Kotły kondensacyjne

Jednym z najlepszych sposobów na zmniejszenie zużycia gazu jest zastosowanie w instalacji c.o. kotła kondensacyjnego.

Kotły kondensacyjne, które przebojem opanowują rynek kotłów gazowych, są, z punktu widzenia fizyki, bardzo dziwnym urządzeniem. Dlaczego? Bo każdemu powinno się wydać dziwne, że „coś” ma sprawność większą niż 100%. A tu producenci kotłów gazowych podają w swoich katalogach sprawność 109%. Czyżby nagle prawa fizyki przestały działać? Nic podobnego. Wszystko jest w porządku. Prawa fizyki dalej obowiązują, tylko marketingowcy doszli do wniosku, że nie ma po co zmieniać reguły sprawności kotłów (a to właśnie jest powód tak dużych sprawności). Sprawność kotłów określana jest w stosunku do ciepła grzewczego (wartość opałowa) paliwa, a nie do ciepła spalania. Aby dokładnie to wytłumaczyć, muszę przytoczyć niektóre definicje, bo bez tego, niestety, nie da się pokazać na czym polega różnica.
Wartość opałowa (Wu kJ/kg; kJ/Nm³) jest to ilość ciepła wydzielana z paliwa, przy jego całkowitym spaleniu, przy założeniu, że para wodna zawarta w spalinach nie ulega skropleniu.
Ciepło spalania (Qc kJ/kg; kJ/Nm³) jest to ilość ciepła jaka powstaje przy spaleniu całkowitym paliwa, przy czym produkty spalania oziębia się do temperatury początkowej, a para wodna zawarta w spalinach skrapla się zupełnie.
Nic tak nie pomaga w zrozumieniu problemu, jak dobry przykład. Popatrzmy więc na konkretne dane gazu ziemnego GZ 50, jego wartości to: Wu = 34,43 MJ/Nm³ i Qc = 38,15 MJ/Nm³.
Sprawność kotła centralnego ogrzewania określa, ile ciepła może on przekazać wodzie grzejnej przy spaleniu 1 Nm³ gazu i 90% oznacza, że Qco = 30,99 MJ/Nm³, bo sprawność kotłów jest odnoszona do wartości opałowej paliwa (gazu). Kiedy widzimy w danych kotła sprawność 109%, to Qco = 37,53 MJ/Nm³ (bo jest odniesione do tej samej wartości). Skąd więc wzięła się nadwyżka? (Qco – Wu). Jest to ciepło odzyskane z pary wodnej, która w normalnym kotle usuwana jest wraz z ciepłem przez komin. W kotle kondensacyjnym natomiast para wodna jest kondensowana (stąd nazwa kotła), a ciepło kondensacji zwiększa ilość ciepła przekazanego ze spalonego gazu do wody grzewczej. Wynika więc z tego, że nie mamy do czynienia ze złamaniem praw fizyki, a z normalnym chwytem marketingowym, czyli odniesieniem ilości ciepła otrzymywanego w kotle do mniejszej, niż się powinno, wartości. Stąd więc tak wysokie sprawności.

Główną zaletą kotłów kondensacyjnych jest mniejsze zużycie gazu, bo ze spalin odbieramy więcej ciepła niż jest to możliwe przy kotle tradycyjnym. Kondensacja pary wodnej zawartej w spalinach jest możliwa, gdy temperatura spada poniżej 57°C (dokładna temperatura kondensacji zależy od składu spalin, głównie CO i CO₂) i aby móc tak odzyskane ciepło wykorzystać, kocioł kondensacyjny musi współpracować z odpowiednio dostosowaną do niego instalacją.
Większość produkowanych obecnie kotłów kondensacyjnych ma tzw. zamkniętą komorę spalania. Oznacza to, że kocioł nie pobiera powietrza potrzebnego do spalania gazu z pomieszczenia. Dostarczane jest ono przez „podwójny” komin i zasysane z zewnątrz, co zmniejsza ilość ciepła potrzebną do ogrzania powietrza wentylacyjnego. Nie może to być jednak dowolny komin. Wymagania, jakie musi spełniać instalacja odprowadzania spalin z kotła kondensacyjnego są następujące: szczelność, odporność na korozję, odporność na temperaturę w zakresie określonym przez producenta kotła. Nie bez znaczenia jest połączenie kotła z przewodem spalinowym. Przewody spalinowe, o których mowa, są dostarczane przez producentów w gotowych zestawach wraz z kompletnym oprzyrządowaniem montażowym. Taki komin pracuje w nadciśnieniu (po stronie spalin) i dlatego musi być szczelny. Uzyskuje się to dzięki zastosowaniu uszczelek w połączeniach rur kominowych.