Výmena staršieho plynového kotla za nový kondenzačný môže priniesť výrazné úspory. Ak vymeníte približne 20-ročný plynový kotol za nový kondenzačný, môžete ušetriť až 30 % plynu, a teda aj nemalé financie. Kondenzačné kotly totiž pracujú oveľa efektívnejšie než klasické atmosférické kotly. Medzi najúspornejšie patria kondenzačné kotly, ktoré využívajú nielen výhrevnosť paliva, ale dokážu navyše využiť aj časť kondenzačného tepla pary obsiahnutého v spalinách, ktoré pri bežných kotloch nenávratne odchádzajú do komína.
Princíp fungovania kondenzačného kotla
Na rozdiel od starých klasických plynových kotlov získavajú moderné kondenzačné kotly teplo nielen spálením metánu v plyne, ale dokážu využiť aj teplo z vodných pár v spalinách. Dalo by sa povedať, že pracujú účinnejšie. Kondenzačný kotol využíva aj teplo obsiahnuté v spalinách, ktoré by inak odišlo komínom von.
Ako sa meria účinnosť?
Účinnosť kondenzačných kotlov sa pri nich často neudáva jednoducho, čo je spôsobené rozdielnou východiskovou hodnotou. Peter Heyder z Viessmannu vysvetľuje: „Ak sa za 100 % berie spalné teplo, ktoré v sebe zahŕňa nielen výhrevnosť, teda teplo obsiahnuté v samotnom plyne, ale aj teplo obsiahnuté vo vodnej pare, ktorá pri spaľovaní zemného plynu vzniká, potom sa normovaný stupeň využitia pohybuje asi na úrovni 98 %. Ak sa však za 100 % berie len samotná výhrevnosť plynu, dosahuje normovaný stupeň využitia až okolo 109 %. To znamená, že energiu, ktorá je obsiahnutá v plyne, vieme využiť s minimálnymi stratami.“
Kondenzačný kotol nie je žiadne perpetuum mobile ani nevysvetliteľná technológia. Je to výsledok požiadavky na čo najvyššiu účinnosť pri spaľovaní plynu. V minulosti sa s energiou kondenzátu nepočítalo, a preto z matematického hľadiska dnes vychádza účinnosť kotla až 108 %. Avšak ak o celej energii obsiahnutej v zemnom plyne uvažujeme fyzikálne, je účinnosť kondenzačného kotla 98 %.
Účinnosť kondenzačného kotla je približne 98 % oproti cca 75 % účinnosti atmosférického kotla, čo sa v konečnom dôsledku prejaví na spotrebe plynu. Kondenzačné kotly dosahujú za optimálnych podmienok spravidla účinnosť 98 %. Oproti dvadsaťročnému kotlu s účinnosťou cca 75 % ide teda o zvýšenie účinnosti o takmer tretinu. Oproti novšiemu klasickému plynovému kotlu spáli kondenzačný kotol približne o 15 % menej plynu. Pri výmene staršieho kotla prinesie kondenzačný kotol aj vyššie úspory.
Kondenzácia vodnej pary
Označenie kotla ako „kondenzačný“ vychádza z kondenzácie (zrážania) vodnej pary zo spalín. Voda je v spalinách obsiahnutá vo forme vodnej pary. Moderné plynové kondenzačné kotly optimálne využívajú nielen konvenčné teplo, ktoré vzniká spaľovaním plynu, ale aj „latentné“ teplo, ktoré sa spotrebúva na odparenie vody obsiahnutej v spalinách. Ďalším výrazným ochladzovaním spalín vodné pary skondenzujú a prenášajú viac tepelnej energie do vykurovacieho systému. Vykurovacia voda ich ochladzuje pod teplotu tzv. rosného bodu, ktorá je pri zemnom plyne približne 57 °C.
Pod touto teplotou para kondenzuje na vodu a odovzdáva pritom do vykurovacej vody kondenzačné teplo. Kondenzačný kotol pracuje s teplotami spalín približne 50 °C (môže to byť o niečo menej aj o niečo viac). Kondenzačná teplota, kedy dochádza ku kondenzácii vodných pár obsiahnutých v spalinách, je 52 °C.
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.
Rozdiely medzi kondenzačným a klasickým kotlom
Kým klasický kotol odvedie spaliny cez komín do ovzdušia, kondenzačný kotol ich dokáže premeniť na teplo. Rozdiel je však v tom, že kondenzačný kotol recykluje plyny, ktoré by inak cez dymovody unikli do ovzdušia.
Klasický (atmosférický) kotol
- Je navrhnutý pre prevádzku so suchými spalinami.
- Najnižšia dovolená teplota vstupnej vody do kotla je obmedzená hodnotou 60 °C.
- Teplota spalín býva v rozsahu 120 až 180 °C.
- Energia zemného plynu je využitá na približne 80 %.
- Spaliny sa odvádzajú do komína a spaľovací vzduch si kotol odoberá z miestnosti, kde je nainštalovaný.
- Vyššie riziko, že sa do neho dostanú toxické látky z miestnosti.
Nízkoteplotný kotol
- Je navrhnutý pre prevádzku so suchými spalinami, pričom môže pracovať aj s teplotami vstupnej vody do kotla 35 až 40 °C.
- Za určitých podmienok môže v kotle dochádzať ku kondenzácii, preto musí byť teplovýmenná plocha zhotovená z materiálu odolného voči korózii (väčšinou liatinové článkové kotle).
- Teplota spalín býva v rozsahu 90 až 140 °C.
- Využitie energetického obsahu spaľovaného zemného plynu sa pohybuje na úrovni 83 %.
Kondenzačný kotol
- Je navrhnutý zámerne pre kondenzačnú prevádzku - priamo v kotle dochádza ku kondenzácii vlhkosti z vodnej pary obsiahnutej v spalinách.
- Teplovýmenná plocha musí byť zhotovená z materiálu plne odolného voči korózii (nerezová oceľ alebo zliatina hliníka a horčíka).
- Teplota vstupnej vody do kotla nie je obmedzená.
- Teplota spalín je v rozsahu 40 až 90 °C v závislosti od teploty vstupnej vody tepelnej sústavy a okamžitého využitia kotla.
- Pretože teplota spalín je nízka a nestačila by pre vytvorenie dostatočného ťahu v komíne, musí byť v kondenzačnom kotle vzduchový alebo spalinový ventilátor.
- Spaliny vstupujúce do komína sú mokré, preto musí byť komínová konštrukcia odolná voči vlhkosti a taktiež vnútornému pretlaku.
- Zachytáva vzduch zvonku cez dymovod, má oveľa lepšie tesnenie, čím je bezpečnejší.
Výhody kondenzačného kotla
Podstatne vyššia efektivita a finančná úspora
Jednoznačne najväčším rozdielom medzi kondenzačným a klasickým kotlom je účinnosť. Efektivita kondenzačného kotla sa pohybuje na úrovni 90 %, zatiaľ čo nekondenzačný kotol je efektívny len na 70 - 80 %. Pri kotloch starších ako 10 rokov je účinnosť ešte nižšia, maximálne 60-percentná. Vďaka tomu, že kondenzačné kotly využívajú spaliny a účinne narábajú s teplom, prinášajú vysokú úsporu financií. Ročne môžete na energiách ušetriť až 250 eur.
Kondenzačné kotly pracujú najúčinnejšie vtedy, ak je teplota vratnej vody z vykurovacieho systému čo najnižšia. Preto je pri nízkoteplotnom vykurovaní prevádzka kondenzačného kotla efektívnejšia a náklady na kúrenie nižšie. To však neznamená, že vo vykurovacom systéme s radiátormi bude kondenzačný kotol výrazne menej účinný. Stačí dosiahnuť teplotu vratnej vody nižšiu ako 57 °C a kondenzačný kotol začne pracovať v kondenzačnom režime. To možno zabezpečiť napríklad miernym predimenzovaním radiátorov.
Ekologickosť
Vykurovanie tvorí veľký podiel všetkých emisií CO₂ vyprodukovaných v domácnostiach. Vďaka opätovnému využívaniu odpadových plynov však môžete jeho množstvo znížiť. Kondenzačné kotly ročne vypustia do vzduchu o 1,2 tony menej oxidu uhličitého než klasické kotly. Metán je šetrnejší ako ostatné uhlíkové palivá, má najlepší pomer atómov uhlíka a vodíka (1:4).
