Nowoczesne urządzenia grzewcze. Co z tą… kondensacją?

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf pdf

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 znaleź 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 uzyskać, 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 cyjnych, 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 λ 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 λ 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 zapytać
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 zupeł-
nie 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 (International 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 każ-
dego 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 grupysubstancji 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 wymontować z syfonu i ponownie zamontować, i taka czynność nie wymaga wzywania serwisu. Jest to jednak stały obowiązekdla 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 internetowych
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 być 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 wyraśnie 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.
dr inż. Jan Siedlaczek

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 artyku-
łach do zalet zaliczone zostały możliwości
współpracy kotła kondensacyjnego
z regulatorami pokojowymi i
pogodowymi, chociaż każdy kocioł
ma takie możliwości.
Po zapoznaniu się z treścią artyku-
łów 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 wyraśny
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 znaleść 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
wskaśniki uzyskać, 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 trady-

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij