Kondenzační plynový kotel - jak funguje?

Jak funguje kondenzační kotel a co vlastně znamená "kondenzační"?

Od počátku... ve 20. století nebylo plynové vytápění příliš populární, mimo jiné kvůli nedostatku přenosové infrastruktury. Přesto existovala technologie plynových kotlů, která byla používána a zdokonalována. Jejich princip fungování je zřejmý, tepelná energie vznikala spalováním plynu, který jako každé hořlavé palivo má určitou kalorickou hodnotu. Tímto způsobem vzniklá tepelná energie pomocí výměníku ohřívala vodu, která proudila do našich odběratelů tepla - radiátorů, méně často podlahového vytápění, které se teprve začínalo stávat populární. Už tehdy bylo plynové vytápění považováno za mnohem méně náročné nebo úplně bezúdržbové, čistší a ekologičtější ve srovnání s koly na tradiční palivo. Nebyly to však kondenzační kotle, nevyskytovalo se v nich jev "kondenzace".

Na začátku 21. století byla technologie plynových kotlů zdokonalena přidáním jevu kondenzace - čímž se staly mnohem účinnějšími a levnějšími v provozu (mohly spotřebovávat méně paliva, a přesto dosahovat vyšší účinnosti). U tradičního plynového kotle tepelná energie vznikala spalováním plynu a spaliny plynu putují do atmosféry. Samy o sobě byly také tepelným nosičem, protože měly často teplotu vyšší než 100-110°C. Rozvoj technologie plynu měl za úkol získat alespoň částečně tepelnou energii, která takto unikala do atmosféry. Vznikla tedy technologie kondenzace, která spočívá v tom, že v rámci jednoho topného zařízení, kotle malých rozměrů a cenově dostupných pro většinu populace, kromě spalování plynu (a získávání takto tepelné energie) dochází k skládání spalin, pomocí vody, která rovněž zvyšuje svou teplotu díky tomuto procesu. Dochází tedy ke výměně tepla mezi vodou a spalinami plynu, v důsledku čehož spaliny již nemají tak vysokou teplotu jako u tradičních kotlů. U kondenzačních kotlů mají spaliny pouze mezi 35 a 50°C (což jsou považovány za ekologičtější, jistě to potěší zastánce teorie, že lidé přispívají k oteplování klimatu). Díky získání teploty ze spalin kotel spotřebovává méně plynu, aby dosáhl stejných výsledků. Lze to pocítit v peněžence. V tom spočívá kondenzace.

Několik čísel pro srovnání kondenzačních a tradičních plynových kotlů

Tradiční kotle, za nejlepších, ideálních podmínek měly dosahovat účinnosti, kterou se na konci 20. století obvykle označovalo jako 100%. V praxi však zřídka dosahovaly této účinnosti a pohybovaly se v rozmezí 80-90%. S časem a s používáním zařízení tato účinnost ještě klesala, což vedlo ke zvýšení spotřeby paliva. Jak se nová generace kotle, tedy kondenzační kotel, jeví ve srovnání s tradičním kotlem? Obvykle překračovala těchto 100% a často dosahovala účinnosti až 110-111%.
V praxi v porovnání s klasickým kotlem je spotřeba paliva nižší o přibližně 15-20%. Vzhledem k tomu, že staré plynové kotle jsou dnes nejčastěji již vyžíhanými zařízeními, výměna za nový kondenzační kotel může snížit spotřebu plynu téměř o 1/3.

Ba-12-30

NT Ba-12-30

1 799,00 Kč

Dodaj do koszyka

Ba-16-34

NT Ba-16-34

2 799,00 Kč

Dodaj do koszyka

Srovnání cen kotlů

Samozřejmě, novější technologie vždy znamená vyšší náklady a zde je kondenzační kotel bohužel asi o 40-60% dražší. Je stále obtížnější dnes najít tradiční plynové kotle, nekondenzační (tj. s otevřenou spalovací komorou), ale stále to je možné - jejich cena začíná již od 14000-16000 Kč hrubě. Avšak za dnešních cen plynu je třeba zvážit, zda je to skutečná úspora, protože použití takového kotle znamená každoročně spotřebovat o 15-20% více paliva. V některých zemích byla kvůli neekonomické spotřebě plynu/paliva instalace zastaralých plynových kotelů již zakázána - v Polsku je však stále lze nabízet, ale to platí pouze pro dřívější výrobu. Není již povoleno uvádět nové modely na trh, takže lze říci, že tato technologie jako málo úsporná byla de facto zablokována státem (impuls vycházel z Evropské unie, která v této věci vydala speciální směrnici).

Spalovací komora v plynovém kotli

Kotly s možností kondenzace, na rozdíl od starších ekvivalentů, mají tzv. uzavřenou spalovací komoru. To znamená, že vzduch (nutný pro proces spalování) nemůže být odebírán ze místnosti, ve které se kotel nachází - což mnozí považují za výhodu. Výhodu - protože z hlediska vzduchu v domě je takový kotel neutrální, neovlivňuje jeho kvalitu ani složení. To však vyžaduje přivádění vzduchu do komory zvenčí budovy, což se nejčastěji provádí pomocí ventilátorů. To znamená, že na místě, kde plánujeme umístit kotel, je třeba tuto možnost předvídat. Kromě toho musí kotel odvádět zbývající spaliny připojením k komínům. Zbytky kondenzačních spalin jsou poté odváděny přímo do kanalizace.

Musí kotelní místnost s moderním plynovým kotlem mít ventilaci?

Jistě, bez ohledu na typ plynového kotle je to nutnost z hlediska bezpečnosti. I když jsou kotle s uzavřenou spalovací komorou považovány za bezpečnější, je nutné zajistit ventilaci. V případě jakýchkoli netěsností v instalaci nebo jiných poruch (musíme myslet i na budoucnost) to ochrání před vysokou koncentrací plynu v kotelně (což by dokonce mohlo vést k výbuchu).

Co když mám starý kotel na ekogros nebo uhlí, který chci ponechat, a k tomu přidat plynový kotel? Ve uzavřeném nebo otevřeném systému?

Velmi časté rozhodnutí - chceme vytápění bez obsluhy, ale bojíme se, že v případě tvrdých zim to bude stát hodně peněz. Plyn je palivo citlivé na politické tlaky, jak ukázaly nedávné výkyvy cen. 
Nejčastěji se v takovém případě systém rozdělí na 2 části, vytvářející tzv. otevřený a uzavřený systém. Stručně řečeno, otevřený systém je ta část našeho topného systému, která má někde kontakt s vzduchem, protože v jejím nejvyšším bodě je otevřená přepadová nádoba. Jedná se o nádobu naplněnou vodou z instalace, ale ne úplně, a v případě zvýšení tlaku se v ní hladina vody zvedá (ale je nastavena tak, aby se voda vylijela pouze v případě přehřátí systému, nebezpečného skoku tlaku v instalaci, což se má v otevřené nádobě neutralizovat). Zbývající část systému - uzavřený systém - je doslova uzavřená, neobsahuje žádný otevřený prvek. Místo otevřené přepadové nádoby má uzavřenou tlakovou nádobu a k ochraně instalace je zde bezpečnostní ventil, chránící před vysokými tlaky.

V otevřeném systému je vhodné nechat kotel na ekogros nebo uhlí apod., protože tato zdroje tepla z mnoha důvodů lépe a bezpečněji fungují s otevřenou přepadovou nádobou. Stejně tak se často doporučuje, aby v otevřené části instalace fungoval krb (pokud je k plynovému kotli připojen krb s vodním pláštěm). Proč právě v otevřeném systému? Protože tyto zdroje tepla jsou méně ovladatelné, méně regulovatelné. Nelze je náhle odstavit z provozu a rychle je vychladit, jako například plynový kotel. Zůstávají stále teplé, a proto při přehřátí systému a nebezpečném nárůstu tlaku v instalaci otevřená nádoba odvede přebytečnou vodu do kanalizace a vyrovná tlak v instalaci, což chrání její poškození.

Plynové kotle se naopak doporučují pro práci v uzavřených systémech, stejně jako např. elektrické kotle.

Ba-16-50

NT Ba-16-50

3 349,00 Kč

Dodaj do koszyka

Jak propojit oba systémy? Jak propojit otevřený systém s uzavřeným systémem v rámci jednoho systému ústředního topení?

Podobné systémy se propojují pomocí tzv. PWC, což je deskový výměník tepla. Jedná se o zařízení, které přenese teplo z plynového kotle na druhou stranu - aniž by se míchaly oba systémy. Navíc zkrátí oběh plynu, čímž vyrovná tlaky mezi systémy. To má pozitivní vliv na provoz systému. Podmínkou pro správnou práci výměníku tepla s plynovým kotlem je jeho správný výběr - o tom, jak správně vybrat takové zařízení, jsme psali zde.

Měly by plynové kotle vždy pracovat v uzavřeném systému?

Ne. Toto je pouze hlavní zásada vyplývající z praxe v naší zemi, ale má velmi rozumné základy, o kterých jsme již zmínili. Základním kritériem pro rozhodnutí, zda by daný kotel měl pracovat v uzavřeném nebo otevřeném systému, je doporučení výrobce. Pokud máme konkrétní plány ohledně umístění kotle v instalaci, je vhodné před nákupem pečlivě zkontrolovat jeho specifikaci. Existují plynové kotle určené pro otevřené systémy a existují pece na ekogros určené pro uzavřené systémy. V praxi se však s tímto méně setkává.

Další výhodou uzavřeného systému pro plyn je skutečnost, že styk vody v instalaci s vzduchem se s časem podílí na korozi. Uzavřený systém s membránovou nádobou je považován za bezpečnější pro citlivé plynové kotle.

Obrázek 1 - Výměník tepla s tepelnou izolací určený k propojení uzavřeného a otevřeného systému. Fotografie - Nordic Tec

Stará instalace - a kondenzační plynový kotel

Je to možné - i když samozřejmě platí tvrzení "plyn pouze v novostavbách", ve kterém je trochu pravdy. Plyn je relativně ekonomickým palivem pouze v nových nebo zmodernizovaných systémech. Nejlépe v izolovaných domech v nových stavbách, protože ty vyžadují menší energetickou náročnost na ohřev (a mají menší tepelné ztráty). Navíc se často říká, že plynové kotle jsou super ekonomické v systémech s podlahovým vytápěním (i úplně bez radiátorů), protože médium se ohřívá pouze na teplotu kolem 30-35 °C, a ne na 50-60 °C jako v případě radiátorů. Je na tom hodně pravdy. K věci.

Stará instalace, pokud ji zatím nemůžeme zmodernizovat - často je zdrojem různých druhů nečistot a kotlíkového kamene. To není dobré pro životnost našeho kotle. Doporučujeme v takovém případě oddělit instalaci od kondenzačního plynového kotle tím, že mu zajistíme kratší okruh v uzavřeném systému propojeném s instalací deskovým výměníkem tepla. To ochrání náš kotel a zároveň vyrovná tlaky při práci kotle (což bude fungovat trochu jako anuloid).

Anuloid - je to potřebné - pokud všechno funguje na jednom systému?

Ne vždy, často není potřebné. Většina kotle má vestavěný čerpadlo, které generuje oběh. I při přítomnosti oběžných čerpadel v instalaci se v případě rozsáhlých systémů tlaky v jednotlivých částech systému liší a brání správnému fungování kondenzačního kotle. Oběh vody vyvolaný kotlem v případě příliš rozsáhlých instalací nevyřeší problém. Pokud se tedy tento problém objeví, je třeba vyrovnat práci systému oddělením krátkého oběhu pro kotel. Teoreticky to lze udělat, jak je popsáno výše s použitím výměníku tepla - ale v tomto případě vzniknou dva oddělené systémy, které se nesmíchají. Pokud neexistují konkrétní pokyny pro instalaci deskového výměníku (například snaha oddělit kotel od staré potenciálně nečisté instalace nebo rozdělení systému kvůli zachování v instalačním systému CO starého uhlíového kotle nebo pevného paliva) - v tomto případě lze použít Anuloid, který rozdělí systém, ale umožní míchání vody. Vznikne tak pro kotel kratší kvazi-oběh, ve kterém se vyrovná tlak práce - což zajistí, že náš kotel bude pracovat efektivně a účinně.

Doporučujeme výměníky tepla značky Nordic Tec, mezi kterými najdete řadu vhodných modelů pro spojení plynového kotle s instalací. Pokud máte technické dotazy týkající se použití výměníku v kombinaci s plynovým kotlem - kontaktujte nás.