Piec kondensacyjny gazowy - rodzaje

Piec kondensacyjny gazowy

Popularność tego urządzenia grzewczego wśród inwestorów wynika m.in. ze względnie stabilnych cen tego paliwa na naszym rynku oraz z ciągłej rozbudowy sieci gazowej. Dodatkowo istnieje możliwość pozyskania dofinansowania z programu Czyste powietrze oraz szeregu programów oferowanych przez samorządy. Wprowadzone w życie rozwiązania pozwoliły wielu użytkownikom dokonać zmiany źródła ciepła i uzyskać znacznie wyższy komfort, stałą temperaturę w budynku i ograniczyć czas obsługi instalacji grzewczej.

Dla uzyskania optymalnych efektów ważny jest zakup kotła dostosowanego do naszych potrzeb, a następnie jego fachowy montaż i uruchomienie. Przed przystąpieniem do realizacji tej inwestycji warto zapoznać się z ważnymi kwestiami dotyczącymi poszczególnych jej etapów, od wyboru urządzenia, poprzez prace instalacyjne, aż po eksploatację.

Piec kondensacyjny gazowy dwufunkcyjny i jednofunkcyjny

Jeśli zaczniemy interesować się technologią kotłów gazowych od razu natrafimy na ich podział na dwa podstawowe rodzaje, czyli jedno- i dwufunkcyjne. Bardzo często odczytujemy to w ten sposób, że kocioł jednofunkcyjny jest przeznaczony wyłącznie do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i dopiero model dwufunkcyjny zapewnia zarówno zasilanie instalacji c.o., jak i przygotowanie cieplej wody użytkowej (w skrócie c.w.u.). W rzeczywistości nazwy te mają nieco inne znaczenie.

Piec gazowy dwufunkcyjny kondensacyjny - co to znaczy?

To z reguły urządzenie wiszące, wyposażone w wymiennik ciepła, w którym po odkręceniu kranu, następuje podgrzewanie c.w.u. Nie ma więc zbiornika, w którym ciepła woda byłaby magazynowana. Kocioł przygotowuje ją wyłącznie na bieżąco, w trakcie poboru (przepływowo).

Wady pieca dwufunkcyjnego

„-‘’ brak możliwości magazynowania podgrzanej wody do mycia -z tego powodu kocioł dwufunkcyjny nie zapewni komfortu cieplej wody w budynku wyposażonym w dwie łazienki. Typowy model o maksymalnej mocy od 20 do 25 kW może w danej chwili zasilić tylko jeden, standardowy natrysk. Równoległe otwarcie kranu w drugiej łazience spowoduje nagły spadek temperatury strumienia wody. Na rynku dostępne są oczywiście kotły dwufunkcyjne o wysokiej mocy, rzędu 35-40 kW, która pozwala uzyskać duży przepływ ciepłej wody. Ale taka moc jest nieadekwatna do potrzeb instalacji centralnego ogrzewania.

Zalety pieca dwufunkcyjnego 

+ kompaktowa budowa i niewielkie gabaryty - pozwala to, np. na montaż kotła w szeregu szafek kuchennych. Tego typu urządzenie jest z reguły tańsze w zakupie od innych modeli. Ponadto w niedużym domu, z jedną łazienką (najlepiej sąsiadującą z kuchnią) pozwala uzyskać akceptowalny komfort ciepłej wody przy niskich nakładach inwestycyjnych.

Piec gazowy kondensacyjny jednofunkcyjny 

Wbrew nazwie nie jest to urządzenie przeznaczone jedynie do zasilania instalacji grzewczej – ogrzewania podłogowego lub grzejników. Standardowym rozwiązaniem jest wykorzystanie tego typu kotłów również do przygotowania c.w.u., ale w osobnym zbiorniku. Proces uruchamia się dopiero, gdy temperatura wody spadnie w nim, np. o 5-8oC. Sterownik podnosi wówczas moc palnika i zmienia pozycję tzw. zaworu przełączającego. Od tego momentu gorąca woda nie płynie już do instalacji c.o., a do wymiennika ciepła zabudowanego w zasobniku i rozpoczyna się proces podgrzewania wody. Po osiągnięciu przez nią oczekiwanej temperatury kocioł wyłącza się lub powraca do zasilania systemu c.o. Zatem zestaw kotła jednofunkcyjnego z zasobnikiem zapewnia komfort cieplny w domu i przygotowanie c.w.u., ale nie jest to realizowane wewnątrz urządzenia, a dopiero we współpracy z zasobnikiem, stąd zapewne model ten określono jako jednofunkcyjny.

Piec jednofunkcyjny zalety 

+ duża ilość c.w.u. – uzyskamy wymaganą wydajność ciepłej wody nawet, gdy zastosujemy kocioł o stosunkowo niedużej mocy. Jest to możliwe dzięki magazynowaniu jej w zasobniku, np. o pojemności 100, 150, 200 l, a czasami jeszcze większym. Podgrzewanie wody trwa z reguły od kilkudziesięciu minut, aż do ponad godziny. Ale w efekcie mamy jej pod dostatkiem, nawet w kilku punktach jednocześnie.

Piec jednofunkcyjny zalety

„-‘’ wyższy koszt zakupu i potrzeba więcej miejsca do montażu –kupujemy i montujemy bowiem dwa urządzenia, a nie jedno.

Uwaga! Jeśli w trakcie modernizacji instalacji chcemy umieścić kocioł jednofunkcyjny, np. w kuchni i mamy trudności w wygospodarowaniu miejsca na zasobnik, to można oba urządzenia rozdzielić i zamontować je w innych pomieszczeniach.

Czy gazowy piec dwufunkcyjny zapewnia znacznie niższe koszty eksploatacji?

Czasami można spotkać się z opinią, iż zastosowanie zasobnika ciepłej wody znacznie podnosi koszty eksploatacji z uwagi na straty ciepła przez ścianki zasobnika. Dlatego część osób uważa kocioł dwufunkcyjny za znacznie oszczędniejsze rozwiązanie. W praktyce sytuacja nie jest tak jednoznaczna. Trzeba wziąć pod uwagę to bowiem, że za każdym razem, gdy odkręcamy kran z ciepłą wodą musi się włączyć kocioł. Niezależnie od tego czy jej pobór będzie trwał 10-20 sekund, czy 20 minut to została uruchomiona pompa obiegowa, wentylator i palnik. W efekcie w wymienniku ciepła i w rurach wewnątrz kotła doszło podgrzania pewnej ilości wody. Jeśli przez dłuższy czas nie będziemy z niej korzystali, z wówczas część ciepła zostanie utracona do otoczenia.

Piec kompaktowy z wbudowanym zasobnikiem

Pewną odmianą kotła dwufunkcyjnego jest model kompaktowy, zazwyczaj ze zbiornikiem o pojemności 20-50 l. Jeśli wybierzemy mniejszy z nich, pozwoli to już wyeliminować spadek tempera- tury c.w.u., gdy w trakcie korzystania z natrysku przez jednego domownika, drugi odkręci kran w kuchni.

Z kolei zasobnik wody o pojemności 40-50 l w połączeniu z wysoką mocą palnika (najczęściej od 25 kW) umożliwia jednoczesne i w pełni komfortowe korzystanie z dwóch łazienek.

Piec kompaktowy z wbudowanym zasobnikiem - plusy i minusy

+ nadal jest to nieduże urządzenie -  pozwala jednak uzyskać większa ilość ciepłej wody niż kocioł dwufunkcyjny.

„-‘’ musi mieć dość wysoką moc – jest to konieczne, aby zapewnić odpowiednią wydajność c.w.u. Wielkość ta jest jednak niekiedy za duża w stosunku do potrzeb instalacji grzewczej.

Piec kondensacyjny gazowy - stojący czy wiszący? 

W przeszłości był to jeden z wyraźnych podziałów kotłów na gaz. Urządzenia wiszące były z reguły tańsze i zajmowały mniej miejsca. Za to kotły stojące miały żeliwny wymiennik ciepła, który w dobrych warunkach mógł pracować znacznie ponad 20 lat. Dziś zarówno w kotłach wiszących, jak i stojących stosuje się wymienniki ciepła wykonane ze stali nierdzewnej, stąd trudno mówić tu o wyraźnej różnicy pod względem żywotności pomiędzy nimi. Choć w przypadku kotła do instalacji modernizowanej rzeczywiście możemy znaleźć na rynku modele stojące zaprojektowane szczególnie do tego typu opcji. Znacznie większa pojemność wodna i duża przestrzeń przepływu wody powoduje, że są one bardziej odporne na ewentualne zanieczyszczenia napływające z instalacji.

Kotły stojące to często też urządzenia kompaktowe, np. łączące w sobie kocioł jednofunkcyjny oraz zasobnik ciepłej wody o dużej pojemności. Taki zestaw może zawierać szereg elementów instalacyjnych, takich jak:

• naczynia wzbiorcze,
• pompy obiegowe,
• zawór przełączający,
• a czasami nawet osprzęt do współpracy z kolektorami słonecznymi.

W nowej instalacji możemy bez żadnych przeszkód wybierać między kotłem wiszącym, a stojącym, przy czym ten drugi, w wersji kompaktowej wygląda jak nowoczesna lodówka. Z kolei w modernizowanym systemie grzewczym wymieniając źródło ciepła, trzeba zamontować filtry zanieczyszczeń i wziąć pod uwagę model, który będzie bardziej na nie odporny. Z reguły jest to kocioł stojący.

Piec kondensacyjny gazowy - moc

● jednofunkcyjny - kocioł ten nie musi szybko podgrzewać wody do mycia w trakcie jej poboru, więc nie musi mieć dużej mocy. Ma on za zadanie dostarczać co najmniej tyle energii, ile budynek traci do otoczenia w trakcie silnych mrozów (tj. przy temperaturze zewnętrznej -20 lub -25oC, co zależy od tego w jakiej strefie klimatycznej znajduje się dom). Wartość ta określana mianem strat ciepła czy też projektowanego obciążenia cieplnego i jej wartość  w watach [W] lub kilowatach [kW] powinna być podana projekcie, w tzw. projektowanej charakterystyce energetycznej budynku. Znając tę wielkość dobieramy kocioł o minimalnie wyższej mocy.

● dwufunkcyjny – najpierw trze sprawdzić, ile wynoszą obliczone straty ciepła budynku, a potem określić wymaganą moc na potrzeby ogrzewania c.w.u. Większa z tych wartości jest podstawą do doboru mocy kotła dwufunkcyjnego. W nowobudowanych domach jest to oczywiście moc niezbędna do przygotowania ciepłej wody. Aby ją obliczyć należy ustalić, które punkty poboru mogą lub muszą być eksploatowane jednocześnie. Posłużymy się poniższym wykresem, zakładając równoczesne działanie baterii prysznicowej i kuchennej.

Widzimy, iż wymagana moc dla standardowego natrysku to już około 16,7 kW, dla baterii kuchennej może to być ponad 12 kW – łącznie 29 kW. Możemy, więc zastosować kocioł dwufunkcyjny 30 kW lub nieco niższej mocy model kompaktowy z wbudowanym niedużym zasobnikiem. Jeśli zdecydujemy się na tańszy, typowy kocioł dwufunkcyjny 20-24 kW, wówczas nie uzyskamy oczekiwanej wydajności strumienia ciepłej wody.

Jak określić straty ciepła, gdy nie znamy tej wielkości?

Z taką sytuacją możemy się spotkać, gdy modernizujemy system grzewczy w istniejącym już domu lub w nowym budynku, gdy mamy tylko jego projekt architektoniczny, bez części technicznej dotyczącej m.in. instalacji.

Najlepiej wtedy zlecić tego typu obliczenia, gdyż pozwoli to dobrać optymalną moc kotła, a w efekcie ograniczyć koszty zakupu. Ma to związek z tym, że różnica w cenie między kotłem o mocy 20 kW i 12-14 kW może wynosić nawet ponad 1000 zł. Natomiast koszt obliczeń strat ciepła wynosi z reguły kilkaset złotych. Przybliżonej ich oceny może również dokonać firm wykonawcza, która będzie montowała kocioł.

W nowobudowanych domach straty ciepła nie przekraczają najczęściej 40-50 W/m2. W związku z tym budynek o powierzchni 150 m2 będzie tracił do otoczenia maksymalnie 7500 W, czyli 7,5 kW. Z kolei dla domów powstałych w latach 2000-2010 wartość tę przyjmuje się na poziomie 60-80 W/m2 (w zależności od ich konstrukcji, a szczególnie grubości izolacji termicznej).

Natomiast w starszych obiektach, zwłaszcza w tych, które przeszły już pierwszy etap termomodernizacji, zawsze należy dokonać tych obliczeń. Dzięki temu kupimy kocioł o mocy dopasowanej do naszych potrzeb.

Piec kondensacyjny gazowy - rodzaje zasobników ciepłej wody

Zasobniki z wężownicą

Są najczęściej montowane. Zgodnie z ich nazwą, wewnątrz zbiornika umieszczona jest wężownica, czyli rura o średnicy 25-30 mm i długości kilku metrów zwinięta w kształt spirali. W trakcie podgrzewania wody do mycia przez wężownicę płynie gorąca woda z kotła jednofunkcyjnego. Jej temperatura to czasem nawet 80o C, więc z powodzeniem ogrzeje zgromadzoną tu wodę do oczekiwanej temperatury.

Zaletą tego zbiornika jest jego prosta konstrukcja, względnie wysoka odporność na zanieczyszczenia i niska cena, a także możliwość przekazania dużej ilości ciepła przez ścianki wężownicy do wody w zasobniku (zależy to od długości spirali). Ta technologia pozwala również w prosty sposób korzystać z energii dostarczanej przez kilka źródeł ciepła, np. układu kocioł i kolektory słoneczne. W takiej opcji zasobnik ma dwie wężownice - dolna (z reguły o większej powierzchni) połączona jest kolektorami, a górna – z kotłem.

Natomiast wadą takiego rozwiązania jest to, że po wykorzystaniu wody zgromadzonej w zasobniku, np. w trakcie napełniania wanny, musimy zaczekać co najmniej 20-30 minut, abyśmy ponownie mogli dysponować gorącą wodą. Ogrzewana jest bowiem cała zgromadzona jej objętość - podobnie jak w czajniku elektrycznym. Taki proces zajmuje czas. Dlatego, gdy planujemy zakup dużej wanny lub deszczownicy do natrysku, zasobnik powinien mieć pojemność co najmniej 150 l.

Zasobniki warstwowe

Czasem trudno znaleźć miejsce na zbiornik o dużej pojemności zwłaszcza, jeśli ma być on zintegrowany z kotłem w jednej obudowie. Właśnie dla takich potrzeb skonstruowano zasobniki warstwowe, które współpracują z dodatkową, niedużą pompą obiegową oraz płytowym wymiennikiem ciepła. Ten drugi element to układ metalowych płyt między którymi naprzemiennie płynie zimna woda z dna zbiornika pobierana przez pompę i gorąca woda z kotła. Wewnątrz wymiennika woda użytkowa jest od razu podgrzewana do wymaganej temperatury i trafia do górnej warstwy zbiornika. Z każdą minutą w górnej części zasobnika powiększa się przestrzeń zajmowana przez gorącą wodę. Ten sposób działania sprawia, że w krótkim czasie, nawet po znacznym zużyciu ciepłej wody, możemy z niej korzystać i to pomimo mniejszej pojemności zasobnika.

W stojących, kompaktowych kotłach stosuje się zasobniki warstwowe 80-150 l,

zaś wiszących modelach kompaktowych 20-50 l.

Zasobniki płaszczowe

Obrazowo rzecz ujmując jest zbiornik ciepłej wody umieszczony wewnątrz drugiego, nieco większego zbiornika. Pomiędzy nimi pozostaje przestrzeń o pojemności czasami nawet kilkudziesięciu litrów nazywana „płaszczem”. To przez tę strefę przepływa gorąca woda z kotła jednofunkcyjnego powodując nagrzewanie się wody zgromadzonej w zbiorniku wewnętrznym. Zaletą tej opcji są bardzo niskie opory przepływu, stąd zbiorniki płaszczowe były często łączone z kotłami węglowymi, również w instalacji grawitacyjnej, bez pompy obiegowej. Najczęściej umieszczono je poziomo nad kotłem. Obecnie do współpracy z kotłem gazowym wykorzystuje się zwykle modele płaszczowe pionowe, gdyż zapewniają one korzystniejszy rozkład temperatury i mniejszą liczbę cykli pracy palnika.

Piec kondensacyjny gazowy - Jak zabezpiecza się zasobniki przed korozją?

Każdy z nas chciałby korzystać z kotła i zasobnika c.w.u. przez co najmniej 15-20 lat. Dlatego w zasobnikach stosuje się różne systemy zabezpieczające je przed korozją. Najpopularniejsze modele, wykonane ze stali węglowej, są pokrywane od wewnątrz specjalną emalią ochronną, a dodatkowo umieszcza się w nich anodę magnezową. W trakcie pracy wytwarza ona mikro napięcie redukujące ryzyko korozji. Zaleca się, aby podczas corocznego przeglądu kotła sprawdzić także stan anody. Zazwyczaj raz na 3-5 lat wymaga ona wymiany.

Część zasobników wyposażana jest w anodę tytanową z odpowiednim zasilaczem. Dzięki temu wymiana anody raz na kilka lat nie jest wymagana, a zużycie energii elektrycznej jest niewielkie i nie przekracza najczęściej 35 kWh/rok.

Można też kupić zasobniki wykonane ze stali nierdzewnej. Są dość drogie, ale nie wymagają zastosowania anody ochronnej.

Czy zasobnik warstwowy jest lepszą opcją niż z wężownicą?

Czasami uważamy, iż podgrzewanie wody za pomocą wymiennika płytowego w zasobniku warstwowym oznacza wyższą efektywności i niższe koszty eksploatacji. Trudno to jednak jednoznacznie ocenić. Z pewnością ważną zaletą zbiorników warstwowych jest krótki czas oczekiwania na ponowne skorzystanie z ciepłej wody. Ponadto, dzięki zastosowaniu w nich innego sposobu zasilania

można zastosować zasobniki o mniejszej pojemności, a przez to zredukować straty ciepła do otoczenia. Za to po stronie kosztów eksploatacji dochodzi nam koszt energii elektrycznej (co prawda niewielki) do zasilania pompy obiegowej. Zasobników ładowanych warstwowo nie poleca się jednak do montażu w rejonach, w których występuje bardzo twarda woda. Może to spowodować niedrożność wymiennika ciepła lub uszkodzenia pompy ładującej. W takie sytuacji lepiej sprawdzi się zasobnik z wężownicą, choć i w nim po jakimś czasie dojdzie do odkładania się kamienia kotłowego.