V súčasnosti je najčastejšie používanou alternatívou vykurovania rodinných domov plynový kotol. Moderný plynový kondenzačný kotol je ideálnym riešením, ak chcete svoj dom vykurovať efektívne a ekonomicky prijateľne. Je samozrejmou voľbou pri novostavbách, ale jeho inštaláciu by ste mali zvážiť aj pri rekonštrukciách budov, nakoľko oproti iným kotlom s ním môžete ušetriť nemalé finančné prostriedky.
Kondenzačný kotol patrí medzi ekonomicky, energeticky a environmentálne vhodnejšie riešenia oproti klasickým plynovým kotlom, ktorých predaj už skončil, keďže nespĺňali požiadavky na efektívnosť. Rodinné domy na Slovensku sú v súčasnosti vykurované najčastejšie práve kotlom na zemný plyn.
Princíp fungovania plynového kondenzačného kotla
Základným kameňom efektívnosti plynového kondenzačného kotla je unikátny princíp využívania energie. Bežný kotol využíva na ohrievanie vykurovacej vody iba spaľovanie plynu, resp. iného paliva. Pri spaľovaní plynu vznikajú spaliny, ktorých súčasťou je vodná para. Tá je v bežnom kotle odvádzaná preč komínom a odnáša so sebou veľa tepla.
Plynový kondenzačný kotol dokáže túto vodnú paru využiť vďaka svojej konštrukcii výmenníka tepla. Obsahuje samostatný tepelný výmenník, v ktorom spaliny predhrievajú vratnú vodu z vykurovacej sústavy. Využívajú na to teplo v nich obsiahnuté, čo znamená, že vodná para vo výmenníku kondenzuje (mení sa na vodu) a odovzdáva tejto vratnej vode svoje kondenzačné teplo. Vykurovacia voda ich ochladzuje pod teplotu tzv. rosného bodu, ktorá je pri zemnom plyne približne 57 °C.
K plnej kondenzácii dochádza pri teplote vratnej vody do 55 °C. Čím je teplota vratnej vody nižšia, tým vodná para obsiahnutá v spalinách viac kondenzuje, t.j. viac predohrieva vratnú vodu do kotla. Teplota spalín sa teda v kondenzačnom kotly dostáva na maximálnu hodnotu 70 °C, zatiaľ čo v konvenčnom prístroji je to viac ako 100 °C. Pre čo najvyššiu účinnosť kotla, a teda aj úsporu energií a financií, je nutné dosiahnuť najnižšiu možnú teplotu spalín. Platí, že čím menej tepla vypustíte komínom, tým viac tepla kotol odovzdá do vykurovacej sústavy.
Účinnosť kondenzačného kotla počítaná z tzv. spaľovacieho tepla dosahuje až 98 %. Zostávajúce 2 % stratíte spalinami, sálaním kotla a v odvádzanom kondenzáte. Využitie energie obsiahnutej v plyne je teda oproti iným kotlom veľmi vysoké. V klasických kotloch sa neuvažovalo s využitím tepla z vodnej pary, ale len s tzv. citeľným teplom, daným teplotou spalín. Toto teplo, ako výhrevnosť paliva, tvorilo základňu 100 % a účinnosť kotla dosahovala okolo 94 %. Vodná para v spalinách zo zemného plynu obsahuje ďalších 11 % tepla, ktoré kondenzačný kotol dokáže využiť.
Odvod kondenzátu a spalín
Vzhľadom na režim kondenzácie musí byť teplovýmenná plocha v kondenzačných kotloch i komínová konštrukcia vyrobená z antikorózneho materiálu, z ušľachtilej ocele alebo zliatiny hliníka a kremíka. Na povrchu vnútornej časti výmenníka sa tvorí kyslý kondenzát, preto musí byť odolný voči jeho pôsobeniu. Odvod kondenzátu do kanalizácie cez sifón oddeľuje spaľovaciu komoru od okolia kotla. V rodinných domoch netreba kyslý kondenzát neutralizovať, urobia to zásadité odpady z domu, ako sú napríklad mydlá, šampóny, pracie prášky.
