Jednym z kryteriów wyboru odpowiedniego kotła będzie decyzja, wybrać kocioł kondensacyjny czy tradycyjny (niekondensacyjny). Kondensacyjny pod względem funkcji nie różni się od kotła tradycyjnego. Łatwo znajdziemy kocioł o odpowiedniej mocy grzewczej, stojący lub wiszący, jedno- lub dwufunkcyjny. Podobnie jak kocioł tradycyjny może on ogrzać wodę grzewczą do temperatury nawet 80°C. Więc, czym się różnią ? Wyższą sprawnością, czyli oszczędniejszą pracą dzięki kondensacji oraz nowoczesnym rozwiązaniom technicznym, które mają zapewnić maksymalne wykorzystanie paliwa.
Technika kondensacyjna
Technika kondensacyjna jest wysokosprawną techniką pozyskiwania ciepła z gazu (również z oleju opałowego). W kotłach kondensacyjnych, przez wykroplenie wody ze spalin (kondensacja), odzyskuje się znaczne ilości ciepła, które w kotłach tradycyjnych jest bezpowrotnie tracone do atmosfery.
Jeśli temperatura powierzchni wymiany ciepła po stronie spalin jest niższa od tzw. punktu rosy, to ze spalin wykrapla się woda – powstaje kondensat. Przy prawie stechiometrycznych warunkach spalania temperatura rosy dla pary wodnej ze spalin gazu ziemnego wynosi ok. 57°C – jeśli spaliny będą miały niższą temperaturę wystąpi kondensacja.
Teoretyczny zysk ciepła dzięki kondensacji wynosi 11% dla gazu ziemnego. Dodatkowe zyski ciepła w kotłach kondensacyjnych, oprócz samej kondensacji, uzyskuje się dzięki mniejszej stracie kominowej związanej z niższą temperaturą odprowadzanych spalin. Istotne znaczenie mają również zastosowane rozwiązania techniczne i materiały, które zapewniają wysoką sprawność kotła w czasie jego normalnej pracy – ze zmiennym obciążeniem.
Oszczędniejsza praca gazowych kotłów kondensacyjnych w porównaniu z tradycyjnymi może wynieść do ok. 20-25%, a w porównaniu ze starymi kotłami nawet 30-40%.
Sprawność ponad 100% ?
Żadne urządzenie nie pracuje ze sprawnością ponad 100%. Podawana sprawność kotłów kondensacyjnych do 109% wynika ze sposobu jej obliczania. Dawniej nie można było wykorzystać ciepła kondensacji, ponieważ stosowane materiały nie były w wystarczającym stopniu odporne na szkodliwe działanie kondensatu. Dlatego, w obliczeniach sprawności kotłów przyjęto jako wielkość odniesienia wartość opałową paliwa. Jeśli wykorzystamy ten sposób obliczenia sprawności i dodatkowo uwzględnimy ciepło kondensacji, to uzyskamy sprawność kotła przekraczającą 100%. Zgodnie z normami, ten sposób obliczania sprawności nadal obowiązuje.
Wartość opałowa określa ilość ciepła uzyskaną przy całkowitym i zupełnym spaleniu jednostki paliwa, przy czym, odprowadzana para wodna pozostaje w postaci lotnej. Ciepło spalania, określa natomiast, ilość ciepła uzyskanego przy całkowitym i zupełnym spaleniu jednostki paliwa, łącznie z ciepłem parowania zawartym w parze wodnej spalin.
Uwzględniając przy obliczaniu sprawności kotła ciepło spalania, uzyskamy jego rzeczywistą sprawność, które będzie niższa od 100%. Przykładowo, sprawność gazowego kotła kondensacyjnego uwzględniającego tylko wartość opałową wynosi 109%, a tradycyjnego 91%. Natomiast, uwzględniając ciepło spalania w obliczeniach – kocioł kondensacyjny będzie miał sprawność 98%, a tradycyjny 82%.
Kocioł kondensacyjny i grzejniki
Najwyższą sprawność uzyskują kotły kondensacyjne przy niskich temperaturach wody grzewczej. Nie wyklucza to jednak zastosowania kotła kondensacyjnego w typowej instalacji grzejnikowej.
Instalację grzewczą projektuje się na określone parametry wody grzewczej np. 70/55°C dla obliczeniowych temperatur zewnętrznych np. -20°C (w zależności od danej strefy klimatycznej). Czyli, przy temperaturze na zewnątrz budynku wynoszącej -20°C kocioł powinien ogrzać wodę zasilającą instalację grzewczą do 70°C aby zapewnić wymaganą temperaturę w ogrzewanych pomieszczeniach. Woda powracająca z instalacji do kotła będzie mieć temperaturę 55°C.
Obliczeniowe temperatury zewnętrzne występują przez kilka do kilkunastu dni w okresie grzewczym. W zdecydowanie większej części okresu grzewczego temperatury zewnętrzne są znacznie wyższe, czyli do ogrzania budynku potrzebna jest woda grzewcza o niższej temperaturze.
Nawet w instalacji zaprojektowanej na stosunkowo wysoką temperaturę wody grzewczej temperatura powrotu wody grzewczej do kotła będzie na tyle niższa od punktu rosy, że kondensacja pary wodnej ze spalin będzie możliwa. Tak wiec, nawet przy typowej instalacji grzejnikowej można spodziewać się że kocioł kondensacyjny będzie pracował ze sprawnością ponad 100% przez zdecydowanie większą część okresu grzewczego, czyli oszczędnie zużywając gaz.
Oczywiście, można zaprojektować grzejniki na niską temperaturę wody grzewczej np. 55/45°C i korzystać z wysokiej sprawności kotła w całym okresie grzewczym. Jednak przy tak niskich temperaturach wody grzewczej grzejniki będą miały duże wymiary co przełoży się na wyższy koszt instalacji, niewspółmierny do oszczędności jakie uzyskamy na kosztach ogrzewania.
Tak więc, stosując kocioł kondensacyjny możemy liczyć na spore oszczędności na kosztach ogrzewania nawet w typowej instalacji grzejnikowej zaprojektowanej na „normalną” temperaturę wody grzewczej. W takiej instalacji, jedynie przez kilka (kilkanaście) dni w okresie grzewczym kocioł będzie pracował ze sprawnością niższą od 100%, która i tak będzie wyższa od sprawności tradycyjnego kotła gazowego.
Zobacz również:
