Sprawność kotła kondensacyjnego zależy od bardzo wielu czynników, jak np. typu wymiennika ciepła, rodzaju sterownika kotła - pogodowy, pokojowy, a także od budowy palnika i jego działania dostosowującego wydajność do potrzeb cieplnych. Należy także zwrócić uwagę czy sprawność kotła kondensacyjnego jest określana w odniesieniu do wartości opałowej paliwa czy do jego ciepła spalania. Stanowi to jedynie różnicę merytoryczną, koszty ogrzewania domu pozostaną tutaj jednakowe. Niezależnie od tego jak będzie określona sprawność kotła, podstawą jego działania pozostaje kondensacja pary wodnej i skraplanie pary wodnej zawartej w spalinach. Ciepło odzyskiwane z pary wodnej zostanie wykorzystane - oddane do wody grzewczej. Od czego zależy sprawność kotła kondensacyjnego? Od jego budowy, warunków pracy (temperatury wody grzewczej). Wpływa na to rodzaj systemu grzewczego, sterownika instalacji i inne elementy systemu grzewczego.

1. Od czego zależy sprawność kotła kondensacyjnego?
 Bilans zużycia energii elektrycznej i strat cieplnych kotła wiszącego
 Optymalny zakres modulacji (płynnej regulacji) mocy palnika
 Wysokoefektywne pompy obiegowe w kotłach wiszących
Wydanie 1/2013
25.04.2013
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. 2
Sprawność pracy kotła kondensacyjnego,
a koszty eksploatacji
 Kocioł kondensacyjny zapewnia jedne z najniższych kosztów ogrzewania domu,
porównując różne rodzaje źródeł ciepła korzystających z różnych nośników
energii. Technika kondensacyjna to obecnie standardowe rozwiązanie dla
nowoczesnych i wysokoefektywnych kotłów gazowych.
 Sprawność pracy kotła bezpośrednio wpływa
na koszty ogrzewania domu oraz koszty
podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
 Standardowo w porównaniach kosztów
ogrzewania domu, uwzględnia się jedynie koszty
związane z zużyciem danego rodzaju paliwa.
Coraz częściej jednak zwraca się dodatkowo
uwagę na zużycie energii elektrycznej przez
elementy samego źródła ciepła lub też całego
systemu grzewczego budynku. Z punktu widzenia
efektywności całego systemu jest to w pełni
uzasadnione.
ecoTEC plus 2013

3. 3
Sprawność pracy kotła w zależności
od konstrukcji komory spalania
 Sprawność pracy kotła kondensacyjnego zależy od wielu elementów jego
konstrukcji. W znacznej mierze, sprawność zależy od budowy komory spalania
i powierzchni grzewczych. Schładzanie spalin do jak najniższej temperatury
oraz intensywna kondensacja pary wodnej zawartej w spalinach, decyduje
o uzyskiwaniu wysokiej sprawności pracy. Każde obniżenie temperatury spalin
o 20oC, podwyższa sprawność pracy kotła o około 1%.
Komora spalania kotła ecoTEC plus
VC PL 206/5-5 o mocy 4,2÷21,2 kW
Komora spalania kotła ecoTEC plus
VU 806 o mocy 16,5÷82,3 kW

4. 4
 Palnik modulowany pracuje z płynną regulacją wydajności cieplnej. Dzięki temu
kocioł (szczególnie wiszący o małej pojemności wodnej) może dostosować się do
aktualnych potrzeb cieplnych, bez konieczności częstego wyłączania i załączania.
Modulacja mocy palnika, a straty ciepła
i energii kotła grzewczego (1/2)
Moc 16% = 4,0 kW Moc 100% = 24,5 kW
 Przykładowo palnik gazowego wiszącego kotła kondensacyjnego ecoTEC plus
VC PL 206/5-5, pracuje z płynną regulacją mocy od 16 do 100% - w trybie
podgrzewania ciepłej wody użytkowej (20÷100% dla ogrzewania c.o.).
 Zakres modulacji palnika
można określić proporcją: 16÷100%  1:6,25

5. 5
 Modulacja mocy palnika musi zapewniać optymalne warunki pracy kotła, także
pod względem zużycia energii i strat ciepła. Zbyt niska minimalna moc palnika
będzie wydłużać nadmiernie pracę pompy obiegowej i przez to zwiększać
zużycie energii elektrycznej. Z kolei zbyt wysoka dolna moc cieplna palnika,
będzie zwiększać liczbę jego załączeń, co spowoduje wzrost strat rozruchowych
(w tym przedmuch komory spalania i zapłon) i strat postojowych ciepła.
 Za optymalny można uznać zakres modulacji mocy palnika 1:6,7 co oznacza,
że palnik nie powinien pracować z mocą niższą niż 15% mocy maksymalnej.
Modulacja mocy palnika, a straty ciepła
i energii kotła grzewczego (2/2)
straty rozruchowe
straty postojowe ciepła
energia elektryczna – pompa obiegowa
Zakres modulacji palnika
kWh
Optymalny zakres modulacji palnika

6. 6
 Największy udział zużycia energii elektrycznej przypada na pompę obiegową
kotła. Stosowane wcześniej powszechnie pompy o stopniowej regulacji
wydajności pracy, zastępowane są w nowoczesnych kotłach wiszących, przez
pompy o płynnie regulowanej wydajności, tzw. pompy wysokoefektywne.
Zużycie energii elektrycznej przez pompę
obiegową kotła wiszącego
 Pompa obiegowa kotła pracuje
około 2500 godzin rocznie.
 W przypadku kotła wiszącego,
ta sama pompa obiegowa pracuje
dla instalacji grzewczej budynku,
jak i dla podgrzewania ciepłej
wody użytkowej. Od zużycia
energii elektrycznej przez pompę,
zależy w istotny sposób koszt
eksploatacji kotła grzewczego.
ecoTEC plus 2013

7. 7
 Etykiety energetyczne przyznawane są także pompom obiegowym zgodnie
z metodologią określoną przez EUROPUMP (Stowarzyszenie Europejskich
Producentów Pomp). Pozwala to w łatwy sposób ocenić i porównać efektywność
pracy pomp. Od roku 2015 stosowane pompy będą musiały cechować się
współczynnikiem efektywności energetycznej EEI niższym niż 0,23 (ErP).
 Tradycyjne pompy obiegowe stosowane na przykład w małych instalacjach
grzewczych, cechowały się dotąd współczynnikiem efektywności energetycznej
EEI na poziomie 0,80÷1,20 (klasa D/E).
 Nowoczesne kotły wiszące,
jak ecoTEC plus, korzystają
z pomp obiegowych wysoko-
-efektywnych, dla których
współczynnik efektywność
EEI wynosi poniżej wartości
0,23 (klasa A).
Etykiety energetyczne pomp obiegowych
Pompa obiegowa
EEI = 0,23 (ecoTEC plus)
Pompa obiegowa
EEI = 0,80÷1,20 (standard)
A
D E

8. 8
 Pompa obiegowa kotła pracuje do 2.500 h/rok, a więc jej zapotrzebowanie
na energię elektryczną odgrywa znaczący wpływ na koszty eksploatacji kotła.
 Przykładowo wysokoefektywna pompa obiegowa zastosowana w wiszącym
kotle kondensacyjnym ecoTEC plus, zużywa ponad 4-krotnie mniej energii
elektrycznej niż stało obrotowe 1-stopniowe pompy obiegowe i blisko 2,5 razy
mniej niż pompy elektroniczne. W perspektywie 20 lat pracy oszczędności
dzięki samemu niższemu zużyciu energii mogą wynieść ok. 4-6 tys. zł.
Porównanie kosztów eksploatacji
pomp obiegowych
Zużycieenergii(kWh/rok)
Kosztyenergii(zł/rok)
356,-
271,-
207,-
86,-

9. 9
 Zastosowanie wysokoefektywnej pompy obiegowej powoduje znaczne obniżenie
kosztów eksploatacji systemu grzewczego. Zużycie energii elektrycznej, a przez to
koszty jej zakupu, mogą być wówczas niższe od większości standardowych
urządzeń domu, czy też mieszkania. Przykładowo dla 3-osobowej rodziny bilans
zużycia energii elektrycznej (kWh/rok) i kosztów jej zakupu (zł/rok) może wynosić:
Wpływ zastosowania wysokoefektywnej
pompy obiegowej na budżet domowy
Źródło: „So senken Sie Ihre Heizkosten”, EnBW Energie Baden-Württemberg AG 2013
Wysokoefektywna
pompa obiegowa

10. 10
 Straty postojowe wiążą się ze stratami ciepła z kotła, ale także z zużyciem
energii elektrycznej przez regulator. Również w tzw. trybie czuwania „stand by”,
regulator pobiera niewielką ilość energii elektrycznej. Nowoczesne układy
automatyki wprowadzają pod tym względem nowe standardy efektywności
energetycznej, czego przykładem może być regulator kotła ecoTEC plus:
Zużycie energii przez regulator kotła
5,80 W
Zużycie energii elektrycznej
przez standardowy regulator
1,82 W
Zużycie energii elektrycznej
- regulator kotła ecoTEC plus
-70%

11. 11
 Dla uzyskiwania wyższej sprawności pracy w warunkach eksploatacyjnych mają
wpływ także inne cechy konstrukcji i funkcjonowania, jak np. w kotle ecoTEC plus:
Inne cechy konstrukcyjne wpływające na
sprawności pracy kotła kondensacyjnego
o zwiększenie wielkości wymiennika przepływowego ciepłej wody użytkowej
o regulacja temperatury powrotnej do kotła
o automatyczna regulacja mocy kotła do systemu grzewczego budynku
o płynna regulacja obrotów wentylatora i precyzyjna regulacji powietrza do spalania
o elektroniczna regulacja składu mieszanki gazowo-powietrznej (system ELGA)
dla optymalizacji procesu spalania przy każdej mocy cieplnej z zakresu modulacji

12. 12
 Wiszący gazowy kocioł kondensacyjny Vaillant ecoTEC plus VC PL 206/5-5 jest
przykładem wysokoefektywnego urządzenia, również pod względem zużycia
energii elektrycznej, wynoszącego od 35 do 70 W. Kotły oferowane na rynku
w zakresie mocy grzewczej powyżej 20 kW, zużywają maksymalnie nawet 200 W
energii elektrycznej (dane producentów):
Porównanie zużycia energii elektrycznej
przez kotły wiszące o mocy maks. 21-28 kW
Maksymalny pobór mocy
elektrycznej kotła (W)

13. Chłodzenie
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji