Vserwis Zbigniew Szołtys

Vserwis
Zbigniew Szołtys

Warmińska 20/4
40-740 Katowice

tel. 884 049 149

Kotły kondensacyjne ze sprawnością 109%? O co chodzi?

Sprawność kotłów grzewczych przez dziesięciolecia wynosiła poniżej 100%. Co ciekawe, lata 90-te XX wieku przyniosły nowoczesne kotły kondensacyjne, które uzyskiwały znacznie wyższe wyniki w tym zakresie. Zgodnie z obowiązującą w tamtym czasie normą określania sprawności kotła, wartości te przewyższały 100%.

Dzisiaj nowoczesne kotły niskotemperaturowe dochodzą do sprawności na poziomie do 95%, zaś kotły kondensacyjne gazowe mogą poszczycić się wynikiem sięgającym nawet do 109%. Różnica w warunkach użytkowania może wynieść ok. 15-20% i o taki wynik można zmniejszyć roczne zużycie paliwa.

Produkty spalania

Podczas spalania paliw zawierających w składzie wodór i węgiel powstaje para wodna, która w tradycyjnym kotle wydostaje się z komory spalania wraz ze spalinami. Razem z nią traci się znaczną ilość niewykorzystanego ciepła. Odzyskanie go jest niemożliwe z uwagi na niemożność kondensacji pary wodnej. Kwaśny odczyn kondensatu miałby niekorzystny wpływ na żeliwne i stalowe elementy kotły, powodując ich korozję.

spalanie gazu ziemnego

Rysunek 1. Spalaniu paliw węglowodorowych, jak np. gazu ziemnego towarzyszy wytwarzanie się pary wodnej.

Inaczej jest w przypadku kotłów kondensacyjnych. Ich specjalna konstrukcja i rozbudowane powierzchnie grzewcze umożliwiają schłodzenie spalin i doprowadzenie do skroplenia pary wodnej (jeśli chodzi o gaz ziemny, to wykraplanie następuje przy temperaturze poniżej 57°C, a w przypadku oleju opałowego niższej od 47°C).Tym samym ciepło zawarte w parze wodnej można prawie w całości odzyskać.

komory spalania kotłów Vaillant

Rysunek 2. Z lewej strony – przekrój komory spalania gazowego kotła kondensacyjnego typoszeregu ecoTEC, z prawej – komora spalania olejowego kotła kondensacyjnego icoVIT exclusiv.

Obniżenie temperatury spalin ma jeszcze jeden pozytywny aspekt – poprawia sprawność kotła. Każde 20°C mniej to wzrost sprawności pracy o ok. 1%.

Porownanie kotłów

Rysunek 3. Porównanie poglądowe temperatury spalin kotła standardowego z kondensacyjnym (iwo.de).

Skąd bierze się sprawność powyżej 100%?

Dopóki niemożliwe było skraplanie pary wodnej w kotłach z uwagi na korozyjne właściwości kondensatu, ich sprawność utrzymywała się poniżej poziomu 100%. Dotyczyło to ciepła zawartego w spalinach suchych, z pominięciem pary wodnej, usuwanej wraz ze spalinami. Norma od tamtego czasu się nie zmieniła, a w końcowym bilansie zaczęto uwzględniać ciepło pozyskane ze skraplania pary wodnej (teoretycznie maksymalnie +11%). Po zsumowaniu doprowadziło to w efekcie do podniesienia sprawności kotła kondensacyjnego nawet do 109%, po odjęciu strat).

wykres sprawności kotłów gazowych

Rysunek 4. Porównanie bilansów cieplnych kotłów gazowych.

Niektóre kraje wprowadziły nowe zasady obliczania sprawności, zgodnie z którymi 100% dotyczy ciepła zawartego w spalinach oraz w parze wodnej (ciepło spalania zamiast wartości opałowej). W takim ujęciu kotły kondensacyjne uzyskują sprawność do 98%, a nowoczesne niskotemperaturowe urządzenia najczęściej nie przekraczają 85%. Niezależnie od przyjętej w danym kraju zasady określania sprawności kotłów, wyniki modeli kondensacyjnych zawsze są lepsze. W warunkach eksploatacyjnych różnica wynosi 15-20%, a w przypadku modernizowanych starych kotłów, sięga nawet 40%.

Kotły kondensacyjne na olej opałowy ze względu na niższą zawartość pary wodnej powstającej przy spalaniu paliwa, uzyskują niższy poziom sprawności niż kotły na gaz. Maksymalnie wynosi ona ok. 104-105%.