Do tego, by mniej płacić za ogrzewanie zimą, nie wystarczą odpowiednio ocieplone ściany i nowoczesne okna... Potrzebny jest jeszcze dobry, tani w eksploatacji kocioł. Na przykład kondensacyjny.
(fot. Vaillant)
Dlaczego kocioł kondensacyjny jest tak ekonomiczny? Dlatego, że ma bardzo wysoką sprawność uzyskiwania ciepła z paliwa – powyżej 100%. Jeżeli porównamy go z kotłem tradycyjnym, nawet bardzo renomowanej firmy, okaże się, że takiej sprawności nie osiąga żaden inny typ kotła.
Perpetuum mobile?
Jak to jest możliwe, żeby kocioł kondensacyjny miał sprawność powyżej 100%? Przecież powszechnie wiadomo, że w technice żadne urządzenie nie osiąga nawet 100-procentowej sprawności, gdyż w trakcie jego pracy zawsze występują pewne straty. Żeby to wyjaśnić, trzeba odwołać się do zasady działania „zwykłego” kotła. Kiedy do jego palnika doprowadzane jest paliwo i powietrze, paliwo to spala się i w wyniku tego powstają gorące spaliny, których głównymi składnikami są dwutlenek węgla i para wodna. Spaliny usuwane są na zewnątrz przez komin, zanim jednak wypłyną z kotła, oddają część ciepła wymiennikowi, w którym płynie chłodna woda. Woda ta ogrzewa się i kierowana jest do instalacji centralnego ogrzewania.
Jeszcze niedawno używano tylko takich kotłów. Dla nich utworzono pojęcie sprawności, odniesione do wartości opałowej paliwa: była to ilość ciepła, jaka uwalnia się podczas spalania paliwa, przy czym zakładano zgodnie z praktyką, że powstająca w tym procesie para wodna jest odprowadzana ze spalinami na zewnątrz. Gdy tworzono definicję sprawności kotła, nikt nie przypuszczał, że będzie możliwe uzyskiwanie w kotle ciepła także z tej pary.
I w ten sposób dotarliśmy do istoty działania kotłów kondensacyjnych. Odzyskujemy w nich bowiem dodatkowo ciepło zawarte w parze wodnej, dlatego według obowiązującej definicji sprawności kotła całkowita ilość uzyskanego ciepła jest większa od 100%: sprawność kotłów na gaz ziemny wynosi maksimum 109%, na propan – 107%, na olej opałowy – 104% (teoretyczna sprawność kotłów kondensacyjnych jest o ok. 2% wyższa).
Skąd to ciepło?
Kocioł kondensacyjny odbiera ciepło ze spalin nie raz, ale dwa razy. Na drodze wypływu spalin są bowiem umieszczone dwa wymienniki: 1) przeznaczony do odbierania ciepła, które powstaje w czasie skraplania, czyli kondensacji pary wodnej; stąd właśnie bierze się nazwa „kotły kondensacyjne”, 2) taki jak w kotłach tradycyjnych.
Skropliny, które powstają w wyniku skraplania się pary zawartej w spalinach, są bardzo żrące – ich pH wynosi 3,5–5,5, gdy pochodzą ze spalania gazu, a 1,8–3,5 – ze spalania oleju. Dawniej nie umiano wykorzystać ciepła zawartego w spalinach, bo długotrwałe oddziaływanie skroplin niszczyło każdy znany wówczas materiał wymiennika. Teraz w wymiennikach stosuje się zazwyczaj stal kwasoodporną lub odporny na korozję stop odlewniczy, czyli materiały, dla których żrące działanie kondensatu nie jest groźne. A im bardziej uda się ochłodzić spaliny, tym wyższa jest sprawność odzysku ciepła, a to oznacza większe oszczędności na eksploatacji kotła.
Wymiennik odbierający ciepło z kondensacji jest skuteczny dzięki temu, że ma dużą powierzchnię.
Po wstępnym podgrzaniu wody w tym wymienniku wpływa ona do wymiennika tradycyjnego, w którym zostaje dogrzana do wymaganej temperatury przez gorące spaliny. Jednak temperatura wody grzewczej uzyskiwana w kotle musi być na tyle niska, żeby po oddaniu ciepła w instalacji c.o. jej temperatura nie przekraczała 50oC. Dlatego też kotły kondensacyjne przeznaczone są przede wszystkim do instalacji niskotemperaturowych, zwłaszcza ogrzewania podłogowego. Dzięki temu, że temperatura wody grzewczej wypływającej z kotła kondensacyjnego jest bardzo niska, mniej ciepła traci się na przesyłaniu jej rurami do grzejników. Jednak pamiętajmy, że decydując się na instalację niskotemperaturową, więcej pieniędzy zainwestujemy w grzejniki – muszą mieć one dużo większą powierzchnię niż tradycyjne w instalacji ze zwykłym kotłem, w którym temperatura wody grzewczej wynosi około 90oC. Kotły kondensacyjne są najczęściej na gaz, chociaż niektórzy producenci oferują także kondensacyjne kotły olejowe.
