Efektywniejsze ogrzewanie domu dzięki odzyskowi ciepła ze spalin kotła – jak to działa?
Ograniczenie kosztów związanych z ogrzewaniem domu to z pewnością jeden z Twoich priorytetów jako właściciela budynku. Inwestycją, która przyniesie największe korzyści, jest właściwa termomodernizacja obniżająca zapotrzebowanie budynku na energię cieplną. Nie jest to jednak jedyny możliwy kierunek działania. Sposobem na obniżenie kosztów energii jest też zwiększenie sprawności urządzenia grzewczego. Zobacz, jak może Ci w tym pomóc odzysk ciepła z komina kotła kondensacyjnego.
Z tekstu dowiesz się:
- dlaczego odzyskiwanie ciepła ze spalin zwykłego kotła gazowego nie jest możliwe,
- jak działa odprowadzenie skroplin z pieca kondensacyjnego,
- w jaki sposób odzysk ciepła ze spalin zwiększa efektywność ogrzewania i obniża rachunki.
Gazowe kotły niekondensacyjne osiągają sprawność, nawet w nowych budynkach, na poziomie około 92%. W przypadku starszych urządzeń, np. sprzed ponad 20 lat, sprawność kotłów może wynosić nawet 80%. Jak to wygląda w przypadku kotłów kondensacyjnych i z czego to wynika? Sprawdzamy!
Odzysk ciepła ze spalin a sprawność urządzeń niekondensacyjnych
Proces spalania gazu ziemnego oraz płynnego zawsze jest związany z powstawaniem pary wodnej jako jednego z głównych produktów reakcji. Na każdy 1 m3 spalonego gazu ziemnego przypadają 2 m3 pary wodnej. Odparowanie wody wymaga znacznie większej ilości energii niż jej podgrzanie, nawet z wysoką różnicą temperatur. To dlatego pozyskanie tej energii z powrotem w procesie skraplania jest bardzo atrakcyjne z energetycznego punktu widzenia. Przez długi czas rodziło jednak znaczne problemy natury technologicznej.
W procesie konstruowania tradycyjnych kotłów gazowych dużą wagę przywiązywano do tego, aby utrzymywać temperaturę spalin na wysokim poziomie, zawsze powyżej temperatury punktu rosy. Skropliny pochodzące ze spalania gazu ziemnego, czyli tzw. kondensat, cechują się bowiem kwaśnym odczynem pH na poziomie od 3,5 do 5,5, co oznacza, że mają korozyjny wpływ na urządzenia nieodporne na działanie kondensatu.
Dążenie do unikania powstawania skroplin ma jednak niemałe negatywne konsekwencje. Generuje wysokie straty wylotowe (kominowe) oraz nie pozwala na wykorzystanie ciepła wykraplania pary wodnej.
Przeczytaj też: Proces spalania – dlaczego tak ważny jest rodzaj kotła i dostęp do powietrza?
Odzyskiwanie ciepła z komina kotła kondensacyjnego – jak to działa i dlaczego jest możliwe?
Gazowe kotły kondensacyjne cechują się konstrukcją wykonaną z materiałów odpornych na działanie kondensatu – między innymi posiadają wymienniki ciepła z kwasoodpornej stali szlachetnej. W przypadku tych urządzeń odprowadzenie skroplin z pieca kondensacyjnego (kotła kondensacyjnego) jest jak najbardziej pożądanym zjawiskiem.
Kotły kondensacyjne są bowiem zaprojektowane tak, aby droga skroplin przez urządzenie gwarantowała ich skuteczne odprowadzenie do systemu kanalizacji, bez uszczerbku dla podzespołów kotła. Temperatura odprowadzanych spalin jest jednocześnie znacznie niższa niż w przypadku kotłów niekondensacyjnych i zwykle mieści się w przedziale od 40 do 80℃. Bardzo silne obniżenie temperatury spalin ma miejsce jeszcze wewnątrz samego urządzenia poprzez specjalnie zaprojektowany do tego celu wymiennik ciepła, który posiada odpowiedni człon schładzający. Za schłodzenie spalin w wymienniku odpowiada woda powracająca z układu grzewczego. Im niższa jest jej temperatura, tym lepiej, dlatego kotły kondensacyjne doskonale sprawdzają się we współpracy z niskotemperaturowymi systemami grzewczymi, np. opartymi na ogrzewaniu podłogowym. Warto jednak pamiętać, że proces kondensacji (dla gazu ziemnego) zaczyna się już przy temperaturze 56℃, a co za tym idzie, może również zachodzić w wielu starszych instalacjach grzejnikowych przez większość czasu trwania sezonu grzewczego.
Przeczytaj też: Kotły gazowe kondensacyjne – wszystko, co powinieneś o nich wiedzieć
Jakie korzyści płyną z odzysku ciepła ze spalin gazowego kotła kondensacyjnego?
Niska temperatura spalin pozwala na redukcję strat wylotowych, a także na wykorzystanie ciepła z komina i skraplania. Sprawność kotłów tradycyjnie jest podawana w odniesieniu do wartości opałowej spalanego paliwa. W odniesieniu do tej wartości wykroplenie pary wodnej może przynieść 11 dodatkowych punktów procentowych, które zwiększają efektywność urządzenia. Może to skutkować maksymalną sprawnością na poziomie 109%. Wartości powyżej 100% są obecne wyłącznie z powodu przyjętej nomenklatury. Wartość opałowa paliwa nie obejmuje ciepła skraplania pary wodnej; dopiero posłużenie się pojęciem ciepła spalania uwzględnia to zjawisko. Sprawność kotła kondensacyjnego w odniesieniu do ciepła spalania zawsze będzie wynosić poniżej 100%. W dzisiejszych czasach dość powszechnie stosuje się już podawanie sprawności kotłów kondensacyjnych w odniesieniu do ciepła spalania.
W zależności od rodzaju starego kotła zastosowanie w jego miejsce kotła kondensacyjnego, który umożliwia odzysk ciepła ze spalin, może przynieść w skali roku oszczędności wynoszące od około 15 do 30%. Zwlekanie z wymianą niewystarczająco efektywnego urządzenia grzewczego aż do momentu, gdy całkowicie odmówi ono posłuszeństwa, to nie tylko narażanie się na niepotrzebny stres w sezonie grzewczym (gdy najczęściej dochodzi do awarii), ale także na realne straty finansowe związane z koniecznością spalenia większej ilości paliwa, niż jest to konieczne, do zapewnienia w budynku tego samego komfortu cieplnego.
Przykładem gazowego kotła gazowego kondensacyjnego odznaczającego się bardzo wysoką sprawnością jest kocioł Vaillant ecoTEC plus. Model VC 20CS/1-5 w odniesieniu do ciepła spalania przy obciążeniu 30% wydajności nominalnej cechuje się sprawnością wynoszącą aż 109,9%.
Przeczytaj też: Dobór kotła gazowego do powierzchni domu