Kotły kondensacyjne powoli stają się standardem w nowoczesnych instalacjach grzewczych. Jest to trend widoczny w całej Europie. W niektórych krajach przyjęte regulacje prawne sprawiają, że stosuje się wyłącznie kotły kondensacyjne. Oczywiście wynika to z ich wyższej sprawności, która przekłada się na redukcję zużycia gazu.
Kocioł kondensacyjny i instalacja z wyższymi parametrami Często jeszcze mamy do czynienia z obawą w stosowaniu kotłów kondensacyjnych w instalacjach pracujących z wyższymi parametrami, np. 80/60°C czy 70/50°C. Wiele osób uważa, że praca kotła kondensacyjnego w takich warunkach spowoduje jego szybsze zużycie, a sprawność będzie taka sama lub nawet niższa, niż w przypadku kotła z otwartą komorą spalania. Panuje przekonanie, że do takiej instalacji najlepiej zastosować stojący żeliwny kocioł z otwartą komorą spalania. Wg powszechnego przekonania zapewni to wieloletnią eksploatację przy niskim zużyciu gazu.
W praktyce trudno jest znaleźć uzasadnienie dla takiego stanowiska. Jeśli nawet przyjmiemy, że w takiej instalacji z kotłem kondensacyjnym przez cały sezon grzewczy nie dojdzie do skroplenia pary wodnej zawartej w spalinach, to i tak jego sprawność będzie wyższa od kotła atmosferycznego. Wynika to z zastosowanego w kotłach kondensacyjnych sposobu przygotowania mieszanki gazowopowietrznej. Palnik kotła kondensacyjnego jest wyposażony w zespół gazowy i wentylator. Ilość powietrza i gazu jest cały czas dostosowywana do zadanej mocy kotła. Nadmiar powietrza do spalania gazu jest niewielki i wynosi około 25-30%. Niska jest więc też strata kominowa.
Inaczej jest w przypadku kotła z otwartą komorą spalania. Tutaj zespół gazowy podaje do palnika regulowaną ilość gazu, a powietrze jest zasysane do palnika z otoczenia kotła. O ilości pobranego powietrza decyduje wartość ciągu kominowego i konstrukcja palnika. Dla zapewnienia skutecznego spalania w kotłach atmosferycznych stosuje się znaczną nadwyżkę ilości powietrza. Często jest to około 100%. W rezultacie część energii jest zużywana na podgrzanie zbędnej ilości powietrza, która przepływa przez kocioł. Strata kominowa jest więc wyższa.
W praktyce oznacza to, że jeśli w dwóch takich samych instalacjach o tych samych, wysokich parametrach będą pracowały równolegle kocioł kondensacyjny i atmosferyczny, to z pewnością kocioł kondensacyjny będzie miał wyższą sprawność i zużyje mniej gazu.
Sprawność kotła atmosferycznego w takich warunkach może wynosić 90-92%, a kotła kondensacyjnego około 98-99%. Dla wielu ta różnica jest może i mała, ale koszt instalacji ze stojącym kotłem atmosferycznym jest często taki sam, jak z kotłem kondensacyjnym. Dlaczego więc nie zaoszczędzić 6-7% na eksploatacji instalacji? Poza tym kocioł kondensacyjny jest z reguły o wiele mniejszy i cichszy.
Dziś kotły kondensacyjne są standardowo stosowane również w instalacjach o stałych, wysokich parametrach. Kotłownie zasilają przez cały rok nagrzewnice powietrza w centralach klimatyzacyjnych pracując ze stałymi parametrami 80/60°C, lub kompaktowe węzły mieszkaniowe. W tych zastosowaniach kotły kondensacyjne zapewniają szeroki zakres modulacji mocy, a przez to płynne dopasowanie wydajności do szybko zmieniających się potrzeb. A 6-7% redukcji zużycia gazu dla kotłowni o mocy kilkudziesięciu czy kilkuset kW również oznacza spore oszczędności.
Rola sterowników w optymalizacji pracy kotłów kondensacyjnych
Nie bez znaczenia jest też rola sterowników zarządzających pracą kotłów kondensacyjnych. W typowej instalacji składającej się z grzejników o temperaturze obliczeniowej 70/50°C zastosowanie sterownika pogodowego pozwoli uzyskać sprawność średnioroczną powyżej 100%. Sterownik tego typu cały czas dostosowuje temperaturę wody w instalacji do zmieniających się strat ciepła budynku. W tym celu mierzy temperaturę zewnętrzną i przesyła do elektroniki kotła informację o zadanej temperaturze zasilania. Dzięki temu kocioł pracuje z najniższą temperaturą, która zapewni utrzymanie komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Jak widać na pokazanej krzywej grzewczej dla tego typu instalacji (w tym przypadku byłaby to krzywa pomiędzy 1,0 a 1,2) kocioł już powyżej 0°C na zewnątrz będzie pracował z temperaturą 50°C i niższą. Umożliwi to skroplenie pary wodnej zawartej w paliwie i uzyskanie wyższej sprawności. W praktyce, w większości regionów przez 90-95% sezonu grzewczego temperatura zewnętrzna jest wyższa od 0°C. Kocioł kondensacyjny skrapla więc parę wodną również w takiej instalacji i w ujęciu średniorocznym uzyskuje sprawność na poziomie 105-107% czyli znacznie wyższą niż kocioł atmosferyczny.
Oczywiście w przypadku instalacji niskotemperaturowej, np. podłogowej kocioł byłby w stanie skraplać parę wodną w czasie całego sezonu grzewczego. Jego sprawność byłaby jednak tylko o 2-3% wyższa.
Podsumowując można powiedzieć, że nie ma uzasadnienia do rezygnacji ze stosowania kotła kondensacyjnego w instalacji o wyższych parametrach. Zawsze można liczyć na 6-7% oszczędności. Ewentualnie mogą one być wyższe w przypadku zastosowania sterownika pogodowego. Powyższy wykres przedstawia straty ciepła i stopień wykorzystania energii przez kocioł kondensacyjny i atmosferyczny.
