Co to znaczy, że piec gazowy jest dwufunkcyjny?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Który kocioł (jedno-, czy dwufunkcyjny) podgrzeje wystarczająco dużo wody dla kąpieli pod prysznicem?
• Czym jest cyrkulacja c.w.u. i kiedy ją stosujemy?
• Na co zwrócić uwagę, dobierając moc kotła (jedno- i dwufunkcyjnego)?
• Jak odprowadzić spaliny z kotła dwufunkcyjnego?
• Czy kotły jedno- i dwufunkcyjne zajmują tyle samo miejsca?
• Jakie są główne cechy kotłów jedno- i dwufunkcyjnych?

W polskich domach kocioł zapewniający ogrzewanie zwykle przygotowuje też ciepłą wodę do mycia czyli c.w.u. Może robić to na dwa sposoby - gromadząc jej zapas w zasobniku lub podgrzewając ją przepływowo, dopiero po odkręceniu kranu. Użytkownicy kotłów na paliwa stałe nie mają wyboru - tam zawsze potrzebny jest zasobnik. Podobnie właściciele pomp ciepła oraz kotłów olejowych. Jednak wszyscy, którzy zechcą kupić kocioł gazowy (lub elektryczny) będą musieli zdecydować, czy wziąć kocioł z zasobnikiem (jednofunkcyjny), czy może lepiej przepływowy (dwufunkcyjny).

Nie ma prostej odpowiedzi, który układ jest lepszy. Dlatego warto znać zarówno zalety, jak i ograniczenia każdego z nich. Nie bez przyczyny oba rozwiązania od lat są dostępne i z powodzeniem funkcjonują na rynku. A tak naprawdę należałoby mówić o trzech rozwiązaniach, bo są jeszcze kotły dwufunkcyjne wyposażone w zasobnik. I taki wariant też bywa uzasadniony.

Kocioł gazowy kondensacyjny (fot. De Dietrich)

Bierzemy prysznic

Jeżeli moc kotła będzie właściwie dobrana, a jego parametry dobrze ustawione, to w każdym z tych dwóch systemów komfortowo weźmiemy prysznic. Ale z dwóch pryszniców naraz już niekoniecznie da się korzystać.

Niekiedy kłopotliwe może okazać się również używanie deszczownicy i biczów wodnych, jeżeli wymagają bardzo dużego przepływu wody. Bowiem w systemie z zasobnikiem czynnikami ograniczającymi są jedynie ciśnienie zimnej wody w instalacji wodociągowej oraz przekrój rur. Tak naprawdę to przecież zimna woda wypycha ciepłą z zasobnika.

W przypadku urządzeń dwufunkcyjnych ograniczenie strumienia ciepłej wody wynika wprost z mocy kotła. Na to nic nie poradzimy, bo nie zmienimy przecież praw fizyki. Podgrzanie 1 l wody o 1°C wymaga zawsze dostarczenia tej samej ilości energii równej 4,2 kJ, czyli 0,00116 kWh. Żeby uniknąć skomplikowanych rachunków warto przyjąć prostą, przybliżoną zasadę. Moc kotła w kWh podzielona przez 2 daje nam możliwy do uzyskania strumień ciepłej wody w l/min, podgrzanej o 28 K (stopni).

Przyjmując więc standardowo, że zimna woda ma +10°C, a moc kotła w trybie c.w.u. wynosi 21 kW, otrzymujemy 10,5 l wody o temperaturze 38°C. To temperatura i ilość wody wystarczająca do zasilania jednego typowego prysznica. Ale np. deszczownice mogą mieć maksymalny przepływ wody od ok. 7 do nawet 30 l/min. Notabene, te o największej wydajności w zaledwie 3-4 minuty wyczerpią też całkiem spory zasobnik. Dlatego, jeśli planujemy montaż tego rodzaju wymagających urządzeń, lepiej zawczasu sprawdźmy dokładnie ich parametry.

System zasobnikowy działa zupełnie inaczej. Tu najważniejszym parametrem nie jest moc kotła, lecz pojemność zbiornika wody. Jeżeli ta będzie wystarczająco duża, to da się w pełni komfortowo w tym samym czasie używać w domu dwóch pryszniców, a do tego jeszcze zmywać naczynia. Warto w tym miejscu przypomnieć, że pojemnościowe podgrzewacze elektryczne mają jeszcze znacznie mniejszą moc niż kotły, zwykle 1-2 kW przy pojemności nawet 140 l. Podobna jest moc grzewcza pomp ciepła tylko do c.w.u. Z tą różnicą, że one mają zasobniki nawet ponad 250 l.

Gdy wszystko zostanie dobrze wykonane, to do dyspozycji mamy tak samo duży strumień wody ciepłej, jak i zimnej pod dużym ciśnieniem. Jeśli zaś strumień ciepłej wody jest zbyt słaby - to znak, że gdzieś popełniono błąd i został on nadmiernie zdławiony przez ograniczającą przelot rur złączkę, samą rurę o zbyt małej średnicy wewnętrznej, zawór itp.

W układzie z zasobnikiem da się bez trudu zasilić np. dużą deszczownicę lub dwa prysznice jednocześnie. Przy przepływowym podgrzewaniu wody może być z tym problem. (fot. Bossini)

Jednak musimy się liczyć z tym, że ostatecznie dostępna ilość ciepłej wody będzie ograniczona pojemnością zasobnika - przy dużym zużyciu wyczerpiemy go w ciągu kilkunastu minut. Oczywiście, kotły jednofunkcyjne starają się nadrobić ubytek ciepłej wody. Standardowo mają ustawiony tzw. priorytet c.w.u., czyli po wykryciu spadku temperatury wody w zasobniku, przekierowują na niego nawet całą swą moc, przerywając ogrzewanie pomieszczeń. Po prostu takiego chwilowego wyłączenia nie odczujemy, czego nie można powiedzieć o braku ciepłej wody pod prysznicem.

Jeżeli powierzchnia wężownicy w zasobniku jest duża, jest on dwupłaszczowy lub wyposażony w zewnętrzny wymiennik o wysokiej mocy, to podgrzewanie wody będzie na tyle szybkie, że spadku temperatury wody w ogóle nie zarejestrujemy. Tym bardziej, że część zasobników działa jako tzw. warstwowe. Woda podgrzewana jest wówczas w zewnętrznym wymienniku i zasobnik ładowany jest nią od góry, czyli trafia tam, skąd ją czerpiemy po odkręceniu kranu. Dzięki temu dolna część zbiornika może pozostawać dłużej chłodna, ale my od razu mamy do dyspozycji gorącą wodę.

Zasobnik c.w.u. czy przepływowe podgrzewanie wody? W ten sposób najkrócej można opisać różnicę pomiędzy kotłami jedno- oraz dwufunkcyjnymi. (fot. Viessmann)

Może cię zainteresować

Ogrzewanie podłogowe - praktyczny poradnik Zawór w podłogówce nie działa? Sprawdź Jak właściwie podzielić dom na strefy grzewcze? Na czym polega ogrzewanie konwekcyjne? Istotna rola termostatów w ogrzewaniu podłogowym Czy ekran za grzejnikiem zwiększa efektywność ogrzewania? Ile prądu zużywa folia grzewcza w ogrzewaniu podłogowym? Jak dobrać odpowiednią grupę pompową? Jak zmierzyć rozstaw przyłączy grzejnika? Klasyka sprawdzona przez miliony - czy grzejnik aluminiowy może pasować do każdego wnętrza? Grzejniki elektryczne Bursa Montaż podłogówki jeszcze nigdy nie był taki prosty - z aplikacją InstallPRO360 Sprężone powietrze w przemyśle i na co dzień. Nowe rury i złączki w systemie SharkBite i John Guest Fakty i mity o ogrzewaniu podłogowym Jak wykonać obliczenia zapotrzebowania domu na ciepło w czasie termomodernizacji? Prawidłowy montaż zaworów termostatycznych w instalacjach grzewczych Grzejnik do pompy ciepła - termomodernizacja domu z niskotemperaturowymi regulusami Ekspert wyjaśnia dlaczego warto zainwestować w ogrzewanie podłogowe Co warto wiedzieć o ogrzewaniu podłogowym? Grzejnik nie musi wisieć na ścianie

