Kotły gazowe
Pierwszym elementem, którym się różnią, jest sposób montażu. Kotły gazowe oferowane są w wersji wiszącej i stojącej. Te pierwsze - lekkie i niewielkich rozmiarów - z łatwością można wpasować w rząd wiszących szafek kuchennych. Jeżeli jednak mają zasobnik, zajmują więcej miejsca. Urządzenia stojące mają zazwyczaj wbudowany zasobnik c.w.u., dlatego też są większe od modeli wiszących. Ze względu na ich rozmiary i wagę, nie nadają się do zamocowania na ścianie.
Z punktu widzenia efektywności pracy znacznie ważniejszy jest podział na kotły tradycyjne (konwencjonalne) i kondensacyjne. Te pierwsze są mniej wydajne, ponieważ nie wykorzystują całej energii zawartej w spalanym paliwie. Chodzi o parę wodną, która jest produktem spalania gazu. W urządzeniach tradycyjnych trafia ona do komina. W kotłach kondensacyjnych ulega natomiast skropleniu, dzięki czemu można odzyskać zawartą w niej energię cieplną (stąd często spotykana w ich przypadku sprawność powyżej 100%). Modele kondensacyjne są nieco droższe od tradycyjnych, ponadto wymagają zapewnienia odpływu kondensatu wypływającego z kotła. W zamian otrzymujemy jednak urządzenie, które ma sprawność przeciętnie o 15% wyższą od kotła konwencjonalnego i zużywa mniej gazu.
Urządzenia grzewcze zasilane gazem mogą mieć otwartą lub zamkniętą komorę spalania. Kocioł z otwartą komorą pobiera powietrze do spalania gazu z pomieszczenia, w którym go zainstalowano, a spaliny trafiają do przewodu kominowego. Takie urządzenie wymaga bardzo sprawnego systemu wymiany powietrza. Przy czym - ze względu na ryzyko przedostania się spalin do pomieszczenia - dopuszczalna jest tylko wentylacja grawitacyjna (w mechanicznej wentylator mógłby spowodować odwrócenie ciągu w kominie i cofnięcie spalin do wnętrza). Ze względów bezpieczeństwa, kotłów z otwartą komorą spalania lepiej nie montować w łazience lub kuchni, ale w wydzielonej kotłowni, ewentualnie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu gospodarczym.
Nieco droższe, ale znacznie bezpieczniejsze, są urządzenia z zamkniętą komorą spalania (takie kotły dominują zreszą w sprzedaży). Dzięki wbudowanemu wentylatorowi, zapewniają zasysanie z zewnątrz niezbędnego powietrza oraz odprowadzanie tamże spalin. Działają niezależnie od wentylacji w pomieszczeniu - w takim wariancie nie trzeba więc rezygnować z mechanicznego systemu wymiany powietrza. Zamknięta komora spalania w kotle nie przysparza problemów z wychładzaniem wnętrz, a wyposażone w nią urządzenia można montować nie tylko w kotłowni, ale też w korytarzu, kuchni czy łazience. Wszystkie obecnie produktowane kotły z zamknietą komorą spalania to urządzenia kondensacyjne.
W domach wolnostojących, przy zastosowaniu kotła z zamkniętą komorą spalania o mocy do 21 kW, komin wyprowadzony ponad dach można zastąpić przewodem powietrzno-spalinowym przechodzącym poziomo przez ścianę zewnętrzną.
Ze względu na sposób przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), kotły gazowe dzieli sie na trzy grupy:
- jednofunkcyjne - podgrzewają wodę zgromadzoną w 100-200-litrowym zbiorniku. Oznacza to konieczność wygospodarowania miejsca na zasobnik - w praktyce potrzebna jest do tego wydzielona kotłownia. Dzięki tzw. pętli cyrkulacyjnej, ciepła woda będzie przez cały czas krążyć pomiędzy punktami poboru i zasobnikiem. W efekcie po odkęceniu kranu nie musimy spuszczać z rur już wychłodzonej wody, ciepła jest obiegu. Takie urządzenia dobrze sprawdzają się w większych domach, gdzie c.w.u. pobiera się w wielu oddalonych od kotła punktach;
- dwufunkcyjne - są połączeniem kotła ogrzewającego dom z przepływowym podgrzewaczem ciepłej wody. Nie mają zasobnika (zajmują więc mniej miejsca), a c.w.u. podgrzewają na bieżąco, tylko w razie potrzeby. Są polecane przede wszystkim do budynków, w których wszystkie punkty poboru wody znajdują się blisko kotła;
- dwufunkcyjne z zasobnikiem - wyposażone w niewielki zbiornik (np. 50 l), są połączeniem dwóch powyższych typów. Kocioł zaczyna podgrzewać c.w.u. przepływowo dopiero wtedy, gdy skończy się ta z zasobnika. Można do niego podłączyć pętlę cyrkulacyjną.
Podobnie jak w przypadku kotłów na paliwa stałe, moc kotła gazowego powinna odpowiadać faktycznemu zapotrzebowaniu na ciepło. Parametr ten jest określony w projekcie domu. W przypadku modernizacji budynku nie obędzie się natomiast bez skorzystania z pomocy fachowego instalatora. W domach jednorodzinnych montuje się zazwyczaj kotły o mocy 15-24 kW (w przypadku urządzeń jednofunkcyjnych) oraz 17-27 kW (modele dwufunkcyjne).
Jak wspomniano, kocioł z otwartą komorą spalania najlepiej umieścić w wydzielonej kotłowni, wyposażonej w wentylację grawitacyjną. Minimalna kubatura takiego pomieszczenia to 8 m³. Modele z zamkniętą komorą spalania można zaś instalować w tzw. pomieszczeniach nieprzeznaczonych na stały pobyt ludzi. Może to być kuchnia, łazienka, korytarz, przedpokój. W tym przypadku minimalna kubatura to 6,5 m³, a pomieszczenie nie może być niższe niż 2,2 m (lub 1,9 m - o ile dom wzniesiono przed 2002 r.).
Kotły olejowe
Tego typu urządzenia nie są w naszym kraju stosowane powszechnie, choć mają sporo zalet. Pod względem komfortu obsługi są zbliżone do modeli zasilanych gazem, ale wymagają dość częstej regulacji i czyszczenia palnika. Produkowane są głównie jako stojące, wyposażone w palnik jedno- lub dwustopniowy. W odróżnieniu od kotłów gazowych - działają one w cyklu włącz/wyłącz. Palnik uruchamiany jest i gaszony w zależności od zapotrzebowania na ciepło. Wpływa to na pewne zmniejszenie sprawności kotła, spowodowane stratą rozruchową i postojową (przy wyłączonym palniku komora spalania ulega wychłodzeniu). W kotłach z palnikiem dwustopniowym straty te są mniejsze, gdyż dłużej pracuje on na pierwszym biegu, a przy wzroście zapotrzebowania na ciepło - włącza się drugi bieg. Ponieważ palnik funkcjonuje jako urządzenie nadmuchowe, aktywny kocioł jest dość głośny, co musimy brać pod uwagę przy planowaniu lokalizacji kotłowni.
Wykorzystanie do ogrzewania oleju opałowego wymaga wydzielenie pomieszczenia na kocioł i zbiornik, choć sam zbiornik można ulokować pod ziemią na posesji.
Ile to kosztuje?
Na markowy kocioł gazowy trzeba przeznaczyć 2500-8000 zł. Urządzenia olejowe są droższe, zapłacimy za nie od 10 000 do ponad 20 000 zł.
Kondensacyjne kotły gazowe - najczęściej zadawane pytania
Ogrzewanie ma największy udział w rocznych kosztach eksploatacji budynku. W przypadku dostępu do sieci gazowej pierwszym wyborem jest kocioł kondensacyjny z nowoczesną automatyką. Najczęściej współpracuje on z grzejnikami ściennymi i/lub podłogówką. Odpowiednia konfiguracja wszystkich tych urządzeń zapewnia prawie bezobsługowe, ekonomiczne użytkowanie.
Mimo rosnących cen gazu, nadal jest to jedno z tańszych źródeł ciepła. Między innymi z tego powodu niemal bezobsługowe kotły kondensacyjne praktycznie wyparły już z rynku tradycyjne, nazywane także atmosferycznymi.
Nowoczesne urządzenia to w większości modele kondensacyjne z rozbudowaną automatyką ułatwiającą sterowanie. Nie tylko mają znacznie lepszą sprawność od tradycyjnych i umożliwiają oszczędzanie paliwa, ale też nadają się do zamontowania nie tylko w kotłowni - bez konieczności budowania komina (pod warunkiem, oczywiście, spełnienia kilku wymogów). Automatyka optymalizuje pracę urządzenia w zależności od temperatury panującej na zewnątrz i oczekiwanego komfortu cieplnego wewnątrz, co bezpośrednio przekłada się na stosunkowo niskie koszty eksploatacyjne. Wystarczy odpowiednio zaprogramować pracę kotła na regulatorze (adekwatnie do potrzeb i ciepłochronności budynku). W połączeniu z pokojowym lub pogodowym czujnikiem temperatury, korzystanie z takiego zestawu gwarantuje optymalne skonfigurowanie wszystkich grzejników ściennych i podłogówki oraz bardzo wygodne sterowanie temperaturą w pomieszczeniach.
Na kocioł kondensacyjny decydują się nie tylko właściciele posesji z dostępem do sieci gazowej, ale też tych bez takiej możliwości (na obszarach wiejskich do gazociągu podłączonych jest jedynie 25% gospodarstw domowych). Wówczas mogą korzystać z gazu płynnego LPG, magazynowanego w przydomowym zbiorniku. Chociaż fabrycznie kotły gazowe mają dysze przeznaczone do zasilania paliwem z sieci, można je dostosować do gazu płynnego. Zbiornik na gaz kupuje się lub dzierżawi od dostawcy paliwa. LPG jest jednak droższy od gazu ziemnego. Kotłów zasilanych gazem płynnym nie wolno instalować w pomieszczeniach z podłogą poniżej poziomu terenu oraz z podłogowymi wpustami kanalizacyjnymi, bo propan jest cięższy od powietrza, w razie wycieku gromadziłby się w takich miejscach, co stwarza zagrożenie wybuchem.
Kondensacyjny czyli jaki?
Tradycyjne kotły gazowe nie wykorzystują całej energii cieplnej spalanego paliwa. Para wodna - produkt spalania gazu - trafia więc do komina. W modelach kondensacyjnych, ulega ona skropleniu, co pozwala na odzyskanie zawartej w niej energii. Urządzenia tego typu osiągają o kilkanaście procent wyższą sprawność od konwencjonalnych. Zużywają o tyle mniej paliwa do uzyskania tej samej ilości ciepła. W wyniku spalania gazu powstaje dwutlenek węgla i woda. Temperatura towarzysząca temu procesowi jest bardzo wysoka (w kotłach tradycyjnych przekracza 120°C). Kiedy powstają spaliny, woda w nich zawarta - pod wpływem temperatury - zamienia się w parę i razem ze spalinami ucieka przez komin. Jeżeli ta para wodna ulegnie w kotle skropleniu, to zostanie uwolnione dodatkowe ciepło. Skraplanie się pary wodnej to inaczej jej kondensacja, dlatego kotły takie nazywane są kondensacyjnymi.
Z powodu opisanego procesu urządzenia kondensacyjne uzyskują sprawność nawet 109%, podczas gdy tradycyjne jedynie ok. 90%.
Im wyższa sprawność, tym większe będą oszczędności paliwa i mniejsze rachunki za ogrzewanie.
Kotły kondensacyjne warto łączyć z niskotemperaturowym ogrzewaniem podłogowym, bo im niższa temperatura czynnika grzewczego na wyjściu z kotła, tym wyższa jego sprawność i większe oszczędności dla inwestora. W instalacji z tradycyjnymi grzejnikami, zyski z kondensacji będą mniejsze.
Komora spalania zamknięta czy otwarta?
Wszystkie obecnie produkowane kotły kondensacyjne mają zamkniętą komorę spalania. Modele z komorą otwartą to urządzenia konwencjonalne, zużywające więcej paliwa. Pobierają powietrze (potrzebne do spalania gazu) z pomieszczenia, w którym pracują. Niezbędny jest więc bardzo sprawny system wymiany powietrza w domu. Z uwagi na ryzyko przedostania się spalin do pomieszczenia, dopuszczalna jest wyłącznie wentylacja grawitacyjna. W przypadku mechanicznej, wentylator mógłby spowodować odwrócenie ciągu w kominie i cofnięcie spalin do wnętrza.
Jak zbudowany jest kocioł?
Tradycyjny model gazowy składa się z palnika do spalania gazu i wymiennika ciepła, przez który z jednej strony przepływają gorące spaliny, z drugiej - woda z instalacji c.o. Woda ta odbiera ciepło od spalin, dzięki czemu rośnie jej temperatura, a temperatura spalin spada.
W kotle kondensacyjnym wymiennik jest tak rozbudowany, aby temperatura spalin osiągnęła poziom poniżej tzw. punktu rosy i w ten sposób mogło dochodzić do skraplania się pary wodnej. Podczas tego procesu następuje odebranie dodatkowego ciepła, które w modelach tradycyjnych uchodzi ze spalinami. Wymienniki ciepła wykonane są najczęściej ze stali kwasoodpornej, odpornej na działanie żrącego kondensatu ze spalin.
Wiszący czy stojący?
To, w jaki sposób kocioł można zamontować wynika z jego typu. Producenci oferują wyroby przeznaczone do zawieszenia na ścianie lub stojące. Najbardziej popularne są te pierwsze, jako mniejsze i lżejsze, dzięki czemu można je powiesić w np. rzędzie szafek kuchennych, pomieszczeniu gospodarczym, pralni. Modele stojące na ogół są dużo większe, gdyż fabrycznie wbudowano w nie zasobnik ciepłej wody użytkowej (najczęściej o pojemności około 120 l), potrzeba na nie zatem znacznie więcej miejsca.
Jakie są możliwości przygotowania ciepłej wody użytkowej?
Sposób podgrzewania wody użytkowej zależy do rodzaju kotła. Do wyboru są trzy warianty.
Jednofunkcyjny. Ciepłą wodę użytkową przygotowuje w zasobniku o pojemności 80-200 l. Zasobnik może być ulokowany w jednej obudowie z kotłem lub stanowić oddzielnie urządzenie, usytuowane np. w pomieszczeniu gospodarczym. Konieczne jest zaplanowanie na niego odpowiednio dużo przestrzeni, bo zbiornik jest spory. Na wersję kompaktową trzeba wygospodarować znacznie mniej miejsca.
Przy korzystaniu ze zbiornika istnieje również możliwość wykonania tzw. cyrkulacji. Punkty poboru łączy się wtedy dodatkową rurą, z której formuje się pętlę. Wprawiana w ruch przez pompę cyrkulacyjną woda krąży między zasobnikiem i bateriami. Dzięki temu po odkręceniu kranu od razu leci ciepła woda, bez cyrkulacji - najpierw trzeba spuścić zimną. Ten system nie musi działać stale, pompę wystarczy podłączyć do programatora czasowego.
Kotły jednofunkcyjne najlepiej sprawdzają się w budynkach z kilkoma oddzielonymi od siebie łaziankami i kuchnią ulokowaną z dala od kotłowni. W takim przypadku, instalacja z zasobnikiem i obiegiem cyrkulacyjnym zapewnia wypływanie ciepłej wody z kranu natychmiast po jego odkręceniu. Ponadto dopóki ogrzana woda z zasobnika się nie wyczerpie, można z niej korzystać w kilku punktach w tym samym czasie.
Dwufunkcyjny. To urządzenie ogrzewające dom i przepływowy podgrzewacz wody w jednym. Woda jest podgrzewana na bieżąco, w momencie poboru. Nie ma tu zasobnika c.w.u., ani strat energii z powodu wychładzania wody, kiedy się z niej nie korzysta. Są to urządzenia wiszące, wielkości małej szafki. Najlepiej sprawdzają się w niewielkich budynkach z punktami poboru ulokowanymi blisko kotła. Długość rur (między kotłem i punktem poboru) nie powinna przekraczać 3 m. Im będą one dłuższe, tym dłużej trzeba będzie czekać na ciepłą wodę. Poza tym urządzenie o mocy 21 kW przygotowuje do 11 litrów ciepłej wody na minutę - co wystarczy tylko na skorzystanie z jednego prysznica. W tym wariancie, nie można zastosować cyrkulacji. Korzystanie z takiego sposobu przygotowania c.w.u. będzie bardzo uciążliwe przy dużej odległości pomiędzy kotłem i punktami poboru.
Dwufunkcyjny z małym zasobnikiem c.w.u. To urządzenie, w którego konstrukcji połączono oba opisane wyżej rozwiązania. Najpierw podgrzewa wodę w zasobniku o pojemności kilkudziesięciu litrów, a kiedy ta się skończy, ogrzewa ją przepływowo. Przez większość czasu korzysta się z wody zgromadzonej w zbiorniku. Taki kocioł można podłączyć do obiegu cyrkulacji wody. Jest to jednak mało popularny wariant.
Dwufunkcyjny kocioł kondensacyjny bez zasobnika c.w.u. można kupić już za kilka tys. zł. Za modele renomowanych producentów, z rozbudowaną automatyką i z zasobnikiem trzeba zapłacić znacznie więcej.
Jak dobrać moc urządzenia?
Moc kotła jest, poza jego sprawnością, drugim parametrem wpływającym na jego efektywną pracę. Jej wartość określona jest w projekcie domu. W budynkach jednorodzinnych stosuje się urządzenia o mocy 12-24 kW w przypadku wersji jednofunkcyjnych i 17-27 kW - dwufunkcyjnych. W razie wyprowadzenia przewodu spalinowego przez ścianę, moc kotła nie może być wyższa niż 21 kW.
Przy wyborze modelu warto pamiętać, że kocioł działa z pełną mocą tylko kilka lub kilkanaście dni w roku, a jego moc dobiera się do temperatury obliczeniowej (nie średniej), która w centralnej Polsce wynosi -20°C, nad morzem -16°C, zaś na Suwalszczyźnie (najzimniejszy region Polski) -24°C. Oczywiście, takie mrozy panują przeważnie kilka dni, średnia temperatura wynosi około 0°C. Oznacza to, że kocioł dobrany do temperatury obliczeniowej najczęściej pracuje, wykorzystując nie więcej niż połowę mocy.
W tradycyjnych modelach gazowych, ogrzewanie z taką sprawnością wiąże się z dodatkowym zużyciem paliwa, gdyż im niższe jest obciążenie cieplne urządzenia, tym niższa jego sprawność.
Odwrotnie jest w kotłach kondensacyjnych, które najwyższą sprawność uzyskują, działając z mocą częściową. Jednak nie zaleca się montowania urządzeń o zbyt dużej mocy, gdyż nie będą mogły pracować w sposób ciągły, bo - zwłaszcza w okresach przejściowych (wiosną, jesienią) - będą się często wyłączać i włączać, co wpłynie na szybsze ich zużycie.
Między innymi z tych powodów, dobranie mocy kotła należy powierzyć projektantowi instalacji lub doświadczonemu fachowcowi.
Dlaczego niepotrzebny jest komin?
W przypadku ogrzewania budynku urządzeniem kondensacyjnym, wzniesienie komina nie jest konieczne.
Jeżeli moc kotła nie przekracza 21 kW, spaliny można odprowadzać bezpośrednio przez ścianę. Wówczas z kotła poprowadzony jest przewód powietrzno-spalinowy. Jest on wykonany z dwóch współosiowych (koncentrycznych) rur i wyprowadzany z budynku przez ścianę (lub rzadziej komin). Rura zewnętrzna doprowadza powietrze do komory spalania, wewnętrzną wyrzucane są spaliny. Wylot przewodu musi znajdować się przynajmniej 0,5 m od krawędzi okna.
Korzystanie z zestawu współosiowego przechodzącego przez ścianę zewnętrzną dozwolone jest jednak tylko w budynkach wolnostojących. Nie można go montować w bliźniakach i domach szeregowych. W takich budynkach wyprowadza się go przez komin.
Rury dobiera się do konkretnych modeli kotłów, z uwzględnieniem maksymalnej ich długości, określonej przez producenta kotła. Ich zewnętrzna powierzchnia, na odcinku wewnątrz domu, powinna być ocieplona, by zapobiec kondensacji pary wodnej na skutek przepływu (pod ścianką rury zewnętrznej) zimnego powietrza zasysanego z otoczenia. Kolejne odcinki rur łączy się kielichowo, mocując przewód do ściany. Jako elementy uzupełniające do tego typu rur produkowane są również kolanka (pozwalające na zmianę przebiegu rury), adaptery przyłączeniowe i rozdzielcze.
Zależnie od sposobu wyprowadzenia spalin, na wylocie montuje się nasadę ścienną lub dachową.
Układ jest bezpieczny, bo komora spalania jest całkowicie odizolowana od pomieszczenia i nie ma ryzyka dostania się spalin do wnętrza budynku. Poza tym działa on niezależnie od wentylacji pomieszczenia.
W przypadku koncentrycznego systemu powietrzno-spalinowego, możliwe jest korzystanie w budynku z wentylacji mechanicznej z rekuperatorem.
W jaki sposób sterować pracą kotła?
Żeby urządzenie pracowało ekonomicznie (czyli najlepiej ciągle i przy możliwie niskiej temperaturze wody w obiegu) i jednocześnie zapewniało komfort cieplny w pomieszczeniach, jego działaniem steruje się za pomocą regulatorów:
- pokojowy - włącza kocioł, gdy temperatura w pomieszczeniu, w którym został ulokowany i które uznaliśmy za reprezentatywne dla naszych potrzeb cieplnych, spadnie poniżej zadanej wartości. Zazwyczaj można zaprogramować odmienne poziomy grzania w różnych porach dnia (cieplej rano i wieczorem, chłodniej w nocy, i gdy jesteśmy w pracy);
- pogodowy - uwzględnia zmianę temperatury na zewnątrz budynku, reaguje na ochłodzenie. Przyda się szczególnie przy instalacjach z wyższą bezwładnością cieplną, czyli przy ogrzewaniu podłogowym, bo jastrych, z powodu znacznej masy, nagrzewa się dłużej.
Kotły kondensacyjne umożliwiają zaprogramowanie różnej intensywności ogrzewania, zależnie od potrzeb. Sterowniki najnowszych modeli mogą być kontrolowane zdalnie - przez Internet lub telefon.
W jaki sposób zoptymalizować pracę kotła?
Kotły kondensacyjne działają najefektywniej w instalacjach niskotemperaturowych. Mogą to być systemy z ogrzewaniem podłogowym i tradycyjnymi grzejnikami ściennymi. Im niższa jest temperatura wody zasilającej układ, tym grzejniki muszą być większe. Wynika to z faktu, że proces kondensacji może zachodzić tylko wówczas, gdy temperatura wody grzewczej płynącej w instalacji c.o. jest niska. Jeżeli woda powracająca z instalacji nie będzie odpowiednio ochłodzona, kondensacja może nie zachodzić w ogóle lub zachodzić w niewielkim stopniu. Woda powracająca z instalacji do kotła nie powinna mieć więcej niż ok. 55°C, przy czym praca urządzenia będzie najbardziej ekonomiczna, gdy będzie to 30-40°C.
Efektywność pracy kotła zależy też od jakości paliwa. W przypadku gazu ziemnego, dotyczy to wahań wartości opałowej gazu, zmiany jego składu oraz ciśnienia w sieci zasilającej.
Na żywotność urządzenia ma również wpływ jakość wody, a szczególnie jej twardość. Zbyt twarda powoduje osadzanie się kamienia kotłowego, czego skutkiem są duże straty energii i zmniejszenie sprawności kotła. Wówczas należy zastosować zmiękczacz wody.