Kondensacyjny kocioł gazowy ma sprawność powyżej 100%? Zasada działania i prawda o kondensacji

Spis treści:
1. Na czym polega kondensacja?
2. Dlaczego kocioł kondensacyjny jest bardziej efektywny?
3. Sprawność powyżej 100%? Zależy jak na to popatrzymy
4. Zastosowanie i ograniczenia kondensacyjnych kotłów gazowych
5. Źródła

Na czym polega kondensacja?

W tradycyjnych kotłach gazowych część energii cieplnej ucieka wraz ze spalinami do komina. Kotły kondensacyjne działają inaczej – starają się odzyskać jak najwięcej ciepła powstającego podczas spalania gazu.

Podczas spalania gazu powstają spaliny zawierające parę wodną. W kondensacyjnym kotle gazowym spaliny są schładzane do takiej temperatury, przy której para wodna skrapla się. Proces ten nazywany jest kondensacją. W czasie skraplania pary wodnej uwalnia się dodatkowe ciepło, które w tradycyjnych kotłach jest tracone. W kotle kondensacyjnym ciepło to zostaje wykorzystane do ogrzewania wody w instalacji. Kluczowe jest tutaj obniżenie temperatury spalin poniżej tzw. punktu rosy (ok. 55°C dla gazu ziemnego), co umożliwia zajście kondensacji.

Dlaczego kocioł kondensacyjny jest bardziej efektywny?

Kondensacyjny kocioł gazowy osiąga wysoką sprawność, ponieważ wykorzystuje nie tylko ciepło ze spalania gazu, ale także ciepło zawarte w spalinach. Najlepsze efekty uzyskuje się przy niskiej temperaturze wody powracającej z instalacji, co sprzyja występowaniu kondensacji. Z tego powodu kotły kondensacyjne bardzo dobrze współpracują z ogrzewaniem podłogowym oraz z grzejnikami o większej powierzchni.

• Zobacz również: Kocioł jednofunkcyjny i dwufunkcyjny – na czym polega różnica?

Sprawność powyżej 100%? Zależy jak na to popatrzymy

Warto zwrócić uwagę, że sprawność kotłów może być przedstawiana w różny sposób, w zależności od przyjętej metody obliczeń. W materiałach producentów kotłów kondensacyjnych często można spotkać wartości przekraczające 100%, co na pierwszy rzut oka wydaje się sprzeczne z zasadami fizyki. 

Wynika to z faktu, że sprawność ta liczona jest w odniesieniu do tzw. wartości opałowej paliwa (niższej wartości spalania), która nie uwzględnia ciepła kondensacji pary wodnej. Ponieważ kocioł kondensacyjny odzyskuje część tego ciepła, jego sprawność w takim ujęciu może wynosić nawet 105-110%. W rzeczywistości nie oznacza to „nadsprawności”, lecz jedynie inny sposób liczenia. Gdyby sprawność odnosić do ciepła spalania (wyższej wartości, uwzględniającej kondensację), zawsze byłaby ona niższa niż 100%.

Zastosowanie i ograniczenia kondensacyjnych kotłów gazowych

Jednym z ograniczeń stosowania kotłów kondensacyjnych jest konieczność odpowiedniego odprowadzania spalin i kondensatu. W wyniku kondensacji powstaje ciecz o kwaśnym odczynie, która może powodować niszczenie tradycyjnych kominów murowanych.

Z tego względu kotły kondensacyjne wymagają zastosowania wkładów kominowych wykonanych z materiałów odpornych na działanie kondensatu, takich jak stal nierdzewna lub tworzywa sztuczne. W starszych budynkach często konieczne jest dostosowanie lub modernizacja istniejącego komina. Dodatkowo instalacja musi umożliwiać bezpieczne odprowadzenie kondensatu do kanalizacji, zgodnie z obowiązującymi przepisami.

Źródła

[1] PN-EN 15502 – Kotły grzewcze na paliwa gazowe – Wymagania ogólne i badania
[2] Derlukiewicz D., Koziołek S., Ptak M., Słupiński M., Klasyfikacja gazowych kotłów grzewczych w aspekcie efektywnego wykorzystania gazu, „Górnictwo Odkrywkowe”, nr 2/2016.
[3] Rzeczywista sprawność kotła gazowego, materiały branżowe Viessmann, Poznań.