Zobacz więcej Zwiń

Dodajemy cyrkulację

Cyrkulacja c.w.u. to krążenie ciepłej wody w rurach pomiędzy zasobnikiem i punktami jej poboru. Dzięki temu natychmiast po odkręceniu kranu leci rzeczywiście ciepła woda, nie musimy spuszczać z rur zalegającej w nich już wychłodzonej.

Stosowanie cyrkulacji ma sens, jeżeli rurociągi c.w.u. są długie, a punkty poboru wody oddalone są od kotła i zasobnika. Inaczej czekanie na ciepłą wodę jest po prostu niewygodne, a ponadto w praktyce zwiększa ilość ścieków, bo de facto czystą, lecz niedostatecznie ciepłą wodę spuszczamy zwykle do kanalizacji, zanim rozpoczniemy mycie.

Jeżeli natomiast wszystkie punkty poboru wody znajdują się blisko kotła, to cyrkulacja nie jest potrzebna. Orientacyjnie można przyjąć, że przy długości rur do 3 m od kotła nie odczujemy różnicy. Najczęściej tak jest w małych domach, szczególnie z kotłem w kuchni lub łazience. Jednak nie zawsze jest to regułą. Niekiedy nawet jedyna łazienka może być mocno oddalona od kotłowni. Dla odmiany zaś dwie łazienki, kuchnia i kotłownia sąsiadujące przez ścianę lub strop mogą mieć naprawdę krótki system rur z ciepłą wodą. Chociaż pamiętajmy, że nawet wtedy komfortowe korzystanie z wielu kranów równocześnie będzie niemożliwe ze względu na ograniczony strumień ciepłej wody podgrzewanej przez kocioł.

Warto wiedzieć, że producenci starają się zapewnić maksimum wygody także w przypadku kotłów dwufunkcyjnych. Część z nich ma możliwość włączenia tzw. trybu komfortowego, w którym wymiennik jest podgrzewany, nawet gdy nie korzystamy z wody. Dzięki temu skraca się czas oczekiwania na ciepłą wodę z kranu.

Układ przepływowy charakterystyczny dla kotłów dwufunkcyjnych ma niewątpliwie tę przewagę, że nie występują w nim straty postojowe, powodowane wychładzaniem się wody w zasobniku. W domach, gdzie przez większość doby nikogo nie ma i nie korzysta się z wody różnica będzie odczuwalna. Ponadto siłą rzeczy nie ma też strat energii generowanych przez cyrkulację. Te są przecież nieuniknione, nawet przy dobrze izolowanych rurociągach i jedynie okresowo włączanym krążeniu wody (do tego wystarczy prosty programator czasowy).

System z cyrkulacją jest za to zdecydowanie bardziej komfortowy, jeśli rurociągi są długie. Jednak pamiętajmy, że taki układ możemy zastosować tylko w przypadku posiadania zasobnika, a więc w wersji z kotłem jednofunkcyjnym. Wykonanie cyrkulacji wymaga ponadto rozbudowania rurociągu o dodatkową rurę, tzw. pętlę cyrkulacyjną, łączącą punkty poboru wody ze zbiornikiem. Potrzebna będzie również pompa wymuszająca krążenie wody. Są to specjalne jednostki o niewielkiej mocy, istotnie różniące się od pomp obiegowych centralnego ogrzewania.

Z tych wszystkich względów o cyrkulacji należy myśleć już na etapie układania rur wodociągowych. Późniejsza rozbudowa - chociaż technicznie możliwa - może być dość trudna. Bo jak i gdzie ukryć dodatkową rurę?

Wybieramy moc kotła jedno- i dwufunkcyjnego

Do tej pory pisaliśmy o sprawach związanych bezpośrednio ze sposobem przygotowywania c.w.u. i budową instalacji ciepłej wody - czyli tym, co wprost odróżnia kotły jedno- i dwufunkcyjne. Ale różnice wynikające z tych modeli funkcjonowania nieuchronne wpływają także na inne cechy kotłów. Po prostu trzeba sobie zdawać sprawę, że zmiana jakiejkolwiek ważnej technicznie cechy kotła zawsze ma szereg dalszych konsekwencji. Najbardziej odczuwalne będzie zupełnie inne zapotrzebowanie na moc kotłów jedno- i dwufunkcyjnych.

W przypadku urządzeń jednofunkcyjnych sprawa jest prosta. Muszą mieć taką moc, jaka wynika z zapotrzebowania budynku na ciepło do ogrzewania pomieszczeń. Wbrew wciąż rozpowszechnionej praktyce nie ma najmniejszego sensu dodawanie mocy na poczet c.w.u. (zwykle 0,25-0,50 kW na osobę). Kocioł doskonale radzi sobie bez tego, jego moc maksymalna dobierana jest bowiem do strat ciepła występujących przy srogim mrozie, ok. -20°C. To tzw. obliczeniowa temperatura zewnętrzna, w rzeczywistości występująca rzadko. Faktycznie kocioł przez większość sezonu nie wykorzystuje nawet połowy mocy maksymalnej. A nawet jeśli chwilowo przekieruje całą moc na c.w.u., to we wnętrzach i tak tego nie odczujemy.

Tak naprawdę nie mniej ważna niż moc maksymalna jest moc minimalna. Wprawdzie w przypadku kotłów kondensacyjnych działanie z mocą niższą od nominalnej korzystnie wpływa na sprawność, ale pod warunkiem, że będzie to praca ciągła. Natomiast, jeśli kocioł nie będzie w stanie wystarczająco obniżyć swojej mocy, to zamiast działać nieprzerwanie - zacznie się uruchamiać na krótko, wyłączać, potem znów włączać i tak w koło. Takie taktowanie najczęściej występuje wiosną i jesienią, gdy temperatura zewnętrzna jest stosunkowo wysoka. Zapotrzebowanie na moc do ogrzewania wnętrz jest wówczas małe i może być niższe niż minimalna moc kotła. Ma się rozumieć, że ryzyko wystąpienia tego zjawiska jest większe, jeśli jego moc zawyżono.

A wbrew pozorom sytuacja w której dom o faktycznym maksymalnym zapotrzebowaniu 10-12 kW ogrzewa kocioł o mocy 25 kW wcale nie należy do rzadkości. W dużej mierze wynika to z faktu, że kotły gazowe o mocy poniżej 20 kW są trudno dostępne na rynku i kosztują praktycznie tyle samo co jednostki o większej mocy, a bywają nawet droższe. Ponadto znaczna część właścicieli domów jednorodzinnych wychodzi z fałszywego założenia, że lepiej zawsze mieć nadmiar mocy do dyspozycji (tak na wszelki wypadek). Efekt może być jednak taki, że wraz ze spadkiem zapotrzebowania na moc dopuszczalny zakres mocy kotła zostanie przekroczony.

Warto sobie zdawać sprawę, że jeżeli przy -20°C potrzebowaliśmy 10 kW mocy grzewczej, to przy 0°C wystarczy nam 5 kW, zaś przy +10°C zaledwie 2,5 kW. O ile chyba każdy obecnie produkowany kocioł kondensacyjny sobie z tym poradzi, jeżeli tylko jego moc nie była zawyżona (wynosiła 10-12 kW), to już sprzęt przewymiarowany (np. 25 kW) w okolicach +10°C nie da już rady się dostosować. Dlatego zawsze pytajmy jaka jest nie tylko maksymalna, lecz także minimalna moc kotła. Czasem odpowiedź może być zaskakująca, bo kilka modeli z jednego typoszeregu może mieć fizycznie te same palniki, a ograniczenie mocy maksymalnej wynika wyłącznie z ustawień elektroniki sterującej. Wówczas kotły będą miały różną moc maksymalną, ale minimalną już identyczną.

Z kotłami dwufunkcyjnymi jest znacznie trudniej. Z jednej strony, pożądana jest wysoka moc nominalna, bo wówczas kocioł zapewnia duży, komfortowy strumień ciepłej wody do mycia. Z drugiej jednak, każdego urządzenia gazowego dotyczą opisane powyżej problemy z mocą minimalną, czy raczej nadmiarem mocy przy dość wysokiej temperaturze zewnętrznej. Wprawdzie moc maksymalną można ustawić odrębnie dla trybu c.o. oraz c.w.u., ale problem mocy minimalnej pozostaje. Bo przecież w obu sytuacjach wykorzystywany jest dokładnie ten sam palnik, o ograniczonych możliwościach regulacji.

W praktyce kotły dwufunkcyjne kupuje się zawsze o mocy przynajmniej 20 kW. Słabsze nie podgrzałyby dość wody nawet na jeden prysznic. A to oznacza z kolei, że w małych i/lub dobrze ocieplonych domach moc będzie nieco zbyt duża na potrzeby c.o. W okresach przejściowych taki kocioł nie będzie działał optymalnie. Chociaż nowoczesne urządzenia i tak poradzą sobie całkiem nieźle.

Dopasowujemy komin do kotła

Drugi ważny czynnik powiązany z mocą kotła, a więc w dalszej perspektywie także z wysokim zapotrzebowaniem na nią w kotłach dwufunkcyjnych, to sprawa sposobu odprowadzenia spalin.

Każdy kocioł można podłączyć do komina wyprowadzonego ponad dach. Tu nie ma znaczenia jego moc. Ale jeżeli zechcemy skorzystać z drugiej opcji przewidzianej przez polskie prawo, czyli zrobić wyprowadzenie poziomo przez ścianę, tzw. koncentrycznym zestawem powietrzno-spalinowym, to ograniczenia będą istotne. Takie rozwiązanie jest dopuszczalne tylko po spełnieniu kilku warunków, ale nas w kontekście wyboru pomiędzy urządzeniami jedno- i dwufunkcyjnymi interesuje jeden z nich. Mianowicie moc kotła nie może przekraczać 21 kW.

W przepisach nie ma przy tym dookreślenia, że chodzi tylko o moc potrzebną do ogrzewania pomieszczeń, moc faktycznie ustawioną przez instalatora przy pierwszym uruchomieniu, a nie znamionową itd. Tak więc trzeba założyć, że dotyczy to również mocy w trybie przygotowywania c.w.u. A przypomnijmy, że 21 kW to wprawdzie dużo jak na ogrzewanie budynku (w przypadku większości nowych domów jednorodzinnych wystarczy ze sporym nadmiarem), jednak niewiele jak na przepływowe przygotowywanie c.w.u. To dość zaledwie na jeden prysznic, bo gwarantuje nam tylko 10,5 l na minutę. I to prysznic w wersji standardowej, np. bez deszczownicy o dużym przepływie. To przepisowe ograniczenie mocy niewątpliwie zmniejsza atrakcyjność kotłów dwufunkcyjnych.

Przewód powietrzno-spalinowy wyprowadzony bezpośrednio przez ścianę można zrobić tylko jeżeli moc kotła nie przekracza 21 kW. W przypadku urządzeń jednofunkcyjnych to dość, ale niezbyt wiele dla dwufunkcyjnych. (fot. MK Systemy Kominowe)

Wygospodarowujemy miejsce i rozbudowujemy instalację

Kocioł dwufunkcyjny zajmuje wyraźnie mniej miejsca niż jednofunkcyjny z zasobnikiem, A mówiąc ściślej to same kotły obu rodzajów są małe i zajmują tyle samo miejsca. Więcej trzeba wygospodarować go właśnie na zasobnik. Ten zaś może być zamknięty wraz z kotłem w jednej obudowie lub być z nim połączony jedynie rurami. Sam kocioł jest naprawdę mały, wielkości wiszącej szafki kuchennej. Jednak nawet najmniejsze zasobniki mają pojemność 80 l, częściej jednak spotyka się zasobniki 100 lub 120 l. A to już spora "beczułka", pogrubiana jeszcze przez izolację cieplną.

Warto wiedzieć, że chociaż najczęściej kotły jednofunkcyjne kupuje się w komplecie z zasobnikiem tego samego producenta, to tak naprawdę zbiornik może być bardzo różny. Może pochodzić od zupełnie innego dostawcy, być większy itd. Dobry instalator poradzi sobie z samodzielnym skonfigurowaniem takiego zestawu. Przy czym nie musi to być najbardziej rozpowszechniony zestaw z zasobnikiem stojącym na podłodze i kotłem powyżej niego. Z powodzeniem można też zastosować np. poziomy zbiornik wiszący o dużej pojemności.

Kocioł w wersji z zasobnikiem zawsze zajmuje znacznie więcej miejsca niż dwufunkcyjny. Zasobnik ma najczęściej ok. 100 l. (fot. Termet)

Niewątpliwie, jeśli chodzi o oszczędność miejsca, to kocioł dwufunkcyjny okazuje się bezkonkurencyjny. Jest on też tańszy, bo tego rodzaju urządzenie kupimy nawet za mniej niż 4000 zł. W przypadku konkurencyjnego systemu, na zasobnik trzeba zaś wydać jeszcze przynajmniej 1000 zł.

Należy jeszcze uwzględnić sytuację, gdy chcemy mieć kolektory słoneczne lub pompę ciepła tylko do c.w.u. Zawsze wymagają one zasobnika i to o znacznej pojemności, najczęściej przynajmniej 200 l. Do współpracy z nimi nadają się zaś tylko urządzenia jednofunkcyjne. W praktyce kocioł jest zaś ważnym uzupełnienie takiego zestawu, bo dogrzewa wodę wstępnie podgrzaną przez kolektory lub pompę w chłodniejszych okresach roku.

Jeżeli zechcemy mieć pompę ciepła lub kolektory słoneczne to bez zasobnika wody i tak się nie obejdzie. (fot. De Dietrich)

Kotły jedno- i dwufunkcyjne - co wybrać?

Jak widać dokonanie wyboru wcale nie jest prostą sprawą. Każdy z systemów ma ważne zalety, ale równocześnie jest pozbawiony innych korzystnych cech. Najważniejsze, żebyśmy zdecydowali, które z nich są dla nas, w konkretnym przypadku ważniejsze. Główne cechy kotłów można podsumować w następujący sposób.

Kotły jednofunkcyjne:

• w połączeniu z odpowiednio dużym zasobnikiem umożliwiają komfortowe korzystanie z ciepłej wody w wielu miejscach równocześnie;
• tylko w układzie z zasobnikiem możliwe jest zastosowanie cyrkulacji;
• właściwe dobranie mocy jest znacznie łatwiejsze, bo interesuje nas tak naprawdę tylko moc niezbędna do ogrzewania pomieszczeń;
• kocioł jednofunkcyjny o wystarczającej mocy bez trudu połączymy z zestawem powietrzno-spalinowym, wyprowadzonym bezpośrednio przez ścianę zewnętrzną;
• kocioł z zasobnikiem zajmuje wprawdzie sporo miejsca, ale może współpracować też z zasobnikami instalowanymi np. na potrzeby kolektorów słonecznych.

Kotły dwufunkcyjne:

• wielkość strumienia ciepłej wody zależy od mocy kotła, jednak nie musimy się obawiać o jej wyczerpanie;
• nie ma strat postojowych, spowodowanych ucieczką ciepła do otoczenia;
• kocioł zajmuje niewiele miejsca i jest tańszy niż zestaw z zasobnikiem.

Jarosław Antkiewicz
Na zdjęciu otwierającym: W przypadku kotła bez zasobnika dobór jego mocy uzależniony jest przede wszystkim od przewidywanego zapotrzebowania na ciepłą wodę. (fot. Vaillant)