Kominek stanowi częste wyposażenie domów jednorodzinnych, ale przypisuje się mu różną rolę. W niektórych przypadkach jest podstawowym źródłem ciepła, co spotykane jest częściej w przypadku kominków z płaszczem wodnym, gdy mieszkańcy przebywają długi czas w domu. Częściej jednak kominek jest dodatkowym źródłem ciepła wspomagającym pracę systemu grzewczego. Wsparcie pracy systemu grzewczego może być albo bezpośrednie (podłączenie kominka do obiegu wody grzewczej). albo pośrednie, gdy kominek oddaje ciepło do pomieszczenia przez nawiew powietrza lub promieniowanie cieplne, a automatyka systemu grzewczego rejestruje "zyski ciepła" i zmniejsza wydajność grzewczą systemu - np. grzejników w pomieszczeniu z kominkiem itp. Przy współpracy kominka z pompą ciepła warto wiedzieć przy jakich temperaturach zewnętrznych warto z ekonomicznego punktu widzenia uruchamiać kominek, a kiedy jest to nieopłacalne. Zastosowanie kominka z płaszczem wodnym do współpracy z pompą ciepła może wymagać zastosowania zbiornika buforowego dla akumulacji ciepła i elastycznej współpracy różnych źródeł ciepła w jednym systemie grzewczym budynku.

1. Pompa ciepła powietrze/woda i kominek
– aspekty techniczne i ekonomiczne
 Możliwości techniczne współpracy pompy ciepła z kominkiem
 Wpływ rodzaju kominka na układ sterowania pompą ciepła
 Aspekty ekonomiczne współpracy pompy ciepła z kominkiem
Wydanie 1/2016
31.01.2016
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. 2
Kominek jako pomocnicze lub główne źródło
ciepła w domu jednorodzinnym
 Wybór rodzaju kominka powinien uwzględniać rolę jak ma
on spełniać w budynku i z jakim systemem grzewczym ma on
współpracować. Od rodzaju kominka i sposobu jego
eksploatacji, zależy dobór elementów systemu grzewczego,
a szczególnie zbiornika buforowego, układu hydraulicznego
oraz układu automatyki.
 Kominek znajduje zastosowanie w większości domów 1-rodzinnych niezależnie od rodzaju
podstawowego źródła ciepła. Uważany jest często za standardowe wyposażenie domu,
jednak nadaje się mu różne role. W niektórych przypadkach kominek spełnia funkcję jedynie
„dekoracyjną” – jest wykorzystywany okazyjnie i nie służy de facto do uzupełniania bilansu
cieplnego budynku. W innych przypadkach stanowi integralną część systemu grzewczego,
gdzie z kolei może stanowić pomocnicze źródło ciepła,
a czasem – podstawowe (przy czym zgodnie z prawem
kominek nie może być jedynym i samodzielnym źródłem
ciepła w budynku).

3. 3
Podstawowe rodzaje kominków ze względu na
sposób współpracy z systemem grzewczym
 Ze względu na oddziaływanie na pracę systemu grzewczego można wyróżnić dwa
podstawowe rodzaje kominków: połączone hydraulicznie z instalacją grzewczą oraz
niezależne od układu wodnego instalacji grzewczej.
 Popularne rozwiązanie stanowią kominki z powietrznym rozprowadzeniem
ciepła, konwekcyjnym (naturalnym) lub też wymuszonym przez wentylator.
Inny rodzaj kominków funkcjonuje na zasadzie tradycyjnego pieca
kaflowego, gdzie obudowa o masywnej konstrukcji nagrzewa się i oddaje
ciepło do pomieszczenia głównie przez promieniowanie cieplne. W każdym
z wymienionych rodzajów kominka, współpraca z systemem grzewczym
ma charakter pośredni. Wydajność systemu jest zmniejszana np. przez
termostat pokojowy rejestrujący osiągnięcie zadanej temperatury wewnątrz.
 Drugą grupę kominków stanowią te, w których odbiór ciepła następuje
przez wodę grzewczą. Może być to bądź kominek z płaszczem wodnym
bądź z wymiennikiem ciepła spaliny/woda. Występuje tutaj bezpośrednia
współpraca z systemem grzewczym. Kominek wspomaga wówczas
lub zastępuje pracę podstawowego źródła ciepła, np. kotła gazowego
lub pompy ciepła.

4. 4
Współpraca z systemem grzewczym kominka
bez układu wodnego – podział na strefy
 Współpraca z systemem grzewczym kominka oddającego ciepło za pośrednictwem
ciepłego powietrza lub przez promieniowanie cieplne ma charakter pośredni. Istotne jest
zwrócenie uwagi na dobór automatyki tak aby praca kominka nie zakłócała funkcjonowania
całego systemu grzewczego. Należy zwrócić szczególną uwagę na usytuowanie regulatorów
i termostatów elektronicznych. Umieszczenie regulatora z aktywnym czujnikiem temperatury
wewnętrznej, w pomieszczeniu ogrzewanym przez kominek, może powodować ograniczanie
pracy całego systemu grzewczego i niedogrzewanie innych pomieszczeń.
 Korzystnym rozwiązaniem jest wydzielenie odrębnej
strefy dla pomieszczeń ogrzewanych kominkiem, gdzie
regulator (zdalne sterowanie) wpływa na pracę tylko
wydzielonego obiegu grzewczego.
 Dla innych pomieszczeń
praca odrębnego obiegu
grzewczego jest sterowana
przez odrębny regulator
(zdalne sterowanie).

5. 5
Współpraca z systemem grzewczym kominka
bez układu wodnego – regulacja
 Współpraca z systemem grzewczym kominka oddającego ciepło za pośrednictwem
ciepłego powietrza lub przez promieniowanie cieplne może się odbywać w podstawowy
sposób, a więc przez ograniczanie wydajności grzewczej grzejnika lub pętli ogrzewania
podłogowego. Odbywa się to bezpośrednio przez zawór termostatyczny na grzejniku,
z kolei w przypadku ogrzewania podłogowego wymaga zastosowania (rzadziej stosowanego)
termostatu pokojowego oddziaływującego na zawór regulacyjny danej pętli ogrzewania.
 W przypadku ogrzewania podłogowego warto
zwrócić uwagę na jego specyficzną cechę –
zdolność samoregulacji wydajności grzewczej.
Wzrost temperatury wewnątrz pomieszczenia
(np. wskutek pracy kominka) zmniejsza różnicę
temperatury między powietrzem, a powierzchnią
podłogi i tym samym ilość oddawanego ciepła.
Wpłynie to więc pośrednio na
pracę źródła ciepła (kotła lub
pompy ciepła), które zmniejszy
moc lub wyłączy się, gdy odbiór
ciepła zostanie zmniejszony.

6. 6
Współpraca z systemem grzewczym kominka
z płaszczem wodnym
 Podłączenie kominka z płaszczem wodnym do systemu grzewczego wymaga zwrócenia
uwagi na dwa podstawowe szczegóły. Jeśli kominek jest przewidziany do pracy w układzie
otwartym, to należy go oddzielić wymiennikiem ciepła od systemu grzewczego. Podłączenie
bezpośrednie kominka do systemu grzewczego jest możliwe, gdy jest on wyposażony
w zabezpieczenie przed wzrostem ciśnienia i temperatury wody (układ schładzania wodą
wodociągową). Drugim ważnym aspektem jest zapewnienie warunków dla odbioru ciepła
z kominka, albo przez instalację grzewczą (np. wykorzystanie zdolności akumulacji ciepła
przez ogrzewanie podłogowe), albo przez zastosowanie zbiornika buforowego.

7. 7
Wielofunkcyjny zbiornik buforowy dla łączenia
wielu źródeł ciepła w jednym systemie
~20 oC
~40 oC
~65 oC
Około 30% objętości – rezerwa
ciepła dla zabezpieczenia komfortu
ciepłej wody użytkowej CWU
Około 20% objętości – strefa
robocza dla systemu ogrzewania CO
Około 50% objętości – strefa niższej
temperatury dla oddawania ciepła
z instalacji solarnej, kominka itd.
oraz dla magazynowania ciepła
Stacja ładująca solarna
(oddawanie ciepła przez
wymiennik ciepła do wody
grzewczej w zbiorniku)
Stacja podgrzewania
ciepłej wody użytkowej
CWU (odbiór ciepła z wody
grzewczej ze zbiornika)
 Funkcjonalne rozwiązanie dla połączenia kilku źródeł ciepła w jednym systemie grzewczym,
a także dla magazynowania ciepła, stanowi wielofunkcyjny zbiornik buforowy (Vaillant
allSTOR VPS). Może on mieć objętość od 300 do 2.000 litrów zapewniając gromadzenie
ciepła oraz elastyczną współpracę kilku źródeł ciepła (funkcja sprzęgła hydraulicznego).
Dostarczanie i oddawanie ciepła odbywa się przez przyłączane stacje wymiany ciepła.

8. 8
Przykład systemu z pompą ciepła, kominkiem
z płaszczem wodnym i zbiornikiem buforowym
 Kominek z płaszczem wodnym () współpracuje z pompą ciepła () za pośrednictwem
wielofunkcyjnego zbiornika buforowego (Vaillant allSTOR serii VPA ). Dodatkowo system
jest wspomagany przez instalację solarną (). Tym samym wszystkie źródła ciepła pracują
zarówno na potrzeby systemu
ogrzewania budynku (), jak i dla
podgrzewu ciepłej wody użytkowej ()






UWAGA: schemat zawiera
zbiornik buforowy w wersji
allSTOR VPA wyposażony
w wężownice grzejne.
Obecna wersja zbiornika
allSTOR VPS wykorzystuje
dołączane stacje wymiany
ciepła, zawierające
wymienniki ciepła.

9. 9
Kominek z płaszczem wodnym czy
„powietrzny”? – przegląd cech użytkowych
 Kominek z płaszczem wodnym lub wymiennikiem ciepła spaliny/woda:
KORZYŚCI OGRANICZENIA
Wykorzystanie do ogrzewania całego budynku przez włączenie do
systemu grzewczego. Bezpośrednie wsparcie pracy systemu
grzewczego przez podwyższanie temperatury wody grzewczej.
Możliwość magazynowania ciepła w zbiorniku buforowym.
Stosunkowo wysokie sprawności pracy (niska strata kominowa)
Wyższe koszty inwestycyjne i większe skomplikowanie systemu
grzewczego (dodatkowy obieg, zbiornik buforowy, automatyka,
itd.). Wrażliwość na przerwy w zasilaniu elektrycznym (przegrzewy
przy braku pracy pompy obiegowej), brak funkcji awaryjnego
ogrzewania domu przy braku zasilania elektrycznego. Bardziej
wymagająca eksploatacja dla prawidłowego procesu spalania.
Raczej do dłuższej kilkugodzinnej pracy (wydłużony rozruch)
 Kominek z oddawaniem ciepła przez nagrzewanie powietrza lub promieniowanie cieplne:
KORZYŚCI OGRANICZENIA
Brak komplikacji systemu grzewczego i niezależne źródło ciepła
także w razie awarii podstawowego źródła ciepła (np. kotła) lub
przy zaniku zasilania elektrycznego. Niższe koszty inwestycyjne.
Mniejsza wrażliwość na jakość drewna i łatwiejsze użytkowanie.
Krótki rozruch, możliwe krótkie cykle pracy, np. wieczorem itp.
W niektórych wariantach niższa sprawność od kominka
z płaszczem wodnym (większa strata kominowa, przy niższym
odbiorze ciepła). Wykorzystanie raczej do dogrzewania wybranych
pomieszczeń (brak połączenia z systemem grzewczym). Należy
wyeliminować negatywny wpływ ogrzewania jednego lub kilku
pomieszczeń na funkcjonowanie całego systemu (odpowiedni
podział na strefy ogrzewania budynku).
 Zastosowanie każdego z rodzajów kominka niesie ze sobą i korzyści i ograniczenia, które
należy wziąć pod uwagę szczególnie ze względu na jego użytkowanie (częste/okazjonalne).
Trzeba także wziąć pod uwagę specyfikę systemu grzewczego, dostępne miejsce dla
zabudowy urządzeń i lokalne warunki (stabilność zasilania w energię elektryczną).

10. 10
Jakie są koszty ogrzewania kominkiem
w porównaniu do innych źródeł ciepła?
 Koszty ogrzewania drewnem należą do najniższych w porównaniu do większości rodzajów
paliwa oraz energii elektrycznej. Mogą być one jednak bardzo zróżnicowane ze względu na
wahania cen zakupu drewna, warunki zakupu (drewno pocięte droższe lub tańsze pniaki),
a także właściwości spalanego drewna (wartość opałowa) i rzeczywistą sprawność kominka
lub kotła opalanego drewnem (zależne od konstrukcji i sposobu użytkowania).
 Dla porównania cena wytworzenia 1 kWh ciepła (np. dla budynku o standardzie NF40
potrzebne jest dla powierzchni 140 m2 dostarczenie 40  140 = 5.600 kWh/rok) wynosi:
zł/kWh
brutto
Założenia: ceny paliw 02.2016: gaz ziemny GZ50 średnio 2,50 zł/m3 w taryfie W-3,
olej opałowy EL (olej-opalowy.pl) śr. w kraju 2,50 zł/litr, drewno brzoza 180 zł/m.p.
(metr przestrzenny) pocięte lub 120 zł/m.p. (pniaki do własnego transportu i cięcia).

11. 11
Koszty wytworzenia ciepła z kominka i pompy
ciepła – od sprawności i efektywności COP
Kosztwytworzeniaciepła(zł/kWh)
Efektywność COP
0,180,20 zł/kWh: koszt wytworzenia ciepła
przez kominek o sprawności 4550 %
0,130,15 zł/kWh: koszt wytworzenia ciepła
przez kominek o sprawności 6070 %
Kominek
Kominek
 Koszt wytworzenia ciepła z kominka jest silnie zależny od ceny zakupu drewna (występują
tu znaczne różnice), jego rzeczywistej wartości opałowej (wilgotność, masa) i sprawności
kominka (znaczne różnice w zależności od konstrukcji i sposobu użytkowania).
 Z punktu widzenia ekonomicznego kominek należy uruchamiać
wtedy, gdy efektywność COP pompy ciepła obniży się na tyle, że
koszty wytworzenia ciepła z kominka będą niższe.
 Jeśli kominek cechuje się wysoką sprawnością pracy (6070%),
to powinien być wykorzystywany już przy efektywności pompy
ciepła niższej niż ~4,0. Dla kominków o przeciętnej sprawności
(4550%), wytwarzanie ciepła będzie tańsze dopiero gdy
efektywność COP pompy ciepła spadnie poniżej wartości ~3,0.
Założenia: brzoza 180 zł/m.p., wartość opałowa
4,3 kWh/kg, gęstość: 450 kg/m.p.

12. 12
Ekonomiczna współpraca kominka i pompy
ciepła przy temperaturze zasilania 35 oC
EfektywnośćCOP
 Jeżeli pompa ciepła powietrze/woda (Vaillant aroTHERM VWL) pracuje z maksymalną
temperaturą zasilania 35 oC, to standardowy kominek o sprawności rzędu 50% powinno się
z ekonomicznego punktu widzenia uruchamiać przy temperaturze zewnętrznej niższej niż
-7 oC (punkt ). Kominki o podwyższonej sprawności rzędu 70% pozwalają uzyskiwać
niższe koszty wytwarzania ciepła i można je uruchamiać już wcześniej bo przy temperaturze
zewnętrznej niższej od około +3 oC (punkt )
Temperatura zewnętrzna (oC)
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 6070 %
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 4550 %



13. 13
Ekonomiczna współpraca kominka i pompy
ciepła przy temperaturze zasilania 45 oC
EfektywnośćCOP
 Jeżeli pompa ciepła powietrze/woda (Vaillant aroTHERM VWL) pracuje z maksymalną
temperaturą zasilania 45 oC, to standardowy kominek o sprawności rzędu 50% powinno się
z ekonomicznego punktu widzenia uruchamiać przy temperaturze zewnętrznej niższej niż
+3 oC (punkt ). Kominki o podwyższonej sprawności rzędu 70% pozwalają uzyskiwać
niższe koszty wytwarzania ciepła i można je uruchamiać już wcześniej bo przy temperaturze
zewnętrznej niższej od około +12 oC (punkt ) – czyli de facto w całym sezonie grzewczym.
Temperatura zewnętrzna (oC)
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 6070 %
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 4550 %



14. 14
Ekonomiczna współpraca kominka i pompy
ciepła przy temperaturze zasilania 55 oC
EfektywnośćCOP
 Jeżeli pompa ciepła powietrze/woda (Vaillant aroTHERM VWL) pracuje z maksymalną
temperaturą zasilania 55 oC, to standardowy kominek o sprawności rzędu 50% powinno się
z ekonomicznego punktu widzenia uruchamiać przy temperaturze zewnętrznej niższej niż
+12 oC (punkt ). Kominki o podwyższonej sprawności rzędu 70% pozwalają uzyskiwać
niższe koszty wytwarzania ciepła przy każdej temperaturze zewnętrznej, można je więc
uruchamiać przy każdej okazji, aby ograniczyć pracę pompy ciepła (pracującej w systemie
ogrzewania grzejnikowego, np. w budynku modernizowanym).
Temperatura zewnętrzna (oC)
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 6070 %
Poziom graniczny kosztów eksploatacji
dla kominka o sprawności 4550 %


15. 15
Podsumowanie – kominek, a pompa ciepła
typu powietrze/woda
 Ze względu na:
- bardzo zróżnicowane ceny zakupu drewna (lokalne ceny, wahania cen w ciągu roku, itd.)
- właściwości spalanego drewna (sezonowanie!),
- efektywność pompy ciepła osiąganą w danym budynku z danym systemem grzewczym
- ceny zakupu energii elektrycznej (zależne lokalnie, także od rodzaju taryfy)
- rzeczywistą sprawność kominka zależną i od jego konstrukcji i sposobu użytkowania
trudno o jednoznaczną odpowiedź w jakich sytuacjach ogrzewanie drewnem będzie
bardziej korzystne ekonomicznie w porównaniu do ogrzewania pompą ciepła.
 Przy standardowych warunkach zakupu drewna (180 zł za metr przestrzenny, m.p.), jeżeli
kominek cechuje się wysoką stałą sprawnością rzędu 6070%, to ciepło z niego jest „tańsze”
nawet w porównaniu do pompy ciepła o wysokiej efektywność COP równej 4,0. Jeżeli
kominek posiada przeciętną sprawność (rzędu 50%), to dostarcza on „tańsze” ciepło dopiero
w porównaniu z pompą ciepła o efektywności COP niżej od wartości 3,0.
 Jeżeli system grzewczy jest systemem grzejnikowym, to wysokosprawny kominek można
uruchamiać przy każdej okazji, gdyż zapewni on „tańsze” ciepło w porównaniu do pompy
ciepła ( slajd 14). Kominek o niższej sprawności również należy wykorzystywać niemal
w całym okresie grzewczym (poniżej +12 oC). Jeżeli system grzewczy jest systemem
ogrzewania podłogowego to kominek wysokosprawny powinno się uruchamiać już poniżej
+3 oC, a kominek o przeciętnej sprawności dopiero poniżej – 7 oC ( slajd 12).

16. Chłodzenie
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl