[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Kotły kondensacyjne

Opublikowano: 13.12.2006
image

Kotły kondensacyjne należą do nowoczesnych, wysoko wydajnych i komfortowych urządzeń grzewczych. Mogą być zasilane gazem lub olejem opałowym. Jest ich ogromny wybór na polskim rynku. W numerze 9/06 „MI" opublikowano wiele artykułów na ich temat w ramach cyklu ring „MI". Czy na ich podstawie można ugruntować sobie niezbędną wiedzę o kotłach kondensacyjnych i wybrać najlepszy kocioł?


Wszystkie artykuły są napisane według podobnego schematu. Na początku kilka zdań o istocie kondensacji, potem wybiórczy opis budowy kotła i na koniec zalety produkowanych przez daną firmę kotłów kondensacyjnych. W wielu artykułach do zalet zaliczone zostały możliwości współpracy kotła kondensacyjnego z regulatorami pokojowymi i pogodowymi, chociaż każdy kocioł ma takie możliwości.


Po zapoznaniu się z treścią artykułów można odnieść wrażenie lub nawet przekonanie, że wszystkie kotły są jednakowe, a pewne możliwe do zauważenia różnice wynikają wyłącznie ze stopnia znajomości techniki kondensacyjnej przez Autorów i sposobu ujęcia tematu. Wszystkie bowiem kotły charakteryzują się wysoką wydajnością cieplną, oszczędnością w zużyciu paliwa, cichą pracą, estetyką, najlepszymi wymiennikami ciepła, najlepszymi palnikami, pełną kontrolą elektroniczną, niską emisją NOx-ów, niewielkimi gabarytami, niską ceną i wieloma innymi szczególnymi cechami.


Jednak mimo dość zgodnie brzmiącej oceny kotłów kondensacyjnych odczuwa się z jednej strony pewien niedosyt, a z drugiej wyraźny przesyt. Charakterystyki są w wielu punktach niewystarczające, brakuje zasadniczych informacji, a w wielu innych są przegadane i sprzeczne lub raczej mało wiarygodne. Trudno oczekiwać w dwustronicowym artykule wszystkiego, nie można z tego robić nikomu zarzutu, ale sprzeczności i nieścisłości należy wyjaśnić, a o braki się upomnieć. Wszystko po to, by znaleźć ten najlepszy kocioł.


Oszczędność na paliwie
Do najbardziej interesujących cech kotłów kondensacyjnych dla użytkowników należy oszczędność na paliwie. Jest ona ściśle związana ze sprawnością kotła. Jeśli kocioł ma o 1% wyższą sprawność, to spali o 1% mniej paliwa. Autorzy obiecują oszczędności na paliwie nawet do 30%. Trudno zaakceptować aż tak wygórowane obietnice, ponieważ tzw. ciepło utajone zawarte w parze wodnej po spaleniu gazu ziemnego to 11%. Kilka procent można dołożyć z powodu schłodzonego dwutlenku węgla, ale nie osiągniemy i tak obiecywanego wyniku. Niektórzy, ale o tym nie było napisane w artykułach, dodają jeszcze korzyści wynikające z niskiej awaryjności kotłów kondensacyjnych. Pozostaje więc kwestia poziomu odniesienia, wobec którego oceniane są zyski na paliwie.


Sensownym poziomem odniesienia powinny być nowe, współczesne kotły z zamkniętą komorą spalania (kocioł kondensacyjny należy do kotłów z zamkniętą komorą spalania). Posiadają one sprawność energetyczną na poziomie nie mniejszym niż 92%, sprawdzoną doświadczalnie przez niezależne urzędy i laboratoria dopuszczające urządzenia grzewcze do obrotu handlowego (nie przez producenta). W porównaniu do takiego urządzenia kocioł kondensacyjny najwyższej klasy będzie miał sprawność wyższą o 12 do 16%. Dolna wartość będzie odpowiadać pracy kotła na podgrzewanie wody użytkowej do temperatury 60°C, górna, gdy kocioł pracuje na centralne ogrzewanie przy parametrach 40/30/20°C (40°C - temperatura na zasilaniu, 30°C - temp. na powrocie, 20°C -temp. pomieszczenia). Aby te wskaźniki uzyskaç, kocioł musi być wyposażony w odpowiednią regulację mocy umożliwiającą redukcję mocy maksymalnej na c.o. (zwykle kotły są w ten rodzaj regulacji wyposażone) oraz w system oszczędnego podgrzewania wody użytkowej (tu nie wszystkie kotły mają tę możliwość). Jeśli porównalibyśmy kocioł kondensacyjny do starego, zużytego kotła wykonanego u kowala, to może się okazać, że oszczędność na paliwie wyniesie nawet 80%.


Budowa
Najważniejszymi i szczególnymi elementami kotła kondensacyjnego są: zespół przygotowania mieszanki palnej gaz-powietrze, palnik, wymiennik ciepła i zespół powietrzno-spalinowy dostarczający powietrze do spalania i odprowadzający spaliny. Te zespoły odróżniają kotły kondensacyjne od kotłów atmosferycznych i turbo w sposób zasadniczy.


Przygotowanie mieszanki odbywa się przez zasysanie powietrza i gazu przez wentylator i tłoczenie mieszanki palnej do palnika, z jednoczesnym bardzo dokładnym mieszaniem obu składników. Od jakości zmieszania powietrza i gazu zależy jakość spalania i tym samym ilość wydzielonego ciepła oraz straty. Ten sposób przygotowania mieszanki palnej jest w pełni kontrolowany w przeciwieństwie do kotłów tradycyjnych, gdzie gaz wdmuchiwany jest z dyszy do palnika i nie ma kontroli składu oraz stopnia wymieszania mieszanki palnej.


Bardzo ważną rolę odgrywa tzw. współczynnik nadmiaru powietrza, nazywany często współczynnikiem lambda od stosowanego symbolu X na oznaczenie tego parametru. Współczynnikiem lambda nie jest, jak pisze jeden z autorów, „stosunek ilości tlenu, który został (wraz z powietrzem) doprowadzony do palnika... do tej, która faktycznie była potrzebna", lecz jest to konieczna ilość powietrza potrzebnego do pełnego spalenia paliwa, a nie ta ilość, jaka wynikałaby z reakcji chemicznej, czyli tzw. zapotrzebowania stechiometrycznego. Rzeczywiste zapotrzebowanie powietrza jest wyższe od stechiometrycznego przy spalaniu gazu ziemnego GZ 50 o ok. 30%, stąd współczynnik X powinien wynosić ok. 1,3 i być w całym zakresie mocy kotła stały. Wysokiej klasy kocioł kondensacyjny kontroluje współczynnik nadmiaru powietrza na bieżąco i koryguje pracę dmuchawy lub zespołu gazowego w taki sposób, by w spalinach nie znajdował się tlenek węgla, którego obecność jest ewidentnym dowodem nieprawidłowego spalania. Obecnie na rynku polskim znajduje się tylko jeden taki kocioł.


Zespół powietrzno-spalinowy ma ogromne znaczenie dla pracy i wydajności energetycznej kotła kondensacyjnego. Od niego zależy w znacznym stopniu utrzymanie na stałym poziomie odpowiedniej wartości współczynnika nadmiaru powietrza. Można stracić wszystko, cały zysk z kondensacji i jeszcze więcej, gdy zastosuje się niewłaściwy system. Kocioł i fabryczny system powietrzno-spalinowy stanowią nierozerwalną całość. Razem są badane w laboratoriach, razem są dopuszczane do obrotu handlowego i razem powinny być instalowane. Zmiana na inny (tańszy) system powietrzno-spalinowy może dużo kosztować, zarówno w sensie finansowym, jak i w sensie zawiedzionych nadziei. Autorzy, niestety, nie zwrócili dostatecznej uwagi na to zagadnienie. Tylko w jednym przypadku możemy się dowiedzieć nieco o systemie powietrzno-spalinowym. W innych nie wiadomo jaki system jest stosowany, jakie są możliwe maksymalne długości i jakie są inne ograniczenia lub zalecenia. System powietrzno-spalinowy też kosztuje. Czy, gdy uwzględnimy łączne koszty, też możemy powiedzieć, że kocioł kondensacyjny jest tani?


Ważne jest możliwie wczesne podjęcie decyzji o zastosowaniu kotła kondensacyjnego w nowo budowanym domu, wówczas można zaoszczędzić, rezygnując z budowy tradycyjnego komina z wkładem ze stali kwasoodpornej, ponieważ kocioł kondensacyjny takiego komina nie potrzebuje. W praktyce jednak najpierw buduje się tradycyjny komin, potem kupuje się kocioł kondensacyjny i tworzy „oryginalny" i niesprawny system powietrzno-spalinowy z istniejącego komina. O dalszy
ciąg wydarzeń należałoby zapytaç serwisantów. Mogą opowiedzieć wiele ciekawych, ale smutnych historii.


Palniki kotłów kondensacyjnych są specjalnie konstruowane i wykonywane z najlepszych materiałów żaroodpornych, gwarantujących odpowiednio długą żywotność i bezpieczeństwo działania. Płomień bowiem jest „przyklejony" do powierzchni palnika i w niskich (paradoksalnie) zakresach mocy rozgrzewa go do czerwonego żaru, tj. do temperatury ok. 800-1000°C. Stosowane materiały są podobne do tych, jakich używa się do budowy komór spalania lotniczych silników odrzutowych. W opisach autorów zabrakło tych informacji.


Wymienniki ciepła kotłów kondensacyjnych charakteryzują się wyższą mocą w porównaniu do kotłów konwencjonalnych, lub mówiąc inaczej, posiadają zdolność do schłodzenia spalin do niższej temperatury, tj. takiej, poniżej której para wodna zawarta w spalinach ulega skropleniu i oddaje ciepło, podnosząc jednocześnie sprawność energetyczną kotła.


Wymienniki mogą być zbudowane ze stopu aluminiowo-krzemowego. Taki stop ma lepsze właściwości mechaniczne niż czyste aluminium, wyższą odporność na korozję i dobre właściwości przewodzenia ciepła. Jednak są one odlewane i charakteryzują się dość grubymi ściankami, przez które musi przenikać ciepło. Wymienniki ze stali austenitycznej (kwasoodpornej), mimo gorszego współczynnika przewodzenia ciepła, są cienkościenne i posiadają nie gorsze, a często lepsze właściwości wymiany ciepła niż wymienniki aluminiowo-krzemowe i są bardziej odporne na korozję chemiczną i termiczną.


Autorzy artykułów niesłusznie informują, że wymienniki zbudowane są ze stali nierdzewnej. Stal nierdzewna i stal kwasoodporna to dwa zupełnie różne materiały, posiadające odmienny skład chemiczny, odmienną strukturę, zupełnie inne procesy obróbki termicznej i wreszcie zupełnie różne właściwości fizyczne i chemiczne. Najłatwiej rozróżnić te dwa materiały przy pomocy magnesu. Stal nierdzewna jest magnetyczna (magnes silnie klei się do niej), stal austenityczna jest niemagnetyczna, jak miedź i aluminium.


Pod prądem
Każdy kocioł kondensacyjny jest podłączony do prądu elektrycznego. Ze względu na to, że często takie urządzenie jest zainstalowane w łazience czy kuchni, gdzie może być polane wodą z prysznica lub bezpośrednio dotykane, ważne jest bezpieczeństwo elektryczne. Poziom tego bezpieczeństwa określa w sposób pośredni tzw. stopień ochrony IP (In-ternational Protection). Dla kotłów wymagany jest stopień ochrony IP 44 lub IPX4D. Stopień ten określa szczelność obudowy elementów pod napięciem elektrycznym na penetrację ciał stałych - pierwsza cyfra (rąk, narzędzi) oraz wody - druga cyfra, a nie obudowę kotła, jak napisał jeden z Autorów. Ten stopień ochrony oznacza, że wszystkie elementy pod napięciem 230V, znajdują się w obudowie odpornej na bryzgi wody z każdego kierunku i na dostęp ciał stałych o średnicy większej od 1 mm. Tak oznaczony kocioł może być instalowany dopiero w tzw. Drugiej strefie, która zaczyna się od krawędzi wanny lub brodzika na zewnątrz (strefa 0 - to woda w wannie, strefa 1 - to zewnętrzny obrys wanny).


Kotły kondensacyjne należą do najcichszych kotłów i niektórzy Autorzy słusznie zwrócili na ten parametr uwagę Czytelników. Jednak w określeniu poziomu hałasu użyli niewłaściwej skali lub raczej niewłaściwego oznaczenia. Hałas określa się w skali decybelowej bezwzględnej dB (stały poziom odniesienia) lub w skali uwzględniającej właściwości ucha ludzkiego dBA. Różnice natężenia hałasu w zależności od skali i mierzonej częstotliwości mogą być znaczne. Powszechnie do oceny poziomu hałasu wykorzystuje się skalę dBA jako bardziej miarodajną i zgodną z odczuciem człowieka.


Co z kondensatem?
Pośród wielu niekwestionowanych zalet kotłów kondensacyjnych, o czym Autorzy chętnie napisali, mają one też i swoje wady lub raczej pewne szczególne wymagania eksploatacyjne, o czym nie można było dowiedzieć się z artykułów.


Nikt z Autorów nie wspomniał, że kocioł kondensacyjny wytwarza kondensat i zachodzi konieczność odprowadzenia go do kanalizacji. Dotychczas nie ma w Polsce przepisów dotyczących gospodarki kondensatem z grzewczych kotłów kondensacyjnych. Nie ma też problemu, jeśli mamy do czynienia z kotłami o mocy do kilkudziesięciu kilowatów. Kondensat ma odczyn kwaśny ok. 3,5 pH i może być wylewany wprost do kanalizacji, gdzie łączy się ze znacznie większą ilością ścieków o odczynie zasadowym. Dochodzi do tzw, reakcji zobojętniania, po której obie grupy substancji osłabiają swoje agresywne właściwości. Kocioł kondensacyjny na gaz ziemny wysokometanowy (GZ50) wytwarza ok. 1 litra kondensatu na godzinę, gdy pracuje z mocą 10 kW, lub inaczej, każdy kW mocy wytwarza 0,1 litra kondensatu na godzinę. Przy większych mocach kotłów konieczna jest neutralizacja kondensatu w podziemnych urządzeniach podobnych do przydomowych oczyszczalni ścieków.


Ważne z praktycznego punktu widzenia jest odpowiednie, drożne i pewne wyprowadzenie kondensatu z kotła do kanalizacji oraz systematyczna kontrola syfonu kondensatu w kotle. Zablokowanie odpływu kondensatu grozi zniszczeniem kotła. Może ono nastąpić przez zablokowanie węża odpływowego lub przez osad gromadzący się w syfonie kotła. Osad będzie gromadził się tym szybciej, im bardziej brudne (zakurzone) powietrze będzie dochodziło do komory spalania kotła. Najnowsze wiszące kotły kondensacyjne mają syfon kondensatu zbudowany z przezroczystego tworzywa sztucznego i osadnik wystawiony na zewnątrz kotła, zwykle pod spodem, tak by łatwo można było ocenić poziom osadu i w porę go usunąć. Osadnik można łatwo bez narzędzi wymontowac z syfonu i ponownie zamontowaç, i taka czynność nie wymaga wzywania serwisu. Jest to jednak stały obowiązek dla użytkownika.


Kotły kondensacyjne należą do najnowocześniejszych urządzeń, zastosowano w nich najnowsze osiągnięcia techniki, są wysoko wydajne, sprawne i niezawodne - ale wymagają serwisowania i napraw, jak każde urządzenie techniczne. Autorzy bardzo oszczędnie wypowiadali się o serwisie swoich urządzeń, chociaż w kilku przypadkach dowiedzieliśmy się o łatwej obsłudze eksploatacyjnej i serwisowej. Brak serwisu w danym rejonie będzie poważnym mankamentem w czasie eksploatacji kotła i może skutecznie zniechęcić do zakupu.


Z dużym zaskoczeniem można zauważyć, że nikt nie pochwalił się możliwością komputerowej diagnostyki kotłów, tj. sprawdzania i ustawiania parametrów pracy kotła i regulatora za pomocą komputera podłączonego do kotła kablem lub za pomocą internetu. Internetowy sposób diagnozowania kotła umożliwia sprawdzenie i ustawienie parametrów jego pracy z dowolnej odległości i w dowolnym czasie. Serwisant wykorzystujący możliwości połączeń interne towych otrzymuje natychmiast informację o awarii kotła i może dojechać do klienta zanim ten zauważy brak działania kotła. Aby taki sposób serwisowania był możliwy, kocioł musi byç wyposażony w odpowiedni system diagnostyczny i modem do przesyłania danych, a komputer w odpowiedni program.


Nie dowiedzieliśmy się z żadnego artykułu, jaka jest dostępność części zamiennych, jak szybko można je otrzymać od chwili zamówienia. Nawet najlepszy serwisant nie naprawi kotła bez potrzebnej części zamiennej. W każdym urządzeniu części się zużywają (uszczelki, zawory...) i psują (płyty elektroniczne, cewki zaworów, czujniki temperatury...).


Koszty, koszty...
W ocenie kosztów łącznych należy wziąć pod uwagę cenę kotła (koszty inwestycyjne) i koszty gazu w okresie eksploatacji (koszty eksploatacyjne). Kocioł kondensacyjny jest droższy od kotła tradycyjnego, ale jest tańszy w eksploatacji. Przeciętnie po okresie od 4 do 6 lat sumy kosztów zakupu kotła i eksploatacyjnych zrównują się dla kotłów tradycyjnych i kondensacyjnych. Kocioł jest oceniony przez fabrykę na 15 lat żywotności. Przy prawidłowej eksploatacji ten resurs można podwoić. Tak więc tanie ogrzewanie kotłem kondensacyjnym może trwać od 9 nawet do 26 lat. Prawidłowa eksploatacja kotła to: szczelna instalacja grzewcza, odpowiednia woda grzewcza w instalacji (twardość poniżej 20°d), fabryczny system powietrzno-spalinowy zainstalowany zgodnie z instrukcją montażu, dobry gaz (bez szkodliwych zanieczyszczeń), dobry prąd (brak przepięć, prawidłowa wartość napięcia), czyste powietrze w odpowiedniej ilości czerpane do spalania (bez zanieczyszczeń mechanicznych i chemicznych), czyste powietrze w pomieszczeniu kotła (bez wilgoci i zanieczyszczeń chemicznych typu detergenty, kwasy, nawozy, środki ochrony roślin itp), niezawodny odpływ kondensatu, częsta kontrola osadów w syfonie kondensatu, coroczny przegląd techniczny wykonany przez autoryzowanego serwisanta.


W posumowaniu można wyraźnie stwierdzić, że spośród wszystkich kotłów gazowych, kotły kondensacyjne są najlepszymi i najtańszymi urządzeniami grzewczymi. Występują jednak między nimi istotne różnice w wyposażeniu i obsłudze serwisowej.

 



Autor: dr inż. Jan Siedlaczek



Katalog firm

  • Immergas

    Historia Immergas Polska Sp. z o.o. rozpoczęła się w 1996 roku, kiedy została…
    Immergas
  • Lumo

    Przedsiębiorstwo LUMO Technika Grzewcza jest firmą rodzinną. To dwie filie…
    Lumo
  • Termet

      TERMET S.A. jest czołowym polskim producentem urządzeń grzewczych &nd…
    Termet

Kotły gazowe