Kotły kondensacyjne to dziś standard, jeśli chodzi o ogrzewanie gazem lub olejem opałowym. Trzeba bowiem wiedzieć, że jeszcze do lat 70. ubiegłego wieku za najnowocześniejsze uważano kotły stałotemperaturowe, które później zastąpiły kotły niskotemperaturowe – wciąż używane w wielu gospodarstwach domowych. Oba te typy wykorzystywały wyłącznie ciepło powstające w postaci mierzalnej temperatury podczas spalania paliwa, a gorące spaliny, sięgające nawet 200 stopni Celsjusza, odprowadzane były kominem na zewnątrz razem z zawartym w nich ciepłem. Kotły kondensacyjne odzyskują tę energię, dzięki czemu ich sprawność jest znacząco wyższa niż starszych rozwiązań.

W tym artykule wyjaśniamy, na czym polega technika kondensacyjna, jakie korzyści daje w praktyce oraz jakie kotły kondensacyjne – gazowe i olejowe – znajdują się w ofercie Viessmann.

Jak działa technika kondensacyjna?

Sprawdźmy, co dokładnie dzieje się wewnątrz kotła kondensacyjnego. Podczas spalania paliwa – gazu lub oleju opałowego – oprócz wymiernej energii cieplnej powstają gazy spalinowe, składające się w dużej mierze z gorącej pary wodnej. Para ta wciąż zawiera energię, tak zwane ciepło utajone, czyli ciepło kondensacji. Można to sobie wyobrazić na prostym przykładzie: jeśli trzyma się rękę nad garnkiem z wrzącą wodą, po chwili wyczuwalne jest ciepło – to właśnie efekt kondensacji pary wodnej na powierzchni dłoni.

Gazowa technika kondensacyjna polega na odzyskaniu tego ciepła kondensacji i dodaniu go do wody grzewczej. W tym celu gorące spaliny, zanim zostaną wypuszczone na zewnątrz, przepuszczane są przez wymiennik ciepła wykonany ze stali nierdzewnej, odpornej na wilgoć i działanie kwasów. Podczas przepływu przez wymiennik spaliny są schładzane przez wodę powrotną płynącą z grzejników z powrotem do kotła. W efekcie spaliny stopniowo ulegają kondensacji, a uwolnione w ten sposób ciepło trafia do instalacji grzewczej.

Warto zdawać sobie sprawę, że do kondensacji dochodzi tylko wtedy, gdy temperatura wody powrotnej nie przekracza wartości granicznej 57 stopni Celsjusza. Powyżej tej temperatury gorące spaliny nie mogą ulec kondensacji, a efektywność techniki spada. Dlatego systemy ogrzewania powierzchniowego, takie jak ogrzewanie podłogowe, doskonale nadają się do chłodzenia wody powrotnej i pełnego wykorzystania potencjału kotła kondensacyjnego.

Dzięki tej zasadzie działania kotły kondensacyjne przekształcają w ciepło nawet 98 procent energii zawartej w paliwie.

Ile realnie można zaoszczędzić?

Najlepiej posłużyć się liczbami, żeby pokazać skalę potencjalnych oszczędności. Dzięki szybkiej wymianie przestarzałego, nieefektywnego kotła na wysokowydajny kocioł kondensacyjny, połączony z techniką solarną, można zmniejszyć zużycie energii nawet o 35 procent. W praktyce oznacza to nie tylko realne obniżenie rachunków za ogrzewanie, ale też mniejszą emisję CO2 do atmosfery – dotyczy to zarówno instalacji gazowych, jak i olejowych.

Instalacja solarna, czyli kolektory słoneczne, może pokryć nawet do 60 procent rocznego zapotrzebowania na energię potrzebną do przygotowania ciepłej wody. Dlatego przy modernizacji systemu grzewczego warto rozważyć połączenie nowego kotła kondensacyjnego z instalacją solarną – to rozwiązanie, które łączy sprawdzoną technikę spalania z darmową energią słoneczną.

Kiedy warto zdecydować się na wymianę kotła?

Wymieniając przestarzały kocioł na nowy, model kondensacyjny, koszty ogrzewania spadają już od pierwszego dnia eksploatacji. Zmniejsza się też obciążenie dla środowiska, ponieważ spala się tylko tyle paliwa, ile jest rzeczywiście konieczne. Co ważne, nowy kocioł kondensacyjny w istotnym stopniu przyczynia się również do zwiększenia wartości samej nieruchomości.

Technika kondensacyjna sprawdza się zarówno w modernizowanych budynkach, gdzie wymienia się wyeksploatowane, nieefektywne urządzenia, jak i w nowym budownictwie. W tym drugim przypadku, ze względu na zaostrzone wymogi prawne, kotły kondensacyjne są często łączone z odnawialnymi źródłami energii – najczęściej właśnie z instalacją solarną wspomagającą ogrzewanie lub podgrzew ciepłej wody.

Gazowe kotły kondensacyjne Vitodens

Program produktów Viessmann Vitodens łączy zalety sprawdzonego ogrzewania gazowego z najnowszą techniką kondensacyjną. Seria obejmuje modele o różnym przeznaczeniu – od kompaktowych kotłów wiszących po urządzenia stojące ze zintegrowanym zasobnikiem ciepłej wody.

Produkty Vitodens dzielą się na dwie główne grupy. Seria 200 obejmuje modele Vitodens 200-W, Vitodens 222-W oraz Vitodens 222-F, wyposażone w kolorowy, 7-calowy wyświetlacz dotykowy. Seria 100/050/classic to z kolei Vitodens classic, Vitodens 050-W, Vitodens 100-W/111-W oraz Vitodens 111-F – rozwiązania o bardziej podstawowej, ale wciąż intuicyjnej obsłudze. Zakres mocy w całej rodzinie Vitodens mieści się w przedziale od około 1,9 do 32 kW, w zależności od konkretnego modelu.

Wszystkie modele Vitodens łączy kilka wspólnych cech. Dzięki zastosowaniu wymiennika ciepła Inox-Radial ze stali szlachetnej osiągają one sprawność znormalizowaną do 98 procent. Wymiennik ten wyróżnia się trwałością i wysoką sprawnością, dlatego wszystkie wymienniki ciepła ze stali szlachetnej objęte są 10-letnią gwarancją na nieszczelności spowodowane korozją – pod warunkiem zarejestrowania kotła w ciągu sześciu miesięcy od uruchomienia oraz zawarcia umowy konserwacyjnej.

Kolejną wspólną cechą jest niska prędkość obrotowa wentylatora, dzięki której kotły wiszące Vitodens mogą być montowane nawet w łazience, pomieszczeniu gospodarczym czy szafce kuchennej. Wspólny dla całej rodziny jest też regulator spalania dla wszystkich rodzajów gazu – Lambda Pro Control, w wersji rozszerzonej Lambda Pro Control Plus. Współczynnik powietrzny, czyli stosunek gazu i powietrza, mierzony jest za pomocą elektrody jonizacyjnej, a automatyczna regulacja dostosowuje dopływ powietrza tak, aby zawsze istniała optymalna mieszanka – eliminuje to konieczność ręcznej regulacji podczas montażu i wydłuża okresy między kontrolami spalin z dwóch do trzech lat.

Podyktowane jest to również troską o przyszłość instalacji – cały program Vitodens nadaje się do stosowania mieszanki wodoru i gazu ziemnego, z dopuszczalną zawartością wodoru do 20 procent.

Palnik gazowy MatriX-Plus, w połączeniu z wymiennikiem Inox-Radial, obniża koszty ogrzewania i redukuje emisję substancji szkodliwych. Układ regulacji spalania Lambda Pro Control automatycznie rozpoznaje rodzaj zastosowanego gazu – ziemnego, także z domieszką biogazu, lub płynnego.

Gazowe kotły kondensacyjne średniej i dużej mocy – Vitocrossal

Dla budynków wielorodzinnych, obiektów użytkowych i zakładów przemysłowych Viessmann oferuje rodzinę Vitocrossal, obejmującą kotły o znacznie wyższych zakresach mocy niż seria Vitodens.

Vitocrossal 100 (typ CIB) to uniwersalny, gazowy kocioł kondensacyjny o mocy od 75 do 318 kW, dostępny również jako kompaktowe rozwiązanie kaskadowe – instalacja dwukotłowa w jednej obudowie o mocy od 240 do 636 kW. Osiąga sprawność znormalizowaną do 98 procent (Hs) i 109 procent (Hi). Kocioł wyposażony jest w palnik cylindryczny MatriX wykonany ze stali szlachetnej, niewrażliwej na wysokie obciążenia termiczne oraz zintegrowany system kontroli spalania Lambda Pro Control, automatycznie dopasowujący pracę palnika do rodzaju gazu ziemnego. Szerokość kotła bez obudowy wynosi zaledwie 680 mm, co ułatwia montaż w kotłowniach o utrudnionym dostępie. Vitocrossal 100 jest przystosowany do spalania gazu ziemnego z domieszką do 20 procent wodoru.

Vitocrossal 200 (typ CM2C) to gazowy kocioł kondensacyjny o mocy od 87 do 311 kW (dokładniej: od 29 do 311 kW przy temperaturze wody grzewczej 50/30°C oraz od 28 do 285 kW przy 80/60°C), umożliwiający eksploatację na gaz ziemny typu E, L, LL oraz – od 186 kW – na gaz płynny, z modulacją sięgającą 20 procent. Sprawność znormalizowana sięga tu 98 procent (Hs) i 109 procent (Hi). Powierzchnia grzewcza Inox-Crossal, wykonana z nierdzewnej stali szlachetnej, zapewnia efekt samooczyszczania – skropliny powstające podczas kondensacji spływają po gładkiej powierzchni w dół, co wydłuża czas eksploatacji i zmniejsza koszty konserwacji. W regulatorze zintegrowana jest funkcja kaskadowa dla maksymalnie ośmiu jednostek o łącznej mocy 1136 kW, co czyni Vitocrossal 200 rozwiązaniem odpowiednim dla domów wielorodzinnych i zakładów przemysłowych.

Vitocrossal 300 (typ CT3U) to stojący kocioł kondensacyjny o mocy od 400 do 630 kW (do 1260 kW jako instalacja dwukotłowa), również oparty na powierzchni wymiany ciepła Inox-Crossal i palniku cylindrycznym MatriX. Sprawność znormalizowana sięga tu 98 procent (Hs). Wysoką skuteczność przekazywania ciepła osiąga się dzięki zasadzie przepływów krzyżowych spalin i wody kotłowej oraz intensywnemu zawirowywaniu przepływających spalin. Palnik cylindryczny MatriX pracuje z zakresem modulacji od 33 do 100 procent, a kocioł może czerpać powietrze do spalania zarówno z pomieszczenia, jak i z zewnątrz, co pozwala na elastyczny wybór miejsca jego ustawienia. Regulator Vitotronic, w połączeniu z Vitogate 300, umożliwia integrację z nadrzędnymi systemami automatyki budynkowej (BMS).

Wszystkie modele rodziny Vitocrossal wyposażone są w regulator Vitotronic z kolorowym, dotykowym wyświetlaczem i funkcją asystenta uruchomienia, a dzięki zintegrowanym modułom LAN i WiFi umożliwiają zdalne monitorowanie pracy instalacji.

Olejowe kotły kondensacyjne

Systemy ogrzewania olejowego wciąż należą do najczęściej stosowanych rozwiązań grzewczych – paliwo jest bogate energetycznie, a sam system uważany jest za bezpieczny. Olejowe kotły kondensacyjne Viessmann z programu Vitoladens i Vitorondens pozwalają przy tym znacząco zwiększyć efektywność wykorzystania paliwa w porównaniu do starszych instalacji.

Zasada działania jest analogiczna jak w przypadku kotłów gazowych – powstająca podczas spalania oleju para wodna transportowana jest przez wymiennik ciepła Inox-Radial ze stali szlachetnej, gdzie ulega skropleniu, a uwolniona przy tym energia trafia do instalacji grzewczej. Wymiennik połączony jest bezpośrednio z biferralną, kompozytową powierzchnią grzewczą, co pozwala wykorzystać energię niemal bez strat.

