Nowoczesne instalacje grzewcze

Nowoczesne instalacje grzewcze

Zjawisko, które wiąże się z kondensacją pary wodnej powstającej w procesie spalania poznane zostało w teorii bardzo dawno temu. Duży potencjał energii cieplnej (wynoszący w przybliżeniu 11%), który w procesie spalania był dotąd odprowadzany razem ze spalinami i bezpowrotnie tracony był skutkiem tego, że ciągle starano się jakoś go wykorzystać. Idea tego działania jest prosta, wiąże się z tym, aby chociaż część ciepła zawartego w spalinach można było odzyskać poprzez schładzanie oraz wykraplanie pary wodnej z produktów spalania. W praktyce wykorzystanie tego w kotłach grzewczych okazało się trudne do zrealizowania przez około 100 lat.

W każdym procesie spalania produktami są przede wszystkim dwutlenek węgla i para wodna. Przedstawiając proces spalania w dużym uproszczeniu stwierdzić możemy, że z 1m3 gazu i 2m3 tlenu powstaje około 1m3 dwutlenku węgla oraz 2m3 pary wodnej. Możemy zatem zauważyć, iż głównym produktem reakcji spalania jest para wodna. Posiada ona wysoką temperaturę, przekraczającą 100°C. Zatem zawiera bardzo dużą ilość energii cieplnej. Możemy to zilustrować przykładem: zmieniając 1 litr wody (podgrzany już do temperatury 100°C) w parę wodną należy dostarczyć dodatkowo 600 Wh energii. Wykorzystywana jest ona po to, aby zmienić stan skupienia wody z ciekłego do stanu gazowego. Energia ta nie powoduje podwyższenia temperatury wody. W związku z tym energia ta nazywa się ciepłem utajonym lub ukryty. W urządzenia grzewczych działających w sposób tradycyjny energia ta (ciepło utajone) „wychodzi” przez komin, gdzie jest bezpowrotnie tracone. Patrząc z teoretycznego punktu widzenia nie jest trudnością wykorzystanie części ciepła, które „ucieka” wraz z parą wodną. Jednak w praktyce działania te nie są wcale takie łatwe. Jeżeli będziemy schładzać parę wodną aż zmieni ona stan skupienia w ciecz, wytworzy się wtedy bardzo duża ilość energii. Nazywa się ona „ciepłem kondensacji”. Para wodna skrapla się i opada zgodnie z grawitacją w postaci skroplin. Skropliny te nazywane są kondensatem. Właśnie taki proces ma miejsce w kotłach kondensacyjnych. Gorące spaliny wraz z parą wodną schładzane są do temperatury, w której następuje kondensacja. Woda zmienia swój stan skupienia. W ten sposób uwalniane jest ciepło kondensacji, które w dalszej części może być wykorzystane do celów grzewczych.

Większa sprawność

grzejnik z termostatemW ocenie sprawności kotłów kondensacyjnych warto przypomnieć sobie pojęcie sprawności. Sprawność kotła jest to stosunek energii wykorzystanej do energii włożonej. Zgodnie z tą definicją żadne urządzenie nie jest w stanie uzyskać sprawności wyższej niż 100%. W przypadku kotłów konwencjonalnych (niekondensacyjnych) od dawna stosuje się wcześniejszą definicję sprawności, dla której nie uwzględniano w obliczeniach ciepła kondensacji. Działo się tak ponieważ sądzono, że ciepło to jest praktycznie nie do odzyskania. Upraszczając sprawność jest to stosunek wykorzystanego ciepła do ciepła dostarczonego (bez ciepła kondensacji). Tę definicję stosuję się, aby można było porównać działanie: kotły konwencjonalne – kotły kondensacyjne. Dzięki działaniom przedstawionym powyżej (wykorzystanie ciepła spalania) kotły kondensacyjne uzyskują sprawność wyższą o ok. 20% w porównaniu do kotłów niekondensacyjnych. Oszczędności w stosunku do kotłów tradycyjnych mogą dochodzić do 50%. Jest to bardzo ważne przy stale rosnących cenach energii elektrycznej. Konstrukcje kotłów kondensacyjnych pozwalają na obniżenie temperatury spalin do poziomu poniżej 50°C, podczas gdy w nowoczesnych kotłach tradycyjnych temperatura spalin nie spada poniżej 95° C. Sprawność kotłów kondensacyjnych podawana jest powyżej 100% lecz ze względu na budowę nie może przekroczyć 111%. Jeśli chodzi i dystrybucję kotłów warto wspomnieć o stronie producenta, na której znajduje się ciekawa oferta. Co istotne, ta ostatnia obejmuje nie tylko kotły, ale także inne urządzenia z branży grzewczej.

Systemy odprowadzające spaliny

Systemy, które odprowadzają spaliny w kotłach kondensacyjnych pracują w nadciśnieniu. Ze względu na występowanie kondensatu muszą być szczelne, odporne na korozje oraz na określoną temperaturę spalin. Obecnie stosuje się systemy spalinowe wykonane z tworzywa sztucznego PPs oraz stali stopowych. Układy powietrzno-spalinowe oraz przewody spalinowe dla kotłów wprowadzane są do istniejących kominów lub do specjalnych szybów. Istnieją także inne rozwiązania dla systemów powietrzno-spalinowych tak zwanej podwójnej rury, gdzie koncentrycznie umieszczone przewody (doprowadzania powietrza oraz spalinowy) zastępują tradycyjne kominy murowane.

Kotły kondensacyjne – jakie plusy ma ich używanie

Dla kotłów kondensacyjnych nie jest wymagane specjalne, inne niż w przypadku kotłów tradycyjnych, wykonanie instalacji grzewczych. Obecnie projektowane oraz wykonywane są instalacje o parametrach 70/55°C lub 70/50°C, które spełniają wymagania dla urządzeń kondensacyjnych. Warto jeszcze wspomnieć o bardzo ważnej sprawie, która przemawia na korzyść kotłów kondensacyjnych. Uzyskują one najwyższą sprawność przy małym obciążeniu mocy czyli w okresach w zakresie temperatur zewnętrznych w granicach +12°C i -5°C (w przeciwieństwie do kotłów tradycyjnych i niskotemperaturowych). Właśnie takie warunki pracy występują w naszej strefie klimatycznej, w sezonie grzewczym. Dzięki temu kotły kondensacyjne uzyskują bardzo wysoką sprawność średnioroczną. Uwzględniając dodatkowo fakt niskich strat postojowych przy tych urządzeniach okazuję się, że oszczędność w porównaniu do kotłów niskotemperaturowych jest jeszcze większa niż ta wynikająca tylko ze sprawności. Z powodu wszystkich plusów przedstawionych powyżej warto zastanowić się, czy nie warto trochę dopłacić i zdecydować się na kocioł kondensacyjny. Może się to stać inwestycją, która zagwarantuje rodzinie bezpieczną i komfortową przyszłość.

 

Comments are closed.