Co o kotłach i paliwach każdy właściciel domu powinien wiedzieć?
Co o kotłach i paliwach każdy właściciel domu powinien wiedzieć?
Wybór paliwa, dobór rodzaju kotła i jego mocy oraz jego bezpieczna i efektywna eksploatacja to sprawy interesujące chyba wszystkich właścicieli domów jednorodzinnych. Zarówno tych, którzy właśnie je budują, dopiero się do tego przymierzają, już od lat je użytkują albo właśnie remontują. Nic w tym dziwnego, gdyż w naszym klimacie każdy całoroczny dom wymaga ogrzewania. Co więcej, zwykle stanowi ono główny koszt utrzymania budynku. W takim razie, co o kotłach i paliwach, każdy właściciel domu wiedzieć powinien?
To, jakiego paliwa używamy jest sprawą o zasadniczym znaczeniu. Co oczywiste, od rodzaju paliwa zależy rodzaj kotła i jego budowa - konstrukcja, wielkość, zasada działania.
Ponadto od typu opału zależy niezbędny zakres obsługi kotła. Pod tym względem są wprawdzie nawet duże różnice, czego przykładem mogą być węglowe kotły zasypowe oraz z podajnikiem, ale i tak użytkowanie np. dowolnego kotła na gaz będzie mniej absorbujące, niż nawet najnowocześniejszego kotła na węgiel lub pelety.
Paliwo - gaz, paliwa stałe, prąd - determinuje również wymogi związane z instalacją urządzenia. To, ile miejsca będzie trzeba na nie przeznaczyć, w jakiej części budynku można je założyć, czy niezbędne będzie wydzielenie kotłowni, jaka będzie mogła być wentylacja, jaki komin będzie niezbędny itd. Należy też pamiętać o sposobie przygotowywania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), czyli ciepłej wody do mycia. Przede wszystkim o tym, że wszystkie kotły na paliwa stałe (węgiel, drewno, pelety) są jednofunkcyjne, czyli ciepłą wodę mogą przygotowywać jedynie w zasobniku o pojemności przynajmniej kilkudziesięciu litrów. Natomiast kotły gazowe oraz elektryczne dostępne są w dwóch wariantach - jako jednofunkcyjne lub dwufunkcyjne, czyli podgrzewające wodę przepływowo.
Wreszcie, wybór paliwa ma niebagatelny wpływ na koszty ogrzewania domu. Jednak pamiętajmy, że nie jest to czynnik jedyny! Ponadto wobec zmian, jakie w ostatnich latach zaszły zarówno w standardzie budowy domów, jak i zawirowań cen opału i energii, nie można już mówić tak po prostu o tanich i drogich sposobach ogrzewania.
Jakie są rodzaje paliw?
Najogólniej paliwa dzielimy na następujące grupy:
stałe - węgiel, pelety, drewno;
gazowe - gaz ziemny oraz tzw. płynny (propan, LPG);
płynne - olej opałowy;
energię elektryczną.
Lista nie jest kompletna, gdyż jest jeszcze wiele rodzajów opału, choćby słoma, pestki owoców, łupiny orzechów. Jednak to już swoista egzotyka, ich udział jest marginalny. Chociaż jeżeli mamy dostęp do taniego źródła tego rodzaju paliw to ich wykorzystanie warto przemyśleć.
Z rodzajem opału wiąże się także najpopularniejszy sposób podziału kotłów. Tak więc mogą być one węglowe, gazowe itd. Ale należy tu poczynić pewne istotne zastrzeżenie. O ile w kotle gazowym można używać jedynie gazu, a w olejowym oleju opałowego, to w wielu kotłach na węgiel dopuszczalne jest również spalanie drewna i peletów. W pierwszym rzędzie, dotyczy to kotłów zasypowych (bez podajnika) i szczególnie w przypadku starszych urządzeń jest to powszechnie praktykowane. Natomiast w kotłach węglowych z podajnikiem, na tzw. ekogroszek, możliwe jest zastąpienie go peletami. Działanie odwrotne - użycie węgla zamiast peletów - zwykle nie wchodzi w grę.
Nawet najbardziej tradycyjne paliwo, czyli drewno w szczapach, może być spalane w nowoczesnych kotłach o bardzo wysokiej sprawności. (fot. Mora)
Jakie znaczenie ma wybór paliwa?
Trzeba podkreślić, że związek pomiędzy rodzajem paliwa, typem kotła oraz innymi cechami, takimi jak wymagania montażowe nie zawsze jest prosty i oczywisty.
Dla przykładu, ten sam kocioł może być zasilany zarówno gazem ziemnym, jak i płynnym. Jednak urządzenie zasilane gazem ziemnym można zainstalować w kotłowni umieszczonej w piwnicy, zaś w przypadku wykorzystywania gazu płynnego - będzie to niedopuszczalne. Wszystko dlatego, że gaz ziemny jest lżejszy od powietrza, natomiast propan jest cięższy i w razie wycieku mógłby się w takiej piwnicy gromadzić, co groziłoby nawet wybuchem. Nawet sposób wentylacji pomieszczenia powinien być nieco inny, w zależności od tego, z którego gazu korzystamy.
Natomiast dokładnie te same wymagania odnośnie kotłowni (jej lokalizacji, wielkości, sposobu wentylacji) będziemy musieli spełnić, niezależnie od tego, na które z paliw stałych się zdecydujemy. Z formalnego punktu widzenia, nie gra tu żadnej roli stopień technicznego zaawansowania kotła. Chociaż w praktyce będzie on miał znaczenie zasadnicze, gdyż od niego będzie zależeć to, na ile absorbująca będzie obsługa.
Ale wiele bardzo ważnych wymogów, szczególnie tych związanych z bezpieczeństwem, np. odnośnie sposobu wentylacji pomieszczenia, rodzaju komina, metody zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem ciśnienia wody w instalacji c.o., faktycznie jest powiązanych nie tylko z rodzajem paliwa, lecz właśnie technicznymi rozwiązaniami, wykorzystanymi w konkretnym kotle. Nieco dalej omówimy np. konsekwencje wybrania kotła z zamkniętą lub otwartą komorą spalania.
Nowoczesne kotły na pelety to urządzenia w pełni zautomatyzowane i przyjazne dla środowiska. Warto pamiętać, że dzięki nim bez trudu można zmieścić się w limicie zapotrzebowania na energię pierwotną budynku (EP). (fot. Lumo)
Na ile absorbująca jest obsługa kotła?
Wysiłek wkładany w obsługę i dozór kotła wiąże się z rozpalaniem w nim, uzupełnianiem opału w kotle oraz przynoszeniem go do kotłowni, wynoszeniem popiołu, czyszczeniem urządzenia, nadzorowaniem samego procesu spalania (np. regulacja ilości powietrza).
Z punktu widzenia użytkownika, możemy wyróżnić trzy grupy urządzeń:
bezobsługowe - gazowe, elektryczne, olejowe;
umiarkowanie absorbujące - kotły z automatycznym podawaniem paliwa, na węgiel lub pelety;
wymagające częstej obsługi, zwykle przynajmniej kilka razy dziennie - kotły zasypowe, czyli z ręcznym podawaniem paliwa, spalające węgiel, drewno w szczapach, ewentualnie inną biomasę.
Nigdy nie lekceważmy kwestii obsługi. Jeżeli będzie ponad nasze siły, albo nasz tryb życia (np. częste wyjazdy) uniemożliwi właściwe użytkowanie, to zakup choćby najlepszego technicznie, a przy tym ekonomicznego kotła będzie zupełnie pozbawiony sensu. Prędzej czy później i tak go wymienimy, tracąc na tym podwójnie.
