižanju zunanje temperature s pomočjo vklopa gorilnika na kotlu poveča temperaturo ogrevane vode. Pri zvišanju zunanje temperature pa ima tipalo obratno nalogo; torej izklopi gorilnik in zmanjša temperaturo vode. S tem je delovanje peči v direktni in stalni odvisnosti od zunanje temperature. Pravilno projektiranje je za zadostno učinkovitost nizkotemperaturnega kotla zelo pomembno. Med drugim mora takšna peč imeti ustrezno majhno priključno moč, saj lahko le v tem primeru gorilnik minimalno počiva, dimenzije radiatorjev morajo biti večje kot pri običajnih sistemih ogrevanja, klasično zidan dimnik pa za to vrsto peči ni več primeren.
Še boljša rešitev s kondenzacijskim kotlom
Najbolj sodobna in učinkovita vrsta kotla je kondenzacijski tip. V kombinaciji z ustreznim kurivom in ogrevalnim razvodom je lahko izkoristek takšnega kotla tudi preko 100%. Poleg toplote dimnih plinov kondenzacijski kotel izkorišča še »odpadni del toplote«. To je tista toplota, ki se pri izgorevanju kuriva pretvori v kondenzacijsko toploto vodne pare. Pri običajnem kotlu se omenjena toplota neizkoriščena odvaja skozi dimnik. Pri kondenzacijskem kotlu vodna para dimnih plinov kondenzira na hladnih površinah toplotnega prenosnika in pri tem odda dodatno toploto povratnemu toku vode iz ogrevalnega sistema. Izkoristek je vse višji, čim nižja je temperatura povratne vode. Izključno zaradi izkoriščanja temperature dimnih plinov je mogoče pri kondenzacijskem kotlu doseči tudi do 107% izkoristek. Sedanji sodoben kondenzacijski kotel ima modulacijo moči v razmerju 1:10 (od 2,5 Kw do 25 Kw). Tako kot ostale tehnološko dovršene naprave, lahko tudi tovrstnega kotla enostavno in inteligentno krmilimo preko brezžične internet povezave s pametnim telefonom ali tablico. Če imamo možnost priklopa na omrežje z zemeljskim plinom, je kondenzacijski kotel dolgoročno zelo dobra izbira. Plin je za tovrstno peč najbolj primeren, ker ima nizko vsebnost žvepla, kateri sicer povzroča kondenzacijo. Učinek kondenzacijskega kotla bo izrazitejši pri uporabi talnega, stenskega ali kombiniranega načina ogrevanja, ki so izraziti nizkotemperaturni ogrevalni sistemi. Ogrevalna voda ima v takšnem razvodu pogosto manj kot 40°C. Manj primeren za uporabo kondenzacijske peči je visokotemperaturni režim ogrevanja oziroma radiatorski razvod. Ker bo pri takšnem razvodu temperatura dimnih plinov naraščala, bo neizkoriščena toplota dimnih plinov v obliki nekondenzirane vodne pare uhajala skozi dimnik. V primeru ogrevanja kondenzacijskega kotla s kurilnim oljem moramo izbrati še posebej kakovostno peč, saj olje vsebuje večjo vsebnost žvepla, kar je zaradi nizke temperature ogrevalne vode nevarno za trajnost kotla. Takšen kotel je zato praviloma izdelan iz nerjavečega jekla ali aluminijeve zlitine. Zaradi tega je kondenzacijski kotel precej dražji od klasičnega. Gorilnik, ki se je uporabljal na starem kotlu ne bo več ustrezen za novi kondenzacijski kotel. Z njegovo uporabo omenjeni kotel ne bo mogel dosegati pričakovanih izkoristkov. Največkrat njega nadomešča nadtlačni sevalni gorilnik. Ta ima posebno izvedbo zgorevalne površine, s katerim se večji del toplote razvije in prenese na okoliški zrak s sevanjem. Ker se nadzor nad količino zgorevalnega zraka izvaja z merjenjem njegove količine, se s tem stalno vzdržuje enakomerno vrednost kisika v dimnih plinih in se po potrebi spreminja količina zgorevalnega zraka. Z vgradnjo kondenzacijskega kotla v adaptirani ogrevalni sistem je nujno potrebna tudi prilagoditev dimnika. Ta mora biti popolno plinotesen in odporen na vlago. Zaradi tega je najbolj primerna dimna tuljava iz nerjaveče pločevine, aluminija in plastike. V primeru adaptacije se sanacija dimnika lahko izvede z vstavitvijo plastične tuljave ali pa se sanaciji izognemo s stensko izvedbo kotla, ki ima izveden dimniški sistem na takšen način, da ga je možno izvesti na fasado.
Ogrevanje s toplotno črpalko
Glavna odlika katerekoli toplotne črpalke je v majhni porabi energije in ekološko čistem delovanju. Vzdrževanje toplotne črpalke je minimalno. Ima udobno in enostavno upravljanje in tiho delovanje. Odvisno od modela jo lahko vgradimo skoraj kamorkoli znotraj hiše ali izven nje. Poleg potrebuje le zalogovnik tople vode in nikakršnega dodatnega prostora za shranjevanje goriva. S kratico COP označujemo grelno število oziroma učinkovitost toplotne črpalke. To je razmerje med vloženo električno energijo in pridobljeno toplotno energijo. Toplotna črpalka dosega toliko višji izkoristek, kolikor je višje grelno število. Tako je tudi nižji strošek za ogrevanje, saj je manjša potreba po električni energiji za pogon kompresorja. Obstajajo trije viri energije, katere lahko toplotna črpalka izrablja. To je voda, zemlja ali zrak. Odvisno od vrste izrabljene energije, s tem povezane moči črpalke, načina ogrevalnega razvoda (talno gretje ali radiatorji) in karakteristike hiše so ogrevalni izkoristki lahko zelo različni. Kateri vir energije bi izbrali za ogrevanje naše hiše je odvisno predvsem od velikosti objekta, energetskih potreb, načina ogrevanja (radiatorji, talno gretje), razpoložljivosti samega vira, in investicije, ki smo jo pripravljeni vložiti v posodobitev ogrevanja. Namreč tako kot izkoristek ogrevanja (COP) je tudi investicija v ogrevalni sistem s toplotno črpalko lahko zelo različna.
Izkoriščanje okoliškega zraka
Praviloma je najcenejša investicija toplotne črpalke z izkoriščanjem okoliškega zraka (zrak/voda). Takšno črpalko se pri nas sicer veliko uporablja za ogrevanje sanitarne vode. Kot takšna ima majhno zmogljivost (2 do 3 kW) in preko zime ni zmožna še ogrevati hišo. Večina sedanjih večjih proizvajalcev ima v ponudbi tudi zmogljivejšo črpalko zrak/voda z močjo do 20 kW, namenjeno za ogrevanje bivalnih prostorov, ki brez težav deluje pri zunanji temperaturi do -25°C ali celo manj. Kolikor nižja je zunanja temperatura, toliko bolj se takšni črpalki zmanjšuje njena učinkovitost. Zaradi tega se pri nas črpalko zrak/voda največkrat uporablja v kombinaciji z dodatnim ogrevalnim virom. Za dosego dovolj učinkovitega njenega delovanja je najbolj primeren nizkotemperaturni razvod (talno gretje). Na trgu je sedaj tudi črpalka, ki je višjega cenovnega razreda in omogoča učinkovito delovanje brez dodatnih virov ogrevanja, tudi pri visokotemperaturnem razvodu (radiatorji). Sedanja sodobna črpalka zrak/voda je veliko bolj učinkovita od starejše, delovanje pa je komaj slišno, saj so ventilatorji izolirani in tako vibracije zaduši.
