Grijanje

Izvor: Wikipedia

Grijanje je jedna od osnovnih čovjekovih potreba. Kroz historiju 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.

Sistemi grijanja kroz historiju[uredi - уреди]

Prvim "sistemom" grijanja bi se moglo nazvati izlaganje Sunčevim zrakama, a pronalaskom vatre čovjeku je omogućena zaštita od hladnog vremena. Prvi složeniji sistemi za grijanje nastaju u Europi u antičko doba. Bili su to sistemi 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.

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

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

Sistem grijanja[uredi - уреди]

Podjela[uredi - уреди]

Sistemi grijanja se mogu podijeliti na nekoliko načina:

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

Podjela sistema 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 - уреди]

  • Sistem grijanja su svi elementi koji u nekom objektu služe za grijanje prostorija.
  • Izvor topline je glavni dio sistema 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 sistema grijanja koji služi za prijenos toplinske energije do prostorija pomoću odgovarajućeg prijenosnika energije.
  • Prijenosnik energije ili ogrjevni medij je tvar koja u centralnim sistemima grijanja služi za prijenos energije od izvora topline do ogrjevnih tijela smještenih u prostorijama.
  • Ogrjevno tijelo je dio sistema grijanja koji služi za prijenos topline na prostoriju.

Osnovni energenti u sistemima grijanja[uredi - уреди]

Plinska goriva[uredi - уреди]

To su plinovi i plinske smjese čijim izgaranjem nastaje toplina. Kao energenti se koriste u sistemima 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 - уреди]

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. Sistemi za opskrbu ložišta izvora topline loživim uljem mogu biti izvedeni na tri osnovna načina:

  • jednocijevni
  • dvocijevni
  • prstenasti

Kruta goriva[uredi - уреди]

Ugljen je kruto fosilno gorivo koje je ranije bilo vrlo često, a danas je njegova primjena u sistemima 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 sistemima 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 - уреди]

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.

Solarnisistemi za grijanje[uredi - уреди]

Solarni sistemi 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 sisteme 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 sistema 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 sistema 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 sistema koji služi za izmjenu topline s ogrjevnim medijem sistema 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 sistema jer omogučava strujanje solarnog medija, dok automatska regulacija vodi računa o sigurnom pogonu cijelog sistema i usklađivanju njegovog rada sa sistemom grijanja i pripreme potrošne tople vode . Treba napomenuti da postoje i izvedbe solarnih sistema koji ne koriste crpku (tzv. termosifonski sistemi) već se u njima strujanje osniva na gravitacijskom djelovanju zbog razlike temperatura, odnosno gustoće solarnog medija.

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

Oprema sistema grijanja[uredi - уреди]

Ekspanzijska posuda
Kalorifer
Radijator

Cijevni razvod je dio centralnih sistema 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 sistema 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.

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

Dimovodna instalacija je sistem koji služi za odvod dimnih plinova od ložišta izvora topline sistema 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 sistema 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 sistemi grijanja
  • s izravnom izmjenom topline

Veze[uredi - уреди]

Vanjske veze[uredi - уреди]