Kondenzačné kotly: Moderné a efektívne riešenie vykurovania

Plynový kondenzačný kotol dosahuje najnižšiu teplotu spalín, a teda najúspornejšiu prevádzku. Je vhodný na vykurovanie domácností, kancelárskych budov, ale aj iných priestorov. Je samozrejmou voľbou pri novostavbách a jeho inštaláciu by ste mali zvážiť aj pri rekonštrukciách budov, pretože oproti iným kotlom s ním môžete ušetriť nemalé finančné prostriedky.

Princíp fungovania kondenzačného kotla

Na rozdiel od bežného kotla, ktorý využíva na ohrievanie vykurovacej vody iba spaľovanie plynu, kondenzačný kotol obsahuje samostatný tepelný výmenník. V ňom spaliny predhrievajú vratnú vodu z vykurovacieho systému. Využívajú na to teplo obsiahnuté vo vodnej pare, ktorá vo výmenníku kondenzuje (mení sa na vodu) a odovzdáva svoje teplo tejto vratnej vode. Táto technika nevyužíva len teplo, ktoré vzniká pri spaľovaní vykurovacieho oleja alebo plynu, ale aj tepelnú zložku, ktorú bežná vykurovacia technika využiť nedokáže.

Vzhľadom na režim kondenzácie musí byť teplovýmenná plocha v kondenzačných kotloch i komínová konštrukcia vyrobená z antikorózneho materiálu, ako je ušľachtilá oceľ alebo zliatina hliníka a kremíka. Teplota spalín sa pohybuje o cca 15 °C vyššie, ako je teplota vratnej vody. Pre čo najvyššiu účinnosť kotla a tým aj úsporu energií a financií je nutné dosiahnuť najnižšiu možnú teplotu spalín. Platí, že čím menej tepla vypustíte komínom, tým viac tepla kotol odovzdá do vykurovacej sústavy.

K plnej kondenzácii dochádza pri teplote vratnej vody do 55 °C. Čím je teplota vratnej vody nižšia, tým vodná para obsiahnutá v spalinách viac kondenzuje, t.j. viac predohrieva vratnú vodu do kotla. Teplota spalín sa tak v kondenzačnom kotle dostáva na maximálnu hodnotu 70 °C, zatiaľ čo v konvenčnom prístroji je to viac ako 100 °C.

Mýty a realita o účinnosti

Účinnosť kondenzačného kotla počítaná z tzv. spaľovacieho tepla dosahuje až 98 %. Zostávajúce 2 % sa stratia spalinami, sálaním kotla a v odvádzanom kondenzáte. Využitie energie obsiahnutej v plyne je teda oproti iným kotlom veľmi vysoké. Kondenzačný kotol môže mať účinnosť aj nad 100 %, čo však nie je "perpetuum mobile". V klasických kotloch sa neuvažovalo s využitím tepla z vodnej pary, ale len s tzv. citeľným teplom, daným teplotou spalín. Toto teplo, ako výhrevnosť paliva, tvorilo základňu 100 %. Účinnosť kotla dosahovala okolo 94 %. Vodná para v spalinách zo zemného plynu obsahuje ďalších 11 % tepla, ktoré môžeme využiť kondenzovaním. Dodávatelia plynu síce merajú spotrebu plynu v m³, ale fakturujú spotrebu plynu podľa spaľovacieho tepla v kWh.

Hospodárnosť kondenzačného kotla je úmerná množstvu vytvoreného kondenzátu na stene výmenníka tepla. Preto má kotol najvyššiu hospodárnosť pri zapojení do nízkoteplotných systémov vykurovania (podlahové alebo stenové) a ak sa na ohrev vody využíva moderný princíp s vrstvovým zásobníkom.

Výhody a použitie kondenzačných kotlov

Kondenzačné kotly sú ekonomicky, energeticky a environmentálne vhodnejšie riešenia oproti klasickým plynovým kotlom, ktorých predaj už skončil, keďže nespĺňali požiadavky na efektívnosť. Oproti klasickým plynovým kotlom využívajú skryté spalinové teplo. Kondenzačný plynový kotol dokáže znížiť spotrebu plynu v domácnosti o približne 15 percent.

• Kompaktné rozmery: Vďaka nim ich namontujete kamkoľvek, či už do kúpeľne, predsiene, alebo do kuchyne vedľa kuchynskej linky.
• Všestranné použitie: Sú vhodné na vykurovanie domácností, bytov, kancelárskych budov, ale aj iných priestorov.
• Kaskádové zapojenie: Niektoré kondenzačné kotly môžete zapojiť do kaskády od 2 kusov, aby ste dosiahli vyšší vykurovací výkon (používa sa od stoviek kW). Kondenzačné kotly s vyšším tepelným výkonom sa hojne využívajú aj v tzv. kaskádových kotolniach, ktoré sú vhodné pre riešenie vykurovacích systémov v bytových alebo priemyselných objektoch, teda v objektoch s vyššou tepelnou stratou.

Kondenzačný kotol je jednou z možností, ako zabezpečiť v dome teplo na vykurovanie, ohrev vody, ale napríklad aj na ohrev vody v bazéne, či vzduchu vo vzduchotechnickom zariadení.

Typy a konfigurácie kondenzačných kotlov

Kondenzačné kotly sa umiestňujú na podlahu a môžu mať zabudovaný zásobník na ohrev teplej vody, a to buď priamo samotným kotlom, alebo externým solárnym ohrevom. Zostavy kotla a samostatného veľkoobjemového zásobníka teplej vody umiestneného vedľa kotla alebo pod ním sa nazývajú aj plynové kondenzačné jednotky. Majú vysoký tepelný výkon a tým aj väčšie rozmery, preto sa používajú na vykurovanie väčších objektov, napríklad bytových domov.

Kondenzačné kotly do rodinných domov sú konštruované najčastejšie ako závesné kotly, sú kompaktné a nenáročné na priestor. Závesný kondenzačný kotol je určený pre vykurovanie objektov s tepelnou stratou do 95 kW. Vykurovanie objektov s vyššou tepelnou stratou (až do 1520 kW) je možné zaistiť pomocou tzv. kaskády kotlov.

Regulácia a riadenie výkonu

Moderné kotly využívajú na znižovanie výkonu v prípade nižších požiadaviek na teplo tzv. výkonovú moduláciu. Vďaka tomu regulujú svoj vykurovací výkon podľa aktuálnej vonkajšej teploty a potreby vykurovacieho systému, bez potreby cyklovania, t. j. opakovaného zapínania a vypínania ohrevu. Dobrý kotol by mal byť schopný plynule regulovať svoj výkon v čo najväčšom rozsahu, napríklad od 10 do 100 % menovitého výkonu.

Ekvitermická regulácia

Ekvitermická regulácia nastavuje teplotu vykurovacej vody automaticky. Využíva na to údaj o aktuálnej vnútornej teplote, vonkajšej teplote zo snímača na severnej strane domu a údaje z vopred nastavenej ekvitermickej krivky. Ak je vonku teplejšie, kotol teplotu vykurovacej vody automaticky zníži, avšak iba do takej miery, aby ostala zachovaná tepelná pohoda v interiéri. Využitím ekvitermickej regulácie znížite tepelné straty cez povrch kotla a tým aj náklady na vykurovanie. Jej úlohou je regulovať teplotu výstupnej vody z kotla v závislosti od vonkajších poveternostných vplyvov. Riadiace systémy majú denné alebo týždenné časovacie programy na nastavenie komfortného aj útlmového vykurovania.

Inteligentné riadiace systémy

Pri súčasnom rozvoji informačných technológií sa aj vo vykurovaní stupňujú požiadavky na pohodlné sledovanie prevádzky vykurovacieho systému. Moderný digitálny regulátor umožňuje užívateľom nastaviť optimálny časový program, ktorý automaticky upravuje teplotu vykurovacej vody podľa vonkajšej teploty a dokáže prispôsobiť prevádzku systému vplyvom slnečného žiarenia, vetra alebo počtu osôb v dome. Regulátor býva spravidla inštalovaný v referenčnej miestnosti, kde sa často zdržiavate a podľa ktorej sa bude riadiť teplota v celom dome. Treba dať pozor na iné zdroje tepla alebo chladu, nemali by byť v jeho blízkosti.

Riadiace systémy vykurovania už majú k dispozícii moduly na komunikáciu a vzdialenú správu. Pomocou smart zariadení sa cez internet jednoducho pripojíte na regulátor vykurovania alebo priamo na kotol a môžete tak na diaľku vykonávať zmeny v nastaveniach. Inteligentné regulátory Buderus Logamatic s internetovým pripojením na jednoduché a pohodlné ovládanie pomocou tabletu alebo smartfónu sú inovatívnym riešením, ako ešte viac znížiť náklady na vykurovanie domácnosti. Moderný kondenzačný kotol viete s pomocou inteligentného regulátora ovládať poľahky aj na diaľku.

Vďaka funkcii detekcie dokáže termostat Logamatic TC100 rozpoznať GPS polohu vášho smartfónu, takže si môžete nastaviť požadovanú teplotu v čase návratu domov. Maximálny účinok dosiahnete, ak Logamatic TC100 skombinujete s inteligentnými termostatickými radiátorovými hlavicami, ktoré umožňujú individuálne regulovať teplotu v každej miestnosti. V prípade spojenia s kotlom Buderus dokáže termostat sledovať prevádzku kotla a teda i spotrebu plynu.

Riadiaci systém sa podieľa podstatným spôsobom na hospodárnosti prevádzky, tu rozhodne netreba šetriť.

Dôležité aspekty inštalácie a prevádzky

Kondenzačný kotol má špecifické podmienky prevádzkovania. Potrebuje, aby teplota vykurovacej vody bola približne 50°C, čo zabezpečuje nízku teplotu spalín. Na inštaláciu kondenzačného kotla je však nutné mať plynovú prípojku.

Kondenzát a jeho odvod

Na povrchu vnútornej časti výmenníka sa tvorí kyslý kondenzát, preto musí byť odolný voči jeho pôsobeniu. V rodinných domoch netreba kyslý kondenzát neutralizovať, urobia to zásadité odpady z domu, ako sú napríklad mydlá, šampóny, pracie prášky. Ak by sa však mal kyslý kondenzát odvádzať nevhodnou kanalizáciou, ktorú kyselina poškodzuje (napríklad kameninovým kanálom), kanalizácia dlho nevydrží. Odvod kondenzátu sa realizuje do kanalizácie cez sifón, oddeľujúci spaľovaciu komoru od okolia kotla. Spálením 1 m³ zemného plynu sa vytvorí 1,6 kg vodnej pary (zodpovedá 1,6 l vody). Kondenzačný kotol v rodinnom dome vytvorí za rok aj viac než 1 000 l vody.

Spalinové systémy a prívod vzduchu

Úlohou spalinových systémov je odvádzať spaliny vzniknuté spaľovaním plynu do vonkajšieho prostredia. Výhodné je nimi súčasne privádzať do kotla vzduch potrebný na spaľovanie. Spalinovod kondenzačného kotla musí odolávať agresívnemu kondenzátu, ktorý sa tvorí ďalej aj mimo kotla, na chladnejších stenách spalinového potrubia. Z dôvodu bezpečnosti prevádzky aj obyvateľov domu sa majú používať len certifikované spalinovody.

Prívod vzduchu do kotla môže byť z priestoru kotolne, ktorá musí mať prívod vonkajšieho vzduchu cez neuzatvárateľnú mriežku. Ventilátor zabezpečuje prúdenie vzduchu kotlom a spalín spalinovým systémom. Vzduch sa privádza do kotla koncentrickým potrubím, kde vnútorná rúra odvádza spaliny a vonkajšia rúra privádza vzduch na spaľovanie. Výhodou je, že sa miestnosť neochladzuje vzduchom nasávaným zvonka.

Výber výrobcu a servisná podpora

Pri výbere kotla by ste mali siahnuť po overenom výrobcovi s dobrou servisnou podporou. Neoddeliteľnou súčasťou vykurovacích systémov je povinné, ale aj voliteľné príslušenstvo. V porovnaní s kotlom na pelety sú obstarávacie náklady výrazne vyššie, no v porovnaní s modernými udržateľnými technológiami je ich obstarávacia cena nízka.

Spolupráca s vykurovacím systémom

Aký výkon kotla bude optimálny? Mal by sa stanoviť z výpočtu tepelných strát domu. S akým vykurovacím systémom bude kotol spolupracovať? Ideálne sú nízkoteplotné systémy, ako podlahové a stenové vykurovanie, pracujúce s teplotami napríklad 30 až 45 °C. Nízka teplota ochladenej vykurovacej vody, ktorá sa vracia z vykurovacieho systému (tzv. spiatočky), umožní kotlu úspornú kondenzačnú prevádzku. Nízkoteplotné systémy podlahového a stenového vykurovania vďaka nízkej teplote vratnej vody zabezpečujú veľmi dobré podmienky pre kondenzáciu počas celej vykurovacej sezóny. Vykurovací systém treba navrhnúť na čo najnižšiu teplotu vykurovacej vody.

V starších neobnovených domoch sa nemusí pri prevádzke kondenzačného kotla využiť plný potenciál úspor. Ak len vymieňate starý kotol za kondenzačný v staršom dome, môžete ponechať aj doterajšie vykurovacie telesá, mali by však byť v dobrom stave, vnútri neskorodované. Aj keď boli radiátory pôvodne navrhnuté na vyššiu teplotu prívodu a spiatočky, napríklad 90/70 °C, túto vysokú teplotu potrebuje vykurovací systém len pri extrémnych mrazoch. Priemerné vonkajšie teploty počas zimy sú však vyššie, preto stačí aj nižšia teplota vykurovacej vody. Kondenzačný kotol tak bude počas väčšiny vykurovacej sezóny fungovať s vysokou účinnosťou.

Pri kombinácii podlahového a radiátorového vykurovania sa odporúča prispôsobiť veľkosť radiátorov a nevytvárať dve zóny s rôznymi teplotnými spádmi. Takýto systém by si vyžadoval vyššiu teplotu vykurovacej vody do radiátorov, teda aj vyššiu teplotu v kotle, čo zhoršuje jeho účinnosť. Zníženie teploty vody do podlahového vykurovania zabezpečuje zmiešavacia armatúra, ktorá primiešava časť chladnejšej vody zo spiatočky do prívodu vykurovania.

Ohrev teplej vody

Tradičné ohrievače vody s ohrievacím „hadom“ sú nahrádzané komfortným a úsporným ohrevom v kotloch s tzv. vrstvovým zásobníkom, ktorý spája výhody prietokového a zásobníkového ohrevu vody. Kotol si ťahá pomocou čerpadla zo spodnej časti zásobníka studenú vodu, zohrieva ju v doskovom výmenníku tepla a tlačí zhora späť do zásobníka. Vrstva ohriatej vody hore a studenej dole vytvára rozhranie (vrstvenie), ktoré v zásobníku postupuje nadol, až sa „naplní“ teplou vodou celý zásobník.

Kondenzačný kotol je možné využiť na ohrievanie teplej vody v externom nepriamo výhrevnom zásobníku. V tomto prípade je nutné kotol doplniť o externý trojcestný ventil.

Doplnkové zdroje tepla

V rodinných domoch s vyššou potrebou tepla sa dá vykurovací systém ľahko doplniť ďalším zdrojom tepla. Najčastejším palivom býva biomasa v rôznej forme - kusové drevo, pelety, menej často štiepka. Teplo sa vyrába v samostatnom kotle alebo krbovej vložke, zapojenej do vykurovacieho systému. Spolupráca s kondenzačným kotlom by mala byť čo najviac automatická. Ručné prepínanie regulácie alebo hydraulických prvkov je veľmi nekomfortné a pri nepozornosti môže spôsobiť vážnejšie problémy.

Solárna energia je obnoviteľná energia, ktorá nezaťažuje životné prostredie. Solárny systém je preto v každom dome vítaným ekologickým doplnkom kondenzačného kotla. Kotol aj zariadenie na ohrev vody však musia byť navrhnuté tak, aby pokryli celú potrebu tepla aj bez solárneho systému, ktorý je pre svoj premenlivý výkon iba doplnkovým zariadením. Optimálne navrhnutý solárny systém pokryje okolo 60 % ročnej potreby tepla na ohrev vody. Zvyšok musí dohriať plynový kotol. Ak dáte prednosť komfortu s vrstvovým zásobníkom vody, pred kotol sa predradí jednoduchý solárny zásobníkový ohrievač - v ňom bude solárne teplo vodu predhrievať. Ak solárny systém nezohreje vodu dostatočne, kotol ju dohreje vo vlastnom zásobníku.

