Skąd bierze się sprawność kotła powyżej 100%?
Skąd w ogóle bierze się ta wyższa sprawność i jak to możliwe, że przekracza ona 100%? Przede wszystkim wyjaśnijmy, że woda jest po prostu jednym z produktów spalania paliw, nie tylko gazu. W urządzeniach niekondensacyjnych ta woda zostaje podgrzana i w postaci pary ucieka przez komin. Wraz z nią przepada pewna ilość wytworzonego ciepła. Jeżeli jednak spaliny (lub dym) ochłodzimy wystarczająco mocno, to para wodna ulegnie skropleniu, oddając przy tym zgromadzone ciepło.
Samo zjawisko znane jest od bardzo dawna, lecz przez lata nie było ono wykorzystywane w kotłach. Głównie dlatego, że wymaga to użycia odpornych na nieco żrące działanie kondensatu materiałów do budowy wymiennika kotła oraz komina.
W związku z tym dawniej traktowano ciepło zawarte w parze wodnej w spalinach jako i tak niemożliwe do wykorzystania i z góry pomijano je w obliczeniach sprawności. Doprowadziło to do dziwnej sytuacji, w której sprawność nowych kotłów, wykorzystujących już zjawisko kondensacji, zaczęła przekraczać 100%. Nie znaczy to, oczywiście, że wbrew prawom fizyki uzyskują one więcej energii, niż zawierało go paliwo! Po prostu ich sprawność dalej obliczana jest starą metodą.
Należy jeszcze wyjaśnić, dlaczego nawet ten sam kocioł kondensacyjny opalany propanem (gazem płynnym) zamiast gazu ziemnego osiąga nieco niższą sprawność, oraz dlaczego jako kondensacyjne pracują niemal wyłącznie kotły na gaz lub olej opałowy.
To, ile dodatkowego ciepła jesteśmy w stanie pozyskać dzięki kondensacji, zależy przede wszystkim od proporcji wodoru i węgla w paliwie. Jeżeli zawiera ono dużo wodoru, to powstaje znaczna ilość wody i potencjalnie można odzyskać sporo ciepła.
Proporcje ilości wodoru i węgla są w popularnych paliwach następujące:
- 4:1 - metan (główny składnik gazu ziemnego);
- 2,6:1 - propan (gaz płynny);
- 2:1 - olej opałowy;
- 0,5:1 - węgiel kamienny.
Jeżeli wodoru (a więc i wody, jako produktu jego spalania) jest mało, to zysk z kondensacji jest znikomy.
Jarosław Antkiewicz
Na schemacie otwierającym: W kotle kondensacyjnym ciepło pary wodnej zawartej w spalinach, zostaje efektywnie wykorzystane do wstępnego podgrzania wody powracającej z grzejników
