Czemu piece kondensacyjne są tak bardzo wydajne?
Piece kondensacyjne są coraz chętniej kupowane przez inwestorów ogrzewających domy gazem. Nic dziwnego, są wprawdzie droższe od tradycyjnych, ale do wytworzenia tej samej ilości ciepła zużywają mniej gazu. A ceny paliw rosną nieustannie. Dlatego właśnie warto poznać tajemnicę działania i wydajności pieców kondensacyjnych.
Piece kondensacyjne mają dużo wyższą sprawność niż najbardziej nowoczesne niekondensacyjne. W wyniku spalania paliwa powstają dwutlenek węgla i woda oraz pewne pozostałości z procesu spalania, które nie wpływają na wzrost efektywności pracy kotłów kondensacyjnych. Ponieważ temperatura podczas spalania jest wyższa niż 100oC, woda zamienia się w parę i razem ze spalinami ucieka przez komin. I tu tkwi źródło potencjalnych oszczędności. Jeżeli kocioł skropli parę wodną zawartą w spalinach, odbierze od niej ciepło (które inaczej uciekłoby przez komin) i przekaże je wodzie kotłowej. Skraplanie to właśnie kondensacja pary wodnej i stąd nazwa – kotły kondensacyjne.
Rozwiązanie dla oszczędnych
Średnioroczna sprawność nowoczesnych kotłów tradycyjnych osiąga 93-96%, kotła kondensacyjnego – ponad 100%, chociaż wiadomo, że w technice taka sprawność nie istnieje. Jak to jest możliwe? Definicję sprawności kotła utworzono w przeszłości, odnosząc ją do wartości opałowej paliwa. Ta stanowi jednak tylko część energii możliwej do wykorzystania w procesie spalania, bo nie uwzględnia ciepła traconego wraz z parą wodną unoszoną w spalinach. Dopiero skraplając parę wodną, w całości wykorzystamy energię cieplną powstającą podczas spalania paliwa, czyli jego ciepło spalania. Jest ono zawsze większe od wartości opałowej o ciepło skraplania pary wodnej, nazywane też ciepłem utajonym.
Autor: JUNKERS
Dzięki zamkniętej komorze spalania, a taką zwykle mają kotły kondensacyjne, można je bez obaw o własne bezpieczeństwo montować także poza kotłownią, na przykład w kuchni czy łazience
Autor: JUNKERS
Dzięki zamkniętej komorze spalania, a taką zwykle mają kotły kondensacyjne, można je bez obaw o własne bezpieczeństwo montować także poza kotłownią, na przykład w kuchni czy łazience
Piec stojący, wiszący, z zasobnikiem lub bez
Piece kondensacyjne, podobnie jak nowoczesne niekondensacyjne, to w większości urządzenia wiszące jedno- lub dwufunkcyjne także do współpracy z zasobnikiem c.w.u. Wielu producentów ma również w swojej ofercie kotły w wersji stojącej z wbudowanym zasobnikiem, przeważnie warstwowym.
Współpraca kotła z instalacją
Aby temperatura spalin wypływających z wymiennika spadła poniżej punktu rosy, temperatura wody grzewczej powracającej z instalacji do kotła powinna być jak najniższa.
W kotłach gazowych może wynosić maksymalnie 57°C. Im niższa jest temperatura czynnika, tym niższa jest temperatura ścianek wymiennika w kotle i tym więcej pary wodnej kondensuje. Dzięki temu ilość pozyskiwanego ciepła rośnie. Praca kotła jest najbardziej ekonomiczna, gdy pracuje on w temperaturze 30-40°C, z czego wynika, że nowe instalacje powinny być zaprojektowane na parametry 60/40°C lub niższe.
Kotły kondensacyjne można także stosować w instalacjach zaprojektowanych na parametry 80/60°C, gdyż woda grzewcza ma taką temperaturę jedynie w najzimniejsze dni. Zdarzają się one zaledwie kilka-kilkanaście razy w roku. Średnia temperatura w sezonie grzewczym to mniej więcej 0°C. Wówczas temperatura zasilania wynosi około 55°C, a powrotu – 45°C. Niższą temperaturę powrotu można dodatkowo osiągnąć, stosując zawory termostatyczne powszechnie instalowane w domach jednorodzinnych. Przy częściowym obciążeniu zwiększają one różnicę temperatury, dzięki czemu temperatura powrotu się obniża.
Piece kondensacyjne można z powodzeniem stosować nawet w niektórych starych instalacjach o parametrach 90/70°C, pod warunkiem że rury i grzejniki są w dobrym stanie. Grzejniki w takich instalacjach mają bardzo często przewymiarowane powierzchnie grzewcze i mogą pozostać niezmienione również po zainstalowaniu kotła kondensacyjnego. Także w instalacjach o parametrach 90/70°C z grzejnikami prawidłowo zwymiarowanymi można zastosować kocioł kondensacyjny, jeśli dobrze ociepli się ściany budynku.
Chociaż powszechnie uważa się, że kotły kondensacyjne pracują najbardziej ekonomicznie w instalacjach z ogrzewaniem podłogowym, mogą także współpracować z grzejnikowym. Należy jednak pamiętać, że gdy temperatura wody zasilającej instalację jest niższa, powierzchnie grzejników powinny być większe, żeby mogły oddawać wystarczającą ilość ciepła do pomieszczenia. Przykładowo po zmianie parametrów instalacji z 90/70°C na 75/65°C powinno się powiększyć powierzchnię czynną grzejników o mniej więcej 20%.
Co daje kondensacja
- Wartość opałowa – to ilość ciepła uwalnianego przy całkowitym i zupełnym spalaniu 1 m3 paliwa, gdy powstająca para wodna jest usuwana wraz ze spalinami
z kotła. - Ciepło spalania – to ilość ciepła uwalniana przy całkowitym i zupełnym spalaniu 1 m3 paliwa oraz odzyskaniu ciepła zawartego w parze wodnej, czyli gdy nastąpi jej kondensacja.
Jak ogrzewać wodę
Kotły kondensacyjne są produkowane jako wiszące lub stojące, jedno- i dwufunkcyjne. Jednofunkcyjne współpracują z zasobnikiem ciepłej wody. Są z nim połączone za pomocą wężownicy, którą przepływa ogrzana woda kotłowa i podgrzewa wodę w zbiorniku. Wymagana pojemność zasobnika jest uzależniona od liczby osób zamieszkujących dom. Zalecana moc kotła zależy od pojemności zasobnika, ale zazwyczaj wynosi co najmniej 21-24 kW. Tak dobrany kocioł zapewnia szybkie ogrzanie wody w zasobniku i tym samym krótkie przerwy w ogrzewaniu wody kierowanej do instalacji centralnego ogrzewania. Zaletą zasobnika c.w.u. jest dostęp do ciepłej wody w każdym punkcie poboru bez ograniczeń.
Kotły dwufunkcyjne ogrzewają wodę wyłącznie wtedy, gdy jest potrzebna. Odkręcając kurek z ciepłą wodą, uruchamiamy przepływ wody przez kocioł i jej podgrzewanie. Ogrzana woda dopiero po chwili dopływa do kranu. Konieczność oczekiwania na dopłynięcie ciepłej wody (przez chwilę z kranu płynie zimna, potem letnia, co oznacza jej marnotrawienie) jest największą niedogodnością tego rozwiązania.
Najnowsze Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, zalecają podgrzewanie wody do temperatury co najmniej 55, a maksymalnie 60°C, to z punktu widzenia zarówno pracy kotła, jak i strat ciepła na przesyle wody do punktów czerpalnych jest nieekonomiczne. Im niższa będzie temperatura c.w.u., tym bardziej ekonomicznie będzie pracował piec kondensacyjny. Ponadto istnieje ryzyko poparzenia wodą o tak wysokiej temperaturze. Dlatego warto w tym wypadku postępować zgodnie z własnymi preferencjami i ze zdrowym rozsądkiem.
- O odpowiednim uzdatnianiu wody. Szczególnie ważna jest jej twardość. Jeżeli woda jest zbyt twarda, powoduje powstawanie kamienia kotłowego, czego efektem są duże straty energii i zmniejszenie sprawności kotła. Mając zbyt twardą wodę, należy zastosować zmiękczacz wody.
- O corocznych przeglądach kotła. Będzie bezpiecznie i naprawdę ekonomicznie pracował, gdy zostanie odpowiednio wyregpowany. W ten sposób przedłużymy również jego żywotność.
