Nízkoteplotné vykurovanie kondenzačným kotlom

Tepelnú pohodu pri tomto type vykurovacieho systému zabezpečuje vykurovacia sústava s nízkoteplotnými sálavými plochami s teplotným spádom napr. 55/45 °C, 45/35 °C alebo so stenovými plochami s teplotným spádom 60/40 °C. Zdroj tepla, plynový kotol pracuje s teplotným spádom 90/70 °C, 80/60 °C. Úprava teploty teplonosnej látky (vody) sa uskutočňuje v zmiešavacej armatúre alebo v špeciálnom výmenníku tepla a obeh pracovnej látky zabezpečuje obehové čerpadlo.  Vykurovaciu plochu tvorí napr. podlaha (podlahové vykurovanie), stena (stenové vykurovanie), resp. strop (stropné vykurovanie). Nižšie teploty vykurovacej vody v systéme vyžadujú väčšiu vykurovaciu plochu, čo je z hľadiska úspory energie výhodou.

V súčasnosti komfort nízkoteplotného vykurovania zabezpečujú kotly tzv. druhej a tretej generácie, tzn. nízkoteplotné a kondenzačné. Ide o moderné kotly, u ktorých teplota spalín klesá pod 130 °C a teplota vratnej vykurovacej vody je pod 65 °C.

Za predpokladu zníženia teploty spalín v nízkoteplotnom kotle pod rosný bod vody (t.j. pod 52 – 57 °C, konkrétna hodnota je závislá od prebytku vzduchu), dôjde k uvoľneniu skupenského tepla skondenzovanej vodnej pary, ktoré zostane nevyužité a unikne komínom. Klasické a štandardné nízkoteplotné kotly uvoľnené teplo nedokážu využiť. Naopak, kotly tretej generácie, tzv. kondenzačné, uvoľnené teplo dokážu využiť, čím zvýšia účinnosť kotla o 11 % a znížia náklady na vykurovanie.

Obr.1: Kondenzačný kotol (ilustračný obrázok)

vykurovanie zemným plynom

Princíp fungovania kondenzačného kotla

Spaľovaním zemného plynu vzniká určité množstvo vodnej pary, ktorá spoločne s oxidom uhličitým tvorí spaliny horenia. Za predpokladu ochladenia týchto spalín pod rosný bod vody (t.j. pod 52 – 57 °C, konkrétna teplota je závislá od prebytku vzduchu) dôjde ku kondenzácií obsiahnutej vodnej pary a k uvoľneniu kondenzačného tepla. Pri klasických kotloch a štandardných nízkoteplotných kotloch sa neuvažuje s využitím kondenzačného tepla, ktoré naopak kondenzačný kotol dokáže za istých podmienok v maximálne miere využiť. Kondenzačný kotol dokáže uvedeným spôsobom dodatočne zvýšiť účinnosť v palive až o 11%. Teoretická účinnosť kondenzačného kotla (vypočítaná z dolnej výhrevnosti paliva) je až 111%. V skutočnosti unikne spalinami približne 1% tepla, kotol vysála 0,5% tepla a 1,5% tepla je odvedené kondenzátom. Využiteľné dodatočné teplo predstavuje hodnotu 8 %.

Porovnanie účinnosti nízkoteplotného a kondenzačného kotla

Účinnosť štandardných či už klasických alebo nízkoteplotných kotlov je vypočítaná z výhrevnosti paliva. Pri týchto typoch kotlov sa neuvažuje s využitím kondenzačného tepla. To znamená, že vyššia hodnota ako 100 % (v našom prípade 108 %) predstavuje schopnosť kondenzačného kotla využiť na vykurovanie kondenzačné teplo. Ak použijeme na výpočet účinnosti hodnotu zo spalného tepla (približne 1,1 násobok hodnoty výhrevnosti), tak účinnosť kondenzačného tepla bude predstavovať hodnotu približne 97 %.

  Obr.2: Porovnanie účinnosti kotlov vypočítanej zo spalného tepla

Ekvitermická regulácia

Moderné kondenzačné kotly si vyžadujú adekvátny riadiaci systém vykurovania. Na hospodárnu prevádzku s maximálnym využitím výhod kondenzačného kotla je nevyhnutná inštalácia tzv. ekvitermickej regulácie. Inteligentný systém regulátorov meria teplotu v exteriéri a vnútornú teplotu miestnosti. Na základe zisteného stavu regulátor zvýši alebo zníži teplotu vykurovacej vody. Inak povedané, ak je vonku chladnejšie, systém automaticky zvýši teplotu vykurovacej vody a opačne, ak je vonku teplejšie teplota vody sa zníži. Znamená to, že kotol v prechodnom období pracuje s nízkou teplotou vykurovacej vody.

Použitie kondenzačného  kotla

Kondenzačná technika je využiteľná nie len pri nových konštrukčných riešeniach vykurovacej sústavy (napr. podlahové vykurovanie, stenové vykurovanie, stropné vykurovanie), avšak má svoje opodstatnenie aj pri klasických štandardných vykurovacích sústavách t.j. klasických konvenčných sústavách (radiátory), ktoré sú inštalované vo väčšine rodinných domov v SR). Pri realizácií projektu či už pri voľbe vykurovacieho systému pre nový dom alebo byt, pri rekonštrukcii jestvujúceho, resp. jeho nahradenie novým vykurovacím systémom, je dôležité a nevyhnutné zámer komunikovať s odborníkom, ktorý posúdi vhodnosť jednotlivých systémov a poradí pri výbere optimálneho riešenia.

Typy nízkoteplotného vykurovania:

  • Podlahové vykurovanie

Podlahové vykurovanie predstavuje nízkoteplotný sálavý systém, ktorý využíva na vykurovanie nižšiu teplotu (teplota podlahy by nemala prekročiť 29 ,°C a teplota vody v rúrkach umiestnených pod podlahou 50 °C) a veľkú plochu s akumulačnou schopnosťou, z ktorej sála teplo do miestnosti. Sálavé teplo postupne ohrieva podlahu, okolité predmety a až následne aj vzduch v miestnosti. Tepelná pohoda je na vysokej úrovni, tzn., že obyvateľ domu má subjektívny pocit príjemného tepla a to napriek tomu, že celková teplota vzduchu v miestnosti dosahuje napr. iba 18 °C. Pri podlahovom vykurovaní je vertikálne aj horizontálne rozloženie teplôt vo vykurovacom priestore takmer ideálne (teplé nohy, chladná hlava). Prevádzkové náklady sú nižšie vzhľadom na to, že podlahová konštrukcia je zároveň vykurovacou plochou s teplotou vyššou ako dosahujú bežné, nevykúrené podlahy a teplota vzduchu v miestnosti môže byť nižšia o 2 až 3 °C v porovnaní s konvenčným (radiátorovým) vykurovaním. Rozdiel v teplote predstavuje úsporu energie a znižuje konečné platby za spotrebu energie. Pokles o 1 °C predstavuje približne 6% – nú úsporu energie. Inak povedané, znížením teploty v miestnosti o 1 °C je možné ušetriť až 6 % z nákladov vynaložených na vykurovanie.

  • Stenové vykurovanie

Systém stenového vykurovania je vo svojej podstate a svojim fungovaním príbuzný podlahovému vykurovania. Patrí k sálavému systému vykurovania a v súčasnosti je jedným z najmodernejších systémov. Stenové vykurovanie, podobne ako podlahové vytvára príjemný pocit tepla aj pri nižšej teplote vzduchu. Teplota stien je napr. 22 – 24 °C, pričom vzduch v miestnosti dosahuje teplotu napr. 18 – 19 °C. Pri návrhu stenového vykurovania je potrebné vziať do úvahy fakt, že priestor v stene, do ktorého bude systém nainštalovaný musí byť voľne prístupný. Zároveň vnútorná omietka musí byť schopná znášať vyššie teploty. Stenové vykurovanie je ideálne skombinovať s podlahovým vykurovaním, čo si vyžaduje vyššiu investičnú náročnosť. Navyše v letnom období môže stenové vykurovanie slúžiť na ochladzovanie miestnosti, za predpokladu inštalácie zdroja chladu.

  • Stropné vykurovanie 

Stropné teplovodné vykurovanie patrí medzi sálavé vykurovacie sústavy. Podiel sálavej zložky na celkovom prenose tepla z vykurovacej plochy (stropu) je podstatne vyšší ako teplo konvenciou (80 % : 20 %). Tento pomer pozitívne ovplyvňuje rovnomernosť prenosu tepla v interiéri a napomáha vytvárať teplotné homogénne prostredie. Teplota vody vo vykurovacom systém je spravidla nižšia ako 50 – 55 °C a povrchová teplota vykurovacej plochy musí dosahovať 35 – 40 °C. Dôležitou podmienkou je dodržanie minimálnej svetlej výšky miestnosti, aby nedochádzalo k nadmernému prehriatiu vzduchu vo výške hlavy dospelého človeka. V letnom období je možné tento systém použiť na chladenie. Efekt chladenia dosiahneme pomocou chladiacej vody napustenej do systému, pričom povrchová teplota stropu je nižšia ako priestorová teplota. Teplo z podlahy, stien, okien, nábytku a ľudí stúpa smerom ku ochladenému stropu a je odvádzané chladiacou vodou cirkulujúcou v strope.

Výber jednotlivého typu vykurovania, ich kombinácie, resp. kombináciu s klasickým konvenčným  vykurovaním pre zabezpečenie komfortu bývania závisí predovšetkým od špecifických potrieb, požiadaviek  a nárokov práve tej Vašej domácnosti.

 

Zdroj: prevádzkovateľ internetových stránok

* Ilustračný obrázok (zdroj: www.istockphoto.com)

Obr.2: Porovnanie účinnosti kotlov vypočítanej zo spalného tepla – zdroj: Slovenský plynárenský priemysel, a.s.