Wstęp

Ciepło to energia, która przepływa od źródła cieplejszego do chłodniejszego. Najważniejszym czynnikiem decydującym o przepływie ciepła jest promieniowanie słoneczne. W okresie letnim ciepło przemieszcza się głównie do budynku, a zimą kierunek przepływu jest odwrotny. W północnej części Europy zimy są długie, a lato krótkie, a w południowej - na odwrót.

Poziom komfortu w budynku zależy od pory roku, pory dnia oraz tego, czy pomieszczenie jest w danej chwili ogrzewane, czy chłodzone. Nie bez znaczenia jest także aktywność ludzka, na przykład praca w ciągu dnia i sen w nocy. W domu największy udział energii pochłania ogrzewanie wnętrza. Wobec tego warto wiedzieć, jak przepływa powietrze, gdyż umożliwi to zmniejszenie zużycia energii i wykorzystywanie jej w sposób bardziej efektywny.

Energia cieplna może przepływać od obiektu ciepłego do chłodniejszego na trzy sposoby:

• kondukcja, kiedy ciepło jest fizycznie przewodzone przez powierzchnię, np. ścianę lub okno,
• konwekcja, gdy ciepło "odpływa" od źródła razem z przemieszczającym się powietrzem,
• promieniowanie, które polega na przenoszeniu ciepła przez fale cieplne, a pierwotnym źródłem promieniowania jest słońce.

Powyższe procesy przemieszczania się ciepła są uzależnione od różnicy temperatur między ciepłym a zimnym obiektem. Im jest ona większa, tym szybciej zachodzi wymiana ciepła.

Ilustracja procesów przemieszczania się ciepła

Proces ten jest oczywiście odwracalny: latem przepływ ciepła skierowany jest do wewnątrz, ponieważ na zewnątrz jest cieplej, niż w środku. Zimą, kiedy wewnątrz budynku jest cieplej, ciepło odpływa na zewnątrz. Celem odpowiedniej, pasywnie redukującej straty energii konstrukcji budynku jest ograniczenie obu dróg przemieszczania się ciepła powstającego na skutek promieniowania.

Rolą ocieplenia jest obniżenie tempa odpływu ciepła poprzez kondukcję. Otwieranie i zamykanie okien zmienia krążenie powietrza. Jeśli w oknie nie ma otworu wentylacyjnego, należy je otwierać na tyle, by umożliwić dopływ świeżego powietrza, ale jednocześnie uniknąć niepotrzebnej straty ciepła.

Ogrzewanie poprzez spalanie

Najpowszechniejszym źródłem ogrzewania jest gaz ziemny, który spalany jest w kotle. Ciepło przepływa do wymiennika, gdzie jest przekazywane do powietrza lub (częściej) wody. Ogrzana woda jest następnie rozprowadzana, na przykład, do grzejników, które oddają ciepło poprzez kondukcję do powietrza. Ogrzane powietrze krąży po pomieszczeniu na drodze konwekcji. Schłodzona woda przepływa z powrotem do kotła, gdzie jest ogrzewana ponownie.

Ropa naftowa, węgiel lub drewno, inne rodzaje gazów, a nawet biomasa mogą być wykorzystywane w kotłach innego typu, które spalając paliwo ogrzewają wodę w podobny sposób. Wybór paliwa zależy od jego dostępności i kosztu. Z punktu widzenia ograniczenia zmiany klimatu ważne jest uwzględnienie wydajności procesu spalania i powodowane przez nie zanieczyszczenie środowiska. Najczęstszą substancją zanieczyszczającą jest dwutlenek węgla, główny gaz odpowiedzialny za globalne ocieplenie. Inne substancje, które mogą być szkodliwe, to m.in. tlenek węgla i podtlenki azotu. Drewno i biomasa stanowią odnawialne źródła energii, a ropa i gaz powstawały na przestrzeni milionów lat i są zużywane w tempie szybszym, niż zachodzi ich tworzenie.

Ogrzewanie z wykorzystaniem energii elektrycznej

Energię elektryczną (potocznie: prąd elektryczny) także można wykorzystywać do ogrzewania domów. Nie jest potrzebny do tego komin, ponieważ energia dociera do domu przewodami i jest przekształcana w ciepło dzięki oporowi ogniwa elektrycznego. Bardziej wydajną techniką ogrzewania elektrycznego jest zastosowanie pompy ciepła, która kondensuje niskowartościową energię słoneczną zawartą w powietrzu, ziemi i wodzie. Energię elektryczną wykorzystuje się wtedy nie do wytwarzania ciepła, a do jego zagęszczania.

Pamiętaj, że prąd elektryczny jest jedynie nośnikiem energii, a wytwarza się go gdzie indziej! Na ogół te same paliwa, które wymieniono wyżej, są także używane do produkcji energii elektrycznej. Ten proces także prowadzi do zanieczyszczenia środowiska, tym razem przy centralnym źródle ciepła, a nie wokół pojedynczych domów.

Dystrybucja ciepła

W naszych domach ciepło jest na ogół rozprowadzane poprzez kaloryfery, które często umieszcza się pod oknami. Są one połączone przez system rur, które są tylko częściowo widoczne, a niekiedy całkiem ukryte w ścianach i podłogach. Inne sposoby ogrzewania to przepływ ciepłego powietrza przez kanały wentylacyjne i przepuszczanie wody przez rury znajdujące się pod podłogą.

Sam bojler może być niewielkim pojemnikiem ukrytym gdzieś w twoim domu lub mieszkaniu. Może to być także większy kocioł, znajdujący się w sąsiedztwie lub w twoim bloku, z którego ciepło jest rozprowadzane do otaczających domów.

Podstawowe informacje	Zastosowanie
Opłacalność	Dodatkowe informacje