Kocioł kondensacyjny

W czasach gdy koszty paliw do ogrzewania domu stale rosną, szukamy możliwości najbardziej oszczędnych dla naszej kieszeni. Zastanawiając się nad metodami oszczędnego ogrzewania warto zwrócić uwagę na nowoczesne technologie. Ogrzewając dom gazem lub olejem opalowym mamy do wyboru dwa rodzaje kotłów: kotły tradycyjne i kotły kondensacyjne.
Czym różnią się te dwie technologie? Jak to jest możliwe żeby sprawność kotła była większa niż 100%? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz poniżej.
W tradycyjnych kotłach grzewczych spaliny powstałe w trakcie spalania zostają wydalone bezpośrednio do atmosfery. Spaliny uchodzące do atmosfery mają temperaturę oscylującą w okolicach 100oC. Jak więc możemy się domyślać spora ilość ciepła wytworzonego w kotle grzewczym ucieka niewykorzystana.
Kotły kondensacyjne zostały stworzone w sposób pozwalający odzyskać część ciepła ze spalin. Zjawisko kondensacji polega na skropleniu pary wodnej zawartej w spalinach. W wyniku tego procesu ciepło ze skroplonej pary wodnej jest dodatkowo wykorzystywane przez kocioł grzewczy. Dzięki temu zjawisku, kotły kondensacyjne pracują 11% oszczędniej od kotłów tradycyjnych. Najnowocześniejsze technologie kotłów kondensacyjnych, wykorzystujące palniki promiennikowe, wymienniki spaliny-woda oraz układy regulujące spalanie pozwalają uzyskać oszczędności rzędu 30% w porównaniu do kotłów tradycyjnych.

Dlaczego kotły kondensacyjne mają sprawność powyżej 100%

Metody obliczania sprawności kotłów grzewczych opierają się o wartość opałową paliwa. Sprawność 100% oznacza, że energia cieplana odpowiadająca wartość opałowa jednostki paliwa stosowanego w kotle jest całkowicie przekazana przez kocioł do instalacji grzewczej. Biorąc pod uwagę straty jakie zawsze pojawiają się podczas tego procesu, kotły tradycyjne zawsze będą miały sprawność poniżej tej wartości (maksymalnie ok. 96% ).
W metodzie tej nie bierze się pod uwagę spalin, które traktowane są jako pozostałość po procesie spalania. Dzięki temu, że kotły kondensacyjne odzyskują ciepło zawarte w spalinach, wartość energii cieplnej uzyskana w ten sposób dodawana jest do standardowo wyliczonej sprawności, aby można ją porównać do sprawności kotłów tradycyjnych.
Oczywiście kotły kondensacyjne również generują straty w procesie przetwarzania energii cieplnej, ale zyski z ciepła uzyskanego ze spalin, nieuwzględniane w metodzie obliczania sprawności kotłów grzewczych pozwalają osiągać wartości powyżej 100% (gdzie 100% jest wartością graniczną dla kotłów tradycyjnych).
Gdybyśmy ciepło spalin było uwzględniane w obliczaniu sprawności kotłów grzewczych, kotły kondensacyjne uzyskały by w dzisiejszych czasach sprawność ok. 98%, a kotły tradycyjne ok. 82%.

Nowoczesne rozwiązania stosowane w kotłach kondensacyjnych

palniki promiennikowe

Palnik jest najważniejszym elementem kotła. Przygotowuje on mieszankę paliwa i powietrza, która przeznaczona jest do spalania w kotle. Nowoczesne kotły mają palniki modulowane, które pozwalają generować różne mieszanki w zależności od temperatur zewnętrznych. Kotły takie mają więc regulowany zakres mocy, który jest automatycznie dostosowywany do aktualnych potrzeb. Powoduje to zmniejszone zapotrzebowanie na paliwo w sytuacji gdy temperatura na zewnątrz jest wyższa i zwiększenie mocy w momencie gdy temperatura jest niższa.
To czy kocioł zawiera palnik modulowany możemy rozpoznać patrząc na podawaną przez producenta moc kotła. Jeżeli moc ta podawana jest w przedziale zakresów np. 3,8-19 kW, oznacza to, że kocioł może zmieniać moc z jaką pracuje w tym właśnie przedziale.
Głównym elementem palnika jest siatka ze stali szlachetnej, która żarzy się przekazując energię cieplną. Palniki promiennikowe pracują przy temperaturze spalin 900oC (zwykłe osiągają temperaturę spalin rzędu 1300oC). Niższa temperatura spalin lepiej wpływa na proces kondensacji co bezpośrednio przekłada się na wyższą sprawność kotła.

układ kontrolujący spalanie podczas normalnej pracy kotła

Układ ten na bieżąco kontroluje jakość paliwa i automatycznie dostraja mieszankę w sposób pozwalający na pracę kotła z jak największą sprawnością. Kotły z takim układem mogą być, bez potrzeby wymiany palnika, zasilane zarówno gazem ziemnym jak i płynnym. Układ automatycznie dostosuje się do rodzaju stosowanego gazu.

wymiennik spaliny-woda

W kotłach tradycyjnych wymiennik odbierający ciepło ze spalin wykonany jest ze stali która nie jest odporna na działania skroplonej pary wodnej. Dlatego kotły te muszą mieć zapewnione warunki pracy gwarantujące nieskraplanie się pary wodnej.
Nowoczesne kotły mają natomiast wymienniki wykonane ze stali szlachetnej, która ma wysoką skuteczność przekazywania ciepła i jest odporna na działania skroplonego kondensatu. Jest też odporna na powstawanie kamienia kotłowego.