Nízkoteplotné a kondenzačné kotly

26.02.2007  |     

Náklady na vykurovanie tvoria v domácnostiach obyčajne viac ako 60 percent všetkých prevádzkových nákladov. Jednou z možností ako ich znížiť je vhodná voľba vykurovacieho systému a správny výber zdroja vykurovania a prípravy teplej vody. Voľbou kotla sa určí charakter zdroja tepla, ktorý by sa už počas ďalších rokov jeho používania nemal meniť.

Zdrojom vykurovania je kotol, ktorý si môžeme vybrať na základe viacerých hľadísk. Rozhodnúť sa možno podľa druhu použitého paliva, umiestnenia, spôsobu zabezpečenia tepla a ohrevu teplej vody, odvodu spalín a podobne. Kotly rozdeľujeme aj podľa prevádzkovej teploty teplonosnej látky. Z tohto hľadiska sa delia na klasické nízkoteplotné kotly a na kondenzačné kotly.

Kotly druhej generácie

Nízkoteplotné kotly sú v súčasných slovenských pomeroch štandardným zdrojom tepla. Vyrábajú sa v stacionárnej aj v závesnej verzii. Sú vhodné pre vykurovacie systémy, ktoré pracujú s vyššími teplotnými spádmi. Najkvalitnejšie z nich dosahujú normovaný stupeň využitia až 93 percent, čo znamená v porovnaní s kotlami staršej konštrukcie takmer dvadsaťpercentnú úsporu. Moderné nízkoteplotné kotly v stacionárnej verzii sa vyznačujú mimoriadne spoľahlivou prevádzkou, hrubou tepelnou izoláciou a tie najlepšie aj vyspelou digitálnou regulačnou technikou. Tá umožňuje vyšší efekt šetrenia primárnej energie. Závesné či nástenné nízkoteplotné kotly sa vyrábajú vo výkonoch od 10 do 30 kW. Na rozdiel od stacionárnych disponujú horákmi s modulovaným výkonom, a tým kompenzujú menšiu tepelnú zotrvačnosť a menší vodný objem. Svojimi rozmermi šetria nielen miesto, ale majú v sebe zabudované aj veľké množstvo príslušenstva, napríklad obehové čerpadlo, prepínací ventil na ohrev pitnej vody či expanznú nádobu. Riadiace centrum zaručuje automatickú prevádzku pri vysokom využití.

Pri moderných nízkoteplotných kotloch klesá teplota spalín pod 130°C a teplota vratnej vykurovacej vody je nižšia ako 65°C. V prípade poklesu teploty vratnej vody pod teplotu rosného bodu (teplota, pri ktorej sa začína z vlhkých spalín kondenzovať voda, t. j. pod 52 až 58 °C) môže vzniknúť koncentrát spôsobujúci pri menej odolných materiáloch poškodenie a koróziu. Napríklad výmenník tepla je najčastejšie vyrobený z ocele alebo z liatiny. Použitie ocele má však určité nevýhody: teplotu vratnej vody treba zabezpečiť tak, aby bola vyššia ako teplota rosného bodu spalín, teda približne 55°C. Ak táto teplota poklesne, dochádza k nízkoteplotnej kondenzácii, pri ktorej sa síra obsiahnutá v palive premieňa na kyselinu sírovú a oxidy dusíka na kyselinu dusičnú. Tieto dve látky pôsobia na oceľovú konštrukciu veľmi korozívne. Tým sa znižuje životnosť kotla a rastú náklady na údržbu alebo opravy.

Naopak nízkoteplotný liatinový kotol napriek vyššej obstarávacej cene zabraňuje svojou konštrukciou, usporiadaním a tvarovaním liatinových článkov vzniku kondenzácie, a tým aj nízkoteplotnej korózie. Liatina použitá na výhrevných plochách kotla zabezpečuje vysoké využitie tepla obsiahnutého v spalinách a v maximálnej miere odovzáva prijaté teplo vykurovacej vode rovnomerne vo všetkých častiach kotla. Nízkoteplotná prevádzka kotla predstavuje značné úspory plynu a teplotnú pohodu.

Kondenzačné kotly

Hoci je princíp kondenzovania známy už viac ako sto rokov, efektívne sa začal využívať len nedávno. Kondenzačné kotly pritom najlepšie spĺňajú parametre úspornosti i šetrnosti voči životnému prostrediu. Pri klasickom nízkoteplotnom kotle odchádzajú spaliny cez komín alebo iným vývodom priamo von. Naopak kondenzačné kotly toto teplo odovzdávajú ochladenej vode pritekajúcej zo systému a prihrejú ju. Týmto spôsobom stačí na jej dohriatie – skôr ako sa vráti naspäť do systému – menšie množstvo plynu. Pri ochladzovaní spalín dochádza ku kondenzácii obsiahnutej vodnej pary a k uvoľneniu kondenzačného tepla. Ich úspornosť teda spočíva v tom, že využívajú aj časť kondenzačného tepla pary obsiahnutej v spalinách. Spotrebujú tak o 15 percent menej energie ako klasické kotly a až o 33 percent menej ako zastarané plynové kotly.

Proces kondenzácie prebieha v špeciálnom kotlovom výmenníku, vyrobenom zvyčajne zo zliatin hliníka. Spolu s horákom a ventilátorom tvorí výmenník jadro kotla. Spalinová časť plní rovnakú funkciu ako pri klasických kotloch, výnimočná je ale časť kondenzačná, v ktorej sa ochladzujú (kondenzujú) spaliny. Tým, že spaliny skondenzujú, do ovzdušia sa dostáva už len zvyškové množstvo škodlivín, ktoré je výrazne nižšie ako zákonom stanovené normy na ochranu životného prostredia.

S ohľadom na ochladenie spalín sa kondenzačné kotly vyrábajú len v turbo prevedení. Turbokotly disponujú systémom koncentrických rúr. Tie, jednoducho povedané, disponujú dvoma vrstvami plášťa. V ich vonkajšej časti pritom prúdi spaľovací vzduch a vo vnútornej spaliny. Rúry ústia buď priamo do vonkajšieho prostredia alebo do komína. Rovnako ako nízkoteplotné kotly, aj kondenzačné sa vyrábajú v stacionárnej a závesnej verzii. Potrebám vykurovacej plochy vo väčšine slovenských domácností plne vyhovujú kotly s tepelnými výkonmi do 24 až 28 kW. Tieto kritéria spĺňajú moderné nástenné typy kotlov. Majitelia rodinných domov môžu ušetriť na vstupných nákladoch na kotol, ak si zvolia stacionárny typ kotla, ktorý predstavuje cenovo výhodnejšiu alternatívu k závesným kotlom. Jeho umiestnením v samostatných priestoroch (kotolňa, pivnica) sa dá šetriť obytný priestor a tiež chrániť interiér pred rušivým vplyvom kotla. Na druhej strane o niečo drahšie závesné kotly sú vybavené moderným elektronickým riadením a reguláciou, schopnou ušetriť na prevádzkových nákladoch oveľa viac ako pri jednoduchých stacionárnych kotloch.

Nadštandardné obytné priestory (napr. rodinné domy s bazénom a klimatizáciou) zvyšujú nároky na výkon kotla. Takéto obydlia zväčša vyžadujú kotol s výkonom 30 až 50 kW a nezriedka aj samostatnú kotolňu.

Investícia, ktorá sa vám vráti

Pri kotloch je dôležité prihliadať na ich dostatočnú výkonnosť v závislosti od veľkosti vykurovaných priestorov. Nižší výkon kotla, ako je v skutočnosti potrebný, priestor nevykúri. Naopak príliš veľký výkon bez vhodnej regulácie spôsobuje prekurovanie, a tým aj finančné straty. Kotol je správne zvolený vtedy, ak sa z neho využíva takmer celý rozsah jeho výkonu.

Účinnosť, resp. ročný stupeň využitia pri nízkoteplotných kotloch predstavuje 92 až 94 percent. Vyššiu účinnosť majú kotly kondenzačné. Pomocou kondenzácie totiž využívajú aj časť tepla, ktorá pri nízkoteplotných uniká nevyužitá cez komín, a tak možno dodatočne získať až 11 percent účinnosti. Teoretická využiteľnosť je teda 111 percent. Keďže časť vysála kotol a kondenzát a časť unikne spalinami, dodatočne je využiteľných približne 8 percent tepla. Ročný stupeň využitia pri kondenzačných kotloch je teda 105 až 108 percent.
 

Kondenzačný plynový kotol Geminox THRi 2-17 DC (obr. v texte hore vľavo) ponúka unikátne riešenie, ktoré umožňuje priamo na kotol napojiť dva na sebe nezávislé vykurovacie okruhy, obvykle radiátory a podlahové vykurovanie.


Oproti štandardným plynovým kotlom má kondenzačný kotol (správne zvolený, zapojený, s plynulou reguláciou) predpoklad ročne znížiť spotrebu plynu o 15 percent. Pre porovnanie, účinnosť klasických starých kotlov je od 65 do 80 percent, kým účinnosť nových kotlov je okolo 91 percent.

Pri voľbe zdroja vykurovania si v našich podmienkach väčšinou volíme medzi plynom, elektrickou energiou alebo tuhým palivom (uhlie, drevo). Najmä v rodinných domoch sa na dokurovanie čoraz častejšie využívajú doplnkové zdroje tepla, ako sú slnečná energia, tepelné čerpadlá alebo kozuby či kachľové pece. Napriek zvyšujúcim sa cenám zemného plynu je práve plynové vykurovanie u nás stále najrozšírenejšie. Ak sa nechceme vzdať komfortu vykurovania týmto zdrojom, môžeme ušetriť vďaka vývoju kotlov. Správny výber nového nízkoteplotného kotla dokáže zabezpečiť pokles spotreby plynu o 15 percent, v prípade kondenzačného kotla je to až 30 percent.

Optimálne vykurovanie

Kotol si volíme s ohľadom na vykurovaný priestor tak, aby sme dosiahli tepelnú pohodu pri čo najnižších nákladoch. Stav tepelnej pohody znamená pre človeka príjemný pocit, kedy mu nie je príliš teplo ani príliš zima a nemusí sa opakovane obliekať alebo vyzliekať. Teplota vzduchu by sa mala pohybovať v rozmedzí 18 až 22 °C.

Vykurovanie môže byť aj kombinované – podľa individuálnych potrieb vykurovaného priestoru. V rodinnom dome to môže byť napríklad kombinácia vykurovania kondenzačným kotlom pri využítí panelových radiátorov s veľkou plochou a podlahového kúrenia v obývačke, detskej izbe či kúpeľni. K tomu možno pridať solárny ohrev teplej úžitkovej vody pre obdobia mimo vykurovacej sezóny. Pri voľbe kotla treba zohľadniť aj spôsob vykurovania – klasické radiátorové alebo podlahové (resp. stenové). Pri radiátorovom vykurovaní je potrebný vyšší tepelný spád, t. j. 80/60 (čiže teplota vody vychádzajúcej z kotla je 80 °C a vody vracajúcej sa z vykurovacej sústavy 60°C). Pri podlahovom vykurovaní je tepelný spád 50/40 (aby bola podlaha príjemná na dotyk, nie prehriata).

Z dlhodobého hľadiska ušetríme, ak v prípade podlahového vykurovania zvolíme kondenzačný kotol. Ten má pri nízkom tepelnom spáde využiteľnosť až 106 – 108 percent. Kondenzačné kotly sa osvedčili aj pri radiátorovom vykurovaní. Ich účinnosť je síce nižšia, ale ešte stále dosahuje okolo 98 percent, čo je nad priemerom bežných kotlov. Výber kotla a spôsobu vykurovania si vyžaduje pre každý konkrétny priestor individuálne riešenie, preto je dobré v každom prípade nechať si poradiť od odborníka.
 

Je cena rozhodujúca?

Vo všeobecnosti platí, že klasické nízkoteplotné kotly sú lacnejšie než kotly kondenzačné. Nízkoteplotné kotly kúpite za 25 až 55 tisíc korún, ceny kondenzačných kotlov sa pohybujú v rozmedzí od 45 do 75 tisíc korún a menšie zdroje na tuhé palivá a biomasu stoja približne 20 až 40 tisíc korún. Už na prvý pohľad sú teda ceny kondenzačných kotlov vyššie, doba návratnosti je však kratšia. Pri súčasnej úrovni cien sa rozdiel medzi klasickým a kondenzačným kotlom vráti v priebehu 2 – 3 vykurovacích období (kondenzačný kotol môže ušetriť okolo 3000 korún za rok). Efektívnosť investície je ale potrebné zvážiť z hľadiska každej konkrétnej situácie.


Text: Katarína Vargová;
Foto: Junkers, Procom, Protherm, Viessmann

Mohlo by vás tiež zaujímať:

Foto dňa

Rozsiahly dom na samote sa ukrýva pod zelenou strechou

Najnovšie knihy a časopisy

Najnovšie príspevky