Pri kúpe plynového kotla sa počíta s tým, že bude fungovať spoľahlivo a efektívne dlhé roky. Jeho správny výber je prvým krokom k tomu, aby ste neriešili nečakané nepríjemnosti uprostred zimy. Plynové kotly sa nerozdeľujú iba na základe výkonu, ale napríklad aj podľa spôsobu prenosu tepla a podľa množstva ďalších kritérií. V posledných rokoch došlo k podstatnému zlepšeniu kvality a účinnosti plynových kotlov.
Typy plynových kotlov
Plynové kotly sú obľúbené zdroje tepla pre vykurovanie rodinných domov, bytov aj veľkých objektov. Majú široký výkonový rozsah, sú spoľahlivé a úsporné. Pre rodinný dom sú v súčasnosti najčastejšie používanou alternatívou vykurovania. Pri teplovodnom vykurovaní ohrieva plynový teplovodný kotol vodu, ktorá je rozvedená do vykurovacích telies - či už radiátorov, alebo podlahového vykurovania.
Podľa ohrevu teplej vody
- Plynový kotol s prietokovým ohrevom teplej vody: Ohrev vody funguje rovnako ako v prietokovom ohrievači. Výhodou je jednoduchá konštrukcia a nízka cena.
- Plynový kotol so zabudovaným zásobníkom: Ohrieva teplú vodu vopred, jej teplota je teda pri odbere stabilnejšia a jej používanie komfortnejšie. Hodí sa pre malé domácnosti.
- Plynový kotol s možnosťou pripojenia k externému zásobníku: Na využitie ohrevu vody k nemu musíte pripojiť externý nepriamovýhrevný zásobník na teplú vodu. Tradične sa pitná voda zohrieva v zásobníkovom ohrievači, ktorý je pripojený na kotol. Ohriata voda v zásobníku poskytuje komfort spočívajúci v stálej teplote vody a bezpečnosť dodávky aj pri špičkových odberoch teplej vody do veľkej vane alebo pri výdatnejšej sprche.
Podľa efektívnosti využitia tepla
Podľa efektívnosti využitia tepla pri spaľovaní plynu delíme plynové kotly na klasické, nízkoteplotné a kondenzačné.
Kondenzačný plynový kotol
Kondenzačný plynový kotol patrí medzi najúspornejšie vykurovacie zdroje vôbec a je najčastejšie využívaným typom. Je najúspornejším typom plynového kotla a patrí medzi ekonomicky, energeticky a environmentálne vhodnejšie riešenia oproti klasickým plynovým kotlom, ktorých predaj už skončil, keďže nespĺňali požiadavky na efektívnosť. Moderné kondenzačné kotly umožňujú optimálne využitie plynu. Využívajú energiu nielen z horenia plynu, ale aj z tepla, ktoré by inak uniklo so spalinami. V novostavbách, ktoré majú v blízkosti prípojku plynu, môže byť kondenzačný kotol jednou z ekonomicky najvýhodnejších možností.
Kondenzačný kotol využíva režim kondenzácie vodnej pary obsiahnutej v spalinách. Zjednodušene povedané, ochladená vykurovacia voda, ktorá sa vracia z vykurovacieho systému (tzv. spiatočka), sa pri vstupe do kotla predhrieva teplom zo spalín, čím ich zákonite ochladzuje. Kotol pracuje v kondenzačnom režime pri teplote spiatočky do cca 56 °C. Teplota spalín sa pohybuje v rozsahu 40 - 90 °C. Účinnosť moderných kondenzačných plynových kotlov je až 109 % (pri plnom využití odpadového tepla).
Nízkoteplotný plynový kotol (konvenčný)
Tento typ je akýmsi medzičlánkom medzi klasickým a kondenzačným plynovým kotlom. Nízkoteplotný plynový kotol pracuje taktiež so suchými spalinami, no je schopný pracovať aj so vstupnou vodou s nižšou teplotou (35 až 40°C). Teplota spalín sa pohybuje na úrovni 90-120°C. Rozdiel oproti klasickému plynovému kotlu je v tom, že teplovýmenná plocha je vyhotovená z antikorózneho (nehrdzavejúceho) materiálu a nevadí mu skondenzovaná voda. Účinnosť nízkoteplotných plynových kotlov sa pohybuje na úrovni 85 %. Nízkoteplotný kotol sa oplatí inštalovať skôr do malého bytu s rozmermi do 40 m², kde by sa investičné náklady za kondenzačný kotol nemuseli vrátiť.
Klasický plynový kotol
Klasický plynový kotol (tzv. kotol prvej generácie) pracuje s teplotou spalín väčšou ako 120°C. Voda privádzaná do kotla nemôže mať nižšiu teplotu ako 60 °C. Inak by vnútri kotla kondenzovala vodná para, ktorá by mohla spôsobovať koróziu teplovýmennej plochy. V klasických kotloch uniká para hore komínom bez využitia a odnáša veľa tepla. Ich predaj už skončil, keďže nespĺňali požiadavky na efektívnosť.
Priestorové nároky a umiestnenie kotla
Pri výbere plynového kotla sú dôležité aj jeho rozmery a spôsob inštalácie, ktoré ovplyvňujú možnosti umiestnenia.
Závesné kotly
Závesné kotly majú modernú konštrukciu a tým aj kompaktné rozmery. Vďaka zaveseniu na stenu neprekáža v priestore. Kondenzačné kotly do rodinných domov sú konštruované najčastejšie ako závesné kotly, sú kompaktné a nenáročné na priestor. Závesný kotol má kompaktné rozmery a pokojne ho môžete umiestniť aj pod schody či do kuchyne. Malé rozmery, nízka hmotnosť a neveľký priestor potrebný pre údržbu ponúkajú väčšiu flexibilitu pri voľbe umiestnenia.
Stacionárne kotly
Stacionárne plynové kotly sa umiestňujú na zem a často ide o kotly s vysokým výkonom určené na vykurovanie väčších domov či budov. Stacionárne kondenzačné a nízkoteplotné (klasické) kotly sú vhodné najmä na rekonštrukciu pôvodného vykurovania na zemný plyn. Stacionárne kondenzačné kotly, ktoré fungujú na princípe kondenzácie, nachádzajú uplatnenie pri rekonštrukciách a možno ich bez problémov umiestniť namiesto existujúceho kotla. Stacionárny kondenzačný kotol má všetky ovládacie prvky presunuté do hornej časti kotla, čím je uľahčená jeho inštalácia na mieste starších typov stacionárnych kotlov.
Elektrické kotly pre porovnanie
Elektrický kotol nevytvára spaliny, čiže nepotrebuje komín. Nevyžaduje zložitú údržbu a ľahko sa reguluje. Má menšie rozmery ako iné druhy kotlov. Prednosťou je aj dlhá životnosť a vysoká spoľahlivosť prevádzky. Elektrické kotly sú obľúbené zdroje tepla pre jednoduché a lacné riešenia. Majú široký výkonový rozsah, sú spoľahlivé a nenáročné na priestor. Inštalujú sa na stenu a je možné ich neskôr vymeniť za iný typ teplovodného vykurovania. Nevýhodou sú však najvyššie prevádzkové náklady.
Ako vybrať plynový kotol
Pri hľadaní konkrétneho plynového kotla je dôležité zvážiť hneď niekoľko kritérií. Pre samotný výber vhodného plynového kotla je nutné poznať veľkosť vykurovaného priestoru a tepelnú stratu objektu, ktorá závisí od polohy domu, stavebnej konštrukcie a úrovne zateplenia.
Výkon kotla
Kotol by mal mať dostatočný výkon, aby bol schopný vykryť tepelné straty objektu aj v prípade tuhej zimy. Mal by sa stanoviť z výpočtu tepelných strát domu. Strata by sa mala pokrývať, ale kotol by nemal byť zbytočne naddimenzovaný ani poddimenzovaný. Zvážte tiež minimálny výkon kotla - čím nižší bude, tým menej často sa kotol spustí, čo predĺži jeho životnosť a zníži spotrebu energie. V teplejších dňoch počas vykurovacej sezóny by mal byť kotol schopný znížiť svoj výkon, aby minimalizoval tzv. cyklovanie. Výkon kotla vždy odporúčame konzultovať so špecialistom. Väčšinou v rodinnom dome postačí výkon 24 kW.
Ohrev teplej vody
Ak plánujete plynovým kondenzačným kotlom ohrievať vodu, nezabudnite zohľadniť aj počet radiátorov, spotrebu vody a počet obyvateľov. Pre základnú predstavu sa uvádza, že pre štvorčlennú rodinu sa odporúča zásobník s objemom 150-200 litrov a kotol s výkonom 4-30 kW. Výkon 24 kW umožní aj jednoduchý prietokový spôsob prípravy teplej vody na varenie a hygienu.
Hlučnosť
Pokiaľ plánujete kotol umiestniť blízko obytných priestorov, buďte pri nákupe obozretní a ako jeden zo základných parametrov sledujte aj jeho hlučnosť.
Typ inštalácie
Už pri výbere je dôležité zvážiť, či budete chcieť plynový kondenzačný kotol umiestňovať na stenu alebo hľadáte stacionárny variant.
Špecifické požiadavky pre nízkoenergetické domy
Nízkoenergetické a pasívne domy majú malú potrebu tepla na vykurovanie, ale potreba teplej vody zostáva porovnateľná s potrebou v bežnom dome. Aby plynový kondenzačný kotol dokázal zabezpečiť tieto protichodné nároky, musí spĺňať dve hlavné požiadavky: aby mal veľký výkonový rozsah a zároveň nízky minimálny výkon. Na tieto parametre treba prihliadať už pri jeho výbere.
Funkčný princíp a technické aspekty kondenzačných kotlov
Kondenzačný kotol je moderné zariadenie, ktoré pracuje s vysokou účinnosťou vďaka využitiu kondenzačného tepla.
Princíp kondenzácie
Najviac tepelnej energie z plynu vám umožní získať kondenzačný plynový kotol. Využíva energiu obsiahnutú v spalinách tým, že znižuje teplotu spalín v kotle pod rosný bod (tzv. kondenzáciu). V moderných kondenzačných kotloch vykurovacia voda ochladzuje výmenník 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. Kondenzačné teplo vodnej pary je rovnako veľké ako výparné teplo vody potrebné na jej vyparenie. Spálením 1 m³ zemného plynu sa vytvorí 1,6 kg vodnej pary (zodpovedá 1,6 l vody).
Účinnosť kondenzačného kotla
Kondenzačný kotol môže mať účinnosť aj nad 100 %, avšak nie je to „perpetuum mobile“. V klasických kotloch sa neuvažovalo s využitím tepla z vodnej pary, ale len s tzv. citeľným teplom, daným teplotou spalín. Vodná para v spalinách zo zemného plynu obsahuje ďalších 11 % tepla. Môžeme ho využiť kondenzovaním pary, ktorá odovzdá toto teplo vykurovacej vode. Účinnosť 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.
Odvod kondenzátu a materiály
Vzhľadom na režim kondenzácie musí byť teplovýmenná plocha v kondenzačných kotloch a tiež komínová konštrukcia vyrobená z antikorózneho materiálu. Moderné kondenzačné kotly majú výmenník z ušľachtilej ocele alebo zliatiny hliníka a kremíka, ktoré zabezpečujú dlhú životnosť a odolnosť voči korózii pri styku s kyslým kondenzátom. Pri kondenzácii vlhkosti zo spalín treba rátať približne s 1,6 l kondenzátu na 1 m³ spáleného zemného plynu. Kondenzát je stredne silná kyselina. Bežne v rodinných domoch ho však netreba neutralizovať, pretože to urobia 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 do kanalizácie prebieha cez sifón, oddeľujúci spaľovaciu komoru od okolia kotla.
Prívod vzduchu a odvod spalín
Každý kondenzačný kotol musí mať vždy ventilátor. Ventilátor zabezpečuje prúdenie vzduchu kotlom a spalín spalinovým systémom. Úlohou spalinových systémov je odvádzať spaliny vzniknuté spaľovaním plynu do vonkajšieho prostredia. Výhodné je nimi súčasne privádzať do kotla vzduch potrebný na spaľovanie. V novostavbe sa môže typ a trasa odvodu spalín prispôsobiť architektúre stavby. 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.
Väčšinou sa vzduch privádza do kotla koncentrickým potrubím. Vnútorná rúra odvádza spaliny, vonkajšia rúra privádza vzduch na spaľovanie. Výhodou je, že sa miestnosť neochladzuje vzduchom nasávaným zvonka. Do komína sa doplní plastové potrubie tzv. dymovod, ktorý je vhodný pre kondenzačné kotly.
Regulácia a riadiace systémy
Na prevádzku plynového kondenzačného kotla a predovšetkým na tepelnú pohodu v dome alebo byte má zásadný vplyv regulácia. Klasické kotly nepotrebovali zložitú reguláciu. Jednoduchý termostat zapínal a vypínal kotol a udržiaval ho na nastavenej teplote vykurovacej vody. Jedným z hlavných rozdielov, ktorý rozlišuje dnes predávané kondenzačné kotly, je systém riadenia a regulácie. Za funkcie naviac sa pripláca, a tak je dobré vyberať len to, čo skutočne potrebujete.
Ideálna je ekvitermická regulácia, doplnená individuálnou reguláciou na vykurovacích telesách, slučkách podlahového vykurovania a pod. Mnoho kotlov je už touto reguláciou opatrených, takže ju stačí doplniť len vonkajším teplotným čidlom. Pri ekvitermickej regulácii sa teplota vykurovacej vody nastavuje automaticky na základe teploty v exteriéri (získava sa zo senzora na fasáde). Podľa tzv. vykurovacej krivky ekvitermický regulátor reguluje teplotu vody vo vykurovaní tak, aby zohľadňovala vonkajšiu teplotu a zodpovedala potrebám na tepelnú pohodu.
Moderné riadiace systémy môžu zahŕňať aj ohrev pitnej vody, ohrev vody v bazéne, dodávku tepla pre vzduchotechniku a riadenie solárneho alebo vetracieho 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. Riadiace systémy majú denné alebo týždenné časovacie programy na nastavenie komfortného aj útlmového vykurovania.
Pri súčasnom rozvoji informačných technológií sa aj vo vykurovaní stupňujú požiadavky na pohodlné sledovanie prevádzky vykurovacieho systému. 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. Riadiaci systém sa podieľa podstatným spôsobom na hospodárnosti prevádzky, tu rozhodne netreba šetriť.
3_Vysvetlenie spaľovacích systémov kotlov | Horáky, rozprašovače a regulácia paliva
Inštalácia a prevádzka
Montáž a údržba
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. Dodatočná montáž po vyhotovení omietok je už veľmi nepríjemná, preto sa nesmie na nič zabudnúť.
Plynový kondenzačný kotol vždy musí inštalovať odborník s oprávnením. Efektívne a tým aj úsporné vykurovanie nie je iba otázkou voľby vhodného kotla. Jeho obstaranie by sa malo začínať projektom, ktorý vypracuje odborník. Podceniť by ste nemali ani odbornú inštaláciu vrátane nastavenia parametrov vykurovacieho systému. Výmena starého, poruchového a neúsporného kotla za nový kondenzačný nie je náročná a dá sa realizovať počas jedného dňa aj počas vykurovacej sezóny.
Životnosť a úspory
Pri plynovom kondenzačnom kotle je nutné počítať s potrebou elektriny na prevádzku regulácie, ventilátora a cirkulačného čerpadla na vykurovacej vode. Približne možno uvažovať o príkone medzi 50 až 150 Wattmi. Prevádzka kondenzačného plynového kotla a jeho údržba ovplyvnia jednoznačne jeho životnosť. Priemerná životnosť sa udáva medzi 15 až 20 rokmi. Dobu prevádzky ovplyvní nielen spomínaná údržba a starostlivosť o kotol, ale napríklad aj kvalita vody vo vykurovacom systéme či spôsob použitia.
Oproti novšiemu klasickému plynovému kotlu spáli kondenzačný kotol približne o 15 % menej plynu. Pri výmene staršieho kotla prinesie kondenzačný kotol aj vyššie úspory. Výmenou zastaraného kotla za nový kondenzačný môžete dosiahnuť úsporu cca 8-20 % spotreby plynu. Ak len vymieňate starý kotol za kondenzačný v staršom dome, môžete ponechať aj doterajšie vykurovacie telesá. Kondenzačný kotol tak bude počas väčšiny vykurovacej sezóny fungovať s vysokou účinnosťou.
Alternatívne a kombinované systémy vykurovania
Vykurovací systém treba navrhnúť na čo najnižšiu teplotu vykurovacej vody. Nízkoteplotné systémy (podlahové a stenové vykurovanie) sú ideálne, pretože pracujú s teplotami napríklad 30 až 45 °C. Nízka teplota ochladenej vykurovacej vody, ktorá sa vracia z vykurovacieho systému, 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.
Pri výmene starého kotla za kondenzačný je vhodnou kombináciou zateplenie obvodového plášťa domu a výmena okien. Zlepšenie tepelnoizolačných vlastností obvodových konštrukcií domu umožní použiť kotol s menším výkonom, pretože sa zníži potreba tepla na vykurovanie.
Kombinácia s obnoviteľnými zdrojmi
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. Solárna energia je obnoviteľnou energiou, ktorá nezaťažuje životné prostredie. Solárny systém je v každom dome vítaným ekologickým doplnkom kondenzačného kotla. Optimálne navrhnutý solárny systém pokryje okolo 60 % ročnej potreby tepla na ohrev vody. Zvyšok musí dohriať plynový kotol.
Krb je dobrý na dosiahnutie pohody v zimných dňoch. Urobiť z krbu hlavný zdroj tepla a kondenzačný kotol ponechať ako zálohu sa dá. 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. 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.
Akumulačné zásobníky
Kombinovaný kotol - teda inštalácia druhého zdroja kúrenia s lacnejšou prevádzkou - môže priniesť úspory. V takom prípade možno obomi kotlami kúriť do akumulačnej nádoby. Okrem vykurovania domu tvorí veľké náklady aj ohrievanie teplej úžitkovej vody. Ak máte plynový kotol so zásobníkom vody, môžete v niektorých prípadoch napojiť nádrž aj na kotol na tuhé palivo. Ohrievanie teplej vody pomocou kotla na pelety alebo drevo vám prinesie finančnú úsporu. 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.
Plynové kotly v kontexte cien energií a ekológie
Hoci sa ceny plynu v posledných rokoch výrazne zmenili, je obstaranie plynového kotla pre mnohých stále veľmi dobrou alternatívou vykurovania v prípade, že preferujú ako hlavný zdroj tepla práve plyn. Jeho hlavnou výhodou je veľmi komfortné používanie. Majitelia sa nemusia okrem čistenia a revízie o nič starať. V novostavbách, ktoré majú v blízkosti prípojku plynu, môže byť kondenzačný kotol jednou z ekonomicky najvýhodnejších možností.
Metán ako šetrné palivo
V plynových kotloch spaľujeme uhľovodíkové palivá, hlavne zemný plyn (menej často skvapalnený plyn ako propán, bután). Zemný plyn tvorí takmer úplne metán CH4 (96 až 98 %). Z molekuly metánu vznikne len jedna molekula CO2, ale až dve molekuly vody, čo nezaťažuje životné prostredie. Metán je preto šetrnejší ako ostatné uhlíkové palivá, má najlepší pomer atómov uhlíka a vodíka (1:4).