Paliwa kopalne składają się przede wszystkim ze związków węgla i wodoru. Jako skutek spalania, czyli utleniania, powstaje z nich głównie dwutlenek węgla oraz woda. Poza tym woda jest składnikiem zarówno paliw, jaki i powietrza dostarczanego do palnika kotła.
Nic dziwnego, że spaliny ulatniające się przez komin składają się w dużej mierze właśnie z pary wodnej. Wiadomo z fizyki, że do zamiany litra wody o temperaturze 100 stopni Celsjusza w parę wodną potrzebna jest energia 2257 kJ, czyli około 0,627 kWh. Wygląda na to, że całkiem poważna ilość energii ucieka nam dosłownie z dymem. A gdyby tak udało się ją zatrzymać?
Kocioł kondensacyjny – zasada działania
Zmiana stanu skupienia wody z ciekłego na gazowy pochłania wiele energii. Wobec tego nasuwa się myśl, aby ten proces odwrócić i odzyskać stracone ciepło. Rzeczywiście, para wodna skraplając się oddaje do otoczenia energię zwaną ciepłem kondensacji. Nowoczesne kotły kondensacyjne potrafią tę energię cieplną wykorzystać.
Sama zasada działania kotła kondensacyjnego nie jest wcale nowa. Praktyczne wykorzystanie pewnych procesów fizycznych wymaga jednak określonego postępu technicznego oraz społecznych oczekiwań. Przez długi okres nie uważano za celowe zwiększanie sprawności kotła gazowego o kilka procent kosztem skomplikowanej rozbudowy. Postępująca miniaturyzacja urządzeń, wzrost cen paliw oraz świadomość ekologiczna społeczeństwa zmieniły to nastawienie.
W kotłach kondensacyjnych odbierane jest ciepło spalin, które do tej pory ulatywało bezpowrotnie kominem. Zjawisko kondensacji pary wodnej zachodzi przy temperaturze niższej od tzw. temperatury rosy, czyli 54 stopni. Spaliny muszą być silnie schłodzone, a chłodzi je woda przepływająca przez wymiennik ciepła.
Źródło: Elektroda
Kotły XXI wieku – symbol nowoczesności
Nazywając kotły kondensacyjne kotłami XXI wieku podkreślamy ich autentyczną nowoczesność. W technice nie wystarcza zwykle błyskotliwy pomysł. Do jego realizacji potrzebna jest prozaiczna technologia. Idea inteligentnego domu mogła się ziścić dopiero w epoce zaawansowanych komputerów i internetu. Kotły kondensacyjne podbijają rynek, ponieważ dzięki zaawansowanej technice są bardziej sprawne od zwykłych, a ich wymiary uległy miniaturyzacji.
Został też rozwiązany problem płynnej modulacji mocy kotła. Do ogrzewania budynku wystarcza niewielka moc kilku kilowatów. Natomiast podgrzanie wody do użytku domowego wymaga już powyżej 20 kW. Kocioł musi mieć możliwość płynnego przechodzenia od pracy z mocą 10-20% do maksymalnej. Nowoczesne kotły zapewniają płynną modulację od 2 kW do 25 kW.
Kotły kondensacyjne – sprawność powyżej 100%
Niestety, nie mamy tutaj do czynienia z perpetuum mobile. Żadne urządzenie nie może pracować oddając więcej energii, niż pobrało. Nawet kocioł kondensacyjny XXI wieku. Skąd biorą się więc informacje o sprawności takich kotłów rzędu 109%?
Przed wynalezieniem kotłów kondensacyjnych wyliczano sprawność kotłów na podstawie wartości opałowej paliwa. Ta wartość określa ilość ciepła, która wydziela się podczas całkowitego spalania, ale bez uwzględnienia ciepła kondensacji. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom kotły XXI wieku potrafią ciepło kondensacji pary wodnej wykorzystać i podnieść znacząco swoją sprawność. W tej sytuacji, aby nie wprowadzać użytkowników w błąd, powinno się odnosić sprawność kotłów kondensacyjnych do innego parametru. Zamiast wartości opałowej należy wziąć do wyliczeń ciepło spalania. Ten parametr uwzględnia ciepło kondensacji i tak wyliczona rzeczywista sprawność kotła nigdy nie osiągnie 100% (zawsze będą choćby minimalne straty energii).
Kocioł kondensacyjny – czysta korzyść
Zastosowanie techniki kondensacyjnej w kotłach grzewczych przynosi wiele korzyści:
Bardziej efektywne wykorzystanie energii cieplnej paliwa.
Wysoka niezawodność i trwałość kotła kondensacyjnego.
Wybór między kotłem stojącym i kompaktowym aparatem wiszącym.
Możliwość kombinacji-rozbudowy systemu grzewczego domu poprzez włączanie odnawialnych źródeł ciepła.
Który kocioł wybrać?
Podział kotłów w zależności od rodzaju paliwa na gazowe i olejowe nie jest kompletny. Można wybierać między modelem stojącym i wiszącym. Wybór utrudnia dodatkowo bogata oferta kotłów wszelkich typów i modeli proponowana przez renomowanych producentów. Oto kilka haseł związanych z tematem:
