WYKŁAD 6

Warunki techniczne dla instalacji ciepłowniczych

Dobór instalacji i kotła

Wszelkie szacunkowe dobory są obarczone błędem dochodzącym nawet do 50 %. Urządzenie należy dobrać po obliczeniach zapotrzebowania ciepła (strat ciepła budynku) na c.o., c.w.u, etc. biorąc pod uwagę wymagania użytkownika jak i możliwości lokalowe. Co do wymogów technicznych budynków określa to jednoznacznie rozporządzenie (Dz. U. Nr 75 poz. 690 z 2002 roku).

Rozporządzenie MSWiA z dn. 3 listopada 1998 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu reguluje zakres zagadnień, jakie muszą być zamieszczone (zarówno w części zawierającej opis techniczny jak i w części rysunkowej) w projekcie budowlanym. Jego integralną częścią jest projekt instalacji sanitarnych, obejmujący instalację grzewczą, wodno-kanalizacyjną i gazową.

Przede wszystkim spełnione być muszą jednoznacznie poniższe warunki:

Jeżeli budynek jest wyposażony w instalację grzewczą (np. centralnego ogrzewania), projekt powinien zawierać charakterystykę energetyczną obiektu (czyli ilość ciepła potrzebną do ogrzania danego budynku), określoną na podstawie właściwości cieplnych przegród zewnętrznych, w tym ścian pełnych (zewnętrznych) oraz drzwi, a także przegród przeźroczystych (okien i drzwi balkonowych).

Projekt powinien zawierać dane techniczne obiektu, charakteryzujące jego wpływ na środowisko oraz na zdrowie ludzi i obiekty sąsiednie pod względem zapotrzebowania i jakości wody oraz ilości oraz sposobu odprowadzania ścieków.

Projekt powinien zawierać parametry sprawności energetycznej zaprojektowanych urządzeń, w tym zasilanych gazem. Projekt ostatniej z ww. instalacji, tj. gazowej, jest niezbędny do przedłożenia w Urzędzie Miejskim, w celu uzyskania pozwolenia na jej wykonanie.

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. Nr 75, poz. 690)

zmiany:
2004-05-27 Dz.U. 2004 Nr 109 poz. 1156 Załącznik 1
2003-02-26 Dz.U. 2003 Nr 33 poz. 270
Na podstawie art. 7 ust. 2 pkt 1 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (Dz.U. z 2000 r. Nr 106, poz. 1126, Nr 109, poz. 1157 i Nr 120, poz. 1268, z 2001 r. Nr 5, poz. 42, Nr 100, poz. 1085, Nr 110, poz. 1190, Nr 115, poz. 1229, Nr 129, poz. 1439 i Nr 154, poz. 1800 oraz z 2002 r. Nr 74, poz. 676) zarządza się, co następuje:

Dział IV. Wyposażenie techniczne budynków

Rozdział 4. Instalacje ogrzewcze

§ 132. [Urządzenia grzewcze] 1. Budynek, który ze względu na swoje przeznaczenie wymaga ogrzewania, powinien być wyposażony w instalację ogrzewczą lub inne urządzenia ogrzewcze, niebędące piecami, trzonami kuchennymi lub kominkami.

2. Dopuszcza się stosowanie pieców i trzonów kuchennych na paliwo stałe w budynkach o wysokości do 3 kondygnacji nadziemnych włącznie, jeżeli nie jest to sprzeczne z ustaleniami miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, przy czym w budynkach zakładów opieki zdrowotnej, opieki społecznej, przeznaczonych dla dzieci i młodzieży, lokalach gastronomicznych oraz pomieszczeniach przeznaczonych do produkcji żywności i środków farmaceutycznych - pod warunkiem uzyskania zgody właściwego państwowego inspektora sanitarnego.

3. Kominki opalane drewnem z otwartym paleniskiem lub zamkniętym wkładem kominkowym mogą być instalowane wyłącznie w budynkach jednorodzinnych, mieszkalnych w zabudowie zagrodowej i rekreacji indywidualnej oraz niskich budynkach wielorodzinnych, w pomieszczeniach:

1) o kubaturze wynikającej ze wskaźnika 4 m³/kW nominalnej mocy cieplnej kominka, lecz nie mniejszej niż 30 m³,

2) spełniających wymagania dotyczące wentylacji, o których mowa w § 150 ust. 9,

3) posiadających przewody kominowe określone w § 140 ust. 1 i 2 oraz § 145 ust. 1,

4) w których możliwy jest dopływ powietrza do paleniska kominka w ilości:

a) co najmniej 10 m³/h na 1 kW nominalnej mocy cieplnej kominka - dla kominków o obudowie zamkniętej,

b) zapewniającej nie mniejszą prędkość przepływu powietrza w otworze komory spalania niż 0,2 m/s - dla kominków o obudowie otwartej.

§ 133. [Budowa instalacji ogrzewczej] 1. Instalację ogrzewczą wodną stanowi układ połączonych przewodów wraz z armaturą, pompami obiegowymi, grzejnikami i innymi urządzeniami, znajdujący się za zaworami oddzielającymi od źródła ciepła, takiego jak kotłownia, węzeł ciepłowniczy indywidualny lub grupowy, kolektory słoneczne lub pompa ciepła.

2. Instalację ogrzewczą powietrzną stanowi układ połączonych kanałów i przewodów powietrznych wraz z nawiewnikami i wywiewnikami oraz elementami regulacji strumienia powietrza, znajdujący się pomiędzy źródłem ciepła podgrzewającym powietrze a ogrzewanymi pomieszczeniami. Funkcję ogrzewania powietrznego może także pełnić instalacja wentylacji mechanicznej.

3. Instalacja ogrzewcza wodna powinna być zabezpieczona przed nadmiernym wzrostem ciśnienia i temperatury, zgodnie z wymaganiami Polskich Norm dotyczących zabezpieczeń instalacji ogrzewań wodnych.

4. Materiały zastosowane w instalacji ogrzewczej wodnej powinny być tak dobrane, aby ich wzajemne oddziaływanie umożliwiało spełnienie wymagań Polskiej Normy dotyczącej jakości wody w instalacjach ogrzewania.

5. Instalacja ogrzewcza wodna powinna być zaprojektowana w taki sposób, aby ilość wody uzupełniającej można było utrzymywać na racjonalnie niskim poziomie.

6. Instalacja ogrzewcza wodna systemu zamkniętego lub wyposażona w armaturę automatycznej regulacji powinna mieć urządzenia do odpowietrzania miejscowego, zgodnie z wymaganiami Polskiej Normy dotyczącej odpowietrzania instalacji ogrzewań wodnych.

7. Zabrania się zasilania z kotła na paliwo stałe instalacji ogrzewczych wodnych systemu zamkniętego, wyposażonych w przeponowe naczynia wzbiorcze.

8. Instalacja ogrzewcza wodna systemu zamkniętego z grzejnikami, w części albo w całości może być przystosowana do działania jako wodna instalacja chłodnicza, pod warunkiem spełnienia wymagań Polskich Norm dotyczących jakości wody w instalacjach ogrzewania i zabezpieczania instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi.

