Zapotrzebowanie na ciepło

Moc źródła ciepła i jego wielkość ustalamy w zależności od zapotrzebowania na ciepło niezbędnego do ogrzania danego pomieszczenia lub całego budynku. Dotyczy to urządzeń każdego typu i bez względu na rodzaj używanego paliwa (nośnik energii).

Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania w całości nowego domu należy obliczyć bardzo precyzyjnie. W przypadku, gdy kominek stanowi jedynie dodatkowe źródło ciepła, wystarczy uproszczona metoda obliczeń. Zapotrzebowanie to wynika z zasad fizyki, dotyczących przenikania i wymiany ciepła przez wszystkie przegrody budowlane oraz cyrkulacji powietrza w budynku.

Po pierwsze, należy więc obliczyć straty spowodowane przenikaniem na zewnątrz ciepła przez ściany, stropy, dach, drzwi i okna domu. Następnie wyliczamy straty spowodowane przepływem i infiltracją powietrza – tzw. straty wentylacyjne. Suma obu tych wielkości strat stanowi obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku. Określa się je w watach (W) na metr kwadratowy powierzchni podłogi. Dokładna metoda kalkulacji zapotrzebowania na ciepło jest skomplikowana i zależy od wielu czynników. Przenikanie ciepła przez przegrodę budowlaną uzależnione jest głównie od współczynnika przewodności cieplnej A materiału, z którego jest ona wykonana. Natomiast do obliczenia współczynnika przenikania ciepła k przez przegrody zewnętrzne niezbędne są ponadto dane o konstrukcji i grubości tych przegród.

Przy wyliczeniu sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku wg normy PN-B-02025:1999 musimy dokładnie uwzględnić wszystkie straty ciepła. Będzie to więc jego przenikanie przez ściany zewnętrzne i dach lub stropodach, a także przez okna, drzwi zewnętrzne, strop nad piwnicą nieogrzewaną i przez ściany stykające się z gruntem w piwnicy ogrzewanej.

Bardzo istotne dla tych obliczeń będą ponadto:

  • kształt całego budynku, w tym również stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury,
  • rodzaj zabudowy – czy jest to dom wolnostojący. czy np. w zabudowie szeregowej,
  • usytuowanie budynku, jego ścian, okien i poszczególnych pomieszczeń – względem stron świata, a także sposób posadowienia budynku (z podpiwniczeniem lub bez niego).

Musimy także uwzględnić zyski ciepła, wynikające głównie z promieniowania słonecznego wpadającego przez okna i szklane powierzchnie oraz tzw. wewnętrzne zyski ciepła.

Te wszystkie wielkości należy wziąć pod uwagę w obliczeniach, aby w efekcie uzyskać podstawę do ustalenia typu i mocy urządzeń grzewczych. Może to być kocioł do ogrzewania wodą pod niskim ciśnieniem, opalany paliwem stałym. Możemy wykorzystać również urządzenie systemu zamkniętego opalane gazem lub olejem opałowym. Alternatywę stanowi piec kaflowy do ogrzewania jednego lub kilku pomieszczeń ciepłym powietrzem rozprowadzanym na jednej lub kilku kondygnacjach. Można go opalać w dwojaki sposób: paliwem stałym i wymiennie olejem opałowym lub gazem.

Profesjonalny tok obliczeń

Dokładne obliczenia zapotrzebowania na ciepło mogą wykonać tylko fachowcy. Jest to niezbędne wówczas, gdy w istniejącym już budynku konstruuje się nową instalację grzewczą lub gdy należy określić zapotrzebowanie niezbędne do ogrzania nowego domu. Nie dotyczy to pojedynczych pomieszczeń, niezależnie od rodzaju źródła ciepła i nośnika energii.

Ogrzewanie pojedynczego pokoju będzie zawsze ogrzewaniem dodatkowym, które współpracuje z właściwą instalacją centralnego ogrzewania. Powinno ono zapewniać dostateczne podgrzanie pomieszczenia w okresach przejściowych, gdy instalacja centralnego ogrzewania jest wyłączona, bądź podgrzewać tylko wodę użytkową.

Niewłaściwe ustalenie mocy urządzenia grzewczego może spowodować:

  • w przypadku zamontowania urządzenia o zbyt dużej mocy – nadmierne zużycie paliwa,
  • w przypadku zamontowania urządzenia o zbyt małej mocy – pomieszczenie nigdy nie będzie wystarczająco ogrzane.

Zapotrzebowanie na ciepło jest daną bazową, gdy trzeba dokładnie określić potrzebną moc paleniska.

Sposób określenia nominalnej mocy cieplnej paleniska polega na analizie podstawowych czynników determinujących warunki, w jakich znajduje się pomieszczenie. Są to m.in. warunki klimatyczne, położenie pomieszczenia w budynku, izolacyjność cieplna ścian itp.. Na tej podstawie przyporządkowuje się pomieszczenie do jednej z 3 grup: I – o korzystnych, II – o mało korzystnych, III – o niekorzystnych warunkach cieplnych.

W podobny sposób doradza się klientom np. w punktach sprzedaży pieców kominkowych oraz wkładów i kaset kominkowych. Fachowych sprzedawców interesuje jednak także kubatura pomieszczenia, które ma być ogrzewane oraz to czy kupowane urządzenie grzewcze będzie podstawowym źródłem ciepła, czy tylko dodatkowym.