Grijanje

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Potreba za grijanjem je jedna od osnovnih čovjekovih potreba. Kroz povijest su se koristili mnogi načini grijanja, a danas se za grijanje najčešće koriste plin, električna energija, solarna energija, loživo ulje, kruta goriva (drva, ugljen) i drugi načini.

Sustavi grijanja kroz povijest[uredi VE | uredi]

Prvim "sustavom" grijanja bi se moglo nazvati izlaganje Sunčevim zrakama, a pronalaskom vatre čovjeku je omogućena zaštita od hladnog vremena. Prvi složeniji sustavi za grijanje nastaju u Europi u antičko doba. Bili su to sustavi centralnog toplozračnog površinskog grijanja te su bili poznati pod nazivom "hipokaustično grijanje".

U srednjem vijeku nije zabilježen neki značajniji pomak u razvoju tehnike grijanja. Kroz gotovo cijeli srednji vijek kao izvor topline u nastambama običnog puka služi otvoreno ognjište postavljeno u središtu prostorije, a u kućama plemenitaša otvoreni kamin postavljen u prostoriji u kojoj se najviše boravilo. Ostale se prostorije nisu grijale ili su se grijale tako što je kroz njih prolazio dimnjak. Prvo veliko poboljšanje su predstavljale kaljeve peći, koje su se uz neke izmjene održale do danas.

Kotao

Najznačajnije novosti se pojavljuju u 18. stoljeću; u Švedskoj je izveden prvi sustav centralne pripreme potrošne tople vode, a u Engleskoj prvi sustav parnog grijanja. Potkraj tog stoljeća su konstruirani prva željezna peć i ljevanoželjezni kotao. Svojevrsna kulminacija tih događaja bila je u 19. stoljeću, kada u SAD-u počinje tvornička proizvodnja ljevanoželjeznih kotlova i radijatora, a posljednja desetljeća toga stoljeća donose pravu ekspanziju proizvođača opreme za grijanje, od kojih su neki opstali i do danas.

U 20. stoljeću se izgrađuju prve toplane i toplinarski sustavi, a u vrijeme nakon Drugog svjetskog rata dolazi do sve veće primjene novih tehnologija grijanja te se sustavi grijanja sve više povezuju sa sustavima pripreme potrošne tople vode.



Sustavi grijanja[uredi VE | uredi]

Podjela[uredi VE | uredi]

Sustavi grijanja se mogu podijeliti na nekoliko načina:

  • prema energentu
  • prema načinu zagrijavanja
  • prema izvedbi ogrjevnih tijela

Podjela sustava grijanja prema energentu se zasniva na izvoru energije koji se koristi za pretvorbu u toplinu, pa oni mogu biti:

Podjela prema načinu zagrijavanja u obzir uzima položaj izvora topline u odnosu na prostoriju koju je potrebno zagrijavati:

  • lokalni
  • centralni

Podjela prema izvedbi ogrjevnih tijela se temelji na načinu na koji se toplina predaje prostoriji:

  • radijatorski
  • izravni
  • konvektorski
  • ventilokonvektorski
  • površinski

Osnovni pojmovi[uredi VE | uredi]

  • Sustav grijanja su svi elementi koji u nekom objektu služe za grijanje prostorija.
  • Izvor topline je glavni dio sustava grijanja i u njemu dolazi do pretvorbe energije iz njenog primarnog oblika ili izvora u toplinu.
  • Ložište je dio izvora topline u kojem dolazi do pretvorbe kemijske energije goriva u toplinu procesom izgaranja.
  • Razvod je dio centralnih sustava grijanja koji služi za prijenos toplinske energije do prostorija pomoću odgovarajućeg prijenosnika energije.
  • Prijenosnik energije ili ogrjevni medij je tvar koja u centralnim sustavima grijanja služi za prijenos energije od izvora topline do ogrjevnih tijela smještenih u prostorijama.
  • Ogrjevno tijelo je dio sustava grijanja koji služi za prijenos topline na prostoriju.

Osnovni energenti u sustavima grijanja[uredi VE | uredi]

Plinska goriva[uredi VE | uredi]

To su plinovi i plinske smjese čijim izgaranjem nastaje toplina. Kao energenti se koriste u sustavima grijanja i pripreme potrošne tople vode, proizvodnji električne i toplinske energije itd. Plinska se goriva mogu podijeliti prema izvoru, odnosno načinu ili procesu dobivanja te prema značajkama izgaranja:

  • prirodna - dobivaju se izravno iz zemlje (npr. prirodni plin)
  • umjetna - dobivaju se preradom nafte, ugljena ili u raznim tehnološkim ili sličnim procesima

Loživa ulja[uredi VE | uredi]

Radi se o tekućem gorivu koje se dobiva frakcijskom destilacijom sirove nafte, a koristi se u malim i velikim energetskim postrojenjima. Sastoje se najvećim dijelom od ugljika, a ostatak čine vodik, kisik i dušik. Sustavi za opskrbu ložišta izvora topline loživim uljem mogu biti izvedeni na tri osnovna načina:

  • jednocijevni
  • dvocijevni
  • prstenasti

Kruta goriva[uredi VE | uredi]

Ugljen je kruto fosilno gorivo koje je ranije bilo vrlo često, a danas je njegova primjena u sustavima grijanja uglavnom napuštena te se kao energent najviše koristi u velikim energetskim postrojenjima i u industriji. Najvećim dijelom se sastoji od ugljika, vodika, kisika, a ostatak otpada na sumpor, dušik, vodu, pepeo i razne druge primjese. S obzirom na porijeklo, način dobivanja te sastav postoji nekoliko vrsta ugljena:

  • kameni ugljen
  • mrki ugljen
  • lignit
  • briketi
  • ugljena prašina
  • koks
  • drveni ugljen

Biomasa je kruto gorivo biološkog porijekla, odnosno obnovljivi izvor energije, a može biti u raznim oblicima. Dijeli se na:

  • drvnu biomasu
  • drvnu uzgojenu biomasu
  • nedrvnu uzgojenu biomasu
  • ostatke i otpatke iz poljoprivrede
  • životinjski otpad i ostatke

Za primjenu u sustavima grijanja se koristi ogrjevno drvo ili razni proizvodi koji se dobivaju obradom drveta i drvnih otpadaka kao što su piljevina, briketi, peleti i sl.

Sunčeva energija[uredi VE | uredi]

Obnovljiv i neograničen izvor energije od kojeg izravno ili neizravno potječe najveći dio drugih izvora energije na Zemlji. Sunčeva energija u užem smislu podrazumijeva količinu energije koja je prenesena Sunčevim zračenjem, a izražava se u džulima. U svom se izvornom obliku koristi (najčešće) za pretvorbu u toplinsku energiju za sustave pripreme potrošne tople vode i grijanja te u solarnim elektranama.

Solarni sustavi za grijanje[uredi VE | uredi]

Solarni sustavi su izvori topline za grijanje i pripremu potrošne tople vode koji kao osnovni izvor koriste Sunčevu energiju. U najvećem broju slučajeva se koriste kao dodatni izvor topline, dok kao osnovni služe plinski, uljni ili električni kotlovi. Njihova je primjena kao osnovni izvor topline za sustave grijanja rijetka i ograničena na područja s dovoljnom količinom Sunčevog zračenja tijekom cijele godine, u kojima su ujedno i klimatski uvjeti povoljniji pa je sezona grijanja kratka.

Osnovni dijelovi solarnih sustava su:

  • kolektor
  • spremnik tople vode s izmjenjivačem topline
  • solarna stanica s crpkom i regulacijom
  • razvod s odgovarajućim radnim (solarnim) medijem
Kolektor

Kolektor je osnovni dio svakog solarnog sustava i u njemu dolazi do pretvorbe Sunčeve u toplinsku energiju. Dozračena Sunčeva energija prolazi kroz prozirnu površinu koja propušta zračenje samo u jednom smjeru te se pretvara u toplinu koja se predaje prikladnom prijenosniku topline: solarnom mediju. Kolektori mogu biti pločasti (ravni) te cijevni, vakuumski ili s vakuumskim cijevima. Spremnik tople vode je dio solarnog sustava koji služi za izmjenu topline s ogrjevnim medijem sustava grijanja ili potrošnom toplom vodom te za njihovu pohranu. Pojavljuju se u dvije osnovne izvedbe; kao jednostavan i kombiniran. U oba slučaja mora biti dobro izoliran. Solarna stanica s crpkom predstavlja središnji dio cijelog solarnog sustava jer omogučava strujanje solarnog medija, dok automatska regulacija vodi računa o sigurnom pogonu cijelog sustava i usklađivanju njegovog rada sa sustavom grijanja i pripreme potrošne tople vode . Treba napomenuti da postoje i izvedbe solarnih sustava koji ne koriste crpku (tzv. termosifonski sustavi) već se u njima strujanje osniva na gravitacijskom djelovanju zbog razlike temperatura, odnosno gustoće solarnog medija.

Solarni medij je tvar koja cirkulira kroz sustav, odnosno cijevi razvoda solarnog kruga od kolektora do spremnika u kojemu dolazi do izmjene topline s potrošnom toplom vodom ili ogrjevnim medijem sustava grijanja. Kao solarni medij najčešće služi voda, odnosno njezina smjesa s glikolom ili drugim sredstvima za sprječavanje smrzavanja.

Oprema sustava grijanja[uredi VE | uredi]

Cijevni razvod je dio centralnih sustava grijanja koji služi za prijenos topline od izvora do ogrjevnih tijela pomoću prikladnog ogrjevnog medija. Za izvođenje cijevnog razvoda uglavnom se koriste:

Spojevi cijevnog razvoda sustava grijanja mogu biti izvedeni kao nerastavljivi ili rastavljivi i, s obzirom na to, koriste se različite tehnike spajanja kao zavarivanje, lemljenje, lijepljenje, ... Osnovno načelo pri postavljanju cijevnog razvoda je da se cijevi trebaju voditi usporedno sa zidovima i stropom. Pri tome se instalacije mogu postavljati podžbukno (u zidu), nadžbukno (po zidu) ili kroz posebno izvedene kanale. Toplinska izolacija cijevnog razvoda služi za sprječavanje nepotrebnog odvođenja topline u okoliš, a uz to materijali kojima se oblaže cijevni razvod mogu poslužit za smanjivanje buke i vibracija. Armatura obuhvaća sve elemente cijevnog razvoda koji služe za otvaranje ili zatvaranje, odnosno za namještanje ogrjevnog medija kroz cijevi. U pravilu se izrađuju od materijala koji su otporni na koroziju. U armaturu se ubrajaju ventili, zasuni, slavine i sklopke.

Crpke ili pumpe su uređaji koji služe za prijenos fluida s niže na višu razinu, odnosno s nižeg na viši tlak. Dijele se na nekoliko osnovnih načina:

Mjesto na kojem se crpka ugrađuje ima veliki utjecaj na odnose tlaka u instalaciji, a pri tome polazište predstavlja tzv. neutralna točka.

Ekspanzijska posuda

Ekspanzijske posude su dio sigurnosne opreme toplovodnih sustava centralnog grijanja čija je osnovna namjena preuzimanje toplinskih rastezanja vode zbog promjena njezine temperature. S obzirom na izvedbu sustava u kojima se ugrađuju mogu biti otvorene i zatvorene.

Kalorifer
Radijator


Dimovodna instalacija je sustav koji služi za odvod dimnih plinova od ložišta izvora topline sustava grijanja u okolicu. U njihove osnovne zadatke se ubraja neometano odvođenje dimnih plinova u okolicu, sprječavanje nekontroliranog ulaska opasnih dimnih plinova u prostoriju i slično.

Ogrjevna tijela su dijelovi sustava grijanja koji služe za izmjenu topline s prostorijom kako bi se u njoj ostvarili uvjeti toplinske ugodnosti. S obzirom na izvedbu, način izmjene topline i korišteni ogrjevni medij, postoji nekoliko osnovnih vrsta ogrjevnih tijela:

  • radijatori
  • konvektori
  • kaloriferi i zračeći paneli
  • toplozračna
  • površinski sustavi grijanja
  • s izravnom izmjenom topline




Vidi još[uredi VE | uredi]

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]