Ponadto warto patrzeć krytycznie nie tylko na własne możliwości, ale i chęci. Nawet wynoszenie popiołu raz w tygodniu i przynoszenie wówczas kilku worków opału, który trzeba "jedynie" wsypać do zasobnika może okazać się czynnością wręcz znienawidzoną. Choćby obiektywnie nie przekraczało fizycznych możliwości. Zaś co do tych ostatnich, to trzeba patrzeć na nie, mając na uwadze również przyszłość. Jedna z naszych czytelniczek mówiła w reportażu, że zrezygnowała z węgla na rzecz peletów. Nie dlatego, że uważa je za lepsze. Przyczyna jest prozaiczna - pakowane są w worki 15 kg, a ona nie daje już rady dźwigać worków z ekogroszkiem ważących 20 lub 25 kg.
Pod względem wymagań instalacyjnym najmniejsze wymagania ma kocioł elektryczny. Nie pobiera on przecież powietrza i nie wytwarza spalin. (fot. Elterm)
Z jaką instalacją grzewczą może współpracować kocioł?
Jeżeli chodzi o możliwość zastosowania grzejników ściennych i ogrzewania podłogowego, to tak naprawdę rodzaj kotła nie jest tu przeszkodą. Różnica polega jedynie na tym, że kotły gazowe, elektryczne i olejowe mogą zasilać bezpośrednio systemy niskotemperaturowe, takie jak podłogówka. Natomiast kotły na paliwa stałe wymagają dodania elementu pośredniego w postaci układu mieszającego, najlepiej z termostatycznym zaworem mieszającym. Taki zawór automatycznie miesza bardzo gorącą wodę opuszczającą kocioł z wodą już ochłodzoną, powracającą z instalacji do kotła. W efekcie, do pętli podłogowych nie trafia woda o temperaturze 70-90°C (prosto z kotła), lecz chłodniejsza, która ma nie więcej niż 55°C (tyle uznaje się za granicę bezpieczeństwa).
Bardzo często jednak układy mieszające stosuje się jednak także w domach z kotłami gazowymi. W praktyce są one potrzebne, jeżeli w części pomieszczeń mamy grzejniki (np. na poddaszu), a w części podłogówkę (salon, łazienki itd). Wprawdzie teoretycznie można również grzejniki zasilać wodą o takiej samej temperaturze, co podłogówkę, jednak nie bardzo ma to sens. Bowiem moc grzejników zasilanych taką letnią wodą drastycznie spada.
Osobną sprawą jest praca kotła w układzie zabezpieczonym otwartym lub zamkniętym naczyniem wzbiorczym. Dawniej układy otwarte dominowały. Obecnie zaś stosuje się je praktycznie tylko wraz z kotłami na paliwa stałe (i to nie wszystkimi). Natomiast niemal wszystkie współczesne kotły gazowe, pompy ciepła oraz stalowe grzejniki płytowe przeznaczone są do pracy wyłącznie w układach z zamkniętym naczyniem wzbiorczym. Pod tym względem trzeba bezwzględnie przestrzegać zaleceń producenta.
Jakie kotły i paliwa są w Polsce najpopularniejsze?
Gdy popatrzymy na statystyki, to wyraźnie widać, że w naszym kraju wciąż najwięcej jest kotłów na paliwa stałe. Bardzo dużo jest także urządzeń gazowych (kotłów i podgrzewaczy wody). Tak naprawdę to głównie właśnie ich przybyło najwięcej w ostatnich latach. To głównie gaz wypierał węgiel. Natomiast cała reszta - pompy ciepła, kotły olejowe i elektryczne - to już inny rząd wielkości. Chociaż sprzedaż pomp ciepła rośnie w naszym kraju niezwykle dynamicznie (nawet o ponad 100% z roku na rok), to do liderów wciąż im daleko.
Trzeba jeszcze uwzględnić fakt, że wiele osób korzysta z więcej niż jednego źródła ciepła. Nie chodzi bynajmniej tylko o kominki i piece, które w wielu domach faktycznie mają przecież spory udział w ogrzewaniu. Współpraca pompy ciepła i kotła to przecież typowe rozwiązanie, szczególnie w domach remontowanych. Niejednokrotnie w domu są też dwa kotły, np. węglowy oraz niewymagający obsługi kocioł elektryczny jako rezerwa.
Źródło: kominkipro.ihz.pl/ile-jest-kominkow-piecow-kotlow-ceeb/ Na podstawie danych Centralnej Ewidencji Emisyjności Budynków (CEEB), według stanu na 26 kwietnia 2023 r.
Gdzie można założyć kocioł gazowy?
W przypadku kotłów gazowych nie jest wymagane wydzielenie kotłowni - można je zamontować także w kuchni, łazience, korytarzu, spiżarni czy pralni. Nie wolno ich natomiast zakładać w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi, np. sypialni, salonie, gabinecie. Co ważne, niedopuszczalny jest również garaż. Kotłów zasilanych gazem płynnym (propanem i mieszanką propan-butan) nie wolno instalować w piwnicach i innych pomieszczeniach, w których podłoga znajduje się poniżej poziomu terenu. Natomiast w innych wnętrzach nie może być wpustów kanalizacyjnych w podłodze, a więc także podłogowych odpływów liniowych do kabin bez brodzika. To ważna informacja dla wszystkich, którzy planują umieszczenie kotła w łazience. Wszystko dlatego, że gaz płynny jest cięższy od powietrza i w razie wycieku gromadziłby się w takich miejscach.
Pod pewnymi warunkami, dopuszczalne jest natomiast stosowanie zarówno wentylacji grawitacyjnej, jak i mechanicznej, w tym z rekuperatorem.
Minimalna kubatura pomieszczenia z kotłem musi wynosić:
8 m3, jeśli kocioł ma otwartą komorę spalania (pobiera powietrze z pomieszczenia, w którym w jest zainstalowany);
6,5 m3, jeśli kocioł ma komorę zamkniętą (czerpie powietrze bezpośrednio z zewnątrz).
Pomieszczenie nie może być przy tym niższe niż 2,2 m lub 1,9 m, jeśli dom wybudowano przed 2002 r. Nie wiadomo natomiast jak należy liczyć wysokość i kubaturę w pomieszczeniach ze skosami na poddaszu, tego przepisy nie precyzują.
W przypadku kotłów gazowych zasadniczą sprawą jest sposób przygotowywania c.w.u. Moc jednofunkcyjnych, czyli wyposażonych w zasobnik, może być o wiele mniejsza. (fot. Termet)
Jakie warunki musi spełniać kotłownia z kotłem na paliwa stałe?
Teoretycznie kotły na paliwa stałe o mocy do 10 kW można instalować nie tylko w kotłowni, ale także w kuchni, sieni itd. Jednak to niemal nie praktykowane, praktycznie standardem jest wydzielona kotłownia. Jeżeli chodzi o jej wielkość, to w przypadku typowych dla domów jednorodzinnych kotłów o mocy do 25 kW określono jedynie, że odległość od przodu kotła do przeciwległej ściany musi wynosić przynajmniej 1 m, zaś dostęp do wyczystek kotła i komina ma był swobodny. W kotłowni musi być też wykonany podłogowy wpust kanalizacyjny. Nie ma natomiast wymogu minimalnej kubatury. W praktyce jednak z pomniejszaniem kotłowni nie warto przesadzać, szczególnie mając na uwadze to, że wymaga on jednak obsługi, a poza miejscem na sam kocioł trzeba je też wygospodarować również na zasobnik c.w.u. (wszystkie takie kotły są jednofunkcyjne), oraz przynajmniej niewielki zapas paliwa. Dobrze też, jeżeli do kotłowni da się wejść bezpośrednio z zewnątrz lub przez garaż, tak aby nie trzeba było przechodzić przez czyste pomieszczenia mieszkalne z popiołem i opałem.
Wentylacja w kotłowni musi być grawitacyjna. Przy czym to pomieszczenie można oddzielić od reszty domu szczelnymi drzwiami i utworzyć tam osobną strefę wentylacyjną - z własnym wyciągiem i nawiewem powietrza. Wtedy reszta domu może być obsługiwana nawet przez rekuperator. Kotły na paliwa stałe mają otwartą komorę spalania i znaczne zapotrzebowanie na powietrze. Dlatego warto w pobliże kotła doprowadzić w podłodze rurę jako kanał nawiewający powietrze, podobnie jak robi się to w przypadku kominków. Ewentualnie można założyć kratkę lub nawiewnik ścienny o dużej wydajności. Te okienne będą raczej zbyt mało efektywne.
Kocioł ze zintegrowanym zasobnikiem c.wu. wygląda bardziej estetycznie niż wariant z oddzielnym zbiornikiem. (fot. Kospel)
Jak dobiera się moc kotła?
To pytanie należałoby od razu uzupełnić zastrzeżeniem, że to zależy od rodzaju kotła.
Generalnie musimy uwzględniać zapotrzebowania na ciepło:
do ogrzewania pomieszczeń;
do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).
Moc niezbędną do ogrzewania wnętrz wyznacza się przy tym dla warunków skrajnych, przy mrozie ok. -20°C. Płynie stąd zasadniczy wniosek, że przez grubo ponad 90% sezonu grzewczego, moc dobrana przepisowo będzie znacznie przekraczać rzeczywiste potrzeby. Dlatego nie należy ulegać pokusie i kupować "na wszelki wypadek" kotła o wyraźnie wyższej mocy. W szczególności dotyczy to kotłów na paliwa stałe, w których zakres regulacji jest ograniczony, zaś praca z mocą znacznie niższą od nominalnej powoduje spadek sprawności oraz pogorszenie jakości spalania (wzrost emisji zanieczyszczeń).
Tym bardziej bez sensu jest powiększanie mocy na poczet przygotowywania c.w.u., co wciąż się spotyka. Po co ją zwiększać, skoro i bez tego prawie zawsze dysponujemy jej nadmiarem?
Jednak nawet w przypadku nowoczesnych kotłów gazowych dobranie przesadnie wielkiej mocy jest szkodliwe. Wówczas pomimo wszystko może zostać przekroczony dopuszczalny zakres automatycznej regulacji mocy (tzw. modulacji). Szczególnie w okresie wiosny i jesieni, gdy zapotrzebowanie na ciepło jest jeszcze niewielkie.
Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku kotłów dwufunkcyjnych, czyli przygotowujących wodę przepływowo. To przede wszystkim urządzenia gazowe, rzadziej elektryczne. W ich przypadku moc dobiera się ze względu na c.w.u., nie zaś zapotrzebowanie pomieszczeń na ciepło. Wszystko dlatego, że 20 kW wystarcza na w miarę komfortowe korzystanie z jednego prysznica w danym czasie. Taka moc to zaś w praktyce aż nadto, żeby ogrzać większość domów jednorodzinnych. Problemem jest raczej nadmiar mocy na potrzeby c.o. kotła, który przepływowo podgrzewa wodę. Wprawdzie moc na c.o. oraz c.w.u. ustawia się oddzielnie, ale zakres regulacji nie jest dowolny. Nieco paradoksalnie, w niektórych nowych, bardzo dobrze izolowanych domach rezygnuje się z kotła dwufunkcyjnego i zakłada zasobnik c.w.u., gdyż jego moc jest zbyt wysoka.
Co różni zamkniętą i otwartą komorę spalania?
Jeżeli kocioł pobiera powietrze niezbędne do spalania z pomieszczenia, w którym go zainstalowano, to mówimy, że ma otwartą komorę spalania. Natomiast z komorą zamkniętą mamy do czynienia, gdy powietrze dopływa do komory spalania kotła wprost z zewnątrz - koncentrycznym (rura w rurze) lub osobnym kanałem.
Otwartą komorę spalania mają praktycznie wszystkie kotły na paliwa stałe, zarówno te zasypowe, jak i z podajnikiem. Natomiast kotły gazowe występują zarówno w wersji z zamkniętą, jak i otwartą komorą spalania. Przy czym komorę zamkniętą mają wszystkie obecnie produkowane kotły kondensacyjne. Tak więc, w nowych urządzeniach gazowych jest to rozwiązanie dominujące, zaś starsze miały raczej komorę otwartą.
Generalnie, zastosowanie komory zamkniętej ma wiele zalet. Przede wszystkim kocioł staje się bardziej bezpieczny, gdyż ograniczone do minimum zostaje ryzyko przedostania się spalin do pomieszczenia, czy powstawania tlenku węgla (czadu) na skutek niedoboru powietrza. Skoro kocioł nie pobiera powietrza z pomieszczenia, to nie występuje również efekt wychładzania wnętrz przez jego napływ z zewnątrz w dużych ilościach w czasie mrozów. To szczególnie ważne, jeżeli kocioł znajduje się w łazience.
Kotły z zamkniętą komorą spalania są po prostu bezpieczniejsze. Jeżeli połączono je z koncentrycznym systemem powietrzno-spalinowym, to wentylacja w pomieszczeniu może być również mechaniczna. (fot. De Dietrich)
Jak rodzaj komory spalania wpływa na wentylację?
Wbrew spotykanej dość często opinii, przepisy nie zabraniają montażu kotła z otwartą komorą w kuchni lub łazience. Jednak w takiej sytuacji wentylacja musi być grawitacyjna. Natomiast możliwość zastosowania wentylacji mechanicznej, w tym z rekuperatorem (odzyskiem ciepła) w pomieszczeniu, w którym pracuje kocioł, obwarowana jest bardzo konkretnymi warunkami.
Mianowicie w sytuacji, gdy kocioł ma zamkniętą komorę spalania oraz współpracuje z koncentrycznym (rura w rurze) systemem powietrzno-spalinowym, wentylacja w pomieszczeniu może być dowolnego rodzaju. Natomiast we wszystkich pozostałych przypadkach, wentylacja musi być grawitacyjna. Dotyczy to także modeli z zamkniętą komorą spalania, ale przyłączonych do osobnych przewodów spalinowych i powietrznych. Tym bardziej kotłów, w których zastosowano adapter i powietrze do spalania czerpane jest z pomieszczenia. Wówczas faktycznie nie pracują one już jak urządzenia z komorą zamkniętą.
Kiedy spaliny można usuwać kanałem wyprowadzonym poziomo przez ścianę?
W przypadku kotłów kondensacyjnych, a więc urządzeń z zamkniętą komorą spalania, dość popularnym rozwiązaniem jest odprowadzenie spalin nie do komina lecz poziomo przez ścianę zewnętrzną, za pomocą koncentrycznego systemu powietrzno-spalinowego. Niestety, nawet instalatorom zdarza się wówczas zignorować dodatkowe wymogi, stawiane wówczas przez przepisy prawa. Zaś potem to inwestor ma problem, np. gdy budynek nie przechodzi odbioru kominiarskiego.
Obowiązują pewne szczegółowe wymagania odnośnie odległości wylotu spalin od krawędzi okien i drzwi, chodnika itd., jednak zwykle udaje się je spełnić, tym bardziej, że lokalizację kotła można przecież w pewnym zakresie zmienić. Ale są jeszcze dwa inne zasadnicze ograniczenia. Po pierwsze, budynek musi być wolno stojący. To automatycznie wyłącza wszystkie domy w zabudowie bliźniaczej lub szeregowej. Po drugie, moc kotła nie może przekraczać 21 kW. Wprawdzie w przepisach nie określono, o jaką moc chodzi. Jednak przyjmuje się, że chodzi o moc nominalną podaną przez producenta urządzenia. Tak więc ustawienie przez instalatora niższej mocy przy pierwszym uruchomieniu nie rozwiązuje problemu.
Wyrzut spalin poziomo przez ścianę dopuszczalny jest tylko w domach wolno stojących. Ponadto moc kotła nie może przekraczać 21 kW. (fot. MK Systemy Kominowe)
Redaktor: Jarosław Antkiewicz fot. otwierająca: De Dietrich
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Skomentuj