Izkoriščanje podtalnice
Če se na parceli hiše nahaja podtalnica z nivojem vode do globine 50 metrov, je ekonomsko zelo upravičena vgradnja toplotne črpalke z izrabo podtalnice (voda/voda). S pomočjo potopne črpalke se črpa podtalnico s temperaturo od 8 do 12°C neposredno v bližini ogrevanega objekta. Najprej se izvrtajo dve vrtini za črpanje in vračanje načrpane vode v medsebojni razdalji 10 do 15 metrov. Globine vrtin se razlikujejo glede na geološko sestavo tal in se v povprečju gibljejo med 15 in 50 m, temperatura vode pa niha prav tako glede na sestavo tal V vrtine se vgradi PVC cevi, v katere se vstavi potopna črpalka. Ta med obratovanjem črpa vodo v toplotno črpalko, katera vodi odvzame toploto (3 do 5 stopinj Celzija) in ohlajeno po cevi vrne nazaj v zemljo. Prednost takšnega sistema je v dobrem izkoristku (grelno število od 4 do 6) in možnosti naravnega hlajenja. Slaba plat je, da je takšen sistem v primerjavi s sistemom zrak/voda dražji, saj je poleg toplotne črpalke potrebno investirati v izvedbo vrtin in v primeru vodovarstvenega območja je potrebna pridobitev soglasij za izvedbo in uporabo sistema. Sistem voda/voda zahteva manjši gradbeni poseg v okolici hiše in v primeru vsebnosti mulja in peska v podtalnici je potrebno vgraditi samočistilni filter
Izkoriščanje energije zemlje
Tretja možnost je toplotna črpalka na principu koriščenja zemeljske energije. Njo je možno izkoriščati z zemeljskim kolektorjem ali zemeljsko sondo. Zemeljski kolektor je sklop cevi v obliki več sto metrskih zank, ki se jih položi 1,2 do 1,8 metra globoko v zemljo. Deluje po principu, da voda v cevnih zankah odvzema toplotno energijo zemlji in jo prenaša v črpalko. Dobra lastnost sistema z zemeljskim kolektorjem je dobra učinkovitost (grelno število od 3 do 4) in dokaj majhni obratovalni stroški. Zemeljski kolektorji so učinkoviti predvsem tam, kjer imamo zgornji sloj zemljine prepojen z vodo (vlažna zemljina), Slabost pa je razmeroma velika naložba, gradbena dela zaradi izkopa velike površine v globino do 2 metra in sistem pride v poštev le ko imamo zadostno površino v oklici objekta (vsaj 3 kratno površino objekta). Poleg tega površina, kjer so vgrajeni kolektorji, ne sme biti pozidana, asfaltirana ali zasenčena, niti ne sme biti posajena vegetacija z močnejšimi koreninami. Če zaradi omejenosti s prostorom ni mogoče uporabiti zemeljskega kolektorja, ni prisotne zadostne količine podtalnice, ali je mesto vrtanja pod vodovarstvenim zaščitnim območjem, je možna rešitev uporaba toplotne črpalke z zemeljsko sondo. V vrtine s premerom od 127 do 140 mm in globine od 60 do 100 ali več metrov se vgradi zaprt krožni sistem s štirimi polietilenskimi cevmi. Dvakrat po dve cevi sta vezani z U zanko. V ceveh kroži voda, ki zemljini v globini odvzema toploto in jo dovaja v toplotno črpalko. Prednost je v tem, da je to zaprt sistem z visoko učinkovitostjo, nima nikakršnega vpliva na okolje in zaradi majhne potrebne površine izkopa je možnost izvedbe tudi v urbanih naseljih Največja investicija med vsemi vrstami toplotnih črpalk pa je slabost omenjenega sistema, saj potrebno večje število vrtin, kot je to pri sistemu voda/voda. Še preden projektant dimenzionira sistem ogrevanja s toplotno črpalko, je pomembno, da pridobimo informacije o izdatnosti oziroma toplotni prevodnosti tal na parceli, saj se bo na podlagi tega predvidela globina vgradnje geosond in sama investicija. Pri izvedbi toplotne črpalke zemlja-voda ali voda-voda je v primerjavi s sistemom zrak/voda izdelava vrtine eden največjih stroškov, vendar zagotavljata skozi čas povračilo investicije z nižjimi stroški ogrevanja. Cene storitve se med vrtalci razlikujejo. Nekateri izvajalci pred izvedbo prikažejo le strošek vrtanja na tekoči meter, ne pa tudi stroške transporta in odvoza materiala. Predvsem pri večji investiciji v bolj učinkovito toplotno črpalko, je pomembno, da si od izvajalcev pridobimo kompleten predračun, z upoštevano celotno opremo in vsemi storitvami. V takšen predračun mora biti torej vključena priprava projekta, pridobitev morebitnih dovoljenj, transport opreme na našo lokacijo, vrtanje vrtine, vgradnja sond, preizkus sistema in poročilo o izvedenih delih. Ne pozabimo tudi na zagotovljene garancijske pogoje. Prah se pri sedanjih vrtalnih sistemih ne pojavlja, saj se ves navrtan material odvaja na za to namenjeno mesto (kontejner) preko preventorja, ki omogoča tudi vrtanje tik ob stavbah. Običajno potrebuje izvajalec za vrtanje dveh vrtin od 2 do 4 dni, kar pa je odvisno od zahtevnosti terena in predvsem globine. Da nam bo izvajalec lahko ponudil točen predračun storitve, bo vsekakor moral biti seznanjen z lokacijo vrtanja. S pomočjo geoloških kart oziroma glede na trdoto kamenin bo ocenil predvideno hitrost vrtanja. Strošek vrtine za sistem voda-voda je približno 80 evrov na tekoči meter izkopa (brez potopne črpalke). Pri sistemu zemlja-voda je strošek izvedbe vrtine od 45 do 65 evrov na tekoči meter.
Ogrevanje z infra sevali
Takšen sodoben način ogrevanja bivalnih prostorov temelji na principu sončnega sevanja. Sonce večino svoje energije proizvede v infra rdeč vidni spekter, ki greje zemljo, da le ta lahko odseva toploto, ki greje zrak. Infra rdeči žarki so žareča oblika toplote, ki kroži skozi zrak in je nevidna, zaznavamo pa njeno toplotno energijo. Učinek infra rdečega sevanja je sicer blago, vendar toplotno deluje zelo globinsko. Pri nas še vedno prevladuje mnenje, da je toploto v prostoru mogoče ustvariti samo s toplim okoljskim zrakom, kar pa je zgrešena trditev. Eden izmed takšnih dokazov je ravno sevalno ogrevanje. Pri sevalnem ogrevanju se toplota oddaja z infrardečim sevanjem oziroma z infrardečim kratkovalovnim valovanjem. Prenos toplote se vrši neposredno iz ene sevalne površine na drugo obsevano površino. Ob tem pa se ne ogreva vmesni zrak, skozi katerega potuje infrardeče valovanje. Zaradi neogrevanja zraka ne prihaja do njegove izsušitve, kar je večen problem pri radiatorskem ogrevanju. Podobno kot pri talnem ogrevanju se tudi pri sevalnem ogreva prostor pri tleh. To je zelo pomembno, saj se topli zrak od tal dviga proti stropu in s tem ogreva celotni prostor. Temperaturna razlika med tlemi in stropom je le do največ 2°C. Sevalno ogrevanje ima precej kratek ogrevalni čas, dober energijski izkoristek ter možnost ogrevanja prostorov z velikimi površinami odpiralnih vrat, ki so včasih odprta dlje časa. Ker je pri takšnem ogrevalnem sistemu temperatura v prostoru precej nižja kot se jo sicer občuti, je to tudi varčen način ogrevanja. Temperaturo na termostatu na primer nastavimo na 20°C, v prostoru pa bomo občutili 23°C. V ponudbi so plinska, toplovodna in električna sevala. Za visoke industrijske prostore se uporabljajo plinska sevala. V zadnjem času so aktualna zlasti na odprtih prostorov gostinskih lokalov ali hišnih teras. Električna sevala so tako kot za večje industrijske prostore primerna tudi za manjše stanovanjske prostore. Osnova električnega sevala je plošča, izdelana iz toplotno odporne keramične mešanice, katera oddaja dolge infrardeče valove. Na njo je pritrjena negorljiva oglena plošča. Na zadnji strani panela je posebna izolacija iz steklenih vlaken in aluminijaste folije, katera poskrbi, da prehaja maksimalno število žarkov skozi prednjo stran in se hkrati zadnja stran panela ne pregreva (temperatura max. 35°C). Na sprednji strani panela je poseben milimetrski nanos, ki zagotavlja boljšo razpršenost infra žarkov. Vidna stran panela je pralna in s tem enostavna za čiščenje. Ravno tako je možno vidno površino panela barvati ali slikati. S tem lahko takšen ogrevalni panel postane tudi dodatna dekoracija prostora. Zaradi materialov iz katerega je IR grelnik izdelan, ta pretvori električno energijo v toploto brez vmesnih faz. Keramika na grelni strani panela oddaja v prostor IR toploto v valovni dolžini 7-11um. To je vrsta toplote, ki jo vsako živo bitje sprejme v 99% in je za človeka pomembnejša kot toplota zraka. Dokazano je, da IR toplota blagodejno vpliva na človekovo počutje. IR grelnik nima nobenih negativnih lastnosti ali učinkov. Vsak ogrevani prostor je lahko termostatsko krmiljen z želeno temperaturo in časom vklopa vsakega panela posebej. S tem lahko prihranimo od 40% do 60% električne energije, ki jo panel potrebuje za ogrevanje. IR ogrevanje učinkovito izsušuje vlažne zidove in preprečuje nastanek plesni. Takšno ogrevanje ne onesnažuje okolja. Celotni prostor se ogreje že po cca 25-tih minutah ali manj. Ob tem ni zagonskega predgretja in toplotnih izgub. IR toploto iz grelnikov lahko usmerimo enako kot svetlobo v vse smeri. Za montažo IR grelnika ne potrebujemo projektne dokumentacije za centralno ogrevanje. Investicija je lahko tudi do 70% nižja v primerjavi z drugimi sistemi ogrevanja. Ob delovanju IR grelnikov ni velikih izgub pri odpiranju oken in vrat, zato ni potrebnega dragega prezračevalnega sistema. Montaža grelnika se opravi hitro in enostavno na zid ali strop. Ob tem ni potrebnih drugih instalacijskih del. Grelnika ni potrebno vzdrževati in servisirati. Ob adaptaciji prostora grelnik le enostavno snamemo. Prednost je tudi v tem, da lahko investicijo ogrevanja opravljamo po korakih. Torej vsak prostor opremimo posebej. Z globalizacijo trga so v ponudbi različne vrste plošč oziroma panelov z infra rdečin ogrevanjem. V ceni, predvsem pa v kvaliteti so ti med seboj lahko precej razlikujejo. Izberemo naj le dovolj kvalitetna sevala z zagotovljeno garancijo in ustreznimi certifikati.
Sistem talnega ogrevanja
Talno ogrevanje je izrazit nizkotemperaturen ogrevalni sistem. Torej se toplota prenaša iz tal v ozračje prostora z relativno nizko temperaturo. To pomeni, da je na primer pri temperaturi 24°C ozračje segreto na 20°C. Z razliko od radiatorskega ogrevanja ta način ogreva predvsem s sevanjem. S tem pa se izključi možnost dvigovanja prahu. Istočasno občutimo sevalno toploto v primerjavi z toploto kroženja zraka precej bolj prijetno, hkrati pa je občutena temperatura večja kot pri ogrevanju z radiatorji, zaradi katerega je lahko zračna temperatura v prostoru nižja. Glede na izvedbo in princip delovanja je lahko električno ali toplovodno talno ogrevanje. Električno talno ogrevanje je že nekaj časa aktualna opcija predvsem za dopolnilno ogrevanje notranjih prostorov. Možna je izvedba z električnim kablom ali grelno folijo. Električni grelni kabli so v obliki neskončnih zank pritrjeni na mrežo iz steklenih vlaken. Montaža je zaradi tega zelo enostavna in se jo pogostokrat lotijo investitorji kar sami. Mrežo z grelnimi kabli se vgradi na betonski estrih, neposredno pod zaključno talno oblogo. Sistem je primeren za vse vrste bivalnih prostorov. Odvisno od tipa grelne folije, je ta primerna tako za ogrevanje tal kot tudi stropnih površin. Ker je ta folija zelo tanka, je primerna zlasti pri adaptacijah, kjer se ne sme bistveno zvišati višino tlaka. Na grelni foliji so lahko vgrajene različne vrste talnih oblog. Od keramike, kamna, do lesenih in laminatnih oblog. Praktična je predvsem pri prenovi tal, saj se jo lahko polaga direktno na obstoječo talno oblogo. Preko grelne folije enostavno položimo novo talno oblogo. Odvisno od vrste talne obloge (njene toplotne prehodnosti) se izbere ustrezen tip grelne folije s primerno višino porabe W/m2. Že dolgo časa je pri nas uveljavljeno toplovodno talno ogrevanje, katero je aktualno predvsem v novogradnjah. Pri tem sistemu so cevi ravno tako razporejene po celotni talni površini in zalite v betonski estrih. Prednost tega sistema je v izbiri trdega, plinastega ali tekočega ogrevalnega vira. S toplovodnim talnim ogrevanjem in toplotno črpalko se doseže dokaj visok prihranek energije. Talno ogrevanje z nizkotemperaturnim režimom je lahko do 30% bolj učinkovito v primerjavi z radiatorskim razvodom, lokalna izvedba talnega ogrevanja pa še dodatnih 10%. Za 20% je talno ogrevanje bolj učinkovito kot če je na radiatorski sistem priključena toplotna črpalka in od 5 do 15% bolj učinkovito, kot so radiatorji priključeni na kondenzacijski kotel centralne kurjave. Omenjene primerjave so objavljene v študiji izdelani po evropski zvezi »EU-RAY« za gretje in hlajenje z radiatorji. Za razvod cevi se sedaj uporablja stabiliziran polipropilen, polibuten in novejši premrežen polietilen. Tovrstni materiali so odporni na razne kemikalije, nabiranje vodnega kamna in predvsem so odporni na visoke temperature. Zagotavljati morajo difuzijsko neprepustnost za O3 (ozon), saj je tako preprečeno stalno dovajanje kisika v sistem ter s tem rjavenje kovinskih delov instalacije. Cevi so praviloma bolj na gosto položene napram hladnim stenam. V povprečju se položi sedem metrov cevi na kvadratni meter. V namen lažje in hitrejše montaže cevi na izolacijo so na trgu v ponudbi različne posebej v ta namen izdelane objemke. V kombinaciji z objemkami se hitro montažo cevi lahko opravi s tako imenovanimi UP profili, ki omogočajo enakomerno porazdelitev razmakov med cevmi. Vsekakor ni priporočljivo cevi polagati direktno na armaturno mrežo, saj ta povzroča oksidacijo cevi, kar lahko privede do puščanja vode v talnih ceveh oziroma v tlaku. Danes so v namen lažje in učinkovitejše izvedbe talnega ogrevanja v ponudbi različne sistemske talne plošče iz ekspandiranega polistirena, ki olajšajo vgradnjo toplovodnih cevi. Te so na zgornji strani vakuumsko prevlečene s polietilensko folijo. Odvisno od proizvajalca in modela se plošče razlikujejo med seboj po obliki, višini in razporeditvi čepov na zgornji strani in po debelini toplotne izolacije. Pri adaptaciji prostorov se pojavlja problem prevelike višine posameznih talnih slojev. V ta namen so na voljo tanjše plošče z le 15 milimetrov toplotne izolacije in nižjimi čepi. V namen večje učinkovitosti talnega ogrevanja je na trgu v ponudbi tudi posebna raster folija. Ta je sestavljena iz srednjega metaliziranega sloja z visokim nanosom aluminija, ki je prevlečen s polietilensko in polipropilensko folijo. Metaliziran sloj ustvari učinek odboja temperaturnega sevanja, s tem pa je po celotni grelni površini povečan temperaturni izkoristek. Za lažjo razporeditev cevi ima folija natisnjeno mrežo 10 x 10 cm. Folija je odporna na mehanske vplive in ima nizko paraprepustnost. S tem ščiti izolacijo pred vlago, ki se pojavlja med polaganjem zgornje plasti. Življenjska doba sodobnega talnega ogrevalnega sistema z omenjenimi materiali je okoli 50 let, kar je že zavidljiva doba vsakega ogrevalnega sistema.
pripravil: M.A.
