Ogrzewanie gazowe

Ogrzewanie gazowe jest marzeniem chyba każdego, kto dotychczas posiadał np. tradycyjny kocioł na paliwo stałe. Świadomość posiadania prostego, bezobsługowego wręcz układu, w którym główną rolę odgrywa wyłącznie piec i sieć odprowadzająca spaliny, jest bardzo kusząca. Niemniej, jak to w przypadku takich układów bywa, sprawa w rzeczywistości jest bardziej skomplikowana. Koszt jednego metra sześciennego gazu i wydajność pieca to dwie wartości, które są podstawą obliczenia wydatków związanych z ogrzewaniem wnętrza gazem. Ogrzewanie gazowe jako system to nie tylko paliwo i piec, lecz również szereg innych rozwiązań, które warto przemyśleć (również pod kątem inwestycyjnym). Z oczywistych powodów uwagę Inwestora przyciąga gaz, który jest stosunkowo tani i bardzo wydajny.

Dominującym rozwiązaniem w dzisiejszym budownictwie jednorodzinnym jak i przemysłowym są kotły gazowe wykorzystujące zjawisko kondensacji, czyli kotły kondensacyjne. Jak sama nazwa wskazuje urządzenia są tak zbudowane, aby odzyskiwały ciepło ze spalin i schładzały je do bardzo niskich wartości w zakresie nawet 30-40oC powodując wykroplenie pary wodnej i odzyskanie maksymalnej ilości energii zawartej w spalinach aby później oddać ją w układ grzewczy. Kotły kondensacyjne uzyskują znacznie wyższe sprawności od kotłów tradycyjnych i tym samym ograniczają koszty ogrzewania wielkość emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Kotły kondensacyjne doskonale nadają się również do podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Rodzaje kotłów gazowych

Podstawową kwestią, wynikającą z faktu wyboru ogrzewania gazowego, jako podstawowej formy grzewczej, jest przeanalizowanie zalet i wad wszystkich dostępnych na rynku rodzajów kotłów gazowych. Podział ten uwzględnia kilka najważniejszych kryteriów, w tym podział ze względu na umiejscowienie kotła co, jego funkcjonalność, budowę i metodologię działania pieca co.

Podział kotłów gazowych

Wstępnie możemy dokonać podziału kotłów gazowych według czterech podstawowych kryteriów, tj. 1 - umiejscowienie i sposób instalacji kotła, 2 - funkcjonalność pieca, 3 - budowa z uwzględnieniem komory spalania, 4 - metodologia spalania opału.

Umiejscowienie kotła

Podział ze względu na umiejscowienie kotła gazowego: Sprawa jest bardzo prosta i pod tym względem rozróżniamy dwa rodzaje kotłów, w tym kotły gazowe stojące i kotły wiszące. Stojące piece co posiadają konstrukcję umożliwiającą usytuowanie ich na podłodze (posadowienie), a wiszące piece przeznaczone są do montażu na ścianie i wyposażone są w specjalne zawiesia, które umożliwiają zawieszenie kotła gazowego na specjalnych kotwach.

Funkcjonalność pieca

Podział ze względu na funkcjonalność kotła: Rozróżniamy dwa podstawowe rodzaje kotłów gazowych i tutaj mamy 2 rodzaje kotłów gazowych:

  • piece jednofunkcyjne,
  • kotły dwufunkcyjne.

Budowa kotła

Podział ze względu na budowę kotła co: Podział ten jest bardzo prosty i obejmuje kotły z otwartą komorą spalania oraz kotły z zamkniętą komorą spalania. Kotły te różnią się między sobą metodą działania wynikającą z budowy komory spalania i sposobem pobierania powietrza z otoczenia oraz technologią odprowadzania spalin.

Metodologia działania

Podział ze względu na metodologię działania pieca: Na chwilę obecną produkuje się dwa podstawowe rodzaje kotłów opalanych gazem ziemnym lub płynnym, tj. kotły gazowe tradycyjne oraz ich nowoczesne piece gazowe kondensacyjne. Główną cechą jaka wyróżnia kotły gazowe kondensacyjne na tle tradycyjnych pieców opalanych gazem jest ich wysoka sprawność przekładająca się na wysoką wydajność energetyczną kotłów kondensacyjnych.

Źródło powietrza kotłów gazowych

Kocioł kondensacyjny to urządzenie z zamkniętą komorą spalania, natomiast kocioł tradycyjny dostępne są z otwartą lub zamkniętą komorą spalania.

Zamknięta lub otwarta komora spalania określa sposób doprowadzenia powietrza do kotła.

W przypadku zamkniętej komory spalania kocioł może pobierać powietrze bezpośrednio z zewnątrz budynku np. przez rurę wyprowadzoną na zewnątrz przez ścianę zewnętrzna, z szachtu kominowego itp. Ogrzewając dom gazem ziemnym nie potrzebna jest wówczas wentylacja nawiewna pomieszczenia kotłowni, czyli kratka wentylacyjna w ścianie zewnętrznej budynku, przez którą powietrze z zewnątrz napływa do pomieszczenia kotłowni. Pomieszczenie, w którym znajduje się kocioł nie jest wychładzane przez zimne powietrze napływające do niego z zewnątrz. Co jest szczególnie istotne jeśli kocioł znajduje się np. w łazience.

Dodatkową zaletą kotła z zamkniętą komorą spalania jest brak możliwości przedostania się spalin do pomieszczenia kotłowni.

W przypadku otwartej komory spalania kocioł pobiera powietrze z pomieszczenia, w którym się znajduje. Wówczas odpowiednia ilość powietrza potrzebna do spalania powinna być doprowadzana przez kratkę w ścianie budynku.

Kocioł z zamkniętą komorą spalania – w kominie znajduje się tylko rura odprowadzająca spaliny. Przestrzenią między rurą spalinową a kominem pobierane jest powietrze z zewnątrz budynku do kotła.

Zamknięta komora spalania, powietrze z komina

Kocioł z zamkniętą komorą spalania podłączony do komina, w którym znajduje się rura odprowadzająca spaliny na zewnątrz budynku. Zainstalowana w kominie rura spalinowa o przekroju mniejszym od przekroju samego komina pozwala na równoczesne odprowadzanie gazów odlotowych z kotła i pobieranie powietrza za pośrednictwem pozostałej przestrzeni komina.

Kocioł z zamkniętą komorą spalania – odprowadzenie spalin i doprowadzenie powietrza do kotła odbywa się systemem tzw. rura w rurze, przez ścianę zewnętrzną budynku.

Zamknięta komora spalania, rura w rurze

Kocioł z zamkniętą komorą spalania, a gazy odlotowe odprowadzane przez ścianę zewnętrzną budynku za pośrednictwem rury o podwójnej ściance. Ten typ systemu nazywany potocznie rurą w rurze to rura odprowadzająca spaliny na zewnątrz budynku zainstalowana w rurze o odpowiednio większej średnicy pozwalającej na równoczesne odprowadzanie gazów odlotowych z kotła na zewnątrz oraz pobieranie powietrza z zewnątrz za pośrednictwem tylko jednej dziury w ścianie zewnętrznej budynku.

Kocioł z otwartą komorą spalania – w kominie znajduje się tylko rura odprowadzająca spaliny. Powietrze pobierane jest przez kocioł z pomieszczenia, w którym się znajduje.

Otwarta komora spalania, powietrze z pomieszczenia

Kocioł z otwartą komorą spalania pobiera powietrze z pomieszczenia, w którym został zainstalowany, a w kominie znajduje się tylko rura odprowadzająca spaliny. Przy kotłach gazowych z otwartą komorą spalania niezwykle ważnym jest dopływ powietrza z zewnątrz budynku do pomieszczenia, w którym zainstalowano tradycyjny kocioł gazowy.

Kocioł gazowy wiszący, a kocioł stojący

Wybór pomiędzy kotłem wiszącym, a stojącym nie ogranicza się wyłącznie do sposobu zaaranżowania wolnej przestrzeni w pomieszczeniu, który ów wybór warunkował. Sama konstrukcja pieca wiszącego musi być lżejsza od konstrukcji kotła stojącego, co nie powinno budzić żadnych wątpliwości. Różnicę pomiędzy kotłem gazowym wiszącym, a kotłem gazowym stojącym widać gołym okiem - choćby tylko na przykładzie gabarytów urządzenia. Nie wszystko jednak da się zobaczyć, a różnica między owymi kotłąmi to również zastosowanie innych elementów składowych i różnych materiałów, z których je wykonano.

Piece wiszące są z reguły wyposażone w stalowniki wymienniki ciepła, które ważą mniej, ale też są mniej trwałe w porównaniu do ich stojących odpowiedników. W tych drugich, wymiennik ma konstrukcję żeliwną, która owszem jest cięższa, ale też znacznie bardziej trwała, niż jej stalowa odmiana. Oczywiście podział ten nie jest uzależniony wyłącznie od tego, czy dany kocioł jest wiszący, czy stojący. Może się okazać, że również i kotły stojące będą posiadać wkłady stalowe. Dlatego przed zakupem tego urządzenia grzewczego, warto zapytać się, z czego są zbudowane poszczególne jego komponenty.

Kotły jedno, czy dwufunkcyjne?

Idea dwufunkcyjnego kotła gazowego polega na tym, że może on jednocześnie zagrzewać zarówno wodę użytkową, jak też wodę zamkniętą w układzie grzewczym. Jest on rozwiązaniem o wiele korzystniejszym, aniżeli klasyczny kocioł jednofunkcyjny. W tym przypadku, mamy bowiem do czynienia z urządzeniem, które potrafi zagrzać jedynie wodę. Kocioł jednofunkcyjny może zagrzewać również wodę użytkową, ale w takiej sytuacji konieczny będzie zakup dodatkowego zasobnika. W momencie, gdy temperatura wody w zasobniku spadnie, piec jednofunkcyjny przełączy się w tryb grzania wody użytkowej, wyłączając tym samym możliwość podgrzania wody wykorzystywanej do ogrzewania pomieszczeń.

Sama konstrukcja kotła to jednak nie wszystko. W rozwiązaniach dwufunkcyjnych, które są tańsze, niż ich jednofunkcyjne odpowiedniki z wbudowanym zasobnikiem, istnieje duże ryzyko odłożenia się kamienia. W dalszej perspektywie czasu, pokryty kamieniem wymiennik ciepła, będzie potrzebował coraz więcej energii, by skutecznie podgrzać wodę użytkową, bądź instalacyjną.

Piec otwarty, czy z zamkniętą komorą spalania?

Kolejnym kryterium, na podstawie którego dzielimy kotły gazowe, jest konstrukcja paleniska. Rozwiązania z otwartą komorą spalania pobierają powietrze z zewnątrz. Nie mogą one znajdować się w pomieszczeniach, których kubatura jest mniejsza, niż 8m3 (metra sześciennego). Powietrze pobierane z wnętrza pomieszczenia, powinno przechodzić przez otwór o średnicy co najmniej 200cm2 (centymetrów kwadratowych). Bardzo ważne jest również zainstalowanie odpowiedniego układu wentylacyjnego, który winien opierać się na rozwiązaniu grawitacyjnym. Pole przekroju kanału wentylacji, powinno być mniej więcej takie samo, jak pole przekroju kanału, którym powietrze jest doprowadzane do wnętrza pieca.

Alternatywnym rozwiązaniem dla tradycyjnych kotłów z otwartą komorą spalania gazu są piece z zamkniętą konstrukcją paleniska. W przeciwieństwie do swoich poprzedników, pobierają one powietrze z zewnątrz.  Można więc je stosować w pomieszczeniach, których kubatura wynosi minimum 6,5m3 (metra sześciennego). W skład tych obwodów, oprócz samego pieca, wchodzą również przewody powietrzno – spalinowe, a także kanał wentylacji grawitacyjnej, którego pole przekroju nie powinno być mniejsze, niż 200cm2 (centymetrów kwadratowych). Co ciekawe, w większości tych układów przepływ powietrza jest wymuszany przez dodatkowy wentylator.

Kocioł tradycyjny, czy kondensacyjny?

W klasycznych obwodach, ogrzewanie gazowe w domu opiera się na tradycyjnych piecach, wykorzystujących ciepło paleniska do podgrzewania wody. W przypadku pieców kondensacyjnych, zasada ta jest nieco inna, co jednak pozwala na uzyskanie znacznie wyższej sprawności kotła (nawet o kilkanaście procent). W piecach kondensacyjnych woda c.o. podgrzewana jest dodatkowo za pośrednictwem ciepła, wydzielanego podczas wykraplania się pary wodnej ze spalin.

Większość kotłów tradycyjnych ma otwarte palenisko, pobierające powietrze bezpośrednio z otoczenia.

Konstrukcja pieców kondensacyjnych jest inna i opiera się zawsze na paleniskach zamkniętych. Kotły kondensacyjne mają jednak jedną, istotną wadę. Polega ona na konieczności zabezpieczenia kanałów wentylacyjnych specjalnymi, antykorozyjnymi fartuchami ochronnymi. Powstające skropliny, które zamiennie nazywa się kondensatem, mają właściwości silnie korozyjne, co prowadzi do znacznie szybszego uszkodzenia a nawet zniszczenia przewodu kominowego.

Ogrzewanie gazem a rodzaj paliwa

Gazowe instalacje grzewcze w domu zasila się dwoma rodzajami paliwa: gazem ziemnym i LPG, czyli gazem pod dużym ciśnieniem, znajdującym się w ciekłym stanie skupienia. Obydwa rodzaje gazu pochodzą z tej samej rodziny węglowodorów. Co ciekawe, obydwie substancje różnią się pomiędzy sobą właściwościami fizykochemicznymi i metodą pozyskiwania. Ze względu na swój stan skupienia, gaz płynny jest około dwukrotnie cięższy od powietrza. Z kolei gaz ziemny aż czterokrotnie lżejszy od swojego płynnego odpowiednika. Właśnie dlatego, w przypadku rozszczelnienia się instalacji gazowej, nie osiada on w dolnych partiach domu, lecz rozprzestrzenia się po całej jego objętości. Gaz ziemny pozyskuje się bezpośrednio z wnętrza Ziemi. Najczęściej znajduje się on w bliskim sąsiedztwie złóż ropy naftowej. Transportuje się go w odpowiednich gazociągach, stąd też konieczność przyłączenia pieca do zewnętrznej sieci gazowej.

W przypadku gazu płynnego jest nieco inaczej. Pozyskiwany jest on podczas złożonych procesów obróbki ropy naftowej, bądź też z odwiertów na początkowym etapie ich eksploatacji. Ciśnienie wymagane do jego skroplenia jest relatywnie małe. W ten sposób, można w niewielkich butlach zmagazynować stosunkowo dużą ilość gazu. Dlatego też korzystanie z LPG wymaga zamontowania w bliskim sąsiedztwie domu odpowiednio dużej butli gazowej, za którą znajduje się zmniejszający ciśnienie reduktor, dzięki któremu skroplony gaz może ponownie ulec parowaniu.

Ogrzewanie gazowe – wady i zalety

Poniżej, krótka analiza korzyści i strat wynikająca z ogólnego ujęcia gazu jako materiału grzewczego.

Ogrzewanie gazowe zalety

Stosowanie gazu ziemnego, jako podstawowego paliwa do ogrzewania domu, jest stosunkowo tanie. Na finalną cenę zużytego paliwa wpływa również to, że jest ono spalane w sposób wydajny i efektywny, co jest możliwe dzięki ogólnemu wzrostowi sprawności kotłów gazowych. Nie bez znaczenia pozostaje również bezobsługowość takiego rozwiązania. Kotły gazowe nie wymagają z reguły zaawansowanych prac konserwatorskich i częstych napraw. Oszczędności te są jeszcze większe w przypadku pieców kondensacyjnych. Są one nawet dwukrotnie droższe od swych tradycyjnych odpowiedników. Niemniej, w porównaniu z nimi ich wydajność i sprawność są znacznie lepsze. Odzysk energii bezpośrednio uzyskanej bezpośrednio ze skraplania spalin może wynosić nawet kilkanaście procent. Widać to doskonale w katalogach kotłów kondensacyjnych, w których sprawność danego rozwiązania według producenta jest określana na poziomie około 110 – 115 procent.

Kotły gazowe są bezobsługowe

Najlepiej pod tym względem wyglądają rozwiązania spalające gaz ziemny. Jest on co prawda na stałe podłączony do pieca za pomocą rur i innych elementów instalacyjnych, ale jednocześnie właśnie dzięki temu, nie istnieje ryzyko wyczerpania paliwa w zbiorniku. Jeśli piec gazowy nie jest wyposażony w specjalne układy elektronicznej kontroli pracy, jego najistotniejszym elementem jest jedynie palnik, w którym znajduje się niewielki, metalowy element grzejny, pracujący jako zapalniczka. Ogranicza to ryzyko powstania skomplikowanych awarii, które mogłyby znacząco podwyższyć łączne koszty obsługi pieca.

Kolejną, wartą podkreślenia zaletą pieca gazowego, jest niska szkodliwość emitowanych przezeń spalin. Jeśli w piecu spalany jest gaz ziemny, jedynymi szkodliwymi substancjami usuwanymi przewodem kominowym są tlenki azotu. Oczywiście równie istotnym produktem reakcji spalania jest w tym przypadku woda, ale o tym pisaliśmy już wcześniej, w kontekście opisu pracy kotłów kondensacyjnych. Spalanie gazu nie powoduje powstania pyłu, popiołu a także jakichkolwiek innych pozostałości reakcji (poza wodą). Oznacza to, że nie trzeba go czyścić a jeśli zachodzi taka potrzeba, można go zainstalować również w pomieszczeniach użytkowych. W przypadku małych pieców wiszących, nie zachodzi więc konieczność przeznaczenia w tym celu osobnej kotłowni. Nie istnieje też potrzeba stworzenia osobnej przestrzeni dla opału, gdyż jest on doprowadzony specjalną siecią. Co ciekawe, w niektórych konfiguracjach konstrukcyjnych, montaż pieca gazowego nie wymaga zainstalowania komina.

Ogrzewanie gazowe wady

Niestety, ogrzewanie gazowe w domu ma również swoje wady. W porównaniu z innymi, mniej ekologicznymi paliwami, koszt ogrzewania gazem (w tym ziemnym) jest stosunkowo wysoki. Palenie węglem, bądź drewnem zawsze będzie bardziej opłacalne, zwłaszcza w kontekście bieżących kosztów ponoszonych na paliwo (o kosztach ekologicznych nie wspominamy). Pewną wadą ogrzewania gazowego jest również stosunkowo wysoki koszt montażu, wynikający z faktu podłączenia pieca do gazociągu. W połączeniu z dość znacznymi kosztami związanymi z zakupem pieca, łączna cena zamontowania takiego układu jest bardzo wysoka. Warto zauważyć, że jest to cecha wspólna dla wszystkich nowoczesnych układów grzewczych. Na zużycie energii duży wpływ ma sam kocioł.

Wybierając np. kotły działające w sposób tradycyjnie (niezależnie od rodzaju komory spalania), koszt wytworzenia 1kWh będzie wynosił 0.43 zł. Dla porównania, kotły kondensacyjne redukują powyższy koszt aż o 5 groszy, co w przeliczeniu na tak dużą liczbę kilowatogodzin, przedkłada się na znaczne oszczędności energii.

Czy warto przejść na ogrzewanie gazowe?

Czy „przejście” na ogrzewanie gazowe jest opłacalne? Czy warto w nie zainwestować kilkanaście a może nawet i kilkadziesiąt tysięcy złotych? Biorąc pod uwagę sytuację inwestora ze wstępu odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna. Owszem, ogrzewanie gazem jest opłacalne i wygodne, ale wymaga sporych nakładów w kontekście zmian konstrukcyjnych budynku. Trzeba również wziąć pod uwagę możliwe wahania cen gazu. Jeśli chodzi o pieniądze, to z pewnością gaz jest paliwem droższym, niż sprawdzony węgiel, bądź pellet. Niemniej, jego bezobsługowy i ekologiczny charakter to atuty, z którymi trudno się nie zgodzić.