Kotły kondensacyjne: na czym polega kondensacja?

Kotły kondensacyjne są znacznie droższe od zwykłych kotłów, ale zużywają mniej paliwa. Warto dowiedzieć się z czego to wynika i czy kotły kondensacyjne są warte swojej ceny. Wyjaśniamy, na czym polega samo zjawisko kondensacji, które zastosowane jest w kotłach kondensacyjnych.

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.

Przeczytaj również: Czemu piece kondensacyjne są tak bardzo wydajne?

Sprawność kotłów kondensacyjnych - 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 kondensacyjnych nie pojawia się sprawność większa niż 100%.

Przeczytaj również: Kocioł kondensacyjny - budowa i zasady działania

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 56^oC – w przypadku spalin z kotłów zasilanych gazem ziemnym, około 52^oC – w przypadku spalin z kotłów na gaz płynny, około 47^oC – 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.

Przeczytaj również: Kotły kondensacyjne a kotły konwencjonalne: różnice w użytkowaniu

Zobacz galerię 1 zdjęcie

Autor: archiwum muratordom

Sprawność kotła to stosunek ilości ciepła przekazanego wodzie do ilości ciepła wytwarzanego w procesie spalania. Zanim pojawiły się kotły kondensacyjne, w ilości ciepła wytwarzanego uwzględniano jedynie wartość opałową paliwa, a nie brano pod uwagę ciepła skraplania pary wodnej, które stanowi około 11% całego wytworzonego ciepła. Po dodaniu nowych 11% możliwe jest uzyskanie sprawności przekraczającej 100%.

Korzyści z kondensacji

Wprawdzie kotły kondensacyjne mają tak duży zakres regulacji, że mogą ogrzewać wodę w instalacji c.o. do 85^oC (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.

Przeczytaj również: Ogrzewanie energooszczędne: kotły kondensacyjne