Ochrona środowiska przed emisją CO2 może być bardzo prosta, o ile nie mieszają się w nią hipokryci. W polskich warunkach zima trwa kilka miesięcy, dlatego dogrzewanie pomieszczeń mieszkalnych jest podstawowym warunkiem ochrony zdrowia. Do czasu powstania maszyny parowej podstawowym surowcem energetycznym było drewno. Dopiero silnik parowy umożliwił zwiększenie wydobycia węgla dzięki znacznemu ograniczeniu kosztu jego wydobycia.
Początkowo turbina wodna, w późniejszym okresie turbina parowa zrewolucjonizowały przemysł energetyczny, który dostarczył ogromny potencjał energii elektrycznej i tym samym umożliwił odejście od koła wodnego zasilającego w energię mechaniczną nie tylko młyny do mielenia mąki.
Narzędzia elektryczne pozwoliły na wykonywanie najbardziej uciążliwych prac w czasie wielokrotnie krótszym, niż wcześniejsze technologie a węgla wystarczyło nie tylko dla przedsiębiorstw produkcyjnych, ale także i do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych. Początkowo były to piece węglowe ustawiane w każdym pokoju. Czasem piec ustawiano tak, aby znajdował się w ścianie między sąsiadującymi pomieszczeniami. Dzięki temu ograniczono liczbę palenisk a tym samym zaoszczędzono część węgla niezbędną do ogrzewania.
Z chwilą, kiedy upowszechniła się idea centralnego ogrzewania z jednym paleniskiem, zdecydowanie zmalała ilość dymów w obszarach zabudowy zwartej. Kolejnym etapem była zmiana technologii, kiedy to węgiel kamienny został zastąpiony koksem. W tym przypadku powstawały różne obszary zadymienia. Tam, gdzie węgiel kamienny przetwarzano do postaci koksu, trudno było oddychać. Ale dzięki tej technologii zabudowa ogrzewana już tylko koksem była zdecydowanie bardziej przyjazna zimą, niż otoczenie pieców opalanych węglem kamiennym.
Kolejna zmiana technologii spalania pojawiła się w latach 90. XX w., kiedy to duże piece w kotłowniach osiedlowych zamieniono na piece przystosowane do spalania miału węglowego, który do tego czasu odkładał się w przykopalnianych stawach osadowych. Podobno koszt sprowadzenia tego miału zamiast koksu wysokiej jakości był zdecydowanie niski. Tyle, że inwestycja wymiany pieców koksowych na piece na miał w mojej ocenie nigdy już nie zwróciła się, bowiem pod koniec lat 90. XX w. pojawiła się oferta pieców opalanych gazem, przechowywanym w specjalnych pojemnikach, bez konieczności utrzymywania sieci przewodów dostarczających gaz...
Mnie interesowała zupełnie inna technologia.
Obliczyłem, że gdyby ogrzewać pomieszczenia z wykorzystaniem grzałki elektrycznej zamiast węglowego pieca centralnego ogrzewania, to odpadał znaczny koszt zakupu bardzo deficytowego koksu oraz usuwanie popiołu. Efektem już całkowicie ubocznym, ale znaczącym było zautomatyzowanie procedury ogrzewania mieszkania. Potrzebne były trzy termometry ze stycznikami na prąd elektryczny.
Termometr zewnętrzny, umieszczony poza pomieszczeniami budynku, sterowałby temperaturą "paleniska".
Drugi termometr był umieszczony w komorze grzewczej ogrzewanej grzałką elektryczną mocy 2 KW. Zadaniem tego termometru było wyłączenie grzałek z chwilą, kiedy temperatura wody w instalacji sięgała około 80-90 st. Celsiusza. Chodziło tylko o wyeliminowanie ryzyka zagotowania się wody w piecu. Przy ogrzewaniu węglowym takie przegrzanie nie raz potrafiło zdarzyć się a wrząca w instalacji woda mogłaby ją uszkodzić...
W zasadzie to już wystarczało. Ale nawet w okresie zimy są chwile, kiedy zimowe słońce grzeje na tyle mocno, że w mieszkaniu robi się ciepło już tylko dzięki promieniom słonecznym. Ten termometr wyłączał możliwość włączenia się grzałki nawet wtedy, kiedy poza budynkiem utrzymywała się bardzo niska temperatura.
Ten układ całkowicie automatyzował proces ogrzewania i w okresie letnim, w czasie upałów, uniemożliwiał przypadkowe włączenie się pieca. Ba, kiedy nadchodziły bardzo chłodne, czerwcowe noce, albo już sierpień zbliżał się ku końcowi, ochłodzenie na zewnątrz włączało dogrzewanie bez żadnej interwencji domowników.
Warunki techniczne elektrycznego centralnego ogrzewania etażowego
W instalacji wykorzystano typowy piec centralnego ogrzewania przystosowany do spalania koksu. Niezależnie, na wylocie pieca umieszczono niewielki cylinder z grzałkami, każda 2 kW.
Dwie grzałki były podłączone do dwóch różnych faz, razem 4kW na fazę, jedna grzałka była podłączona do trzeciej z faz, ale do tej samej fazy podłączony był bojler do podgrzewania wody dla celów gospodarczych.
Instalacja włączała się samoczynnie, jeżeli temperatura otoczenia na zewnątrz budynku spadała do temperatury poniżej 20 st. Celsiusza. Warunkiem uruchomienia grzałek był spadek temperatury na termometrze kontrolnym umieszczonym w bardzo starannie wybranym miejscu, uznanym jako "najzimniejsze".
Włączenie grzałek mocy około 10 kW nagrzewało wodę w niedużej przestrzeni elektrycznej komory grzewczej na wyjściu z pieca c.o. Ewentualne spalanie węgla w piecu na koks podnosiło temperaturę wody na tyle, że grzałka już nie włączała się. Czas pracy grzałek elektrycznych nie przekraczał w zasadzie 20 sekund, po czym ponowne włączenie grzałek następowało dopiero po około minucie. Częstotliwość włączania się tych grzałek w dużej mierze zależała od temperatury otoczenia na zewnątrz budynku - urządzenie sterujące utrzymywało temperaturę zładu w piecu na poziomie około 40 st.C do temperatury otoczenia w granicach -5 st. C.
Gdy temperatura na zewnątrz wynosiła od -5 do ok. -10 st.C - wtedy temperatura wody w zładzie dochodziła do ok. 60 st.C.
Przy temperaturach zewnętrznych poniżej -10 st.C moc grzałek nie była już ograniczana i w najzimniejszych okresach woda w zładzie osiągała około 80 st.C
Przy dłuższych okresach niskich temperatur rzędu (-15) - (-20) st.C w mieszkaniu dawał czuć się pewien chłód, ale musiało to wynikać z uwagi na przenikalność ciepła przez ceglany mur i przez powierzchnię okien
Koszt tego ogrzewania nie był mały. Lecz decydowały inne względy, przede wszystkim pełna, całoroczna samosterowalność tego układu. Było to sporo lat temu - wszystkie elementy miały określoną żywotność, ale przez pewien czas ten system działał niezawodnie. Tu trzeba też dodać, że w tamtym czasie (lata 80. XX w.) jakiekolwiek elementy instalacji, zwłaszcza termometry kontaktowe, styczniki, nie były dostępne zbyt łatwo a i ich konstrukcja nie była "dożywotnia".
Wnioski
Instalacja, mimo technologii sprzed niemal pół wieku, przez pewien czas funkcjonowała bez zarzutu i w pełni automatycznie. Sama przestawała włączać się z chwilą nastania wiosny i dopiero późną jesienią włączała się "już na stałe". jednak w okresie szczególnie zimnych dni, potrafiła włączyć się samoczynnie i bez jakiejkolwiek ingerencji użytkowników dogrzewała nagle wychłodzone pomieszczenia.
Nie była to konstrukcja "tania" z uwagi na ceny prądu elektrycznego. Ale w tamtym czasie trudno było zakupić koks w dostatecznej ilości i zawsze trzeba było pewną ilość koksu dokupić, już poza przysługującymi z ustawy trzema tonami rocznie.
Jednak rosnące systematycznie ceny, i koksu, i transportu, przy pełnej automatyzacji ogrzewania, bez konieczności znoszenia zakupionego węgla do piwnicy i brak popiołu - potwierdziły celowość elektrycznego ogrzewania mieszkania.
Gdyby tak spadła zdecydowanie cena za energię elektryczną - wtedy byłby to bezkonkurencyjny system zimowego ogrzewania pomieszczeń...
Obecnie, kiedy mamy możliwość pozyskania energii elektrycznej ze słońca (fotowoltaika) i dogrzewanie wody słonecznymi promieniami (kolektory słoneczne) - przy obniżeniu ceny prądu elektrycznego z uwagi na znaczne jego zużycie - jest to jak najbardziej pożądany kierunek pod względem efektów redukcji emisji CO2 do atmosfery...
