Technika kondensacji

Technika kondensacji

Redukcja strat przy wytwarzaniu i rozdziale ciepła to główny problem w procesie oszczędzania energii grzewczej. Istotne zmniejszenie kosztów energii grzewczej daje wykorzystanie ciepła kondensacji zawartego w spalinach.

kocioł kondensacyjny

Na czym polega technika kondensacji
Technika kondensacji polega na pełnym wykorzystaniu energii cieplnej zawartej w spalinach. Całkowite wykorzystanie energii cieplnej oznacza "tradycyjne" wykorzystanie energii cieplnej zawartej w "spalinach suchych" (jest to tzw. ciepło jawne) oraz dodatkowe wykorzystanie energii zgromadzonej w parze wodnej, która powstaje w trakcie spalania gazu ziemnego. Zjawisko to możliwe jest dzięki głębokiemu schładzania spalin w obrębie kotła, przez co para wodna ulega skropleniu (kondensacji), oddając jednocześnie do wody kotłowej dodatkową energię cieplną (tzw. ciepło parowania lub kondensacji).
Zazwyczaj ciepło utajone wydostaje się wraz ze spalinami przez komin i nie zostaje wykorzystane. Kotły kondensacyjne umożliwiają odzyskanie ze spalin większej części zawartego w nich ciepła i spożytkowanie go w systemie grzewczym. Jest to związane z budową wymiennika ciepła, którego powierzchnia wymiany ciepła jest znacznie większa, w porównaniu z wymiennikami kotłów konwencjonalnych.

Wymiennik ciepłagazowy kocioł kondensacyjny

Jest podstawowym elementem każdego kotła grzewczego. Kotły kondensacyjne wyposażone są w wysoko wydajny wymiennik ciepła. Spaliny są w nim schładzane do temperatury, w której wykrapla się z nich para wodna (tzw. punkt rosy), czyli do 56°C (w przypadku spalin z kotłów zasilanych gazem ziemnym). W wyniku tego procesu woda ogrzewa się, a para wodna zawarta w spalinach wykrapla się na zewnętrznych ściankach wymiennika ciepła w postaci kondensatu (czyli wody z rozpuszczonymi w niej toksycznymi związkami, które powstały w procesie spalania).

Kondensat

Gromadzi się on najczęściej w specjalnym zbiorniczku z syfonem, przez który odprowadzany jest bezpośrednio do kanalizacji lub ewentualnie do oczyszczalni biologicznych. Kondensat powstający po wykropleniu pary wodnej ze spalin jest agresywny chemicznie. Dlatego wszystkie elementy kotłów kondensacyjnych muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję.

Zamknięta komora spalania

Kotły kondensacyjne wyposażone są w zamkniętą komorę spalania. Dzięki niej nie jest wymagany dopływ świeżego powietrza do pomieszczenia, w którym zamontowany jest kocioł. Zapobiega to wychłodzeniu się tego pomieszczenia, zwłaszcza zimą. Odprowadzenie spalin i pobór powietrza do spalania realizowany jest przez specjalny, zintegrowany system powietrzno-spalinowy.

Prawo budowlane ogranicza stosowanie poziomego wyprowadzenia przewodów powietrzno-spalinowych przez ściany. Dopuszczalne jest wyprowadzenie poziome przewodów z wyrzutem przez ścianę zewnętrzną jedynie dla budynków jednorodzinnych, wolno stojących, wyposażonych w kotły o mocy do 21 kW. Odległość od okien powinna wtedy wynosić minimum 0,5 m. Bez żadnych ograniczeń natomiast możliwe jest wyprowadzenie przewodów poziomo lub pionowo przez dach. Przewody powietrzno-spalinowe posiadają odpowiednie polskie i europejskie atesty umożliwiające stosowanie ich z kotłami kondensacyjnymi.

kocioł kondensacyjny o sprawności powyżej 100%Jak to możliwe, że kocioł kondensacyjny uzyskuje sprawność powyżej 100%
Sprawność kotła oznacza stosunek energii wykorzystanej do energii włożonej. Zgodnie z tą definicją żadne urządzenie nie może uzyskać sprawności wyższej niż 100%. Przekroczenie tej wartości wynika jedynie ze sposobu liczenia sprawności kotła.

Wyróżnia się dwa parametry cieplne paliw:
Ciepło spalania (Hs) – to całkowita ilość ciepła powstałego przy spalaniu jednostki paliwa. Obejmuje ono również ciepło utajone zawarte w parze wodnej spalin (dawniej zakładano bowiem, że jest to ciepło praktycznie nie do odzyskania).
Wartość opałowa (Hi) – uwzględnia tylko to ciepło, które można wykorzystać bez kondensacji spalin.
Ciepło spalania jest zatem wyraźnie większe niż wartość opałowa (w przypadku gazu ziemnego GZ 50 o około 11%). Im większa jest różnica między tymi parametrami, tym więcej można uzyskać dodatkowej energii. Kondensacyjne kotły grzewcze wykorzystują niemal całe pozostające do dyspozycji ciepło, a więc ciepło spalania paliwa. Natomiast konwencjonalne kotły grzewcze bazują jedynie na wartości opałowej. Pozostaje ona jednak w dalszym ciągu punktem odniesienia przy określaniu współczynnika sprawności kotła. Aby dysponować porównywalnymi danymi, również w przypadku kotłów kondensacyjnych podaje się współczynnik sprawności w odniesieniu do wartości opałowej. Z tego właśnie powodu przekracza ona niekiedy 100%. Gdyby użyć poprawnej definicji sprawności (która uwzględnia w obliczeniach w również ciepło kondensacji) to kocioł kondensacyjny (np. model kotła ecoTEC marki Vaillant) może osiągnąć odpowiednio sprawność 97%, a kocioł konwencjonalny 84%.

Stosowanie kondensacyjnych kotłów grzewczych pozwala znacząco obniżyć koszty utrzymania domu, a jednocześnie ograniczyć szkodliwość dla środowiska. Dzięki odizolowaniu procesu spalania od pomieszczenia, kotły tego typu są także bezpieczniejsze dla użytkowników.

Oceń artykuł
5,00 / 4 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy

Opracowanie: Ewa Kulesza

Źródło: Vaillant

Polecamy Ci również

Zobacz także