Odvod spalín prebieha cez spalinovod do exteriéru jednoduchým alebo koncentrickým potrubím. Úlohou spalinových systémov je odvádzať spaliny vzniknuté spaľovaním plynu do vonkajšieho prostredia. Výhodné je nimi súčasne privádzať do kotla vzduch potrebný na spaľovanie. Vzduch sa privádza do kotla koncentrickým potrubím, kde vnútorná rúra odvádza spaliny a vonkajšia rúra privádza vzduch na spaľovanie. Výhodou je, že sa miestnosť neochladzuje vzduchom nasávaným zvonka.
Výhody plynového kondenzačného kotla
Plynové kondenzačné kotly sú v dnešnej dobe pokrokovým a často odporúčaným riešením vykurovania. Ponúkajú rad výhod, ktoré prispievajú k ich popularite.
- Vysoká účinnosť a úspora: Kondenzačný plynový kotol dokáže znížiť spotrebu plynu v domácnosti o približne 15 percent oproti novšiemu klasickému plynovému kotlu. Pri výmene staršieho kotla prinesie kondenzačný kotol ešte vyššie úspory. V spojení s vhodnou regulačnou technikou predstavujú plynové kotly vysoko účinný a ekonomický zdroj tepla.
- Kompaktné rozmery a umiestnenie: Moderný plynový kotol do domu má kompaktné rozmery, takže naň nepotrebujete samostatnú miestnosť. Vďaka tomu ich namontujete kamkoľvek, či už do kúpeľne, predsiene, alebo do kuchyne vedľa kuchynskej linky.
- Ekologická prevádzka: Pri spaľovaní zemného plynu vzniká z molekuly metánu 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). Vďaka najmodernejšej kondenzačnej technológii znižujú kotly nevyhnutné emisie CO2 na technicky dosiahnuteľné minimum.
- Nízka obstarávacia cena (v porovnaní s niektorými alternatívami): Výhodou kondenzačných plynových kotlov v porovnaní s modernými udržateľnými technológiami je najmä ich nízka obstarávacia cena.
- Komfort a automatická prevádzka: Plynový kotol pracuje plne automaticky a nevyžaduje od vás takmer žiadne zásahy okrem servisných prehliadok a revízií. Nemusíte prikladať palivo, vysýpať popol ani čistiť komín od sadzí. Pri optimálnom nastavení vydáva plynový kotol len tiché prevádzkové zvuky.
Regulácia a inteligentné systémy
Moderné kotly využívajú na znižovanie výkonu v prípade nižších požiadaviek na teplo tzv. výkonovú moduláciu. Vďaka tomu regulujú svoj vykurovací výkon podľa aktuálnej vonkajšej teploty a potreby vykurovacieho systému, bez potreby cyklovania, t. j. opakovaného zapínania a vypínania ohrevu. Dobrý kotol by mal byť schopný plynule regulovať svoj výkon v čo najväčšom rozsahu, napríklad od 10 do 100 % menovitého výkonu.
Ekvitermická regulácia
Ekvitermická regulácia je kľúčová pre efektívnu a úspornú prevádzku. Nastavuje teplotu vykurovacej vody automaticky. Využíva na to údaj o aktuálnej vnútornej teplote, vonkajšej teplote zo snímača na severnej strane domu a údaje z vopred nastavenej ekvitermickej krivky. Ak je vonku teplejšie, kotol teplotu vykurovacej vody automaticky zníži, avšak iba do takej miery, aby ostala zachovaná tepelná pohoda v interiéri. Využitím ekvitermickej regulácie znížite tepelné straty cez povrch kotla a tým aj náklady na vykurovanie.
Ak využívate nútený obeh vykurovacej vody, ušetriť môžete aj reguláciou otáčok obehového čerpadla. Na jar a na jeseň pri vyšších vonkajších teplotách tým znížite teplotu vratnej vody, čím zároveň rozšírite pásmo využitia kondenzácie. Riadiace systémy majú denné alebo týždenné časovacie programy na nastavenie komfortného aj útlmového vykurovania. Vykurovanie sa v oboch režimoch vypne po dosiahnutí zvolených hraníc vonkajšej teploty.
