Kotły kondensacyjne – co powinien wiedzieć każdy użytkownik

Gazowy kocioł kondensacyjny należy do urządzeń najchętniej wybieranych na wymianę w programie „Czyste Powietrze”. W programie tym można uzyskać 30% (do 4500 zł) dla poziomu podstawowego finansowania i 60% (do 9000 zł) dla poziomu podwyższonego. Stowarzyszenie Producentów i Importerów Urządzeń Grzewczych wciąż obserwuje duże zainteresowanie tymi urządzeniami. Oto co powinni wiedzieć inwestorzy o tych urządzeniach.

Kotły kondensacyjne cechują się sprawnością wyższą niż ich tradycyjne odpowiedniki. Ich wysoka sprawność przekłada się na energooszczędność – do wytworzenia ciepła zużywają one mniej paliwa niż porównywalne kotły tradycyjne. Osiągają sprawność wyższą niż ich tradycyjne odpowiedniki m.in. dzięki większej efektywności spalania paliwa (odpowiednia konstrukcja palnika). Jednak głównym czynnikiem jest wykorzystanie ciepła zawartego w odprowadzanych z kotła spalinach.

Znaczenie kondensacji dla energooszczędności

Jest to możliwe dzięki skraplaniu (kondensacji) pary wodnej zawartej w produkowanych przez kocioł spalinach. Kondensacja odbywa się dzięki schłodzeniu spalin (z ok. 100°C nawet do 35°C). Para wodna skrapla się, a zawarte w niej ciepło nie ucieka przez komin, tylko jest przekazywane wodzie kotłowej. Powstała w ten sposób dodatkowa ilość energii umożliwia podwyższenie sprawności kotła o ok. 10% w porównaniu do kotła bez zastosowania techniki kondensacyjnej. Dlatego producenci podają czasem sprawność kotłów gazowych wyższą niż 100%. Dla gazowych kotłów kondensacyjnych najczęściej jest to wartość 107-109%, a dla kotłów olejowych – 104%. W rzeczywistości sprawność nie może być wyższa niż 100%, a takie sformułowanie informuje jedynie o tym, że zastosowana technika umożliwia uzyskanie dodatkowej w stosunku do procesów spalania energii.

Warto zauważyć, że tak określona sprawność dotyczy najbardziej optymalnych warunków pracy kotła i jest wartość maksymalna, w warunkach rzeczywistych osiągana rzadko. Maksymalne wykorzystanie możliwości kotła kondensacyjnego możliwe jest tylko przy jego odpowiedniej współpracy z właściwie dobraną, wykonaną i zrównoważoną instalacją grzewczą.

Energooszczędne w odpowiedniej instalacji

Kotły kondensacyjne pracują najbardziej efektywnie z instalacjami tzw. niskotemperaturowymi. Wśród rozwiązań popularnych wśród inwestorów wybierane są przede wszystkim instalacje ogrzewania podłogowego lub ściennego, w których temperatura maksymalna wynosi do 45°C.

Wynika to z tego, że kondensacja pary wodnej ze spalin zachodzi poniżej określonej temperatury. Dla kotłów na gaz ziemny – zależnie od jakości podawanego gazu i składu mieszanki gazowo-powietrznej – jest to 55-58°C. Taka właśnie powinna być temperatura wody powrotnej z instalacji grzewczej, stosowanej do chłodzenia spalin. Jeśli woda grzewcza ma wyższą temperaturę, kondensacja po prostu nie będzie zachodziła, zatem ciepło ze spalin nie będzie uzyskiwane. To będzie oznaczało rezygnację z możliwości, które zapewnia technika kondensacyjna. Dlatego decydując się na kocioł kondensacyjny i chcąc w pełni skorzystać z jego możliwości, należy także rozważyć wymianę instalacji grzewczej.

Temperatura wody powracającej z instalacji grzewczej powinna wynosić 40–50°C dla kotłów gazowych, a 30–40°C dla kotłów olejowych. Jednak im niższa temperatura wody powrotnej, tym bardziej można schłodzić spaliny. Dzięki temu uzyskuje się z nich więcej ciepła z kondensującej pary wodnej.

Kotły kondensacyjne pracują z pełną mocą np. przy produkcji c.w.u. i wtedy ich sprawność może być niższa. Wynika to z tego, że nie zachodzi proces kondensacji. Producenci oferują rozwiązania kotłów współpracujących z podgrzewaczami c.w.u. oraz kotły dwufunkcyjne, w których kondensacja zachodzi także w trakcie przygotowania c.w.u. Jeśli kocioł ma służyć także do przygotowania c.w.u, warto zainteresować się takim rozwiązaniem.

Samoregulacja pracy kotła

Kotły kondensacyjne oszczędzają energię także dzięki modulacji palnika – chwilowa moc wytwarzana przez palnik płynnie dopasowuje się do aktualnego zapotrzebowania. Na rynku są powszechnie dostępne z zakresem modulacji 1:10. Palnik może efektywnie pracować z mocą obniżoną dziesięciokrotnie w w stosunku do mocy znamionowej. Zakres modulacji można podać także w % (np. 20–100%). Choć praca z obciążeniem częściowym jest korzystna dla sprawności kotła, warto zwrócić uwagę na to, by kocioł nie został przewymiarowany.

Większy zakres modulacji sprawia, że kocioł będzie płynnie regulował moc chwilową. Dzięki temu uniknie się tzw. efektu taktowania, czyli częstego wyłączania i włączania kotła dla zapewnienia odpowiedniej temperatury wody grzewczej i w pomieszczeniach. Płynna praca sprawia, że kocioł pracuje z wyższą sprawnością, a także zwiększa się jego trwałość.

Na sprawność kotła kondensacyjnego ma wpływ jeszcze jedna własność konstrukcyjna. Otóż dzięki zastosowaniu systemu „rura w rurze” zimne powietrze pobierane do spalania jest wstępnie podgrzewane przez spaliny przed dotarciem do komory kotła. Dodatkowo poprawia to wydajność spalania i o kilka procent podnosi zysk energetyczny.

Ile można zaoszczędzić dzięki kotłom kondensacyjnym?

Odpowiedź na pytanie, jakie oszczędności przyniesie kocioł kondensacyjny nie jest łatwa, ponieważ zależy od bardzo wielu czynników. Ważny jest też rodzaj budynku i jego ocieplenia, instalacji grzewczej (jej rodzaju i zrównoważenia), rozwiązania przygotowania c.w.u. i współpracy z innymi urządzeniami (pompa ciepła, kolektor słoneczny). Możliwe oszczędności zależą też od tego, jak eksploatowany jest kocioł. Inną sprawą są warunki pogodowe, które wpływają na zapotrzebowanie na ciepło i jego zmienność.

W przypadku instalacji remontowanej wpływ na uzyskane oszczędności ma to, jaki kocioł (na jakie paliwo, w jakiej technologii, w jakim stanie technicznym) pracował w instalacji poprzednio. Ważne jest też, czy została wymieniona także instalacja grzewcza na efektywnie współpracującą z kotłem. Liczy się także, czy kocioł współpracuje z innymi urządzeniami grzewczymi (np. kolektorami słonecznymi).

Wśród oszacowań dostawców i ekspertów mówi się o oszczędnościach eksploatacyjnych w zakresie od 20 do 40%. Oczywiście, przy zastrzeżeniu wszystkich czynników wpływających na tę wartość. Z danych z rynku niemieckiego wynika, że wymiana kotłów starszych niż 25 lat na wysoko efektywne kotły kondensacyjne w połączeniu z wykorzystaniem kolektorów słonecznych może pozwolić użytkownikowi na oszczędność energii do 35%.

Producenci szacują też, że wymiana starego kotła olejowego na wysokosprawny gazowy kocioł kondensacyjny pozwoli uzyskać oszczędności na ogrzewaniu nawet do 50%. Natomiast wymiana starego kotła gazowego atmosferycznego na gazowy kondensacyjny – 30-40%.

Kotły kondensacyjne na rzecz środowiska

Główny efekt środowiskowy stosowania kotłów kondensacyjnych to mniejsze zużycie energii, a tym samym obniżenie emisji CO2. Zależnie od spalanego w kotle kondensacyjnym paliwa mogą one być mniej lub bardziej „eko”. W parze wodnej powstałej ze spalania oleju opałowego mogą znajdować się związki siarki. Jednak mieszanka gazowa dobrej jakości może być spalana bez produkcji żadnych substancji wchodzących w skład smogu. Warunkiem jest jednak odpowiedni przebieg procesu spalania. Producenci kotłów kondensacyjnych prześcigają się we wprowadzaniu coraz to nowych konstrukcji palników, które umożliwiają efektywne spalanie gazu lub oleju. Przekłada się nie tylko na bardziej ekonomiczne zużycie paliwa, ale też na bardziej przyjazny dla środowiska skład spalin. Oznacza to też niższą emisję zanieczyszczeń.

Zdjęcie główne: Viessmann

Warto przeczytać także:

Leave a Comment