Jak działa gazowy kocioł kondensacyjny?

jak działa gazowy kocioł kondensacyjny

Szykując się do wymiany lub zakupu nowego kotła gazowego z pewnością spotkaliśmy się z pojęciem – kocioł kondensacyjny. W porównaniu z kotłem standardowym zużycie gazu w kotle kondensacyjnym może być nawet o 20% mniejsze. Dzieje się tak za sprawą wykorzystania efektu kondensacji, przez który odzyskujemy dodatkowe ciepło zawarte w spalinach.



Jak działa gazowy kocioł kondensacyjny?

Wentylator dostarcza powietrze, które mieszając się z gazem spalane jest na powierzchni palnika. Powstające spaliny omywają rurki spiralnie zwiniętego wymiennika ciepła. Od spalin odbierane jest ciepło przez wodę grzewczą znajdującą się wewnątrz rurek wymiennika. Ogrzana woda wypływa z kotła zasilając instalację c.o. Schładza się – oddając ciepło do pomieszczeń w naszym domu. Następnie wraca do kotła i proces się powtarza.

Schemat 1. Przekrój wymiennika w kotle kondensacyjnym

 wymiennik ciepła kocioł kondensacyjny

Idea działania jest zbliżona do kotła standardowego z tym, że w kotłach kondensacyjnych wymiennik posiada dodatkowo część kondensacyjną. To tutaj trafia najpierw woda powrotna z instalacji c.o. Im niższa temperatura wody powrotnej, tym większa kondensacja, co za tym idzie większa sprawność kotła. Dlatego mówi się, że w tego typu urządzeniach najlepiej sprawdza się instalacja niskotemperaturowa, np. ogrzewanie podłogowe.

Aby kocioł kondensował temperatura wody powrotnej musi być niższa od tzw. temperatury punktu rosy spalin. Jest to temperatura przy której zaczyna wykraplać się para wodna ze spalin. Dla gazu ziemnego temperatura punktu rosy pary wodnej ze spalin wynosi 57oC. Wspomniane wykraplanie pary wodnej jest właśnie efektem kondensacji, który sprawia, że kotły te mają tak wysoką sprawność.

W kotłach standardowych nie zachodzi proces kondensacji. Spaliny nie są tak mocno schładzane, więc duży potencjał energetyczny ucieka bezpowrotnie do atmosfery przez komin. Dla zobrazowania – temperatura spalin opuszczających urządzenie w kotle standardowym ma ok. 150oC, a w kotle kondensacyjnym ok. 40oC.

Jak i kiedy przebiega proces kondensacji

Spaliny opuszczające kocioł składają się po części z azotu, dwutlenku węgla, niewielkiej ilości tlenu, i pary wodnej. To właśnie w parze wodnej znajduje się dodatkowa ilość ciepła (tzw. ciepło utajone), którą możemy wykorzystać.

Im niższa temperatura powracającej wody z instalacji c.o. do kotła tym większa możliwość oddania ciepła przez spaliny. Przy niższej temperaturze wody powracającej, spaliny mogą być bardziej schłodzone (dużo poniżej punktu rosy – wyżej wspomniane 57oC),dzięki czemu zachodzi proces kondensacji.

 Spaliny przy palniku kotła mogą mieć temperaturę dochodzącą do 1 500oC. Po efektywnym oddaniu ciepła wodzie grzewczej w wymienniku – spaliny mogą zostać schłodzone nawet do 40oC (Schemat 2).

 Przykład:

  1. Temperatura wody powrotnej z instalacji c.o. = 50o Spaliny dzięki temu mogą być schłodzone z ok. 1 500oC do ok. 60oC. Brak efektu kondensacji. Temperatura spalin 60oC > 57oC (punkt rosy)
  2. Temperatura wody powrotnej z instalacji c.o. = 40o Spaliny dzięki temu mogą być schłodzone z ok. 1 500oC do ok. 50oC. Pojawia się zjawisko kondensacji. Temperatura spalin 50oC < 57oC (punkt rosy)
  3. Temperatura wody powrotnej z instalacji c.o. = 30o Spaliny dzięki temu mogą być schłodzone z ok. 1 500oC do ok. 40oC. Pojawia się jeszcze intensywniejsze zjawisko kondensacji. Temperatura spalin 40oC < 57oC (punkt rosy)

Schemat 2. Poglądowy rozkład temperatury spalin w kotle kondensacyjnym przy pracy na parametrach – woda powrotna 30oC, woda zasilająca 50oC

 przekrój wymiennik ciepła kocioł kondensacyjny

 

 Z efektem kondensacji mamy też do czynienia na co dzień np. podczas gotowania. W momencie wstawiania garnka z zimną wodą na kuchenkę gazową w dolnej części na ściankach garnka pojawi się wykraplająca para wodna. W tym momencie następuje przekazywanie dodatkowego ciepła  przygotowywanej w garnku wodzie. Efekt ten jest zauważalny w początkowej fazie podgrzewania zanim temperatura wody nadmiernie nie wzrośnie.

Obecnie stosowane rozwiązania techniczne w kotłach kondensacyjnych pozwalają uzyskać duży zakres modulacji mocy. Oznacza to, że np. kocioł standardowy ma przedział mocy od 7 do 24 kW, a podobny kocioł kondensacyjny od 3 do 24kW. Oznacza to, że kotły kondensacyjne opłaca się stosować już przy ogrzewaniu nawet niewielkich powierzchni użytkowych w mieszkaniach.

Chcąc zmniejszyć koszty ogrzewania gazem nawet o 20% powinniśmy w każdym przypadku przeanalizować opłacalność zakupu kotła kondensacyjnego. Początkowo większy wydatek inwestycyjny zostanie zrekompensowany w późniejszym czasie niższymi kosztami eksploatacyjnymi.

 

Może Ci się również spodoba

8 komentarzy

  1. Thermagen napisał(a):

    Bardzo ciekawy artykuł! Świetnie wytłumaczony schemat dziania kotła kondensacyjnego.

  2. Elwira67 napisał(a):

    Mam zamiar zamienić stary piec gazowy na kocioł kondensacyjny. Moc mniej – więcek 20kw. Czy ma ktoś doświadczenia z tym modelem https://www.technika-grzewcza-sklep.pl/sklep/produkt/acvkompaktsolo30hr.html

  3. FilipK napisał(a):

    Zapomniał Pan dopisać, że przez 90% sezonu grzewczego zewnętrzna temperatura projektowa nie występuję. Co za tym idzie kocioł, nie ogrzewa wody do parametrów projektowych instalacji, a więc przez 90% okresu grzewczego Pana przykłady 1, 2, 3, dotyczące warunków kondensacji są, nie tyle błędne co bez odpowiedniego wyjaśnienia mylące dla przeciętnego czytelnika.
    Radziłbym bardziej przyłożyć się do kwestii merytorycznych, gdyż ogólnikami i wybiórczym przedstawieniem tematu wprowadza Pan czytelników w błąd.
    Pozdrawiam, FK

    • mgr inż. Kamil Czajkowski napisał(a):

      Witam,

      Dziękuję za komentarz. Zgadzam się z Panem, że przez większość sezonu grzewczego obliczeniowa temperatura zewnętrzna (sięgająca ok. -20oC) nie występuje zbyt często. Kocioł kondensacyjny będzie zatem pracował przez zdecydowaną większość sezonu grzewczego z wykorzystaniem procesu kondensacji czyli z wysoką sprawnością. W tym konkretnym wpisie moim celem było jedynie przedstawienie zasady działania kotła kondensacyjnego, a nie odniesienie się do współpracy kotła z instalacją c.o.

      Pozdrawiam

  4. FilipK napisał(a):

    Rozumiem, artykuł jest ciekawy i na pewno daje podstawowy pogląd na zasadę działania kotła kondensacyjnego przeciętnemu czytelnikowi. Właśnie dlatego, że Pana strona wydała mi się być ciekawie prowadzoną, zaproponowałem powyższe doprecyzowanie. Rozumiem Pana argumentację i przepraszam za ton poprzedniego wpisu. Po ponownym przeczytaniu wydaje się, że nie jest taki jak zamierzony efekt.
    Życzę wszystkiego dobrego i wielu nowych publikacji.
    Pozdrawiam,
    FK

  5. Przemko napisał(a):

    Bardzo ciekawy artykuł, który daje prawdziwy pogląd skąd się bierze zjawisko kondensacji. Dużo ludzi sądzi, że negatywne zjawisko kondensacji bierze się tylko z tego,że woda powrotna ma temp. rzędu 38 st.C. i myślą, że ta woda jest powodem „zalewania” kotła wewnątrz jego konstrukcji, co może powodować korozję. Ten artykuł uświadamia ludziom, że skropliny biorą się ze spalin, a w zasadzie ich niskiej temperatury. Natomiast, gdy spaliny na czopuchu mają temp. rzędu 150 st.C kondensacji nie będzie…Pozdrawiam

  6. Marcin napisał(a):

    Czy długość komina ma wpływ na kondensację? Gdybyśmy porównali komin dług. 10m z kominem dług. 3m.

  7. Adrian napisał(a):

    Dzięki za wytłumaczenie, naprawdę ciężko doprosić się od wykonawcy dokładnego wytłumaczenia, zwykle jest na zasadzie – ma grzać 😀

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Przeczytaj poprzedni wpis:
jak czytać roczne rozliczenie kosztów ogrzewania
Jak czytać roczne rozliczenie kosztów ogrzewania? Skąd bierze się nadpłata lub niedopłata za ogrzewanie?

Temat jak czytać roczne rozliczenie kosztów ogrzewania jest istotny dla każdego, kto posiada mieszkanie ogrzewane z lokalnej ciepłowni (PEC’u), gdzie...

Zamknij