Inteligentné riadiace systémy
Jedným z hlavných rozdielov, ktorý rozlišuje dnes predávané kondenzačné kotly, je systém riadenia a regulácie. Moderné digitálne regulátory umožňujú 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.
Vďaka súčasnému rozvoju 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. Moderný kondenzačný kotol viete s pomocou inteligentného regulátora ovládať poľahky aj na diaľku.
Inteligentné regulátory Buderus Logamatic s internetovým pripojením na jednoduché a pohodlné ovládanie pomocou tabletu alebo smartfónu sú inovatívnym riešením, ako ešte viac znížiť náklady na vykurovanie domácnosti. Vďaka funkcii detekcie dokáže termostat Logamatic TC100 rozpoznať GPS polohu vášho smartfónu, takže si môžete nastaviť požadovanú teplotu v čase návratu domov. Maximálny účinok dosiahnete, ak Logamatic TC100 skombinujete s inteligentnými termostatickými radiátorovými hlavicami, ktoré umožňujú individuálne regulovať teplotu v každej miestnosti.
Ohrev teplej vody
Pre vysokú úroveň pohodlia pri príprave teplej vody v rodinných domoch je optimálnym riešením individuálny externý zásobník teplej vody. Plynové vykurovacie systémy, ktoré fungujú s externým zásobníkom teplej vody, sú závesné kotly a stacionárne kondenzačné kotly. Plynový kotol so zásobníkom teplej vody vo všeobecnosti zvyšuje komfort teplej vody v každej domácnosti.
Tradičné ohrievače vody s ohrievacím „hadom“ sú nahrádzané komfortným a úsporným ohrevom v kotloch s tzv. vrstvovým zásobníkom. Spája výhody prietokového a zásobníkového ohrevu vody. Kotol si ťahá pomocou čerpadla zo spodnej časti zásobníka studenú vodu, zohrieva ju v doskovom výmenníku tepla a tlačí zhora späť do zásobníka. Vrstva ohriatej vody hore a studenej dole vytvára rozhranie (vrstvenie), ktoré v zásobníku postupuje nadol, až sa „naplní“ teplou vodou celý zásobník. Zásobník je tiež nevyhnutnou podmienkou pre dodatočnú inštaláciu solárneho systému.
Spolupráca s vykurovacím systémom
Ak budete chcieť použiť plynový kondenzačný kotol, počítajte s tým, že najvyššiu účinnosť dosiahnete iba v spojení s nízkoteplotným vykurovaním. Ideálne sú nízkoteplotné systémy, ako podlahové a stenové vykurovanie, pracujúce s teplotami napríklad 30 až 45 °C. Nízka teplota ochladenej vykurovacej vody, ktorá sa vracia z vykurovacieho systému (tzv. spiatočky), 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.
Ak len vymieňate starý kotol za kondenzačný v staršom dome, môžete ponechať aj doterajšie vykurovacie telesá. Aj keď boli radiátory pôvodne navrhnuté na vyššiu teplotu prívodu a spiatočky, napríklad 90/70 °C, túto vysokú teplotu potrebuje vykurovací systém len pri extrémnych mrazoch. Priemerné vonkajšie teploty počas zimy sú však vyššie, preto stačí aj nižšia teplota vykurovacej vody. Kondenzačný kotol tak bude počas väčšiny vykurovacej sezóny fungovať s vysokou účinnosťou.
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.
Kombinácie s inými zdrojmi tepla
V rodinných domoch s vyššou potrebou tepla sa dá vykurovací systém ľahko doplniť ďalším zdrojom tepla, ak sa preň vytvorí vhodný priestor. Zabezpečuje rozloženie rizika porúch a zálohovanie na viacero zariadení, ale aj možnosť výberu zdroja s ohľadom na prevádzkové náklady v danom čase.
Solárne systémy
Solárny systém je v každom dome vítaným ekologickým doplnkom kondenzačného kotla, nakoľko slnko nikdy nepošle faktúru za dodané teplo. Solárna energia je obnoviteľnou energiou, ktorá nezaťažuje životné prostredie. 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. Optimálne navrhnutý solárny systém pokryje okolo 60 % ročnej potreby tepla na ohrev vody. Zvyšok musí dohriať plynový kotol. Ak má prispievať teplom do vykurovania, plocha kolektorov sa musí zväčšiť aspoň dvojnásobne. V lete tak vzniká prebytok tepla, ktoré sa dá zmysluplne využiť len na ohrev vody vo vonkajšom bazéne.
Biomasa a krbové vložky
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. Krb je dobrý na dosiahnutie pohody v zimných dňoch. Spolupráca s kondenzačným kotlom by mala byť čo najviac automatická. Ručné prepínanie regulácie alebo hydraulických prvkov je veľmi nekomfortné a pri nepozornosti alebo občasnej zábudlivosti môže spôsobiť aj vážnejšie problémy, napríklad s prehriatym kotlom.
Inštalácia 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.
V rodinných domoch a bytových domoch je zvyčajne možné bez problémov zmodernizovať starý nekondenzačný plynový vykurovací systém a namontovať nový plynový vykurovací systém s kondenzačnou technikou. Práce na prestavbe sú potrebné predovšetkým na úpravu starých prípojok a modernizáciu komína. Inštalácia nového plynového vykurovacieho systému je zvyčajne hotová v priebehu jedného až dvoch pracovných dní. Výmena starého, poruchového a neúsporného kotla za nový kondenzačný nie je náročná a dá sa realizovať počas jedného dňa.
Plynový kondenzačný kotol by sa mal servisovať raz ročne. Najlepší čas na servis a opravu plynového vykurovacieho systému je v lete, pred začiatkom novej vykurovacej sezóny.
Nevýhody a úvahy pred výberom
Hoci plynové kondenzačné kotly prinášajú mnoho výhod, je dôležité zvážiť aj ich špecifiká a prípadné nevýhody pred samotnou investíciou.
- Závislosť na plynovej prípojke: Na inštaláciu kondenzačného kotla je nutné mať plynovú prípojku. Ak nie je k dispozícii plynová prípojka, alternatívou je tepelné čerpadlo alebo kotol na biomasu.
- Vyššia obstarávacia cena: Cena kondenzačného kotla je vyššia oproti klasickému kotlu na plyn preto, lebo na vnútorné diely treba použiť materiály odolné voči korózii pri styku s kyslým kondenzátom.
- Nízkoteplotné vykurovanie pre maximálnu účinnosť: Ak však budete chcieť použiť plynový kondenzačný kotol, počítajte s tým, že najvyššiu účinnosť dosiahnete iba v spojení s nízkoteplotným vykurovaním (napríklad podlahovým). V starších neobnovených domoch sa nemusí pri prevádzke kondenzačného kotla využiť plný potenciál úspor.
- Použitie fosílneho paliva: Zemný plyn je fosílne palivo, ktoré síce pri najmodernejšej technológii znižuje emisie CO2 na minimum, ale stále predstavuje neobnoviteľný zdroj energie. Investíciu treba vždy dobre zvážiť, aj vzhľadom na sprísňujúce sa požiadavky na energetickú hospodárnosť budov.
Pri výbere kotla by ste mali siahnuť po overenom výrobcovi s dobrou servisnou podporou. Nehľaďte však v prvom rade na obstarávaciu cenu zariadenia, ale zohľadnite jeho návratnosť, bezpečnosť, ekologickosť a výsledný komfort. Pri výbere nového zariadenia je užitočné poznať špecifiká inštalácií v rôznych prípadoch a vedieť ako kondenzačný kotol funguje a kedy má úspornú prevádzku.
tags: #plynovy #kondenzacny #kotol #uk