§ 134. [Regulacja dopływu ciepła] 1. Instalacje i urządzenia do ogrzewania budynku powinny mieć szczytową moc cieplną określoną zgodnie z Polskimi Normami dotyczącymi obliczania zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń, a także obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła przegród budowlanych.

2. Do obliczania szczytowej mocy cieplnej należy przyjmować temperatury obliczeniowe zewnętrzne zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczeniowych temperatur zewnętrznych, a temperatury obliczeniowe ogrzewanych pomieszczeń - zgodnie z poniższą tabelą:

Temperatury obliczeniowe	Przeznaczenie lub sposób wykorzystywania pomieszczeń	Przykłady pomieszczeń
+5^oC	- nieprzeznaczone na pobyt ludzi,	magazyny bez stałej obsługi, garaże indywidualne, hale postojowe, akumulatornie, maszynownie i szyby dźwigów osobowych
		- przemysłowe - podczas działania ogrzewania dyżurnego (jeżeli pozwalają na to względy technologiczne)
	+8^oC	- w których nie występują zyski ciepła, a jednorazowy pobyt osób znajdujących się w ruchu i w okryciach zewnętrznych nie przekracza 1 h,	klatki schodowe w budynkach mieszkalnych,
		- w których występują zyski ciepła od urządzeń technologicznych, oświetlenia itp., przekraczające 25 W na 1 m^3 kubatury	hale sprężarek, pompownie, kuźnie, hartownie, wydziały obróbki cieplnej
	+12^oC	- w których nie występują zyski ciepła, przeznaczone do stałego pobytu ludzi, znajdujących się w okryciach zewnętrznych lub wykonujących pracę fizyczną o wydatku energetycznym powyżej 300 W,	magazyny i składy wymagające stałej obsługi, hole wejściowe, poczekalnie przy salach widowiskowych bez szatni,
		- w których występują zyski ciepła od urządzeń technologicznych, oświetlenia itp., wynoszące od 10 do 25 W na 1 m^3 kubatury pomieszczenia	hale pracy fizycznej o wydatku energetycznym powyżej 300 W, hale formierni, maszynownie chłodni, ładownie akumulatorów, hale targowe, sklepy rybne i mięsne
	+16^oC	- w których nie występują zyski ciepła, przeznaczone na pobyt ludzi:	sale widowiskowe bez szatni, ustępy publiczne, szatnie okryć zewnętrznych, hale produkcyjne, sale gimnastyczne,
		- w okryciach zewnętrznych w pozycji siedzącej i stojącej,
		- bez okryć zewnętrznych, znajdujących się w ruchu lub wykonujących pracę fizyczną o wydatku energetycznym do 300 W,	kuchnie indywidualne wyposażone w paleniska węglowe
		- w których występują zyski ciepła od urządzeń technologicznych, oświetlenia itp., nieprzekraczające 10 W na 1 m^3 kubatury pomieszczenia
+20^oC	- przeznaczone na stały pobyt ludzi bez okryć zewnętrznych, niewykonujących w sposób ciągły pracy fizycznej	pokoje mieszkalne, przedpokoje, kuchnie indywidualne wyposażone w paleniska gazowe lub elektryczne, pokoje biurowe, sale posiedzeń
+24^oC	- przeznaczone do rozbierania, - przeznaczone na pobyt ludzi bez odzieży	łazienki, rozbieralnie, szatnie, umywalnie, natryskownie, hale pływalni, gabinety lekarskie z rozbieraniem pacjentów, sale niemowląt i sale dziecięce w żłobkach, sale operacyjne

*) Dopuszcza się przyjmowanie innych temperatur obliczeniowych dla ogrzewanych pomieszczeń niż jest to określone w tabeli, jeżeli wynika to z wymagań technologicznych.

3. Urządzenia zastosowane w instalacji ogrzewczej, o których mowa w przepisie odrębnym dotyczącym efektywności energetycznej, powinny odpowiadać wymaganiom określonym w tym przepisie.

4. Grzejniki oraz inne urządzenia odbierające ciepło z instalacji ogrzewczej powinny być zaopatrzone w regulatory dopływu ciepła. Wymaganie to nie dotyczy instalacji ogrzewczej w budynkach zakwaterowania w zakładach karnych i aresztach śledczych.

5. W budynku zasilanym z sieci ciepłowniczej oraz w budynku z własnym (indywidualnym) źródłem ciepła na olej opałowy, paliwo gazowe lub energię elektryczną, regulatory dopływu ciepła do grzejników powinny działać automatycznie, w zależności od zmian temperatury wewnętrznej w pomieszczeniach, w których są zainstalowane. Wymaganie to nie dotyczy budynków jednorodzinnych, mieszkalnych w zabudowie zagrodowej i rekreacji indywidualnej, a także poszczególnych mieszkań oraz lokali użytkowych wyposażonych we własne instalacje ogrzewcze.

6. Urządzenia, o których mowa w ust. 5, powinny umożliwiać użytkownikom uzyskanie w pomieszczeniach temperatury niższej od obliczeniowej, przy czym nie niższej niż 16^oC w pomieszczeniach o temperaturze obliczeniowej 20^oC i wyższej.

7. Instalacje ogrzewcze zasilane z sieci ciepłowniczej powinny być sterowane urządzeniem do regulacji dopływu ciepła, działającym automatycznie, odpowiednio do zmian zewnętrznych warunków klimatycznych.

8. Jeżeli zapotrzebowanie na ciepło lub sposób użytkowania poszczególnych części budynku są wyraźnie zróżnicowane, instalacja ogrzewcza powinna być odpowiednio podzielona na niezależne gałęzie (obiegi).

9. W budynku, w którym w sezonie grzewczym występują okresowe przerwy w użytkowaniu, instalacja ogrzewcza powinna być zaopatrzona w urządzenia pozwalające na ograniczenie dopływu ciepła w czasie tych przerw.

10. Poszczególne części instalacji ogrzewczej powinny być wyposażone w armaturę umożliwiającą zamknięcie dopływu ciepła do nich i opróżnienie z czynnika grzejnego bez konieczności przerywania działania pozostałej części instalacji.

§ 135. [Aparatura pomiarowa] 1. Instalacje ogrzewcze powinny być zaopatrzone w odpowiednią aparaturę kontrolną i pomiarową, zapewniającą ich bezpieczne użytkowanie.

2. W budynkach z instalacją ogrzewczą wodną zasilaną z sieci ciepłowniczej powinny znajdować się urządzenia służące do rozliczania zużytego ciepła:

1) ciepłomierz (układ pomiarowo-rozliczeniowy) do pomiaru ilości ciepła dostarczanego do instalacji ogrzewczej budynku,

2) urządzenia umożliwiające indywidualne rozliczanie kosztów ogrzewania poszczególnych mieszkań lub lokali użytkowych w budynku.

3. W przypadku zasilania instalacji ogrzewczej wodnej z kotłowni w budynku mającym więcej niż jedno mieszkanie lub lokal użytkowy należy zastosować następujące urządzenia służące do rozliczania kosztów zużytego ciepła:

1) urządzenie do pomiaru ilości zużytego paliwa w kotłowni,

2) urządzenia umożliwiające indywidualne rozliczanie kosztów ogrzewania poszczególnych mieszkań lub lokali użytkowych w budynku.

4. Izolacja cieplna instalacji ogrzewczej wodnej powinna odpowiadać wymaganiom Polskiej Normy dotyczącej izolacji cieplnej rurociągów, armatury i urządzeń oraz przepisom § 267 ust. 8.

5. W pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi zabrania się stosowania ogrzewania parowego oraz wodnych instalacji ogrzewczych o temperaturze czynnika grzejnego przekraczającego 90^oC.

6. Instalację ogrzewczą wodną wykonaną z zastosowaniem przewodów metalowych, a także metalową armaturę oraz metalowe grzejniki i inne urządzenia instalacji ogrzewczej wykonanej z zastosowaniem przewodów z materiałów nieprzewodzących prądu elektrycznego należy objąć elektrycznymi połączeniami wyrównawczymi, o których mowa w § 183 ust. 1 pkt 7.

§ 136. [Instalacja kotłów] 1. Pomieszczenia przeznaczone do instalowania kotłów na paliwo stałe oraz pomieszczenia składu paliwa i żużlowni powinny odpowiadać przepisom rozporządzenia, a także wymaganiom określonym w Polskiej Normie dotyczącej kotłowni wbudowanych na paliwo stałe.

2. Kotły na paliwo stałe o mocy cieplnej nominalnej do 25 kW powinny być instalowane w wydzielonych pomieszczeniach technicznych zlokalizowanych w piwnicy, na poziomie ogrzewanych pomieszczeń lub w innych pomieszczeniach, w których mogą być instalowane kotły o większych mocach cieplnych nominalnych. Skład paliwa powinien być umieszczony w wydzielonym pomieszczeniu technicznym w pobliżu kotła lub w pomieszczeniu, w którym znajduje się kocioł.

3. Kotły na paliwo stałe o łącznej mocy cieplnej nominalnej powyżej 25 kW do 2000 kW powinny być instalowane w wydzielonych pomieszczeniach technicznych zlokalizowanych w piwnicy lub na poziomie terenu. Skład paliwa i żużlownia powinny być umieszczone w oddzielnych pomieszczeniach technicznych znajdujących się bezpośrednio obok pomieszczenia kotłów, a także mieć zapewniony dojazd dla dostawy paliwa oraz usuwania żużla i popiołu.

4. Kotły na olej opałowy o łącznej mocy cieplnej nominalnej do 30 kW mogą być instalowane w pomieszczeniach nieprzeznaczonych na stały pobyt ludzi, w tym również w pomieszczeniach pomocniczych w mieszkaniach, a także w innych miejscach, o których mowa w ust. 5.

5. Kotły na olej opałowy o łącznej mocy cieplnej nominalnej powyżej 30 kW do 2000 kW powinny być instalowane w wydzielonych pomieszczeniach technicznych, przeznaczonych wyłącznie do tego celu w piwnicy lub na najniższej kondygnacji nadziemnej w budynku lub w budynku wolno stojącym przeznaczonym wyłącznie na kotłownię.

6. Kotły na paliwo stałe lub olej opałowy o łącznej mocy cieplnej nominalnej powyżej 2000 kW powinny być instalowane w budynku wolno stojącym przeznaczonym wyłącznie na kotłownię.

7. W pomieszczeniu, w którym są zainstalowane kotły na paliwo stałe lub olej opałowy, znajdującym się nad inną kondygnacją użytkową, podłoga, a także ściany do wysokości 10 cm oraz progi drzwiowe o wysokości 4 cm powinny być wodoszczelne. Warunek wodoszczelności dotyczy również wszystkich przejść przewodów w podłodze oraz w ścianach do wysokości 10 cm.

8. Maksymalne, łączne obciążenie cieplne, służące do określania wymaganej kubatury pomieszczenia, w którym będą zainstalowane kotły o mocy do 2000 kW, na olej opałowy, nie może być większe niż 4650 W/m³.

9. Kubatura pomieszczenia z kotłami na olej opałowy, o którym mowa w ust. 6, powinna być określona indywidualnie z uwzględnieniem wymagań technicznych i technologicznych, a także eksploatacyjnych.

10. Wysokość pomieszczenia, w którym instaluje się kotły na olej opałowy nie może być mniejsza niż 2,2 m, a kubatura nie mniejsza niż 8 m³.

11. W pomieszczeniu, w którym zainstalowane są kotły na paliwo stałe lub olej opałowy, powinien być zapewniony nawiew niezbędnego strumienia powietrza dla prawidłowej pracy kotłów z mocą cieplną nominalną, a także nawiew i wywiew powietrza dla wentylacji kotłowni.

12. Odprowadzenie spalin z kotłów na olej opałowy powinno spełniać wymagania dla urządzeń gazowych określone w § 174 ust. 1, 2, 5, 8 i 10.

§ 137. [Magazynowanie oleju opałowego] 1. Magazynowanie oleju opałowego o temperaturze zapłonu powyżej 55^oC może się odbywać w bezciśnieniowych, stałych zbiornikach naziemnych i podziemnych przy budynku lub w przeznaczonym wyłącznie na ten cel pomieszczeniu technicznym w piwnicy lub na najniższej kondygnacji nadziemnej budynku, zwanym dalej "magazynem"; oleju opałowego.

2. Pojedyncze zbiorniki lub baterie zbiorników w magazynach oleju opałowego w budynku powinny być wyposażone w układ przewodów do napełniania, odpowietrzania i czerpania oleju oraz w sygnalizator poziomu napełnienia, przekazujący sygnał do miejsca, w którym jest zlokalizowany króciec do napełniania.

3. W baterii zbiorników w magazynie oleju opałowego w budynku wszystkie zbiorniki powinny być tego samego rodzaju i wielkości, przy czym łączna objętość tych zbiorników nie powinna przekraczać 100 m³.

4. W magazynie oleju opałowego powinna być wykonana, na części lub całości pomieszczenia, izolacja szczelna na przenikanie oleju w postaci wanny wychwytującej, mogącej w przypadku awarii pomieścić olej o objętości jednego zbiornika.

5. Dopuszcza się w pomieszczeniu, w którym są zainstalowane kotły na olej opałowy, ustawienie zbiornika tego oleju o objętości nie większej niż 1 m³ pod warunkiem:

1) umieszczenia zbiornika w odległości nie mniejszej niż 1 m od kotła,

2) oddzielenia zbiornika od kotła ścianką murowaną o grubości co najmniej 12 cm i przekraczającą wymiary zbiornika co najmniej o 30 cm w pionie i o 60 cm w poziomie,

3) umieszczenie zbiornika w wannie wychwytującej olej opałowy.

6. Wanna wychwytująca, o której mowa w ust. 4 i 5 pkt 3, nie jest wymagana w przypadku stosowania zbiorników oleju opałowego o konstrukcji uniemożliwiającej wydostawanie się oleju na zewnątrz w przypadku awarii, w tym typu dwupłaszczowego.

7. Magazyn oleju opałowego powinien być wyposażony w:

1) wentylację nawiewno-wywiewną zapewniającą od 2 do 4 wymian powietrza na godzinę,

2) okno lub półstałe urządzenie gaśnicze pianowe.

8. W magazynie oleju opałowego może być stosowane wyłącznie centralne ogrzewanie wodne.

9. Stosowane do magazynowania oleju opałowego zbiorniki, wykładziny zbiorników oraz przewody wykonane z tworzywa sztucznego powinny być chronione przed elektrycznością statyczną, zgodnie z warunkami określonymi w Polskich Normach dotyczących tej ochrony.

§ 138. [Wymiana instalacji] Obudowa przewodów instalacji ogrzewczej powinna umożliwiać wymianę instalacji bez naruszania konstrukcji budynku.

§ 139. [Ochrona przed zamarzaniem] Elementy wodnych instalacji ogrzewczych, narażone na intensywny dopływ powietrza zewnętrznego w zimie, powinny być chronione przed zamarzaniem i mieć, w miejscach tego wymagających, izolację cieplną, zabezpieczającą przed nadmiernymi stratami ciepła.

§ 118. [Instalacja ciepłej wody] 1. Instalacja ciepłej wody powinna być zaprojektowana i wykonana w taki sposób, aby ilość energii cieplnej potrzebna do przygotowania tej wody była utrzymywana na racjonalnie niskim poziomie.

2. Urządzenia do przygotowania ciepłej wody instalowane w budynkach powinny odpowiadać wymaganiom określonym w przepisie odrębnym dotyczącym efektywności energetycznej.

§ 119. [Podgrzewanie wody] W budynkach, w których do przygotowania ciepłej wody korzysta się z instalacji ogrzewczej, należy w okresie przerw w jej działaniu zapewnić inny sposób podgrzewania wody.

§ 120. [Ciepła woda] 1. W budynkach, z wyjątkiem jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepłej wody powinien być zapewniony stały obieg wody, także na odcinkach przewodów o objętości wewnątrz przewodu powyżej 3 dm³ prowadzących do punktów czerpalnych.

2. Instalacja ciepłej wody powinna zapewniać uzyskanie w punktach czerpalnych temperatury wody nie niższej niż 55^oC i nie wyższej niż 60^oC, przy czym instalacja ta powinna umożliwiać przeprowadzanie jej okresowej dezynfekcji termicznej przy temperaturze wody nie niższej niż 70^oC.

3. Izolacja cieplna przewodów instalacji ciepłej wody, w których występuje stały obieg wody, powinna zapewnić spełnienie wymagań określonych w ust. 2 i § 267 ust. 8.

4. Instalacja ciepłej wody powinna mieć zabezpieczenie przed przekroczeniem, dopuszczalnych dla danych instalacji, ciśnienia i temperatury, zgodnie z wymaganiami Polskiej Normy dotyczącej zabezpieczeń instalacji ciepłej wody.

5. W armaturze mieszającej i czerpalnej przewód ciepłej wody powinien być podłączony z lewej strony.

§ 121. [Urządzenia do pomiaru ciepła] 1. W budynku mieszkalnym wielorodzinnym, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej należy stosować urządzenia do pomiaru ilości ciepła lub paliwa zużywanego do przygotowania ciepłej wody.

2. W budynku mieszkalnym wielorodzinnym do pomiaru ilości zimnej i ciepłej wody, dostarczanej do poszczególnych mieszkań oraz pomieszczeń służących do wspólnego użytku mieszkańców, należy stosować zestawy wodomierzowe, zgodnie z wymaganiami Polskich Norm, o których mowa w § 115 ust. 1.

3. W zespołach budynków mieszkalnych wielorodzinnych, zaopatrywanych w ciepłą wodę ze wspólnej kotłowni lub grupowego węzła ciepłowniczego, urządzenie do pomiaru ilości ciepła lub paliwa zużywanego do przygotowania ciepłej wody może być umieszczone poza tymi budynkami, jeżeli w budynkach tych są zastosowane zestawy wodomierzowe, o których mowa w ust. 2.

Zadaniem instalacji ogrzewczych jest utrzymanie wymaganej temperatury wewnątrz pomieszczeń w chłodnych okresach roku. Instalacje te powinny zapewniać warunki cieplno-fizjologiczne odpowiednie dla człowieka oraz wynikające ze sposobu wykorzystania pomieszczeń.

Ogrzewanie pomieszczeń wpływa na dwie temperatury istotne z punktu widzenia samopoczucia człowieka: temperatury powietrza i tzw. temperaturę promieniowania, czyli średnią temperaturę otaczających powierzchni (ścian, okien, grzejników). Te dwie temperatury stanowią podstawowe parametry komfortu cieplnego w ogrzewanym pomieszczeniu.

Regulacja i utrzymanie pozostałych parametrów komfortu cieplnego (zdrowego klimatu w pomieszczeniu), takich jak: wilgotność, czystość i intensywność ruchu powietrza w ciągu całego roku oraz chłodzenie powietrza w okresie letnim, możliwe jest tylko przy zastosowaniu klimatyzacji pomieszczeń. W przypadku instalacji grzewczych te parametry są zmienne i ściśle zależą od zewnętrznych warunków klimatycznych.

Parametry kształtujące komfort cieplny i temperatura odczuwalna

Ogólne określenie parametrów nie jest jednoznaczne, ponieważ niezależnie od parametrów fizycznych otoczenia, na odczucie komfortu cieplnego przez człowieka mogą mieć wpływ takie czynniki jak: ubranie, wiek, stan zdrowia, itp.

Podstawowe parametry charakteryzujące środowisko pod względem cieplnym:

- temperatura powietrza;
- prędkość przepływu powietrza wokoło człowieka;
- temperatura promieniowania (wynikowa) rozumiana jako średnia temperatura powierzchni przegród i przedmiotów w pomieszczeniach, będących w zasięgu „widzenia cieplnego” powierzchni ciała ludzkiego;
- wilgotność powietrza.

Wymagania higieniczne

Dla zapewnienia właściwego mikroklimatu dla ludzi przebywających w danym pomieszczeniu należy utrzymać wymagana temperaturę (PN-82/B-02402), niezależne od temperatury zewnętrznej (PN-82/B-02403) oraz doprowadzić odpowiednią ilość powietrza świeżego (PN-83/B-03430).

Powietrze zewnętrzne napływa przez nieszczelności drzwi i okien, zaś usuwane jest kanałami wentylacji wyciągowej (grawitacyjnej lub mechanicznej). W związku z tym w bilansie cieplnym pomieszczenia należy przewidzieć odpowiednią ilość ciepła do podgrzania powietrza wentylacyjnego, jak również na pokrycie strat ciepła przenikającego przez przegrody zewnętrzne (PN-95/B-03406).

Wymagania stawiane instalacjom ogrzewczym

Nowoczesne instalacje ogrzewcze powinny:

- zapewniać równomierny, przestrzenny rozkład temperatury odczuwalnej w pionie, poziomie i czasie (stan równowagi pomiędzy ciepłem wydzielanym przez człowieka i wewnętrznymi zyskami ciepła a stratami ciepła pomieszczenia);
- umożliwiać regulację temperatury odczuwalnej w zależności od indywidualnych upodobań użytkowników;
- zapewniać odpowiedni mikroklimaty wnętrz;
- być wyposażone w grzejniki estetyczne i łatwe do czyszczenia;
- być trwałe i charakteryzować się niskimi kosztami eksploatacji;
- zapewniać indywidualne rozliczanie kosztów zużytego ogrzewania;
- być możliwe najmniej uciążliwe dla środowiska.

Termodynamiczne, ekologiczne i eksploatacyjne aspekty stosowania kotłów kondensacyjnych i niskoemisyjnych oraz nowoczesne rozwiązania w technice ogrzewania (cz. I)

Dbałość o stan otaczającego środowiska, powinno być obowiązkiem każdego człowieka. Współczesna cywilizacja przemysłowa zorganizowana tak, jak obecnie, koliduje z systemem ekologicznym Ziemi i atmosfery, stanowiąc zagrożenie dla człowieka. W ostatnich latach odbył się Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro (1992 r.) oraz Szczyt Klimatyczny w Kioto (1997 r.).

Konferencje te były w rzeczywistości bardziej deklaracjami dobrych intencji, niż konkretnych działań. Na skutek opieszałości sprawców tego stanu, czyli państw najwyżej rozwiniętych, na świecie nie nastąpił dotychczas przełomowy postęp w zakresie wdrażania ekorozwoju. Sytuacja jest nawet gorsza niż przed 5. laty. Ostatnie analizy wykazują, że Ziemia zbliżyła się do granicy zdolności przetwarzania i składowania odpadów powstających w postindustrialnych społeczeństwach.

Na przestrzeni ostatnich 100 lat można zauważyć narastanie skutków efektu cieplarnianego i tzw. „ „dziury ozonowej”. Topnieją lodowce powodując wzrost poziomu morza, a w czasie ostatniego półwiecza temperatura atmosfery i wody morskiej wzrosła o 0,5K. Z symulacji komputerowych wynika, że za 100 lat temperatura atmosfery wzrośnie o ok. 3°C. Oznacza to olbrzymie zmiany klimatu podobne do tych sprzed 100 000 lat, gdy w Europie panowały warunki zbliżone do tropikalnych. Spowoduje to rozszerzenie stref suszy, katastrofalny spadek plonów na południu, a także rozszerzenie się na północ chorób tropikalnych. Meteorolodzy przepowiadają możliwość powstania supercyklonów, które mogą dosięgnąć Europy powodując znacznie większe zniszczenia od tych, które w latach 1990 i 1993 spustoszyły niektóre obszary Niemiec i Francji. Wzrost temperatury atmosfery spowoduje podgrzanie wody w górnych warstwach oceanów. Wywoła to wiele istotnych zmian, a m.in. zmniejszenie masy lodu na morzach, podwyższenie poziomu wody w morzach, powstanie strumienia dyfuzji CO₂ z oceanów do atmosfery, zmniejszenie pionowego przemieszania wód w oceanach i przesunięcia ekosystemów w kierunku biegunów. Obliczono, że podwyższenie temperatury wierzchniej (1000 metrowej) warstwy wodnej o 5°C, doprowadziłoby do podniesienia poziomu morza o 1 m wskutek zwiększenia się objętości wody. Taki przyrost temperatury wód oceanów spowoduje zwiększenie ciśnienia cząstkowego CO₂ w wodzie o ok. 30%. Po osiągnięciu warunków równowagi z atmosferą, co może trwać kilka lat, zawartość CO₂ w powietrzu zwiększy się o ok. 17%.

To silne zaakcentowanie skutków emisji gazów cieplarnianych (głównie CO₂) nie umniejsza problemu negatywnego oddziaływania pozostałych, szkodliwych emisji towarzyszących konwersji energii (pyły, freony, tlenki azotu itp.). Problematyka wpływu halogenowych związków węgla (freonów) stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła, a także w technologiach chemicznych, na potęgowanie efektu cieplarnianego i degradację warstwy ozonowej Ziemi budzi wciąż wiele komentarzy i dyskusji. Obecnie do oceny tego wpływu używane są cztery wskaźniki:

• GPW (Global Warming Potential) - odniesiony do CO₂, który charakteryzuje się względnie małym potencjałem,

• HGWP (Halocarbon Global Warming Potential) - charakteryzujący zdolność czynnika do tworzenia efektu cieplarnianego (w odniesieniu do R11; HGWPR11 = 1),

• ODP (Ozone Depletion Potential) - charakteryzujący wpływ danej substancji na intensywność rozkładu ozonu (w odniesieniu do R11; ODPR11 = 1),

• TEWI (Total Equivalent Warming Impact) - charakteryzuje wpływ substancji na tworzenie efektu cieplarnianego spowodowany bezpośrednią jej emisją do atmosfery oraz pośrednią emisją CO₂ w procesie produkcji energii elektrycznej zużywanej do napędu urządzenia chłodniczego lub pompy ciepła.

Dwutlenek węgla (CO₂) ma mały wskaźnik GWP = 1, jednak na skutek emisji do atmosfery jego ogromnej masy, CO₂ przyczynia się w ponad 50% do powstawania obecnego, globalnego „efektu cieplarnianego". Natomiast tzw. gazy śladowe, czyli związki węgla typu CFC i HCFC, mimo ich małego udziału masowego w atmosferze, przyczyniają się aż w 25% w tworzeniu tego zjawiska. Na przykład GWPR12 = 7300, przy czym główną przyczyną tak dużej wartości wskaźnika jest bardzo długi czas rozpadu tego związku (t = 120 lat). Najbardziej uciążliwymi dla środowiska są procesy konwersji energii, w wyniku których powstają odpady zanieczyszczające powietrze, wodę oraz glebę. Szczególnie niebezpieczne są procesy paliw, przy czym emitowane produkty spalania wywołują nieodwracalne zmiany przyrodnicze i klimatyczne oraz straty ekonomiczne stanowiące kilkanaście procent dochodu narodowego. Szkodliwe produkty emitowane są zarówno przez bloki energetyczne, jak i komunalne kotłownie osiedlowe i wbudowane oraz niskosprawne paleniska domowe. Nie należy również zapominać o negatywnym oddziaływaniu motoryzacji (No_x, metale ciężkie), a także przemysłowych procesów technologicznych. W tym miejscu należy stwierdzić, że Polska ze swoją monokulturą węglową (97% energii uzyskiwanej jest ze spalania węgla), należy do grona największych, w stosunku do swego potencjału produkcyjnego, emitorów zanieczyszczeń, zwłaszcza dwutlenku węgla. Dotyczy to również energetyki komunalnej (ogrzewanie, wentylacja, przygotowanie c.w.u.), która jest poważnym odbiorcą energii bezpośredniej.

Charakterystyka współczesnych systemów zaopatrzenia w ciepło na potrzeby ogrzewania i przygotowania c.w.u.

Obecnie podstawowym źródłem ciepła na potrzeby ogrzewania zarówno miejscowego, jak i scentralizowanego są procesy spalania paliw, przy czym szacuje się, że do ogrzewania budynków mieszkalnych biurowych zużywa się prawie połowę energii wytwarzanej w świecie z paliw organicznych. Ogrzewanie budynków za pomocą ciepła uzyskiwanego przy bezpośrednim spalaniu paliw w kotłach odznacza się niezwykle niską sprawnością termodynamiczną, wynoszącą zaledwie 5,5÷7,5%. Wprawdzie w coraz większym zakresie stosowane są paliwa płynne (gaz, olej opałowy) umożliwiające automatyzację procesów spalania oraz ich prowadzenie w sposób nie powodujący nadmiernego zanieczyszczenia środowiska, to jednak nie wpływa to znacząco na wartość wskaźnika sprawności termodynamicznej procesu.
Proces spalania jest to reakcja chemiczna łączenia się palnych składników paliwa (węgla C, wodoru H2, siarki S2, tlenku węgla CO) z tlenem zawartym w powietrzu; reakcji tej towarzyszy wydzielanie się ciepła oraz, w zależności od rodzaju paliwa, stałych (popiół, żużel, pyły) oraz gazowych (dwutlenek węgla CO₂, dwutlenek siarki SO₂, para wodna H₂O, tlenek węgla CO, związki azotu oraz benzo-alfa-piren BaP w EC) produktów spalania.

W tablicy 1-1 podano charakterystyczne wielkości porównawcze dotyczące spalania węgla, gazu ziemnego GZ-50 oraz oleju opałowego EKOTERM w kotle grzewczym o małej mocy, a w tabl. 1-2 wielkości jednostkowej emisji do atmosfery substancji szkodliwych w odniesieniu do 1GJ ciepła wytworzonego w kotle. Na podstawie danych z tabl. 1-2 można stwierdzić, że pomijając emisję CO₂ (efekt cieplarniany) emisja zanieczyszczeń z kotłów gazowych i olejowych jest ponad dziesięciokrotnie mniejsza niż z kotłów węglowych. Jakość energetyczną paliw charakteryzuje ciepło spalania oraz wartość opałowa .

Tablica 1-1 Wielkości charakteryzujące spalanie różnego rodzaju paliw w kotle grzewczym w przeciętnych warunkach eksploatacyjnych.
Wielkość i jednostka mocy	Rodzaj paliwa
EKOTERM GZ-50	węgiel	olej opałowy	gaz ziemny
Wartość opałowa (MJ/kg)	26,0	42,7	-
(MJ/m^3)	-	-	36,0
Zawartość popiołu (%)	15	0	0
Zawartość siarki (%)	0,6	0,3	0
Zawartość CO2 w spalinach (%)	8,5	13,5	10,7
Zawartość CO w spalinach (%)	0,2	0,003	0,001
Zawartość SO2 w spalinach (%)	0,029	0,017	0
Zawartość tlenków azotu w spalinach (w przeliczeniu na NO2) (%)	0,03	0,014	0,005
Współczynnik nadmiaru powietrza	2,0	1,15	1,15
Jednostkowa objętość spalin suchych (m^3/kg)	4,34	12327	-
(m^3/m^3)	-	-	9,64
Zapylenie spalin (g/m^3)	3,14	0	0
Eksploatacyjna sprawność cieplna kotła (%)	60	80	80

Tablica 1-2 Emisja do atmosfery zanieczyszczeń w odniesieniu do 1 GJ ciepła wytwarzanego w kotle
Wielkość i jednostka mocy	Rodzaj paliwa
EKOTERM GZ-50	węgiel	olej opałowy	gaz ziemny
Jednostkowe zużycie paliwa (kg/GJ)	64,1	29,25	-
Jednostkowe zużycie paliwa (m^3/GJ)	-	-	34,76
Emisja CO2 (kg/GJ)	153,45	95,15	70,42
Emisja CO (kg/GJ)	0,013	0,013	6,004
Emisja SO2 (kg/GJ)	0,762	0,174	0
Emisja NO2 (kg/GJ)	0,566	0,103	0,035
Emisja pyłu1) (kg/GJ)	2,886	0	0
Łączna emisja zanieczyszczeń (kg/GJ)	159,962	95,440	70,459
Względna łączna emisja zanieczyszczeń w odniesieniu do kotła opalanego węglem (%)	100	59,7	44,0
Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń w stosunku do węgla (kg/GJ):
CO2	-	58,3	83,03
CO	-	2,285	2,294
SO2	-	0,588	0,762
NO2	-	0,463	0,531
pyłu	-	2,886	2,887
Łączne zmniejszenie emisji (kg/GJ)	-	64,522	89,503

Ciepło spalania Q_cc jest to ilość ciepła uzyskana przy całkowitym (wszystkie cząsteczki paliwa ulegają spalaniu) oraz zupełnym (produktami spalania są dwutlenki) spalania jednostki masy paliwa i ochłodzeniu produktów spalania do temperatury otoczenia, przy czym wykorzystane również zostaje ciepło skraplania pary wodnej znajdującej się w spalinach. Ponieważ temperatura spalin odpływających do otoczenia z urządzeń do wytwarzania ciepła jest na ogół wyższa niż temperatura skraplania pary wodnej (temperatura punktu rosy) techniczną wartość energetyczną paliwa charakteryzuje wartość opałowa Q_ir, która jest mniejsza od ciepła spalania o ciepło skraplania pary wodnej zawartej w spalinach.
Wartość opałowa = Ciepło spalania - Ciepło skraplania pary wodnej zawartej w spalinach.
Aby w paleniskach urządzeń do wytwarzania ciepła uzyskać całkowite i zupełne spalanie paliwa - powietrze, które jest nośnikiem tlenu, powinno być doprowadzone z pewnym nadmiarem. Stosunek rzeczywiście doprowadzonej ilości powietrza do spalania do ilości powietrza wynikającej ze wzorów teoretycznych nazywa się współczynnikiem nadmiaru powietrza.
Współczynnik nadmiaru powietrza l = Rzeczywista ilość powietrza do spalanlia Teoretyczna ilość powietrza do spalania
Pomiędzy wartością opałową i ciepłem spalania zachodzi relacja Q_ir = Q_cr - r (w + 9h) [1]
gdzie: r - ciepło skraplania pary wodnej (r = 2500 kJ/kg)
w - zawartość wilgoci w paliwie,
h - zawartość wodoru w paliwie.

Sprawność konwersji energii w tradycyjnym źródle ciepła, które stanowi kocioł grzewczy określa zależność:
nk = WZÓR [2]
gdzie: hk - sprawność cieplna kotla,
B - strumień masy (objętości) spalanego paliwa,
Q_ir - wartość opałowa paliwa
Q_u - użyteczna moc cieplna kotła

Wzór [2], definiujący sprawność cieplną, nie uwzględnia jakości ciepła, której wartość zależy od jego temperatury.
A zatem w kotle zachodzi konwersja wysokotemperaturowego ciepła powstającego przy spalaniu na średnio- lub niskotemperaturowe ciepło potrzebne do ogrzewania. Z punktu widzenia termodynamiki jest to gospodarka „rabunkowa", która ponadto przyczynia się do degradacji środowiska. Niekiedy sprawność cieplna kotła wyrażona jest wzorem:
hk = 1 - SS = 1 - (S_k + S_nz + S_nc + S_r) [3]
gdzie: SS - suma względnych strat cieplnych kotła,
S_k - względna strata kominowa (ilość ciepła odprowadzana ze spalinami do otoczenia odniesiona do ilości ciepła dostarczanego z paliwem),
S_nz - względna strata niezupełnego spalania,
S_nc - względna strata niecałkowitego spalania,
S_r - względne straty ciepła spowodowane wymianą ciepła elementów konstrukcyjnych kotła z otoczeniem.

Charakterystyka systemów grzewczych stosowanych w Polsce i ich wpływ na środowisko
Źródło ciepła Potrzeby bytowo-komunalne są w Polsce poważnym odbiorcą energii bezpośredniej. W r. 1990 udział sektora bytowo-komunalnego wynosił 51%. Struktura wytwarzania ciepła na potrzeby ogrzewania jest następująca:

• elektrociepłownie zawodowe 37%,

• elektrociepłownie i ciepłownie przemysłowe 7%,

• ciepłownie komunalne 10%, o kotłownie wbudowane 17,5%,

• ogrzewanie piecowe 28,5%.

Sumaryczne zużycie węgla kamiennego w sektorze bytowo-komunalnym wynosi ok. 42 mln ton. Spalanie takiej masy węgla związane jest z następującą roczną emisją zanieczyszczeń:
dwutlenek siarki SO₂ - 960 tys. t,
tlenki azotu NO_x - 180 tys. t,
tlenki węgla CO - 1 460 tys. t,
dwutlenek węgla CO₂ - 113 000 tys. t,
pyły - 740 tys. t.
W tabl. 1-5 podano wskaźniki emisji zanieczyszczenia w Polsce i Unii Europejskiej. Dane te wskazują na problemy, których rozwiązanie jest jednym z warunków przyjęcia naszego kraju do Unii Europejskiej.

Tablica 1-5 Wskaźniki emisji zanieczyszczeń powietrza Polska - Unia Europejska
	Pyły	SO2	NOx	CO2	CO
Emisja na 1 mieszkańca w kg/a
Polska	63,1	102,8	38,9	3301	84,2
U.E.	14,6	44,1	38,5	2651	142,6
Emisja na jedn. powierzchni w t/km^2
Polska	7,7	12,5	4,7	402	10,3
U.E.	1,1	4,6	4,6	364	13,3
Emisja na jedn. energii pierwotnej w kg/tpu
Polska	13,8	22,4	8,5	1029	18,5
U.E.	2,0	8,2	6,4	637	24,0

Możliwości zmniejszenia zużycia energii pierwotnej zawartej w paliwie do wytwarzania, przesyłania i użytkowania ciepła w systemie ciepłowniczym lub grzewczym, a tym samym poprawy stanu środowiska, wynikają z analizy ciągu przemian tworzących ten proces. Bowiem obieg energii w przyrodzie stanowi łańcuch złożony z ogniw (przemian energetycznych), w których począwszy od pierwszego ogniwa (na ogół źródło ciepła), energia z określoną sprawnością zaczyna przybierać postać coraz mniej użyteczną dla człowieka, aż w ostatnim ogniwie (instalacja odbiorcza - ogrzewane pomieszczenie, woda użytkowa) przyjmuje postać niskotemperaturowego ciepła, które jest rozpraszane w otoczeniu. W tym łańcuchu przemian następują bezpowrotne straty energii, lecz zawsze istnieją możliwości odzyskania jej części. A zatem na efektywność użytkowania energii można wpłynąć nie tylko podnosząc sprawność przemian zachodzących w urządzeniach wykorzystujących energię, ale także poprzez odpowiednie zagospodarowanie strat, które można nazwać energią odpadową. Tak więc racjonalizacja użytkowania paliw, ciepła i energii polega na osiąganiu coraz wyższej sprawności przemian energetycznych oraz na coraz bardziej efektywnym zagospodarowaniu energii odpadowej i pomniejszaniu jej strat. Granice podnoszenia sprawności przemian energetycznych oraz granice zagospodarowania energii odpadowej wyznaczają istniejące obecnie możliwości techniczne oraz ekonomiczna opłacalność ich wykorzystania.

Z rysunku 1-1 wynika, że zużycie energii pierwotnej E_p, koniecznej do uzyskania ciepła użytecznego w ilości Q_u- wyniesie:

E_p = WZÓR [4]
gdzie: hs - sprawność wytwarzania ciepła,
hp - sprawność przesyłania ciepła,
hu - sprawność (efektywność) wykorzystania ciepła,
hs - sprawność ogólna systemu ciepłowniczego lub grzewczego.

Analizując kolejne ogniwa systemów ciepłowniczych można stwierdzić, że nadmierne zużycie ciepła i energii w sektorze komunalno-bytowym spowodowane jest następującymi przyczynami:

• o niską sprawnością źródeł ciepła związaną m.in. z krajową bazą paliwową,

• malejącym udziałem gospodarki skojarzonej w pokrywaniu zapotrzebowania na ciepło,

• dużymi stratami przy przesyłaniu i dystrybucji ciepła,

• brakiem automatycznej regulacji dostawy i rozdziału ciepła,

• przestarzałymi rozwiązaniami instalacji wewnętrznych zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i materiałowym uniemożliwiającym stosowanie termostatycznych zaworów grzejnikowych, ciepłomierzy itp.,

• dużymi stratami ciepła przez przegrody zewnętrzne ogrzewanych budynków.

W przypadku kotłowni wbudowanych (lokalnych) sprawności wytwarzania ciepła w wyniku paliw stałych są znacznie niższe, lecz nie ma wówczas strat przesyłania ciepła, gdyż rurociągi przesyłowe są na ogół w budynkach.

Poniżej omówione zostaną podstawowe zabiegi umożliwiające racjonalizację wytwarzania i użytkowania ciepła oraz energii zarówno w obiektach już istniejących, jak i projektowanych. Wiadomości te ułatwią podjęcie decyzji o zakresie inwestycji modernizacyjnych oraz pozwolą na zrozumienie tendencji występujących w nowoczesnych systemach ciepłowniczych i grzewczych oraz instalacjach odbiorczych zmierzających do ograniczenia ich niekorzystnego wpływu na środowisko, a zatem zmniejszenia zużycia energii pierwotnej.

 

Techniczne rozwiązania systemów grzewczych w sektorze komunalno-bytowym.
W budownictwie rozproszonym źródła ciepła stanowią:
- piece grzewcze,
- kotły centralnego ogrzewania (węglowe, koksowe, olejowe i gazowe),
- ogrzewanie elektryczne.

W budownictwie wielorodzinnym, osiedlowym, rejonowym oraz systemach ciepłowniczych:
- kotłownie wbudowane (węglowe, koksowe, gazowe, olejowe),
- ciepłownie lokalne, osiedlowe lub rejonowe,
- elektrociepłownie zawodowe i przemysłowe.

Każde z wymienionych rozwiązań cechuje inna sprawność przemian energetycznych, począwszy od paliwa, aż do ciepła dostarczonego do odbiorcy. Średnie sprawności eksploatacyjne osiągane obecnie w kraju, przy różnych sposobach ogrzewania, przedstawiono w tablicy 1-8. Sprawność procesu energetycznego ma istotny wpływ na koszty wytwarzania, jak i na stan czystości środowiska.
Sprawność cieplna kotłowni opalanych paliwami stałymi, jak to wynika z tablicy 1-8, jest bardzo niska i nie przekracza na ogół 55%. Na tak niską sprawność tych kotłowni mają wpływ dwa czynniki:

• o rodzaj paleniska - w około 99% są to kotły przeznaczone do spalania koksu,

• zły stan techniczny kotłów oraz niski poziom obsługi.