Vitoladens 300-C to kocioł klasy premium dla domów jednorodzinnych oraz zabudowy bliźniaczej, o mocy od 10,3 do 28,9 kW, osiągający sprawność znormalizowaną do 98 procent (Hs). Wyposażony jest w dwustopniowy lub modulowany, niebieskopłomieniowy palnik Vitoflame 300 o niskiej emisji zanieczyszczeń. Kocioł przystosowany jest do pracy z paliwami płynnymi o obniżonej zawartości siarki – w tym paliwami przyszłościowymi, takimi jak HVO (roślinny olej opałowy) czy PTL (Power-to-Liquid), a etykieta Green Fuels Ready potwierdza możliwość stosowania paliw parafinowych zgodnie z normą DIN TS 51603-8 do 100 procent. Kompaktowe wymiary (długość od 974 do 1092 mm, szerokość 638 mm) sprawiają, że kocioł zajmuje wyjątkowo mało miejsca, co ma znaczenie przy modernizacji systemu grzewczego. Zgodnie z danymi producenta, dzięki wyższej sprawności można zaoszczędzić do 140 litrów oleju rocznie przy zapotrzebowaniu na ciepło 20 000 kWh/rok, co przekłada się na redukcję emisji CO2 o 375 kg rocznie.

Vitorondens 200-T to z kolei kompaktowy, żeliwny kocioł kondensacyjny do modernizacji, o mocy od 20,2 do 107,3 kW, osiągający sprawność do 103 procent (Hi) / do 94 procent (Hs). Jego atutem jest atrakcyjny stosunek ceny do korzyści oraz elastyczność eksploatacji – może pracować z zasysaniem powietrza do spalania z zewnątrz (do 53,7 kW) lub z pomieszczenia kotłowni. Powierzchnia grzewcza Eutectoplex w połączeniu z wymiennikiem ciepła Inox-Radial pozwala przestrzennie rozdzielić procesy spalania i kondensacji, dzięki czemu pozostałości po spalaniu pozostają w komorze spalania, a spaliny mogą kondensować bez pozostawiania osadów. Niebieskopłomieniowy palnik Vitoflame 300 dostosowany jest do wszystkich dostępnych w handlu olejów opałowych lekkich, w tym z domieszką do 10 procent bio-oleju.

Oba modele mogą współpracować z kolektorami słonecznymi oraz pompą ciepła, co pozwala uzyskać dodatkowe oszczędności w wydatkach na ogrzewanie. Na wymienniki ciepła ze stali szlachetnej w olejowych kotłach kondensacyjnych o mocy do 150 kW Viessmann udziela 10 lat gwarancji na nieszczelności spowodowane korozją.

Połączenie z instalacją solarną

Jak już wspomnieliśmy, gazowy lub olejowy kocioł kondensacyjny można połączyć z kolektorami słonecznymi, tworząc system hybrydowy o jeszcze wyższej efektywności. Wykorzystanie energii słonecznej należy do najbardziej ekologicznych sposobów pozyskiwania ciepła, a instalacja solarna jest idealnym uzupełnieniem systemu grzewczego – może wspomagać zarówno podgrzew ciepłej wody użytkowej, jak i centralne ogrzewanie w okresie wiosennym i jesiennym.

Przykładowo, w domu jednorodzinnym o powierzchni około 140 m² ciepło wytwarzane jest przez gazowy kocioł kondensacyjny i rozprowadzane grzejnikami lub ogrzewaniem podłogowym, a dodatkowo do podgrzewu ciepłej wody użytkowej wykorzystywana jest instalacja solarna o powierzchni absorbera rzędu 5 m². Gazowe kotły kondensacyjne Viessmann mogą przy tym pracować w trybie mono lub dualnym – do współpracy z instalacją solarną w trybie dualnym niezbędny jest odpowiedni zasobnik, na przykład z programu Vitocell, dopasowany kolorystycznie i funkcjonalnie do konkretnego kotła.