Objem akumulačného zásobníka vody by mal byť dostatočný na splnenie uvedených funkcií. Z hľadiska zastavanej plochy je výhodné spojiť akumulačný zásobník a ohrievač vody do jedného kombinovaného zásobníka.

Inštalácia kondenzačného kotla

Montáž technických zariadení domu má svoj postup a následnosť jednotlivých krokov. Môže sa začať po uzavretí hrubej stavby oknami a dverami. Ako prvé sa v hrubej stavbe inštalujú rozvody vykurovania, vrátane skriniek a rozdeľovačov podlahového vykurovania, rozvody plynu a zdravotechniky - studenej a ohriatej vody a cirkulácie. Následne sa vyhotoví elektroinštalácia na pripojenie elektrických komponentov systému. Vyhotoví sa kabeláž na pripojenie vonkajšieho snímača, prípadne snímača teploty vody slnečných kolektorov či teploty vody vo vonkajšom bazéne a tiež diaľkového ovládania v referenčnej miestnosti. Na pripojenie kotla a regulátorov na elektrickú sieť v kotolni postačujú bežné zásuvky.

Výmena starého, poruchového a neúsporného kotla za nový kondenzačný nie je náročná. Dá sa realizovať počas jedného dňa a to aj počas vykurovacej sezóny pri miernejšom počasí.

Výrobcovia a konkrétne produkty

Spoločnosť Thermona, spol. s r.o., patrí medzi popredných výrobcov plynových nástenných kotlov, plynových kondenzačných kotlov a elektrických kotlov. Na poli tepelnej techniky pôsobí od roku 1990 a je modernou a dynamicky sa rozvíjajúcou spoločnosťou. Produkty THERM spĺňajú všetky nariadenia noriem a podliehajú dôkladným výstupným kontrolám. Plynové kondenzačné kotly THERM ponúkajú svojim majiteľom technologickú i ekonomickú úsporu. Kotlové jednotky THERM sú konštruované ako spotrebiče s využitím kondenzácie vodnej pary v spaľovacom procese a vynikajú vysokou účinnosťou s minimálnymi emisiami do ovzdušia. Produkt vyniká vysokou účinnosťou, inteligentnou prevádzkou a vysokou spoľahlivosťou.

Medzi prednosti THERM kotlov patria:

• Vysoká účinnosť s využitím princípu kondenzácie vodných pár zo spalín
• Energeticky úsporné čerpadlo - úspora elektrickej energie až 50%
• Nerezová kondenzačná komora
• Možnosť regulácie podľa izbovej alebo vonkajšej teploty - ekvitermická regulácia
• Plynulá regulácia výkonu kotla v rozsahu 27 - 100%
• Možnosť zapojenia do kaskády

Ako príklad inteligentných regulátorov možno spomenúť Buderus Logamatic s internetovým pripojením, ktoré sú určené na jednoduché a pohodlné ovládanie pomocou tabletu alebo smartfónu.

Záver a faktory pre výber kondenzačného kotla

Kondenzačné kotly sú najmodernejšie zariadenia na vykurovanie bytov, domov, ale aj kancelárií. Pri výbere si všímajte výkon a modulačný rozsah, ktorý by mal byť čo možno najväčší. Spoľahlivý moderný kotol by mal dokázať plynule regulovať výkon v čo najväčšom rozsahu.

Aj starý plynový kotol môžete nahradiť novým ekologickejším kondenzačným kotlom. No, keďže využíva neobnoviteľný zdroj energie, investíciu treba vždy dobre zvážiť, aj vzhľadom na sprísňujúce sa požiadavky na energetickú hospodárnosť budov. Ak nie je k dispozícii plynová prípojka, alternatívou je tepelné čerpadlo alebo kotol na biomasu. Nezabudnite tiež, že musíte sledovať termín na pravidelné prehliadky kotla.

tags: #kondenzacny #kotol #termomax