Ze względu na lokalizację kotłownie te stanowią dużą uciążliwość dla otoczenia (tzw. problem niskiej emisji).

Tablica 1-8 Średnie sprawności eksploatacyjne źródeł ciepła pracujących dla potrzeb ciepłownictwa
Sposób ogrzewania		Sprawność
Piece indywidualne:	węglowe, tradycyjne, kaflowe	0,45-0,53
		węglowo-koksowe, stałopalne	0,60-0,65
		na olej lekki, stałopalne	0,70-0,75
		na gaz ziemny, stałopalne	0,80-0,85
		elektryczne, akumulacyjne	0,25-0,32
	Kotły mieszkaniowe etażowe:	koksowe	0,47-0,55
		na olej lekki	0,72-0,77
		na gaz ziemny	0,80-0,85
		elektryczne1)	0,25-0,32
	Kotły wbudowane:	opalane węglem	0,63-0,68
		opalane koksem	0,73-0,78
		opalane olejem lekkim	0,75-0,80
		opalane gazem ziemnym	0,78-0,83
	Ciepło sieciowe:	ciepłownie opalane węglem	0,63-0,68
		ciepłownie opalane olejem lekkim	0,73-0,78
		ciepłownie opalane gazem ziemnym	0,75-0,80
		elektrociepłownie opalane węglem	0,73-0,80
		elektrociepłownie opalane olejem ciężkim	0,75-0,80

Instalacje odbiorcze

W Polsce w przeważającej liczbie budynków wielorodzinnych stosowane są dwururowe ogrzewania wodne pompowe z rozdziałem dolnym i centralnym odpowietrzaniem do otwartego naczynia wzbiorczego. Piony prowadzone po ścianach odcinane są od poziomych przewodów rozprowadzających za pomocą dwóch zaworów. W górnej części piony są również odcinane zaworem od centralnej sieci odpowietrzającej. Przy grzejnikach, najczęściej żeliwnych członowych, montowane są zawory odcinające oraz kryzy dławiące nadmiar ciśnienia czynnego i stwarzające odpowiednią stateczność hydrauliczną instalacji. Zalecane parametry wody grzejnej wynoszą 95/70-85/70°C, przy czym najczęściej stosowane są parametry 90/70°C. W budownictwie jednorodzinnym rozproszonym stosowane są głównie wodne, dwururowe ogrzewania grawitacyjne, przeważnie z rozdziałem dolnym o parametrach 95/70°C. Instalacje te wyposażone są przede wszystkim w grzejniki członowe: żeliwne lub stalowe.

Ocena krajowych rozwiązań instalacji grzewczych

Można stwierdzić, że:

- źródła ciepła przystosowane są głównie do spalania paliw stałych; użytkowanie paliw stałych związane jest z pewnymi ograniczeniami technologicznymi i konstrukcyjnymi uniemożliwiającymi zwiększenie stopnia efektywności ich wykorzystania, głównie z powodu trudności z automatyzacją i regulacją procesów spalania. Ponadto konstrukcje eksploatowanych kotłów są przestarzałe, a spalanie paliw o niekontrolowanej jakości i niewłaściwym sortymencie jest przyczyną drastycznego obniżenia ich sprawności i zwiększenia emisji do otoczenia szkodliwych produktów spalania,

- materiałochłonność instalacji jest wyjątkowo duża (1,5-2 razy większa niż nowoczesnych instalacji c.o.); jest to spowodowane stosowaniem grubościennych grzejników żeliwnych i otwartych naczyń wzbiorczych z całym systemem rur towarzyszących, wykonywaniem sieci przewodów rozprowadzających czynnik grzejny i odpowietrzających z rur stalowych, niskosprawnymi wymiennikami ciepła i przestarzałymi rozwiązaniami dławnicowych pomp obiegowych, armatury itp.,

- budowane w Polsce systemy instalacji z pionowymi przewodami rozprowadzającymi (jedno mieszkanie zasilane jest z kilku pionów) uniemożliwiają stosowanie ciepłomierzy do pomiaru ilości zużywanego ciepła i obciążaniu odbiorców rzeczywistymi kosztami ogrzewania,

- brak urządzeń regulacyjnych jest przyczyną nadmiernego zużycia ciepła do ogrzewania; jedynym sposobem regulacji mocy cieplnej instalacji jest tzw. jakościowa regulacja centralna (w źródle ciepła) polegająca na zmianie temperatury wody zasilającej w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego. Taka regulacja nie uwzględnia wpływu czynników lokalnych (nasłonecznienia, wewnętrznych zysków ciepła - do ludzi, oświetlenia, urządzeń elektrycznych itp.), co w połączeniu ze zmiennym w czasie ciśnieniem grawitacyjnym jest przyczyną niewłaściwego rozdziału ciepła i w konsekwencji przegrzania lub niedogrzania pomieszczeń. Równocześnie odbiorca ciepła mający do dyspozycji jedynie ręczne, dławnicowe zawory grzejnikowe o niewłaściwej charakterystyce hydraulicznej nie ma wpływu na działanie instalacji c.o.,

- stopień niezawodności działania instalacji jest niski. Jest to spowodowane niską jakością materiałów i urządzeń instalacyjnych (głównie pomp i armatury), jak również niewłaściwą eksploatacją polegającą na częstym uzupełnianiu ubytków wody instalacyjnej nieuzdatnioną wodą (najczęściej wodociągową). Woda ta przyspiesza proces korozyjnego niszczenia sieci przewodów oraz powoduje zmianę ich charakterystyki hydraulicznej z powodu wytrącania się kamienia wodnego i innych zanieczyszczeń. Ponadto gazy powstające w procesie odgazowania wody mogą być źródłem zakłóceń w obiegu wody grzejnej (przy niewłaściwym odpowietrzeniu instalacji).

Głównymi przyczynami ubytków wody w instalacjach c.o. są: odparowanie z powierzchni otwartego naczynia wzbiorczego, przecieki przez dławnice zaworów i pomp obiegowych, przelewanie przez rurę przelewową przy niewłaściwej pracy pompy obiegowej. Bezpośrednim skutkiem takich rozwiązań instalacji c.o. jest nadmierne zużycie ciepła i energii. Pomijając sprawę niedostatecznej izolacyjności cieplnej przegród budowlanych w Polsce roczne zużycie ciepła do ogrzewania 1 m² pow. uż. mieszkania wynosi ok. 240-360 kWh, podczas gdy np. w Szwecji wynosi ono, łącznie z przygotowaniem c.w.u. ok. 120-140 kWh/m² p.u.a. A zatem istnieją w Polsce bardzo duże możliwości oszczędności ciepła zużywanego na potrzeby ogrzewania. Dotyczy to zarówno budynków nowych, jak i obiektów istniejących, gdzie ze względu na ich wielokrotnie większą liczbę w stosunku do tych, które zostaną zbudowane w najbliższych latach można uzyskać oszczędności mające istotny wpływ na bilans paliwowo-energetyczny kraju.

---