Kocioł tradycyjny i kondensacyjny - porównanie

Z zewnątrz trudno je odróżnić. Nic więc dziwnego, że znaczne różnice w cenie i deklarowanej przez producenta sprawności na pierwszy rzut oka wydają się nieuzasadnione.

Skąd się bierze różnica w sprawności?

Ciepło wytwarzane podczas spalania paliwa w kotle nie jest w całości zamieniane na ciepło użytkowe w postaci gorącej wody. Część jest tracona w różny sposób. Na sumę strat składają się straty: kominowa, niezupełnego spalania oraz strata ciepła przez promieniowanie i konwekcję.

Strata kominowa. To różnica między ciepłem spalin a ciepłem powietrza doprowadzanego do spalania. W kotłach tradycyjnych temperatura spalin wynosi 200-250°C, w kondensacyjnych – spada poniżej temperatury punktu rosy (160°C). Mniejsza różnica temperatury oznacza mniejszą stratę ciepła, czyli większą sprawność.

Strata niezupełnego spalania gazów. Jest równa ilości ciepła zawartej w tlenku węgla (CO). Nawet niewielka ilość tlenku węgla w spalinach powoduje dużą stratę – od 5 do 7% na 1% zawartości CO. Dlatego pomieszczenie, w którym znajduje się kocioł tradycyjny (czyli pobierający powietrze do spalania z pomieszczenia, w którym jest zainstalowany), powinno mieć dobrą wentylację zapewniającą wystarczającą ilość świeżego powietrza. Ilość ta jest podana w instrukcji technicznej kotła.

Strata ciepła przez promieniowanie i konwekcję. W nowych kotłach, zarówno tradycyjnych, jak i kondensacyjnych, dzięki zwartej obudowie i dobrej izolacji cieplnej zminimalizowano straty ciepła do poziomu 0,5-2%.

Porównanie wielkości strat w kotłach tradycyjnym i kondensacyjnym jest korzystne dla tego drugiego. Sprawność kotła kondensacyjnego jest o 10-20% wyższa od sprawności kotła tradycyjnego.

Przekroczenie wartości 100% wynika ze sposobu liczenia sprawności kotłów. Sprawność kotła to stosunek ilości ciepła przekazanego wodzie do ilości ciepła wytwarzanego w procesie spalania. Zanim pojawiły się kotły kondensacyjne, w ilości ciepła wytwarzanego uwzględniano jedynie wartość opałową paliwa, ale nie uwzględniano ciepła skraplania pary wodnej, które stanowi około 10% całego wytworzonego ciepła. Po dodaniu owych 10% możliwe jest uzyskiwanie sprawności przekraczającej 100%. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Czym zasilane?

Kotły tradycyjne. Zależnie od konstrukcji mogą być przystosowane do spalania różnego rodzaju paliw: gazu, gazu płynnego, oleju opałowego, paliw stałych.

Kotły kondensacyjne. Są zwykle produkowane jako gazowe, tylko nieliczne są zasilane olejem opałowym. W kotłach gazowych łatwiej doprowadzić do wykraplania pary wodnej ze spalin, których temperatura jest o mniej więcej 10°C wyższa od temperatury spalin powstających ze spalania oleju. Dzięki temu układ ma wyższą sprawność.

Jakie typy?

Kotły tradycyjne są produkowane jako jednofunkcyjne (mogące współpracować z zasobnikiem do przygotowania ciepłej wody użytkowej) lub dwufunkcyjne (podgrzewające wodę na potrzeby centralnego ogrzewania i ciepłą wodę użytkową w sposób przepływowy). Pod tym względem kotły kondensacyjne niczym się od nich nie różnią – również mogą pełnić obie funkcje. Trzeba jednak pamiętać o tym, że kocioł kondensacyjny dwufunkcyjny podczas podgrzewania wody nie będzie kondensował.

Gdzie można zamontować?
Wszystkie kotły, i tradycyjne i kondensacyjne, muszą mieć możliwość odprowadzania spalin na zewnątrz domu, w którym są zainstalowane.

Kotły tradycyjne, częściej produkowane jako urządzenia z otwartą komorą spalania, wymagają podłączenia do komina o wysokości co najmniej 4 m i doprowadzenia do pomieszczenia, w którym są zainstalowane, świeżego powietrza niezbędnego w procesie spalania.
Kubatura pomieszczenia, w którym może być zainstalowany kocioł pobierający z niego powietrze do spalania, nie może być mniejsza niż 8 m³, musi w nim być kanał wywiewny zakończony kratką o powierzchni 200 cm² i nawiew o powierzchni co najmniej 200 cm².

Kotły kondensacyjne, które zwykle mają zamkniętą komorę spalania, pobierają powietrze do spalania i odprowadzają spaliny przez specjalny przewód powietrzno-spalinowy (rura w rurze). Przewód może być jak zwykły komin wyprowadzony ponad dach albo przez ścianę, pod warunkiem że moc kotła nie przekracza 21 kW (ale tylko w domach jednorodzinnych). Doprowadzenie powietrza do spalania spoza pomieszczenia, w którym jest zamontowany kocioł, czyni urządzenie bardziej bezpiecznym. Ponadto umożliwia zainstalowanie go na przykład w łazience, gdzie kocioł z otwartą komorą spalania mógłby w zimie powodować nadmierne wychłodzenie.
Mimo odizolowania procesu spalania od pomieszczenia nie może ono mieć kubatury mniejszej niż 6,5 m³ i musi mieć przewód wentylacji grawitacyjnej wywiewnej o powierzchni 200 cm².
Wymuszony przez wentylator wypływ spalin pozwala także zainstalować kocioł kondensacyjny na poddaszu, gdzie wysokość komina może być zbyt mała, aby powstał dostateczny ciąg do grawitacyjnego odprowadzenia spalin.

Kotły kondensacyjne to zazwyczaj urządzenia z zamkniętą komorą spalania. Dzięki temu są bardziej bezpieczne i nie powodują wychłodzenia pomieszczenia, w którym są zainstalowane. Autor: VIESSMANN

Do jakich instalacji?

W przypadku kotłów tradycyjnych nie ma ograniczeń. Kondensacyjne powszechnie uznaje się za najlepsze do instalacji niskotemperaturowych, czyli płaszczyznowych, lub grzejnikowych na obniżone parametry (50/30°C).
Kocioł kupujemy w dwóch sytuacjach – albo planujemy wykonanie nowej instalacji grzewczej, albo w domu jest stara instalacja i do niej dobieramy urządzenie grzewcze.

Jeśli wykonujemy nową instalację grzewczą, możemy wybrać dowolny kocioł. Najbardziej opłacalne pod względem eksploatacyjnym będzie oczywiście kupno kotła kondensacyjnego, który ma wyższą sprawność energetyczną niż tradycyjny. Dzięki temu przyszłe rachunki za paliwo do kotła będą niższe.
Wadą tego rozwiązania będzie konieczność wyższych wydatków na zakup kotła i większych grzejników.

Jeśli dokupujemy kocioł do istniejącej instalacji, trzeba dobrze sprawdzić, czy wybrany kocioł można podłączyć do istniejącej instalacji, zwłaszcza gdy chodzi o kocioł kondensacyjny.
W instalacjach z kotłami kondensacyjnymi temperatura wody zasilającej wynosi 55-60°C (z tradycyjnymi – 70-90°C). Panuje powszechne przekonanie, że podłączenie kotła kondensacyjnego do instalacji z grzejnikami wymaga wymiany ich na większe. Jednak maksymalna temperatura, do jakiej może być podgrzewana woda w kotle kondensacyjnym, wynosi około 80°C. Można zatem podłączyć do takiego kotła również instalację z grzejnikami na wyższe parametry. Kocioł nie będzie wtedy wprawdzie kondensował, ale i tak jego sprawność będzie większa niż tradycyjnego (niekondensacyjnego).
Kocioł zamontowany w instalacji o parametrach wody zasilającej 80°C będzie pracował jako kon-densacyjny przez większą część sezonu grzewczego (kiedy temperatura zewnętrzna nie jest niższa niż kilka stopni poniżej zera). Zaoszczędzi więc trochę mniej paliwa, niż byśmy oczekiwali. Pytanie, czy zaoszczędzi go tyle, by pokryć różnicę w cenie w stosunku do kotła niekondensacyjnego.

Jakie straty, jakie zyski?

Kotły kondensacyjne pracujące w dogodnych dla siebie układach, a więc w instalacjach niskotemperaturowych, zużywają o blisko 15% mniej paliwa niż nowoczesne kotły niekondensacyjne (tradycyjne) i aż o 30% mniej niż kotły tradycyjne starego typu. Ich eksploatacja jest więc o 15%-30% tańsza.
Niższemu zużyciu paliwa towarzyszy mniejsze zanieczyszczenie środowiska substancjami powstającymi w procesie spalania i emitowanymi do atmosfery (na przykład CO₂).
Za tańszą eksploatację trzeba jednak zapłacić droższą inwestycją. Zależnie od rodzaju kotła (wiszący, stojący, z zasobnikiem czy dwufunkcyjny) koszt kompletnej kotłowni z kotłem kondensacyjnym jest od 1,5 do 2,5 razy droższy niż z kotłem tradycyjnym tej samej mocy.

Czym się różnią?

Wyższa sprawność kotła kondensacyjnego niż tradycyjnego i uzyskiwane dzięki temu 10-20-procentowe oszczędności paliwa są możliwe dzięki różnicom w ich budowie, a więc i sposobie działania. Podstawową różnicą jest dodatkowy wymiennik ciepła.

Kocioł tradycyjny. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Kocioł kondensacyjny. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Uwaga – korozja!
Skropliny powstające podczas pracy kotła kondensacyjnego są bardzo korozyjne. Dlatego przewody kominowe od kotła muszą być wykonane ze stali lub z kamionki kwasoodpornej, a wszystkie elementy instalacji mające kontakt ze skroplinami powinny być odporne na ich działanie.
Skropliny zawierają kwas węglowy, siarczki, fluorki oraz azotany i dlatego powinny być zneutralizowane przed wprowadzeniem do kanalizacji. Jednak skropliny z kotłów o małej mocy mogą być odprowadzane bezpośrednio do domowej kanalizacji, pod warunkiem że jest wykonana z materiałów odpornych na korozję: kamionki, twardego PCW, polietylenu lub polipropylenu. Najmniejsza średnica przewodu odprowadzającego skropliny to 15 mm.