Walka ze smogiem – rozwiązania projektowe

Coraz więcej gospodarstw domowych wymienia przestarzałe kotły węglowe na urządzenia o wyższej klasie czystości lub alternatywne źródła ciepła. To zasługa medialnej burzy wokół smogu, działań społecznych oraz wprowadzanych przez kolejne sejmiki wojewódzkie uchwał antysmogowych. Kontakt z pyłem smogowym działa drażniąco na drogi oddechowe, prowadzi do alergii i zaostrzenia objawów astmy. Co ważne, smog w swoim składzie posiada silne związki rakotwórcze. Dlatego w poniższym wpisie podpowiadam – jak walczyć ze smogiem oraz co możemy zrobić, aby ochronić nasz dom przed zanieczyszczonym powietrzem.

Czym jest smog?

Jakość powietrza w polskich miastach z każdym rokiem się pogarsza. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest smog, który powstaje w sezonie grzewczym. W środkach masowego przekazu głośno mówi się o tym, czym jest smog i jakie stwarza zagrożenia. To mieszanina szkodliwych związków chemicznych składających się z tlenków siarki, azotu, metali ciężkich, pyłu klasyfikowanego jako PM10 i PM 2,5. Cząsteczki pyłu PM 10 mają średnicę mniejszą niż 10 mikrometrów, to jedna piąta długości włosa. Takie cząsteczki mogą z łatwością przedostać się do naszego układu oddechowego, a dokładniej do oskrzeli. Zdecydowanie bardziej niebezpiecznie są cząsteczki pyłu PM 2,5 – te z kolei mogą trafić do płuc i krwioobiegu. Długotrwały kontakt z tym ostatnim, może skutkować chorobami układu oddechowego i krwionośnego. Dlatego smog jest szczególnie niebezpieczny dla dzieci, astmatyków, matek w ciąży czy osób starszych.

Wymiana przestarzałych kotłów węglowych

Głównym źródłem smogu są zanieczyszczenia pochodzące z domowych pieców opalanych głównie węglem, odpadami węglowymi, mokrym drewnem, a nawet śmieciami. Na wielkość emitowanych zanieczyszczeń ma również jakość opalanego węgla, które często jest złej jakości. Niestety w polskim ustawodawstwie nie mamy sprecyzowanych norm jakości węgla, takie rozporządzenie pozwoli ograniczyć sprzedaż węgla niewiadomego pochodzenia, wilgotnego o dużej zawartości siarki i popiołu. Według informacji podawanych przez Polską Zieloną Sieć – nieefektywna produkcja ciepła z domowych gospodarstw domowych odpowiada za emisję w 90 proc. rakotwórczego bezno(a)pirenu oraz w 50 proc. pyłów zawieszonych PM 10. Dlatego poprawa jakości powierza nie będzie możliwa bez uchwalenia norm jakościowych węgla wraz z selektywną wymianą bezklasowych kotłów węglowych.

Do walki ze smogiem jaki pierwszy stanął Sejmik Wojewódzka Małopolskiego, który wprowadził ustawę antysmogową – w myśl której, od 1 lipca 2017 r. nie można instalować kotłów na paliwo stałe o parametrach emisji gorszych od tych – uchwalonych w unijnym rozporządzeniu w sprawie ekoprojektu (Rozporządzenie Komisji (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r.). Dlatego osoby, które budują nowy dom lub przeprowadzają wymianę kotła – spośród kotłów opalanych paliwem stałym mogą wybierać wyłącznie te, spełniające wymagania powyższej dyrektywy. Tego typu kotły w ofercie producentów sygnowane są logotypem np. ECO DESIGN.

W związku z uchwaloną ustawą antysmogową, na terenie małopolski do 2022 roku podlega wymiana wszystkich bezklasowych kotłów na paliwa stałe. Natomiast do końca 2026 r. wymianie będą polegać kotły klasy trzeciej i czwartej. Uchwały antysmogowe zostały również uchwalone w wojewódzkie dolnośląskim, wielkopolskim czy łódzkim. W ramach wdrożonych uchwał antysmogowych mieszkańcy mogą uzyskać dostęp wsparcia finansowego w postaci dofinansowania do wymiany starego źródła ciepłą – referowana wysokość finansowania może wynosić od 50 do 100 proc. całkowitej inwestycji. Pamiętajmy, że wraz z wymianą starego źródła ciepła, warto rozważyć termomodernizację budynku – w celu ograniczenia zbędnych strat ciepła i zmniejszeniu rocznych potrzeb grzewczych.

Rys. 1. Normy jakości węgla pozwolą określić dopuszczalną zawartość siarki, popiołu czy wilgoci

Zamiast węgla – ekogroszek, pellet czy gaz?

Przed przystąpieniem do wymiany starego kotła węglowego powinniśmy ustalić, czy modernizacja obejmuje tylko kocioł, czy też starą instalację z grzejnikami. Jeżeli rurociągi są skorodowane lub w jakikolwiek sposób uszkodzone, rzeczywiście powinniśmy je wymienić. Jeśli przewody grzejne przechodzą przez nieogrzewane pomieszczenia i są dodatkowo narażone na straty ciepła – należy je zaizolować otulinami np. z pianki polietylenowej. O wymianie grzejników warto pomyśleć, gdy nie posiadają zaworu termostatycznego bądź gdy dom został ocieplony. Wówczas zmniejsza się jego zapotrzebowanie na ciepło ogrzewania – stare grzejniki mogą okazać się przewymiarowane.

Stary kocioł węglowy możemy wymienić na nowoczesny kocioł klasy 5 z podajnikiem, przeznaczony do spalania ekogroszku lub biomasy w postaci sprasowanego granulatu drzewnego typu pellety. Jeśli bierzemy udział w programie wymiany pieców – tutaj kwalifikują się głownie kotły spełniające unijne wymagania ekoprojektu. Zarówno jedno jak i drugie paliwo ma swoje wady i zalety. Ekogroszek charakteryzuje większa wartość opałowa (pellet – 19 MJ/kg, ekogroszek – 27MJ/kg). Przyjmuje się, że ogrzewanie domu ekogroszkiem jest ok. 30 proc. tańsze niż pelletem.

Pod względem obsługi wygrywa jednak pellet – kotły dedykowane do tego typu paliwa wyposażone są w zapalarki do automatycznego rozpalania pelletu. Dodatkowo, kocioł na pellet po osiągnięciu zadanej temperatury przez użytkownika, nie przechodzi w tryb podtrzymania 0 co ma miejsce w kotłach na ekogroszek. Sterownik kotła wygasza palnik i automatycznie rozpala pellet w momencie spadku zadanej temperatury na kotle. Kocioł pracujący w ten sposób nie powoduje nadmiernego zużycia pelletu. Dużą wagę w kwestii wyboru kotła na paliwo stałe maja aspekty ekologiczne – ilość popiołu w przypadku pelletu wynosi 0,5 proc. w przypadku ekogroszku to aż 8-10 proc. Pellet nie jest paliwem brudnym i nie wydziela szkodliwego pyłu – czego nie możemy powiedzieć o ekogroszku.

Jeśli w naszej okolicy przebiega sieć gazowa – możemy złożyć wniosek do najbliższego zakładu gazowniczego o wydanie warunków technicznych na wykonanie przyłącza gazowego. Warto wspomnieć, że zamiana konwencjonalnego kotła węglowego na kocioł gazowy wnosi dodatkowe modyfikacje w kotłowni. Do odprowadzania spalin z kondensacyjnego kotła gazowego, potrzebny jest przewód spalinowy odporny na działanie kwasu. Murowany przewód kominowy nie ma takiej właściwości, dlatego uzupełnia się go o szczelny stalowy wkład kwasoodporny. Alternatywnie koncentryczny przewodem powietrzno-spalinowym wychodzimy na zewnątrz przez ścianę kotłowni i wyprowadzamy ponad dach budynku. Koszty eksploatacji kotła gazowego są większe w porównaniu do kotłów opalanych paliwami stałymi – zyskujemy jednak bezobsługową pracę kotła oraz brak konieczności magazynowania paliwa.

Rekuperacja – alternatywa dla oczyszczaczy powietrza

W obliczu znacznego zanieczyszczenia powietrza w sezonie grzewczym, powinniśmy dążyć nie tylko do ograniczenie emisji szkodliwych substancji z gospodarstw domowych – istotna jest kwestia, jak ochronić dom przed zanieczyszczeniami z zewnątrz. Prawdą jest, że z powodzeniem wykorzystuje się oczyszczacze powietrza, jednak takie urządzenia nie posiadając wysokiej skuteczności i dużego zasięgu działania. Najlepszym sposobem ochrony przed smogiem wewnątrz domu jest nowoczesna wentylacja mechaniczna. Głównym celem wentylacji mechanicznej jest zapewnienie optymalnej cyrkulacji powietrza oraz odzysku ciepła. Wentylacja grawitacyjna odpowiada za 60 proc. strat energii cieplej w budynkach. Zastosowanie rekuperatora pozwala ograniczyć te straty nawet do 90 proc. (w przypadku rekuperatorów przeciwprądowych). W rekuperatorze następuje odzysk energii cieplnej z powietrza wywiewanego i ogrzanie świeżego, nawiewanego do budynku. Co ważne, rekuperatory po stronie czerpnej posiadają filtry, które chronią wymiennik przed wszelkimi zanieczyszczeniami znajdującymi się w powietrzu zewnętrznym. Przechwycone zostają owady, piasek, kurz oraz pył zawieszony, który nasila się w sezonie grzewczym – to jeden z bardziej uciążliwych składników smogu.

Podstawowym wyposażeniem central są filtry wstępne, te zaliczane są do klas od G1 do G4. Aby rekuperator spełniał funkcję oczyszczacza powietrza, za filtrem wstępnym powinien znaleźć się filtr właściwy klasy co najmniej F7. Taka kaskada pozwala zatrzymać wszystkie rodzaje pyłu, sadze, drobnoustroje czy zarodniki grzybów. Najwyższą klasę skuteczności maja filtry absolutne w klasie H10-H14, jednak ze względu na wysoką cenę i opory przepływu (150-250 Pa) – znajdują zastosowanie w dużych systemach wentylacyjnych obsługujące pomieszczenia sterylne, sale operacyjne czy pracownie laboratoryjne. W ofercie producentów możemy znaleźć gotowe zestawy filtracyjne antysmogowe – składające się z filtra wstępnego klasy G4 i właściwego F7- zabudowane w szczelnej puszcze o króćcach montażowych Ø100-160 mm. Przed wyborem takiego zestawu filtracyjnego należy sprawdzić, czy projektowana bądź istniejąca centrala posiada odpowiedni zapas sprężu, który pozwoli na pokonanie oporów wytarzanych przez kaskadę filtrów.

zdj 2. Dom z rekuperacją jest chroniony – filtry w rekuperatorze zatrzymują większość zanieczyszczeń z powietrza nawiewanego 

Czysty podgrzew ciepłej wody

Istnieją kotłownie, w których kotły węglowe użytkowane są wyłącznie w okresie letnim – jako źródło ciepła dla wody użytkowej. Takie przypadki występują w zmodernizowanych kotłowniach np. gazowych lub podłączonych do miejskiej sieci ciepłowniczej. Choć problem smogu nie występuje w okresie letnim, warto zrezygnować z takiego rozwiązania na korzyść instalacji solarnej lub podgrzewacza zintegrowanego z pompą ciepła. W gospodarstwach domowych dominują zestawy solarne przeznaczone do ogrzewania c.w.u. dla 2-4 osób, cena takiego zestawu składająca się z  dwóch kolektorów płaskich i zasobnika o poj. 500 l utrzymuje się średnio w przedziale 9-11 tys. zł brutto z robocizną. W przypadku zestawów powiększonych do 3 kolektorów płaskich i zasobnikiem 300 l utrzymuje się w przedziale 12-15 tys. zł z robocizną. Warto wspomnieć, że na przestrzeni lat ceny instalacji solarnych spadają, z jednej strony jest to wynik rosnącej konkurencyjności ze strony krajowych jak i zagranicznych producentów – a także niższych kosztów produkcji (zbliżoną sytuację obserwujemy obecnie na rynku modułów fotowoltaicznych).

W przypadku pomp ciepła ceny wybranych urządzeń wahają się w przedziale 8-13 tys. zł brutto, są to wartości skrajne. Wraz z ceną urządzenia rośnie wydajność grzewcza pompy COP, zyskujemy możliwość pracy w niższych temperaturach (nawet do -10°C) czy cichszą pracę urządzenia. W powyższym przypadku wymiana kotła węglowego na pompę ciepła do c.w.u. lub kolektory słoneczne z pewnością się opłaca – okres zwrotu z inwestycji będzie wyższy, jeśli pobór wody w okresie letnim jest wysoki – w dodatku zyskujemy czystość i bezobsługową pracę urządzenia.

Podsumowanie

Walka ze smogiem nie jest możliwa bez systematycznej wymiany starych kotłów węglowych na urządzenia grzewcze w wyższej klasie lub alternatywne urządzenia grzewcze. Systematyczna wymiana kotłów węglowych może być powiązana z lokalnym rozwojem sieci ciepłowniczych lub gazowych. Ze strony władz powinniśmy oczekiwać ustanowienia norm węglowych, które pozwolą określić minimalną węgla, dopuszczalną zawartości siarki, popiołu czy wilgoci. Wymiana kotła węglowego może podlegać częściowej lub całkowitej refundacji, program wsparcia finansowego powinien być realizowany na poziomie gminnym lub powiatowym. Warto wspomnieć, że wymianę starego źródła ciepła warto powiązać z termomodernizacją domu i modernizacją c.o. – celem zmniejszenia sezonowych potrzeb cieplnych i zwiększenia wydajności systemu grzewczego. Coraz większym zainteresowaniem cieszy się wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła – filtry w rekuperatorze zatrzymują większość zanieczyszczeń z powietrza nawiewanego. Stosowanie kaskady filtrów, składającej się z filtra wstępnego i właściwego powala skutecznie walczyć z cząstkami PM2,5 oraz PM10 – które są głównym składnikiem smogu

Zdjęcia: fotolia.pl

Damian Czernik

Projektant instalacji sanitarnych, absolwent Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, autor bloga.

6 komentarzy na temat “Walka ze smogiem – rozwiązania projektowe”

  1. Ja już dawno zamontowałem u siebie takie filtry czyszczące. Gdyby każdy je miał w kominie, można byłoby nieco ograniczyć smog. Mam nadzieję, że na wszystkich kominach wielkich firm przemysłowych już takie filtry dawno są zainstalowane.

  2. Dobrze. Ale powiedz jak wygląda w praktyce z pompą ciepła. Z tego co wiem pompa to jak klimatyzator tylko działa odwrotnie. A jak wiemy klimatyzatory mają czynniki, które napełnia się tak jak w aucie. Pytanie czy w pompach jest to samo. Jak wygląda odbieranie ciepła z gruntu – przez jaki czynnik. Czy tam też następuje ubytek czynnika jak to jest w autach. Jak to ma się z awaryjością chłodnicy gruntowej bo z tego co czytałem, może być tak że wykonawca spartoli to grunt zostanie szybko wyeksplatowany lub nastąpi zamulenie czy czegoś tam kanałów w gruncie.

    Pompa jest urządzeniem, które też może zepsuć a koszt instalacji i ewentualnej naprawy nie jest niski. Gazówka np. jest bardziej idioto odporna. A w nowych domach mega ocieplonych to też średnia wo wychodzi koszty instalacji pompy. Bo jej czas zwrotu wydłuża się znacznie. Bo np. na gaz rocznie wydamy 2 tyś zł a przy pompie 1200zł powiedzmy. Przy takich niskich kosztach ogrzewania ma już znaczenie co będzie jak zepsuje się bo oszczędności pójdą w pi@#$@. To jak z dizlami. Mało palą ale mają pełno filtrów DPF, turbin wtrysków, które jak zepsuje się to masakrycznie kosztuje. A gazówka to taki stary dobry silnik benzynowy na prostych wtryskach, które nie psuje się tak jak nowoczesne disle.

    Jak ktoś planuje budowę to chyba lepiej różnicę jaką zaoszczędzimy wybierając gaz wydamy na lepsze ocieplenie. A jak mamy dobrze ocieplony to na fotowoltaikę wolał bym wydać. Koszt sumaryczny wszystkich kosztów utrzymania domu wyjdzie taniej.

    Gorzej jest gdy nie ma gazu. Nie chciał bym mieć peletu a tym bardziej ekosyfu (ekogroszku).

  3. Szkoda, że duże firmy nie mają takich filtrów, bo bardziej opłaca im się opłacić karę niż te filtry zamontować.

  4. Gdyby każdy używał takich filtrów to na pewno powietrze by było o wiele lepsze. Kto wie, co będzie za kilka lat. Pozdrawiam.

  5. Problem ze smogiem jest bardzo powszechny, dlatego uważam, że powinno się wprowadzić restrykcje dla firm produkcyjnych, które wydalają do atmosfery duże ilości zanieczyszczeń.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *