Tradycyjne niekondensacyjne kotły nie wykorzystują całej energii zawartej w spalanym w nich paliwie. Część, zwana ciepłem utajonym, ulatuje z parą wodną wraz ze spalinami. Aby do ogrzewania wody w kotle zostało wykorzystane także ciepło utajone, para wodna zawarta w spalinach musi się skroplić, bo w tym procesie jest uwalniana energia. Skroplenie (kondensacja) pary wodnej nastąpi wtedy, gdy spaliny zostaną schłodzone do odpowiednio niskiej temperatury.
Sprawność większa niż 100%?
Sprawność kotłów kondensacyjnych w Europie jest odnoszona do wielkości zwanej wartością opałową paliwa, a nie do całkowitej ilości energii powstającej przy spalaniu paliwa, zwanej ciepłem spalania. Wartość opałowa jest mniejsza od ciepła spalania o ciepło skraplania pary wodnej, czyli tak zwane ciepło utajone. Dlatego w danych technicznych kotłów kondensacyjnych (wykorzystujących również ciepło utajone) sprzedawanych w Europie pojawia się sprawność większa niż 100%, co oczywiście nie oznacza, że mamy do czynienia z perpetuum mobile.
W USA ujawniona w danych technicznych sprawność tego samego kotła byłaby mniejsza niż 100%, ponieważ tam odnosi się ją do ciepła spalania, co wydaje się logiczne. Aby uniknąć nieporozumień, również w Europie zaczęto się zastanawiać nad zmianą sposobu obliczania sprawności. W Holandii, gdzie technika kondensacyjna jest najpopularniejsza (kotłów niekondensacyjnych już się tam właściwie nie instaluje), taka zmiana już nastąpiła i w informacjach o sprzedawanych tam kotłach nie pojawia się sprawność większa niż 100%.
Kiedy kocioł kondensuje
Kotły kondensacyjne różnią się od niekondensacyjnych materiałem, z którego muszą być wykonane, aby nie zniszczyły ich kwaśne skropliny. To istotna różnica, ale nie najważniejsza. Najważniejszy jest wysoko wydajny wymiennik ciepła. Spaliny są w nim schładzane do temperatury, w której wykrapla się z nich para wodna. Graniczna wartość temperatury jest nazywana punktem rosy. W praktyce wynosi ona około 56oC – w przypadku spalin z kotłów zasilanych gazem ziemnym, około 52oC – w przypadku spalin z kotłów na gaz płynny, około 47oC – w przypadku spalin z kotłów olejowych. Spaliny są schładzane przez wodę wracającą z instalacji do kotła, więc jej temperatura musi być odpowiednio niska. Z tego powodu parametry wody grzewczej w instalacji c.o. zasilanej przez kocioł kondensacyjny są niższe niż w instalacji z kotłem tradycyjnym. Ma to wpływ na całą instalację: wielkość grzejników, średnice rur i armatury, parametry pompy obiegowej. Rodzaj kotła powinno się więc wybierać, zanim zaprojektuje się instalację.
Korzyści z kondensacji
Wprawdzie kotły kondensacyjne mają tak duży zakres regulacji, że mogą ogrzewać wodę w instalacji c.o. do 85oC (tak jak niekondensacyjne), jednak najwyższą sprawność uzyskują, gdy temperatura ta jest niższa. Praktycznie wszystkie kotły przeznaczone do instalacji w domach jednorodzinnych mają palniki z modulacją mocy, czyli dostosowujące ją do bieżącego zapotrzebowania.
Kotły kondensacyjne przy niewielkim obciążeniu mają najwyższą sprawność. Nie trzeba się obawiać zakupu kotła o mocy większej od zapotrzebowania na ciepło do c.o. W kotłach kondensacyjnych wyposażonych w regulację pogodową praca z niepełnym obciążeniem oznacza niższą temperaturę wody w instalacji, a więc skuteczniejsze schłodzenie spalin i intensywną kondensację oraz mniejsze straty ciepła przez obudowę kotła.
