Ogrzewanie – dostarczanie energii termicznej do ciała, pomieszczenia, w celu podniesienia lub utrzymania jego temperatury.
Artykuł ten omawia ogrzewanie w kontekście wszelkiego rodzaju pomieszczeń, budowli i budynków, gdyż takie jest najczęstsze stosowanie tego wyrażenia. Ogrzewanie może dotyczyć również: samochodu (patrz też niżej: grzejniki nadmuchowe) tafli boiska (patrz też niżej: ogrzewanie podłogowe) i innych.
Ogrzewanie jest szeroko rozumianym pojęciem, związanym z zapewnieniem odpowiednich warunków temperaturowych, zależnie od charakteru pomieszczenia i z uwzględnieniem zmian potrzeb klimatycznych w różnych okresach (czasowych lub funkcjonalnych).
Dostarczanie ciepła do pomieszczeń
Istnieje wiele metod dostarczania ciepła do pomieszczenia. Konkretne rozwiązanie warunkują: rodzaj pomieszczenia (np. pokój dzienny, garaż, łazienka), czas przebywania w nim ludzi (np. cała noc, chwilowo), możliwości techniczne (czyli dostępne źródła energii) i uwarunkowania finansowe.
Ze względu na scentralizowanie wytwarzania ciepła w ogrzewaniu budynków układy dzieli się: Miejscowe wytwarzanie ciepła. Centralne wytwarzanie ciepła, zwane centralnym ogrzewaniem: Systemy ciepłownicze (ciepło systemowe) – ciepło wytwarzane w dużym obiekcie rozprowadzane systemem rurociągów z gorącą wodą, zaopatruje wiele budynków. Ciepło jest wytwarzane w ciepłowni lub elektrociepłowni. Lokalne ciepłownie – ciepłownia zaopatruje jeden duży budynek lub kilka położonych w niewielkiej odległości. Indywidualne źródła ciepła – źródło ciepła zaopatruje jeden budynek lub jeden lokal w budynku wielorodzinnym. Ogrzewanie miejscowe – ciepło wytwarzane jest miejscu gdzie jest wykorzystywane.
Miejscowe wytwarzanie ciepła Grzejniki gazowe Grzejniki gazowe czerpią energię z gazu. Stosowane są rzadko. Wady i zalety: Znikome zanieczyszczenie powietrza na zewnątrz budynku. Dosyć wysoki koszt ogrzewania (ale niższy niż elektryczne). Konieczność zapewnienia ciągu kominowego spalinowego. Wysoki komfort użytkowania. Możliwość szybkiego włączenia lub wyłączenia o dowolnej porze.
Grzejniki gazowe metalowe (żeliwne, lub z innego metalu) Wady i zalety: Silne nagrzewanie się powierzchni grzejnika (możliwość poparzenia). Szybkie stygnięcie po zgaszeniu gazu. Szybkie nagrzewanie się pomieszczeń. Nierówna temperatura w pomieszczeniu (przy grzejniku upał, z dala – chłód).
Grzejniki gazowe akumulacyjne Może to być piec kaflowy, wyposażony w palnik gazowy zamiast spalania węgla. Istnieją także grzejniki żeliwne wyposażone w cegłę szamotową, która zapewnia właściwości akumulacyjne.
Wady i zalety: Powolne nagrzewanie się pomieszczeń. Równomierna temperatura w pomieszczeniu. Długie utrzymywanie ciepła.
Centralne ogrzewanie thumb|upright=1.2|Schemat lokalnego centralnego ogrzewania z obiegiem grawitacyjnym z górnym rozprowadzeniem thumb|upright|Węglowy kocioł centralnego ogrzewania
We współczesnym rozumieniu centralne ogrzewanie to dostarczenie ciepła do elementów grzejnych znajdujących się w ogrzewanych pomieszczeniach za pomocą gorącego płynu, najczęściej wody. Jednak zakres tego pojęcia jest szerszy – jest to dystrybucja ciepła po budowli, uzyskanego z przetworzenia paliwa w jednym, specjalnie przeznaczonym do tego pomieszczeniu, kotłowni, w tym przypadku piec nazywany jest kotłem centralnego ogrzewania, a elementy przekazujące ciepło w pomieszczeniach to grzejniki (potocznie kaloryfery). Do rozprowadzania ciepła wykorzystuje się wodę, parę wodną lub powietrze.
W instalacjach obejmujących jeden budynek woda może krążyć w wyniku zmian gęstości przy zmianach temperatury (CO grawitacyjne) lub jej przepływ jest wymuszany pompą. W większych instalacjach stosuje się wyłącznie systemy z wymuszonym obiegiem. Z uwagi na to, iż ogrzewanie grawitacyjne wymaga zastosowania rur o większej średnicy i większej powierzchni grzejników (znacznie mniejszy przepływ czynnika grzewczego przez grzejniki), obecnie prawie w ogóle nie jest stosowane. Także w małych budynkach (np. domach jednorodzinnych) stosuje się obieg wymuszony.
Rodzaje grzejników Grzejniki konwekcyjne Grzejniki konwekcyjne ogrzewają pomieszczenie w wyniku przepływu powietrza wewnątrz radiatora grzejnika, w wyniku czego następuje jego ogrzanie. Przepływ może być grawitacyjny (wówczas powietrze przepływa w sposób naturalny, co wynika z różnicy gęstości powietrza spowodowanej różnicą jego temperatury) lub wymuszony (przepływ powietrza wymusza wentylator). Grzejniki zasilane są prądem elektrycznym lub wodą. Woda dostarczana jest instalacją centralnego ogrzewania (CO).
Wady i zalety: „mieszanie” powietrza w pomieszczeniu relatywnie średnia prędkość nagrzewania pomieszczenia łatwość regulacji temperatury stabilność w utrzymaniu temperatury w pomieszczeniu mniejsza powierzchnia grzejnika w stosunku do grzejników radiacyjnych (wada) większe nierównomierności w ogrzewaniu powietrza, ciepłe powietrze unosi się do góry
Grzejniki radiatorowe Grzejniki radiatorowe są obecnie wypierane przez grzejniki konwekcyjne. Powietrze przepływa na zewnątrz radiatora. Radiator ma rozwiniętą powierzchnię zewnętrzną, wykonywaną przez wyprofilowanie, wytłoczenie lub przyspawanie pasów blachy do rury w której płynie czynnik grzejący.
Wady i zalety, porównanie z konwekcyjnymi: zajmują większą powierzchnię ściany pomieszczenie jest ogrzane równomierniej łatwiej uzyskać wyższe temperatury w dolnej części pomieszczenia słabo wymuszają obieg powietrza w pomieszczeniu większa część ciepła jest odprowadzana przez promieniowanie cieplne
Promienniki energii cieplnej Promienniki energii cieplnej Bardzo cenione jako źródło ciepła w wysokich pomieszczeniach z uwagi na bezpośrednie ogrzewanie ciał stałych przez promieniowanie podczerwone, a nie przez powietrze, które dopiero wtórnie jest ogrzewane przez ciała stałe, dzięki czemu ciepło ukierunkowane jest do dolnej partii wysokiego obiektu. Systemy grzewcze oparte na promiennikach charakteryzują się minimalną bezwładnością, szczególnie oparte na promiennikach gazowych i elektrycznych.
Promienniki obecnie należą do najchętniej stosowanych urządzeń grzewczych stosowanych w dużych obiektach przemysłowych, logistycznych i sportowych.
Wady i zalety: Zalety: niższe koszty eksploatacji systemu przy tym samym komforcie cieplnym możliwość stosowania pełnej automatyki sterującej układ zdecentralizowany przy większych obiektach możliwość ogrzewania strefowego kontrola komfortu termicznego całej powierzchni ogrzewanej
Wady: zależne od rodzaju promienników (gazowe, elektryczne, wodne)
Grzejniki nadmuchowe Grzejnik nadmuchowy jest połączeniem grzejnika konwektorowego z wentylatorem napędzanym energią elektryczną. Źródłem energii cieplnej jest najczęściej prąd elektryczny (sporadycznie woda, zasadniczo stosowana w samochodach). W ostatnich latach ciepło wytwarzane jest w nowoczesnych kominkach.
Wady i zalety: szybkie nagrzewanie pomieszczeń (intensywne mieszanie powietrza), występowanie szybkiego ruchu powietrza, hałas generowany przez wentylator, trudność w stabilizacji temperatury (??), możliwość kierunkowego ogrzewania (skierowania strumienia powietrza), zimny nawiew (jako inne zastosowanie). małe wymiary, możliwość umieszczenia z dala od miejsca, które ma być ogrzewane wysokie koszty eksploatacji szybki spadek temperatury po zakończeniu eksploatacji thumb|Ogrzewanie podłogowe
Ogrzewanie podłogowe Cechą charakterystyczną ogrzewania podłogowego jest sposób emisji ciepła – jest ono dostarczane całą powierzchnią podłogi poprzez promieniowanie, co zapobiega powstawaniu gorących warstw powietrza w górnej części pomieszczenia. Ogrzewanie podłogowe zapewnia profil temperatury w pomieszczeniu najbardziej zbliżony do teoretycznego profilu idealnego, ponieważ oddaje ciepło przez promieniowanie i nie wywołuje konwekcji. Ogrzewanie wykonuje się jako elektryczne lub wodne. Najczęściej stosowane jest w łazienkach, choć w nowych budynkach coraz częściej jest stosowane na całej powierzchni użytkowej. W ogrzewaniu podłogowym wodnym, woda dostarczana jest instalacją centralnego ogrzewania (CO), przy czym konieczne jest zastosowanie mieszacza do obniżenia temperatury wody w stosunku do temperatury lub (co stosuje się częściej) niskotemperaturowego źródła ciepła, takiego jak pompa ciepła albo kocioł kondensacyjny.
Zalety: równomierny rozkład pionowy temperatur w pomieszczeniu ciepła („przyjemna”) podłoga brak widocznych elementów ogrzewania (np. grzejników) akumulacyjność cieplna. Wady: konieczność zniszczenia istniejącej podłogi (przy montażu w użytkowanym budynku) ograniczenia sposobu wykonania podłogi i jej nakrycia – należy unikać materiałów izolujących (np. parkiet, deski na legarach, grube wykładziny i dywany).
Grzejnik podtynkowy mały|Grzejnik podtynkowy 3THERMO Grzejnik podtynkowy jest konstrukcyjnym rozwiązaniem usprawniającym realizację idei ogrzewania ściennego, czyli najlepszej formy systemów płaszczyznowych. Nie wprowadza wody pod tynk, pomimo iż należy do rodziny układów wodnych. Zastosowana technologia wymiany ciepła na poziomie wodno–gazowym wykorzystuje w najwyższym stopniu zdolności dyfuzyjne stanu gazowego, zdolność akumulacji ciepła ciał stałych i łatwości transportu energii cieplnej w układzie poziomym za pomocą wody. Dzięki odseparowanemu układowi wodnemu od części grzewczej eliminuje wszystkie dotychczasowe wady rozwiązań ściennych, szczególnie w zakresie bezpieczeństwa (system dry-wall) i szybkości montażu. Zapobiega powstawaniu skurczy w tynku wywołanych podniesioną temperaturą, a z uwagi na swą unikalną cienką konstrukcję (8,5 mm) i ażurową budowę stanowi naturalne wzmocnienie dla tynku.
Zalety: idealny rozkład temperatur, najwyższy komfort grzewczy możliwość stosowania w miejscu gdzie powstają realne straty ciepła (w przegrodach zewnętrznych) wysoka energooszczędność bardzo duża efektywność praca u układzie nisko i wysokotemperaturowym system dry-wall, uniemożliwiający zalanie pomieszczenia brak elektrostatyki, przyciągania kurzu prosty i szybki montaż (czas montażu max 5 min) możliwość montażu pod płytą gipsowo-kartonową niskie opory hydrauliczne mały zład wodny (pojemność grzejnika to 31ml) brak widocznych części systemu (gołe ściany) brak wymogów co do stosowanych tynków cicha, praktycznie niesłyszalna praca prozdrowotny wpływ promieniowania cieplnego brak unoszenia kurzu i alergenów bezobsługowość i samoregulacja kompatybilność z różnymi rodzajami zasilania niskotemperaturowego OZE (pompa ciepła itp.) średniego (piece akumulacyjne) i wysokotemperaturowego (piece na paliwa stałe, ciepliki itp.) brak części ruchomych, brak korozji, bezawaryjność produkt ekologiczny, ulega pełnemu recyklingowi
Wady: stosunkowo trudny demontaż w przypadku uszkodzenia mechanicznego
Tradycyjne źródła energii cieplnej thumb|Domy opalane paliwami stałymi Jako tradycyjne źródła energii cieplnej przyjmuje się takie metody postępowania, w których nie jest brane pod uwagę ewentualne negatywne oddziaływanie na środowisko.
Ciepło z elektrociepłowni Ciepło z elektrociepłowni do budynku dostarczane jest rurociągami w postaci gorącej wody. Woda ta nie jest stosowana bezpośrednio do ogrzewania, lecz jej energia cieplna przekazywana jest do wewnętrznego obiegu grzewczego centralnego ogrzewania w wymienniku ciepła. Dawniej powszechnie stosowano do przesyłu magistrale słabo izolowane, co powodowało duże straty ciepła, a wykonanie instalacji przesyłowej wymagało wysokich nakładów. Obecnie stosowane są powszechnie rury preizolowane, które ograniczają straty ciepła i ułatwiają montaż.
Wady i zalety ciepło jest częściowo odpadem przy produkcji energii elektrycznej, są bezobsługowe, rozliczanie zużycia energii wymaga stosowania liczników energii cieplnej, w przypadku niewielkiej ilości przesyłanej energii wysoki koszt sieci przesyłowej, niski koszt energii, niski poziom emisji zanieczyszczeń,