Zima za pasem – pytania czytelników

Nadchodząca zima i wiążące się z nią koszty ogrzewania skłaniają do rozważań nad remontem czy modernizacją instalacji grzewczej. Jaki wpływ ma na nią kocioł ogrzewający wodę, jak właściwie go wybrać, czy będzie pasował do starej instalacji grzewczej? Na te oraz inne pytania czytelników dotyczące kotłów kondensacyjnych pomogli odpowiedzieć nam fachowcy z firm Beretta, Immergas, De Dietrich i Wolf.

1. Czy modernizując starą instalację grzewczą w celu obniżenia kosztów eksploatacji konieczna jest wymiana wszystkich jej elementów, czy wystarczy wymienić kocioł na kondensacyjny?

Nie ma konieczności wymiany wszystkich elementów instalacji. To jak bardzo chcemy zmodernizować instalację grzewczą zależeć będzie od jej stanu, opłacalności inwestycji (stosunek poniesionych kosztów do osiągniętych oszczędności) a w rezultacie – zasobności naszego portfela.

Warto jednak zacząć od sprawdzenia, czy budynek, w którym chcemy zmieniać piec jest szczelny. Modernizacja instalacji grzewczej w budynku, który „nie trzyma ciepła” jest wyrzucaniem pieniędzy przez (nieszczelne) okno. Dlatego chcąc uzyskać jak największy efekt powinniśmy zacząć od termoizolacji budynku wraz z wymianą stolarki okiennej. Bez tego ograniczymy rachunki za gaz co najwyżej o kilkanaście procent. Drugim czynnikiem wpływającym na opłacalność modernizacji jest stan instalacji rozprowadzającej wodę. Jeżeli w budynku doprowadzenie ciepła do grzejników i punktów poboru c.w.u. były prowadzone nieizolowanym, wmurowanym w ścianach orurowaniem, to jego modernizacja da wymierne efekty ekonomiczne.

REKLAMA

Jak wygląda to od strony technicznej tłumaczy Marcin Jóskowski z firmy Beretta: „Stara instalacja najczęściej wykorzystująca rury stalowe w układzie otwartym ma dużą pojemność wodną, co wpływa na wydłużenie czasu pracy na niższej mocy, a co za tym idzie, na zwiększenie sprawności urządzenia. Kocioł kondensacyjny pracując na niższej mocy ma wyższą sprawność niż podczas pracy na maksymalnej mocy. Dodatkowo zwiększa się żywotność kotła (mniej cykli włączania i wyłączania). Instalatorzy często jednak zalecają wymianę instalacji ze względu na jej stan oraz możliwość późniejszej szybkiej kontroli temperatury w pomieszczeniu.”

2. Czy przy wymianie kotła na kondensacyjny konieczne jest przewymiarowanie grzejników?

Przewymiarowanie grzejników nie jest konieczne. Praca kotła kondensacyjnego z parametrem 80°C nie jest przeciwwskazaniem do jego zastosowania, bowiem nawet podczas pracy z tak wysoką temperaturą kocioł kondensacyjny charakteryzuje się sprawnością wyższą od standardowego kotła o 8%-10%. Jednak im niższa jest temperatura czynnika grzewczego, z tym większą sprawnością pracuje kocioł kondensacyjny, co za tym idzie – większe oszczędności na paliwie. Im niższe będą wartości temperatury zasilania i powrotu, tym lepsze będą warunki dla kondensacji w kotle. To skutkuje mniejszą mocą grzejników – by ją zwiększyć, należy zwiększyć ich wymiary. Dla zagwarantowania pracy z pełną kondensacją w czasie całego sezonu grzewczego grzejniki należy zwymiarować na parametry 60/40, co daje nam prawie dwukrotne zwiększenie ich wymiarów czyli kilkudziesięcioprocentowy wzrost kosztów zakupu.

Witold Twardowski z firmy Immergas wyjaśnia: „Należy jednak pamiętać, że moc grzejników jest dobierana dla najniższych temperatur zewnętrznych, które występują tylko przez kilkanaście dni w roku. W przypadku, gdy mamy do czynienia z wyższymi temperaturami zewnętrznymi zapotrzebowanie na moc jest mniejsze. Można ją ograniczyć zmniejszając temperaturę czynnika grzewczego, co jednocześnie poprawi warunki do wystąpienia kondensacji. Wszystkie kotły kondensacyjne firmy Immergas wyposażone są w automatykę pogodową, która po podłączeniu sondy temperatury zewnętrznej wykonuje to samoczynnie. W takim przypadku kocioł współpracujący z grzejnikami zwymiarowanymi na parametry 80°C / 60°C, przy ekstremalnie niskich temperaturach zewnętrznych nie będzie kondensował ale jego sprawność będzie i tak wysoka – rzędu 96-97%. Jeżeli temperatura zewnętrzna będzie wzrastać, kocioł będzie pracował z kondensacją częściową. W zakresie temperatur zewnętrznych wyższych od -5°C, przypadających na ponad 85% sezonu grzewczego, wymagana temperatura czynnika grzewczego będzie na tyle niska, by kocioł mógł pracować z pełną kondensacją.”

Tak więc wymiarowanie grzejników powinno zależeć od zakładanego efektu ekonomicznego. W przypadku modernizacji kotłowni polegającej na zmianie kotła z klasycznego na kondensacyjny wymiana grzejników jest ekonomicznie nieuzasadniona.

3. Jak powinno się prawidłowo zabezpieczyć nowy kocioł przed kamieniem ze starej instalacji? Czy konieczny jest pośredni wymiennik?

Andrzej Grasza z firmy De Dietrich radzi: „Każdy kocioł należy zabezpieczyć przed minerałami oraz tlenem doprowadzanymi z wodą uzupełniającą, stąd układ hydrauliczny musi być szczelny i zamknięty, zabezpieczony naczyniem wzbiorczym. Przed podłączeniem kotła do starej instalacji należy ją bezwzględnie odkamienić, przepłukać oraz założyć filtry na powrocie do kotła.”

Dodajmy, że zastosowanie pośredniego wymiennika doskonale zabezpiecza kocioł przed zanieczyszczeniami w instalacji. Jeżeli nowy kocioł przyłączamy do instalacji otwartej powinno być stosowane bezwzględnie.

4. Jakie parametry powinna spełniać instalacja kominowa do której podłączony jest kocioł kondensacyjny?

Przy doborze komina należy kierować się następującą zasadą: komin jest dobierany do kotła, a nie odwrotnie. Dlatego projektując instalację powietrzno-spalinową oraz dobierając konkretne rozwiązania trzeba dokładnie sprawdzić, czy będzie ona dobrze współpracować z kotłem. Pamiętajmy – źle dobrany komin może spowodować poważne uszkodzenia kotła.

Kotły kondensacyjne wyposażone są w wentylator dlatego instalacja kominowa takiego kotła pracuje w nadciśnieniu. Stąd instalacja wyrzutu spalin musi być instalacją szczelną. Musi być również kwasoodporna – wraz ze spalinami wyrzucana jest bowiem duża ilość kondensatu.

Każdy wentylator posiada określoną zdolność do pokonywania oporów zasysania powietrza i wyrzutu spalin. Z tego względu każda instalacja powinna być tak dobrana, aby opory te nie były większe, niż moc wentylatora. Wpływ na to ma typ instalacji powietrzno-spalinowej (koncentryczna, rozdzielna), średnica przewodów, kształt instalacji (im więcej kolan, tym większe opory) oraz materiał z jakiego jest wykonana. Te parametry będą decydowały o maksymalnej dopuszczalnej długości instalacji powietrznospalinowej.

5. Czy zgodnie z prawem budowlanym dopuszczalne jest wyprowadzenie poziome przewodów powietrzno-spalinowych z wyrzutem przez ścianę zewnętrzną?

Marcin Jóskowski z firmy Beretta wskazuje na odpowiednie przepisy prawa: „Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 (z późniejszymi zmianami) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie indywidualne koncentryczne przewody powietrzno-spalinowe lub oddzielne przewody powietrzne i spalinowe od urządzeń gazowych z zamkniętą komorą spalania mogą być wyprowadzone przez zewnętrzną ścianę budynku, jeżeli urządzenia te mają nominalną moc cieplną nie większą niż 21 kW w wolnostojących budynkach jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej oraz 5 kW w pozostałych budynkach mieszkalnych.”

Należy pamiętać, że wyloty tych przewodów nie mogą być umieszczane niżej niż 2,5 m nad poziomem terenu, a ich odległość od otworów okiennych i ryzalitów przesłaniających nie może być mniejsza niż 0,5 m.

W budynkach produkcyjnych, magazynowych oraz halach sportowych nie ma ograniczeń co do mocy kotłów. Należy jednak zapewnić minimalne odległości ściany, przez którą przechodzą przewody od granic działki budowlanej (nie może być mniejsza niż 8 m) oraz od ścian innych budynków z oknami (nie mniej niż 12 m). Dla tych budynków wyprowadzenie przewodów nie może znajdować się niżej niż 3 m nad poziomem terenu.

6. W jaki najprostszy sposób można dobrać moc kotła? Czy jest na to jakiś uproszczony wzór?

Witold Twardowski z firmy Immergas zwraca uwagę na złożoność problemu: „Dobór mocy kotła jest zadaniem skomplikowanym – wymagającym uwzględnienia wielu parametrów związanych z charakterem ogrzewanego obiektu, jego kubaturą, termoizolacją, a także zakładanymi temperaturami w pomieszczeniach oraz zapotrzebowaniem i sposobem korzystania z ciepłej wody użytkowej. Przy obecnie stosowanych, „szczelnych” technologiach i materiałach budowlanych, zapewnienie komfortu c.w.u. wymaga dużo większej mocy kotła niż potrzebna jest do zaspokojenia zapotrzebowania na moc cieplną związaną z c.o. Dlatego w przypadku domów jednorodzinnych i mieszkań w budynkach wielorodzinnych o doborze mocy kotła decyduje głównie zapotrzebowanie na c.w.u. W większości przypadków zapewnienie minimalnego komfortu wymaga kotła o mocy w granicach 20 do 24 kW.

Moc na potrzeby c.o. jest zmienna i zależna od temperatury zewnętrznej, która w sezonie grzewczym w naszym obszarze klimatycznym, zmienia się w zakresie plus kilkanaście do minus 20°C. Stąd im większy zakres modulacji kotła, tym lepiej dopasuje się swoją pracą do aktualnego zapotrzebowania a jego praca będzie bardziej ekonomiczna. Tu najlepiej sprawdzają się kotły kondensacyjne, których zakres mocy z jaką mogą pracować wynosi od kilkunastu do 100% mocy znamionowej.”

7. Przy jakich parametrach pracy kotły kondensacyjne wykazują maksymalną sprawność?

Najwyższą sprawność kotły kondensacyjne osiągają przy niskich temperaturach zasilania i powrotu, na przykład 40/30°C. Producenci kotłów podają z zasady te parametry. Warto pamiętać jednak, że maksymalna sprawność kotła, deklarowana przez producenta jest określana w warunkach laboratoryjnych, zgodnie z określonymi w normach procedurami. W warunkach rzeczywistych ciągła praca kotła z taką sprawnością jest praktycznie nieosiągalna. Generalizując, można powiedzieć, że z im wyższą mocą i jak najniższą temperaturą zasilania i powrotu pracuje kocioł, tym większa jest jego sprawność.

8. Czy powstający z pary wodnej kondensat można odprowadzać bezpośrednio do kanalizacji, czy niezbędne jest jego neutralizowanie?

W Polsce nie ma jeszcze uregulowań prawnych, natomiast w innych krajach, jak Niemcy, Francja, jest dozwolone odprowadzanie kondensatu bez neutralizacji dla mocy kotła do 50 kW.

9. Czy porównywalna jest trwałość kotła kondensacyjnego z trwałością np. żeliwnego kotła?

Andrzej Grasza z firmy De Dietrich przekonuje o zaletach kotłów kondensacyjnych: „Praktyka pokazuje, że trwałość kotłów kondensacyjnych jest taka sama jak innych kotłów, w tym również żeliwnych. W szczególności dotyczy to korpusów kotłów ze stopu aluminium- magnez-krzem.” Gustaw Jeleń z firmy Immergas dodaje: „Obciążenie termiczne wymienników kotłów kondensacyjnych jest mniejsze niż kotłów klasycznych, a ich wymienniki wykonane ze stali odpornej na korozję, są niewrażliwe na tzw. szok termiczny. To dodatkowo przedłuża ich żywotność.”

10. W jaki sposób kocioł kondensacyjny uzyskuje sprawność powyżej 100%?

Andrzej Karpiński z firmy WOLF tłumaczy: „To bardzo proste. Kocioł kondensacyjny wykorzystuje jeszcze ciepło skraplania pary wodnej zawartej w spalinach.”

11. Co to jest sprawność średnioroczna lub normatywna kotła kondensacyjnego?

Sprawność normatywna kotła, jest sprawnością kotła wyliczaną zgodnie ze wzorami określonymi w normie. Wartości niezbędne do obliczeń są uzyskiwane doświadczalnie na stanowiskach badawczych, według określonych procedur.

Sprawność średnioroczna uwzględnia termiczną dynamikę pracy kotła w czasie sezonu grzewczego, czyli pracę przy zmiennych warunkach zewnętrznych. Jest uzależniona również od rodzaju instalacji, z jaką kocioł będzie współpracował oraz zapotrzebowania na moc.

Dlatego można powiedzieć, że sprawność normatywna, to teoretyczna sprawność kotła kondensacyjnego a sprawność średnioroczna, to jego sprawność rzeczywista.