Zasada działania kotła kondensacyjnego

O kotłach kondensacyjnych pisałem tu nie raz. Moim zdaniem jest to szczyt na cyplu techniki budowy kotłów gazowych (choć olejowe kondensacyjne też są). Niektórzy twierdzą, że podawanie dla nich sprawności powyżej 100% jest marketingowym oszustwem, ale tak naprawdę nie ma innego wyjścia. Ktoś kiedyś zdecydował, że sprawność kotłów odnosi się do wartości opałowej a zatem sprawność kotłów kondensacyjnych ma prawo przekraczać 100%.

Dziś napiszę coś więcej na temat tego, jak te kotły działają i dlaczego mają sprawność powyżej 100%. Bo o tym, czy warto taki kocioł zastosować, decydują mocno lokalne warunki u inwestora. Często się to opłaca.

Jak działają kotły kondensacyjne?

Tak naprawdę nie różnią się one pod względem zasady działania od zwykłych kotłów gazowych. Do kotła dostarczamy powietrze (wtłaczane przez wentylator) i paliwo (gaz ziemny lub propan). Paliwo spalane jest po zmieszaniu z powietrzem. Gorące gazy spalinowe (zawierające przede wszystkim azot, dwutlenek węgla i parę wodną, a także trochę tlenu) przepływają przez kocioł, kolejno oddając ciepło (na drodze promieniowania i konwekcji) kolejnym partiom wymiennika ciepła.

Ostatnia partia wymiennika ciepła jest tym, co decyduje o wyjątkowości kotłów kondensacyjnych. Do tej części wymiennika, nazywanej skraplaczem, trafia zimna woda powracająca z instalacji centralnego ogrzewania. Jest ona tym zimniejsza, im większą powierzchnię mają grzejniki w domu. Dlatego najniższa jest w instalacjach ogrzewania podłogowego. Jej temperatura jest niższa niż temperatura tzw. punktu rosy, czyli temperatura, przy której zaczyna się skraplać para wodna w spalinach. Skropliny za pośrednictwem syfonu trafiają do kanalizacji.

Właśnie to skraplanie, znane też jako kondensacja, jest tym, co odróżnia kotły kondensacyjne od tradycyjnych (wysokotemperaturowych).

Dzięki wystąpieniu tego zjawiska, energia utajona pod postacią ciepła parowania jest ze spalin wydobywana i trafia do czynnika grzewczego w instalacji.

Schemat zasady działania kotła kondensacyjnego starałem się przedstawić na poniższej ilustracji.

Dlaczego kotły kondensacyjne mają sprawność powyżej 100%?

Sprawność w technice grzewczej to stosunek ilości ciepła dostarczonej do czynnika grzewczego w instalacji do ilości energii dostarczonej do kotła pod postacią paliwa. I to jest oczywiste i nie budzi niczyich wątpliwości. Istotne jest za to, że ta ilość energii dostarczona z paliwem definiowana jest jako wartość opałowa tego paliwa. A wartość opałowa to ilość energii, którą możemy uzyskać ze spalenia paliwa, gdy spaliny ochłodzimy do temperatury otoczenia, ale para wodna w spalinach nie ulegnie skropleniu. Tak jest ona definiowana.

Praktycznie osiągnięcie sprawności kotła równej 100% bez wystąpienia kondensacji jest niemożliwe. Po części dlatego, że mamy zawsze do czynienia ze stratami ciepła. Przede wszystkim jednak dlatego, że w praktyce niemożliwe jest schłodzenie spalin do temperatury otoczenia (woda w instalacji grzewczej musiałaby przecież być chłodniejsza) i to jeszcze bez wystąpienia zjawiska kondensacji.

Zobacz także