Jak funguje kondenzační kotel?

Kondenzační plynový kotel – co to je a jak funguje? O všech výhodách a nevýhodách tohoto zařízení si povíme v článku.

Plynový kotel je poměrně běžným prvkem topného systému bytu i soukromého domu. Vysoce kvalitní vytápění domu závisí na jeho účinnosti a spolehlivosti. Kondenzační jednotka je relativně nový typ generátoru tepla, který má nejen vysokou účinnost, ale také snižuje spotřebu plynu. O všech výhodách a nevýhodách tohoto zařízení vám povíme v tomto článku.

Zařízení a princip činnosti

Vizuálně se kondenzační plynový kotel nijak neliší od konvekčního kotle. Jeho konstrukce je však mnohem složitější než u běžné plyno-palivové jednotky.

Hlavní konstrukční prvky:

• Uzavřená spalovací komora;
• Modulární hořák s plynulou regulací plamene;
• Primární výměník tepla;
• Dochlazovací komora s kondenzačním výměníkem tepla;
• Turbína (ventilátor);
• Zařízení pro odvod kondenzátu;
• Koaxiální komín.

Princip fungování takového zařízení spočívá ve využití akumulačního tepla generovaného během procesu kondenzace. Pro využití dodatečné tepelné energie je v kondenzačním kotli umístěn sekundární výměník tepla, který „odebírá“ teplo vodní páře.

Pro získání maximálního množství vlhkosti ze spalin musí kondenzační kotel pracovat v nízkoteplotním režimu, tj.

• Plynový hořák ohřívá chladicí kapalinu na nastavenou teplotu.
• Spaliny přecházejí do druhého výměníku tepla, kde jsou ochlazovány ochlazenou vodou z výfukového potrubí.
• Při chlazení na „rosný bod“ (50-53°) se tvoří kondenzát, který se usazuje na sekundárním výměníku tepla a uvolňuje dodatečnou tepelnou energii do chladicí kapaliny.
• Zbývající kondenzát odtéká do speciální nádrže.

Kondenzace není jen voda, ale kapalina s vysokým obsahem chemických kyselin. Pro minimalizaci tvorby koroze se do zařízení nejčastěji instalují lité výměníky tepla z nerezové oceli nebo siluminu.

Výhody kondenzační jednotky

Úspora plynu. Modulační hořák a vestavěná automatika umožňují racionálnější využití plynového paliva díky optimálnímu poměru kyslíku a plynu v zařízení. To umožňuje snížit spotřebu plynového paliva až o 15-20%.

Vysoký výkon. Díky využití dodatečné tepelné energie přesahuje účinnost takových jednotek 100 %.

zabezpečení. Všechny jednotky mají uzavřenou spalovací komoru, která je bezpečná pro člověka. A princip kondenzace snižuje emise škodlivých látek do atmosféry, protože většina kyselin se usadí v kondenzátu.

všestrannost. Zařízení je navrženo pro provoz v podmínkách nízké teploty, což umožňuje jeho instalaci s podlahovým systémem vyhřívaným vodou. S radiátorovým vytápěním bude jednotka fungovat jako běžný konvekční analog. Vyznačuje se vysokou provozní účinností v kombinovaném topném systému.

Delší životnost. Snížením zatížení hlavních komponentů zařízení se zvyšuje životnost jednotky minimálně na 15 let.

Proč je účinnost vyšší než 100 %?

Z fyzikálního zákona o zachování a přeměně energie je známo, že účinnost nemůže překročit 100 %. Odkud tedy pochází 102, 106 nebo dokonce 110 %?

Tento ukazatel je porovnáván s účinností klasických plynových zařízení. Například:

V konvekčním modelu, v závislosti na výrobci a výkonu zařízení, 4 až 10 % tepelné energie „letí do komína“: jednostupňové zahřívání kapaliny v topném okruhu zahrnuje ohřev chladicí kapaliny jedním teplem výměníku jednotky, přičemž část tepla odchází spolu se zplodinami komínem. Proto se průměrná účinnost konvenčního plynového generátoru tepla pohybuje v rozmezí 90-96%.

V kondenzačním kotli díky dvoustupňovému ohřevu chladiva sekundární výměník tepla shromažďuje zbývající teplo akumulované v páře. Proto se ukazatele účinnosti jednotky sčítají jako: standardní 90-96 % (při normálním vývinu tepla) + 10 % (sekundární teplo získané tvorbou kondenzátu). Dostáváme tedy kýžených 102–110 %.

Omezení

Vysoká cena. Kondenzační plynový kotel stojí často jeden a půl až dvakrát více než klasické modely. Dokonce i ty nejlevnější jednotky jsou o řád vyšší než jejich konvekční protějšky.

Odvod kondenzátu. Vypouštění kyseliny do septiku nebo půdy není povoleno. Agresivní kapaliny je nutné ředit v poměru 10:1, nejlépe 25 ku 1, nebo použít speciální neutralizátory.

Snížená účinnost při použití jednotky ve vysokoteplotních systémech. Vysoké účinnosti zařízení je dosaženo pouze produkcí kondenzátu. Pro jeho vznik je však nutné, aby teplota vratné vody nepřesáhla 20-30°C. Toho lze dosáhnout pouze podlahovým vytápěním nebo kombinovaným systémem vytápění.

Požadavky na komín

U uzavřených zařízení se nasávání vzduchu a odvod spalin provádí násilně pomocí turbíny (ventilátoru). Pro normální cirkulaci vzduchu se používá koaxiální komín. Takový systém odvodu kouře musí být instalován pod určitým úhlem, aby vzniklé usazeniny kondenzátu nepadaly zpět do kotle.

Vzhledem k tomu, že teplota spalin je u kondenzačních kotlů mnohem nižší než u konvekčních kotlů, mělo by být zařízení instalováno v místě, kde nebude namrazovat komínové potrubí.

Výkon

Maximální účinnosti kondenzačního plynového kotle je dosaženo při správném provozu jednotky. Při instalaci a montáži je důležité dodržet technické požadavky.

Z dlouhodobého hlediska vám takové zařízení umožňuje snížit náklady na plynové palivo a ušetřit na vytápění.