Nemožno sa preto diviť, že Európska únia stále viac podporuje výmenu kotlov za účinnejšie. Podľa jej nariadenia ErP (Energy Related Products) dokonca dovoľuje vyrábať už len kondenzačné kotly, ktoré znižujú množstvo vypusteného oxidu uhličitého a spotrebu energie.
Dlhá životnosť a vyššia bezpečnosť
Kondenzačné kotly bez problémov poslúžia minimálne 15 rokov. V súčasnosti sa používajú neželezné kovy (hliník, meď), ktoré zabraňujú korodovaniu výmenníka kyslým kondenzátom. Ich konštrukcia má oveľa lepšie tesnenie a nehrozí ani kontakt s toxickými látkami, keďže kondenzovaná kvapalina sa odvádza potrubím do odtokového systému.
Kondenzačné kotly zachytávajú vzduch zvonku cez dymovod. Naopak, nekondenzačné kotly nasávajú vzduch z miestnosti, v ktorej sa nachádzajú, čo predstavuje vyššie riziko úniku toxických látok.
Priestorová nenáročnosť
Keďže kondenzačné kotly nepotrebujú samostatný zásobník teplej vody v prípade prietokového ohrevu alebo vstavaného zásobníka, majú menšie a kompaktné rozmery, hodia sa kdekoľvek. Rodiny si ich bežne montujú do kuchyne či kúpeľne. Kondenzačný kotol pôsobí elegantne a jednoducho, takže nebude pôsobiť rušivo v interiéri.
Výber kondenzačného kotla
Optimálny výkon kotla
Ak hľadáte ideálny kondenzačný kotol, v prvom rade je dôležité vybrať si zariadenie s vhodným výkonom. „Kotol s veľmi nízkym výkonom, pochopiteľne, priestory dostatočne nevykúri. Kondenzačné kotly sa dimenzujú rovnakým spôsobom ako akýkoľvek iný zdroj tepla, teda podľa tepelných strát budovy a potreby tepla na ohrev pitnej vody.“ Najlepšie je dať si vypracovať projekt - projektant vykurovania stanoví podľa veľkosti a typu vykurovaného priestoru, počtu osôb atď. potrebný výkon zariadenia, prípadne aj objem zásobníka a podobne.
Typy kondenzačných kotlov: závesné a stacionárne
V prípade stacionárnych a závesných kondenzačných kotlov je na prvý pohľad zrejmý rozdiel v ich veľkosti a hmotnosti. Tam, kde technická miestnosť buď nie je k dispozícii, alebo má len minimálne rozmery, je preto voľba kompaktného nástenného kotla logická - dôvodom sú najmä priestorové možnosti, navyše tieto zariadenia mávajú aj priaznivejšiu cenu.
- Závesné kotly (napr. Viessmann Vitodens 200-W) pracujú s malým objemom vody v prietokovom režime, preto potrebujú nútený obeh, ktorý zabezpečuje kotlové čerpadlo. Sú kompaktné a nenáročné na priestor.
- Stacionárne kotly (napr. Viessmann Vitocrossal 300) pracujú s veľkým objemom vody, čím sa významne zjednodušuje hydraulika vykurovacieho systému a znižuje sa tepelné zaťaženie kotla. Niektoré stacionárne kotly sú vhodné aj do starých systémov - pracujú s veľkým objemom vykurovacej vody a rúrky ich výmenníka majú veľký prierez, čo umožňuje rýchlu a bezproblémovú výmenu bez toho, aby ste museli nový kotol zložito prispôsobovať starému vykurovaciemu systému.
Príprava teplej úžitkovej vody (TÚV)
Chcete pomocou kondenzačného kotla nielen kúriť, ale aj ohrievať vodu?
- Kompaktný kotol s prietokovým ohrevom je vhodný najmä do malých domácností alebo na chaty, teda tam, kde nie je veľká spotreba teplej vody. Prietokové ohrievače zohrievajú len toľko vody, koľko práve potrebujete, sú hygienickejšie, efektívnejšie a nezaberajú veľa miesta.
- Nástenné kotly so zabudovaným zásobníkom sú dobrou voľbou pre stredné spotreby.
- Pre väčšinu štvorčlenných rodín sú vhodnou voľbou stacionárne kotly so zabudovaným zásobníkom (napr. Protherm Tiger Condens) - ponúkajú komfortnú zásobu teplej vody a zároveň ide o pomerne estetické uzavreté bloky, takže ich možno inštalovať aj na viditeľné miesto v interiéri. Objem zásobníka a výkon kotla sa určuje podľa počtu osôb, ktorí budú teplú vodu využívať, pričom sa počíta asi 40 l teplej vody na osobu a deň.
- Moderný princíp s vrstvovým zásobníkom 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.
Odvod spalín a prívod vzduchu
Plynové kotly všeobecne potrebujú nielen odvádzať spaliny, ale aj privádzať vzduch na spaľovanie. Moderné plynové kondenzačné kotly určené do rodinných domov sú konštruované tak, že rúra na odvod spalín obsahuje aj rúru na prívod vzduchu. Odvod spalín aj prívod vzduchu sa vedie v koncentrickej rúre, ktorá môže ústiť buď do komína, alebo do výfuku v prieraze cez strechu. Vnútorná rúra odvádza spaliny, vonkajšia rúra privádza vzduch na spaľovanie. Výhodou je, že sa miestnosť neochladzuje vzduchom nasávaným zvonka.
Komín, na ktorý chcete pripojiť kondenzačný kotol, by teda mal byť schopný postarať sa nielen o odvod spalín, ale aj o prívod vzduchu 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.
Odvod kondenzátu
Kondenzát z kotla musí byť trvalo odvádzaný do kanalizácie cez sifón, oddeľujúci spaľovaciu komoru od okolia kotla. 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.
Komínové systémy
Schiedel KOMBIGAS umožňuje napojiť na jedinú tvárnicu spotrebič na tuhé palivá, ale aj kondenzačný kotol. V systéme KOMBIGAS sú okrem šamotovej časti aj dve samostatné šachty, ktoré sa dajú využiť na odvod spalín od kondenzačného kotla oceľovou alebo plastovou vložkou a zároveň sú určené aj na prívod vzduchu do kotla.
Schiedel ABSOLUT je keramický komínový systém s absolútnou tesnosťou a odolnosťou proti prieniku vlhkosti aj korózii. Veľká dĺžka vložky 1,33 m umožňuje rýchlu výstavbu. Nenasiakavá tepelnoizolačná vrstva je integrovaná priamo v tvárnici a komín je bez zadného odvetrania, vďaka tesnosti je teda ideálny do stavieb s riadeným vetraním s rekuperáciou.
Regulácia a inteligentné systémy
Moderné kotly regulujú teplotu vykurovacej vody podľa vonkajšej teploty (ekvitermická prevádzka). Ak kotol skombinujete s vhodným inteligentným regulátorom, bude šetriť za vás. Moderná inteligentná regulácia dokáže efektívne riadiť vykurovací systém aj podľa zvyklostí a potrieb konkrétnej domácnosti.
Typy regulácie
„Regulácia sa všeobecne delí na ekvitermickú a reguláciu podľa teploty priestoru,“ vysvetľuje Martin Fábry z Buderusu.
- Ekvitermická regulácia vyhodnocuje snímač teplotu vody, pričom voda v systéme musí neustále cirkulovať. Regulátor si podľa vonkajšej teploty vypočíta požadovanú teplotu vody v potrubí a udržuje ju. Tento spôsob sa používa najmä pri systémoch s väčším objemom vody, ako je napr. podlahové vykurovanie.
- Regulácia podľa teploty priestoru, napríklad pomocou inteligentných termostatických hlavíc, ktoré sa spárujú s regulátorom, umožňuje meniť teplotu zvlášť v každej miestnosti.
Inteligentné funkcie
Moderné digitálne regulátory umožňujú 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.
Inteligentné energetické centrály (napr. Viessmann Vitodens 200-W) môžu mať zabudovaný WiFi modul a cez aplikáciu ViCare umožňujú nastavovať na diaľku teplotu či meniť prevádzkové programy, prípadne odošlú informáciu o poruche.
Regulátory (napr. Buderus Logamatic TC100) môžu pomáhať pri šetrení energiou napríklad aj inteligentným nastavením režimu vykurovania na základe zvyklostí obyvateľov, prípadne využitím automatickej detekcie prítomnosti osôb podľa smartfónov. Ak do systému vložíte údaje o cene energií, aplikácia ponúkne prehľad o ich spotrebe spolu s nákladmi. Riadiaci systém sa podieľa podstatným spôsobom na hospodárnosti prevádzky.
Kombinácia s inými systémami a zdroje tepla
Nízkoteplotné vykurovanie
Kondenzačné kotly pracujú najúčinnejšie vtedy, ak je teplota vratnej vody z vykurovacieho systému čo najnižšia. Ideálne sú nízkoteplotné systémy (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. V starších neobnovených domoch sa nemusí pri prevádzke kondenzačného kotla využiť plný potenciál úspor.
Vykurovací systém treba navrhnúť na čo najnižšiu teplotu vykurovacej vody. Ak len vymieňate starý kotol za kondenzačný v staršom dome, môžete ponechať aj doterajšie vykurovacie telesá. Mali by však byť v dobrom stave. 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, čo umožňuje kondenzačnému kotlu fungovať s vysokou účinnosťou počas väčšiny vykurovacej sezóny.
Pri kombinácii podlahového a radiátorového vykurovania sa odporúča prispôsobiť veľkosť radiátorov a nevytvárať dve zóny s rôznymi teplotnými spádmi. Zníženie teploty vody do podlahového vykurovania zabezpečuje zmiešavacia armatúra.
Obnoviteľné zdroje energie
„Od januára 2021 je povinnosťou stavať domy tak, aby pri energetickej certifikácii splnili požiadavku globálneho ukazovateľa energetickej triedy A0.“ Aby sa dosiahli tieto pomerne prísne ekologické limity, bude potrebné kondenzačný kotol doplniť o niektorý z obnoviteľných zdrojov energie, napríklad fotovoltické moduly alebo solárne kolektory, čím sa výrazne znížia emisie CO2 a NOx. Ďalšou možnosťou je využitie riadeného vetrania s rekuperáciou.
Solárny systém je 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.
Ďalšie zdroje tepla
V rodinných domoch s vyššou potrebou tepla sa dá vykurovací systém ľahko doplniť ďalším zdrojom tepla, ak sa preň vytvorí vhodný priestor. 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 môže spôsobiť problémy. Tieto prídavné zdroje tepla môžu prevziať časť alebo aj väčšinu výroby tepla, čo zabezpečuje rozloženie rizika porúch a zálohovanie, ale aj možnosť výberu zdroja s ohľadom na prevádzkové náklady v danom čase. Komplikuje sa tým však celý vykurovací a riadiaci systém.
Ak nie je k dispozícii plynová prípojka, alternatívou je tepelné čerpadlo alebo kotol na biomasu.
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.
Ako funguje kondenzačný kotol
Zhrnutie a dôležité aspekty
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. Patrí medzi ekonomicky, energeticky a environmentálne vhodnejšie riešenia oproti klasickým plynovým kotlom, ktorých predaj už skončil, keďže nespĺňali požiadavky na efektívnosť. V novostavbách, ktoré majú v blízkosti prípojku plynu, môže byť kondenzačný kotol jednou z ekonomicky najvýhodnejších možností.
Pri výbere nového zariadenia je užitočné poznať špecifiká inštalácií v rôznych prípadoch a vedieť ako kondenzačný kotol funguje a kedy má úspornú prevádzku. Jeho cena je vyššia oproti klasickému kotlu na plyn preto, lebo na vnútorné diely treba použiť materiály odolné voči korózii pri styku s kyslým kondenzátom. Keďže sa jedná o vyhradené technické zariadenie, aj samotnú montáž a uvedenie do prevádzky môže vykonávať len certifikovaný technik s potrebnými oprávneniami.
Hoci kondenzačný kotol využíva neobnoviteľný zdroj energie (zemný plyn), investíciu treba vždy dobre zvážiť, aj vzhľadom na sprísňujúce sa požiadavky na energetickú hospodárnosť budov.
tags: #kondenzacny #vs #atmosfericky #kotol