Kocioł jak lodówka

Tekst: Grzegorz Dudek

Współczesny kocioł z zasobnikiem ciepłej wody może wyglądać jak najnowszy model lodówki. Takiego urządzenia nie trzeba chować w kotłowni - można je ustawić w kuchni, łazience czy holu.

Jeszcze przed kilkoma laty architekci projektujący domy przeznaczali na kocioł z zasobnikiem oddzielne pomieszczenie techniczne zwane kotłownią. Takie wyrzucenie urządzeń grzejnych poza mieszkalną część domu miało bez wątpienia wiele zalet, bo zajmowały one sporo miejsca, a z plątaniną rur dookoła szpeciłyby każde inne wnętrze. Kto budował niewielki dom, z żalem godził się na utratę kilku cennych metrów kwadratowych powierzchni mieszkalnej na rzecz kotłowni, ale cóż było robić? Na szczęście teraz zestaw "kocioł plus zasobnik" można zastąpić jednym kompaktowym urządzeniem, które grzeje dom i przygotowuje ciepłą wodę użytkową (c.w.u.).

Małe kotły wiszące

Najmniej miejsca zajmują wiszące kotły dwufunkcyjne z przepływowym wymiennikiem c.w.u., które podgrzewają wodę na takiej samej zasadzie jak piecyk gazowy - tzn. kiedy uruchamiany jest pobór ciepłej wody, rozpoczyna się jej podgrzewanie, a kończy je zakręcenie kranu. Urządzenia te są na tyle nieduże, że bez problemu można je wkomponować w ciąg szafek kuchennych. Mają jednak i wadę: nie są w stanie zapewnić dostatecznie dużo ciepłej wody na duże jednoczesne rozbiory (kłopotliwe jest np. jednoczesne branie prysznica i korzystanie z umywalki lub zmywanie naczyń, a napełnianie wanny trwa kilkanaście minut) oraz uniemożliwiają (z wyjątkiem dosłownie kilku dostępnych na rynku urządzeń) wykonanie obiegu cyrkulacyjnego, dzięki któremu ciepła woda leci z kranu zaraz po jego odkręceniu - nawet jeśli kran ten znajduje się w odległości kilkunastu metrów od kotła.

Większy komfort zaopatrzenia w c.w.u. gwarantują wiszące kotły dwufunkcyjne z wbudowanymi zasobnikami. Maksymalna ich pojemność to 60 l, choć oczywiście same muszą być wtedy odpowiednio większe. W zasobniku takiego urządzenia jest zawsze woda podgrzana do określonej temperatury. Jej podtrzymywanie wiąże się oczywiście ze zużyciem paliwa, ale za to kiedy zostanie uruchomiony pobór ciepłej wody, zawsze jest ona czerpana z zasobnika.

Kotły z zasobnikiem cechuje znacznie większa wydajność (nawet do 20 l/min) niż kotły bez zasobnika. Dodatkową zaletą jest możliwość zainstalowania obiegu cyrkulacyjnego.

Pomimo licznych zalet wiszące kotły dwufunkcyjne z wbudowanymi zasobnikami nie mogą jednak zapewnić komfortu korzystania z c.w.u. tam, gdzie rodzina jest liczna, a domownicy chcą korzystać równocześnie z dwóch łazienek i na przykład brać jednocześnie dwa prysznice. Wtedy wskazany jest zasobnik co najmniej 100-litrowy, a takie montowane są tylko w kotłach stojących.

Dwufunkcyjne kotły stojące

Choć stosowane w kotłach stojących zasobniki mają od 90 do 130 l, to ich pojemność wcale nie jest jedynym czynnikiem, który decyduje o wydajności zasobnika. Bardzo ważna jest konstrukcja kotła i samego zasobnika. A tu możliwe są aż trzy rozwiązania.

Z zasobnikiem z wężownicą. Połączenie w jednej obudowie tradycyjnego (czyli niekondensacyjnego) kotła stojącego oraz zasobnika z wężownicą, czyli rurą uformowaną w kształcie spirali, to wśród dwufunkcyjnych kotłów stojących rozwiązanie najbardziej znane. Jak takie urządzenia przygotowują ciepłą wodę? Otóż woda ogrzewająca się w wymienniku kotła przepływa przez zamontowaną w zasobniku wężownicę, oddając przy tym ciepło zgromadzonej w nim wodzie. Następnie wraca do kotła, aby ponownie się ogrzać, po czym jest z powrotem dostarczana do zasobnika. Cykl powtarza się aż do czasu, kiedy woda w zasobniku osiągnie temperaturę ustawioną przez użytkownika. Ponowne podgrzewanie rozpoczyna się wtedy, gdy temperatura wody w zasobniku spadnie poniżej zadanej. A to może się stać albo na skutek strat ciepła przez obudowę, albo wskutek poboru ciepłej wody - wówczas w miejsce wody ciepłej napływa zimna.

Dla zasobników z wężownicą charakterystyczne jest tzw. nagrzewanie objętościowe. Polega ono na tym, że jednocześnie ogrzewana jest cała ilość zgromadzonej w nich wody. Gdy pobór wody jest niewielki, ta cecha nie ma właściwie wpływu na komfort zaopatrzenia w ciepłą wodę - wyrównywanie temperatury w zasobniku odbywa się dość szybko. Ale jeśli zasobnik zostanie zupełnie opróżniony z wody (np. w czasie napełniania wanny), wtedy na "następną" ciepłą wodę trzeba będzie poczekać do czasu, aż nagrzeje się ponownie cała zawartość zasobnika. Czas oczekiwania jest tym dłuższy, im większy jest zasobnik oraz im mniejszą moc ma kocioł. Jeśli zasobnik ma pojemność 100 l, a kocioł ma moc 20 kW, nagrzewanie wody od 10 do 60°C trwa około 45 minut.

Z zasobnikiem ładowanym warstwowo. Kotły dwufunkcyjne z zasobnikami ładowanymi warstwowo to urządzenia znacznie różniące się od tych z zasobnikami z wężownicą. Tradycyjne kotły stojące zastąpiono w nich kondensacyjnymi kotłami wiszącymi, umieszczonymi w górnej części urządzenia - nad zasobnikiem. Inna jest też konstrukcja zasobnika i sposób przygotowywania w nim ciepłej wody. Zanurzona w zasobniku wężownica zastąpiona jest zewnętrznym płytowym wymiennikiem ciepła (umieszczonym poza zasobnikiem). Do tego wymiennika dostarczana jest wystudzona woda pobierana z dolnej części zasobnika. Przechodząc przez wymiennik, woda jest od razu podgrzewana do ustawionej temperatury - np. 60°C, a następnie pompowana do górnej części zasobnika. Kiedy zasobnik jest napełniany ciepłą wodą, są w nim dwie warstwy wody o różnej temperaturze - ciepła podgrzana do temperatury końcowej - u góry, i zimna - na dole.

Ten stan trwa aż do wypełnienia wodą całego zasobnika. Jak wpływa to na komfort zaopatrzenia w ciepłą wodę? Otóż ciepła woda, której wypływ znajduje się w górnej części zasobnika, jest dostępna praktycznie już po minucie pracy kotła, a po 5 minutach jest jej na tyle dużo, że można korzystać z prysznica. Nie bez znaczenia jest też i to, że sprawność wymiennika płytowego jest większa niż wężownicy, dzięki czemu całkowity czas podgrzewania wody w zasobnikach warstwowych jest krótszy niż w tych z wężownicą. A zatem dla uzyskania takiej samej ilości ciepłej wody można zastosować zasobnik warstwowy o pojemności około 1,5 raza mniejszej niż zasobnik z wężownicą. Zamiast 150-litrowego wystarczy więc 100-litrowy zasobnik warstwowy - i takie właśnie montuje się najczęściej.

Z zasobnikiem z kanałami spalinowymi w środku. To urządzenia tak naprawdę najbardziej zintegrowane, ponieważ o ile zasobniki z wężownicą czy te ładowane warstwowo mogą pracować jako oddzielne urządzenia - choć połączone za pomocą instalacji z kotłem, o tyle te stanowią z kotłem nierozłączną całość. Zasobnik z c.w.u. ma kształt cylindra, z pustą przestrzenią, w której umieszczono kanały, przez które przepływają gorące spaliny z komory spalania znajdującej się poniżej. Całość (zasobnik i komora spalania) jest umieszczona w stalowym płaszczu, który wypełnia woda zasilająca instalację c.o. Dzięki takiej konstrukcji powierzchnia wymiany ciepła pomiędzy wodą do mycia (w zasobniku), a wodą grzewczą (opływającą zasobnik) jest znacznie większa niż w zasobnikach z wężownicą, woda zaś nagrzewa się szybciej i bardziej równomiernie. Zasobniki te mają więc większą wydajność niż te z wężownicą, ale mniejszą niż zasobniki ładowane warstwowo.

