Czemu piece kondensacyjne są tak bardzo wydajne?

2009-10-15 2:00
Najsprawniejsze w ogrzewaniu
Autor: Andrzej Szandomirski|JUNKERS|VIESSMANN Najsprawniejsze w ogrzewaniu

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.

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%.

Warto wiedzieć

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.

Pamiętaj

  • 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.

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Nasi Partnerzy polecają