Priorytet ciepłej wody

W kotłach dwufunkcyjnych z zasobnikiem przygotowanie ciepłej wody jest traktowane priorytetowo. Oznacza to, że kiedy temperatura wody w zasobniku spadnie poniżej ustawionej, wówczas kocioł przestaje pracować na potrzeby ogrzewania i zaczyna podgrzewać wodę. Jeśli układ "kocioł + zasobnik" jest właściwie dobrany, przerwy w ogrzewaniu nie powodują pogorszenia komfortu cieplnego, zwłaszcza gdy konstrukcja budynku i jego instalacja grzewcza dobrze akumulują ciepło (najlepiej utrzymuje je ogrzewanie podłogowe), a sam budynek jest dobrze ocieplony. Dzięki temu kiedy dobiera się kocioł, nie trzeba sumować mocy na potrzeby centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Podstawą doboru mocy cieplnej kotła jest porównanie zapotrzebowania budynku na ciepło oraz ilości ciepła potrzebnego do przygotowania ciepłej wody. Moc grzewcza kotła powinna odpowiadać większej z tych wartości.

Kocioł nie tylko do kotłowni

Współczesne stojące kotły dwufunkcyjne mają kompaktową budowę i estetyczny, często awangardowy wygląd. Jedno i drugie sprawia, że nie trzeba ich już chować w odrębnych pomieszczeniach. Z powodzeniem można je wkomponować w wystrój kuchni, łazienki oraz innych pomieszczeń, które nie są przeznaczone na stały pobyt ludzi, jeśli tylko spełniają określone w przepisach warunki:

- wysokość - co najmniej 2,2 m;

- kubatura - nie mniejsza niż:

a. 8 m3 - gdy kocioł ma otwartą komorę spalania,

b. 6,5 m3 - gdy ma komorę zamkniętą ;

- wentylacja i doprowadzenie powietrza do spalania - w każdym pomieszczeniu z kotłem musi być sprawnie działająca wentylacja grawitacyjna, a w pomieszczeniach z kotłem z otwartą komorą spalania - dodatkowo kratka nawiewna, przez którą napływać będzie stale powietrze do spalania.

Jeśli w pomieszczeniu technicznym zamontowany jest kocioł z zamkniętą komorą spalania - a takie są kotły kondensacyjne - to możliwości zaaranżowania tego miejsca są jeszcze większe. Kocioł taki pobiera bowiem powietrze do spalania bezpośrednio z zewnątrz - oddzielnym przewodem. Nie ma więc potrzeby wykonywania kratki nawiewnej, przez którą zimą napływa zimne powietrze, powodując dyskomfort cieplny. W takiej sytuacji wykorzystanie tego pomieszczenia może być bardzo szerokie - można zorganizować w nim na przykład kącik do majsterkowania, siłownię czy inne pomieszczenie rekreacyjne.

Kocioł dwufunkcyjny - twarda woda

Pewnym mankamentem kotłów dwufunkcyjnych z zasobnikami warstwowymi jest łatwość zarastania podgrzewających wodę wymienników płytowych kamieniem ze zbyt twardej wody. Dlatego w tych rejonach, gdzie woda jest twarda (niektórzy producenci podają graniczną wartość twardości w materiałach technicznych), powinno się zainstalować domową stację zmiękczania wody. W przeciwnym razie lepiej zastosować kocioł z zasobnikiem z wężownicą.

Zasobnik wody w kotle podgrzewany słońcem

Szczególnym rodzajem zasobników stosowanych w kotłach dwufunkcyjnych są zasobniki przystosowane do współpracy z kolektorami słonecznymi. W takim urządzeniu jest zastosowana odrębna wężownica, przez którą przepływa czynnik roboczy nagrzewający się w kolektorach. Dzięki zintegrowaniu elementów osprzętu kotła oraz regulatorów - kotłowego i dla obiegu kolektorów słonecznych - możliwa jest płynna współpraca dwóch układów podgrzewania wody:

- gdy świeci słońce, woda jest podgrzewana przez kolektory,

- gdy ilość energii słonecznej jest niewystarczająca, aby podgrzać wodę do określonej temperatury, wówczas funkcję podgrzewania przejmuje kocioł.

Zapisz się na NEWSLETTER. Co tydzień najnowsze wiadomości o budowie, remoncie i wykańczaniu wnętrz w Twojej poczcie e-mail: Zobacz przykład



Skomentuj:

Kocioł jak lodówka