Kondensacja w nowym wymiarze

Technologia kotłów kondensacyjnych przez ostatnie lata zdołała się zadomowić na polskim rynku. Coraz rzadziej widzi się zdziwienie, podejrzliwość i szukanie haczyka u klientów, którym proponuje się kocioł o sprawności powyżej 100%. Dla ludzi z branży grzewczej kotły kondensacyjne stały się czymś normalnym i powszednim. Jak na razie większość kotłów kondensujących parę wodną ze spalin instalowane jest w prywatnych domach i mieszkaniach.

Szczególnie opłacalne jest zastosowanie kotła kondensacyjnego w nowej instalacji z niskotemperaturowym ogrzewaniem podłogowym lub ściennym. Jednak kotły kondensacyjne mogą z powodzeniem pracować w starszych układach. Bez problemu osiągają wysokie parametry wody do 90° C, wtedy pracują jak kotły tradycyjne bez kondensacji jednak z wyższą sprawnością sięgającą 97%. Warto zauważyć, że instalacja obliczana jest na minimalną temperaturę zewnętrzną określoną przez normę, wynosi ona około -20°C. Jednak doświadczenie pokazuje, że tak niskie temperatury występują w ciągu zaledwie kilku dni w ciągu roku. Tymczasem średnia temperatura w sezonie grzewczym wynosi około +2°C. Szacuje się, że w instalacji na parametry 90/70°C przez 90% sezonu grzewczego temperatura na zasilaniu instalacji nie przekracza 60°C. Ponadto przeprowadzenie termomodernizacji budynku powoduje, że istniejąca, nawet dobrze dobrana, instalacja staje się przewymiarowana, co dodatkowo korzystnie wpływa na sprawność kotła, a co za tym idzie na obniżenie kosztów ogrzewania. Tymczasem dla spalin powstających z gazu ziemnego temperatura kondensacji wynosi 57°C. Oznacza to, że przy temperaturze powrotu rzędu 50°C, np. dla pracy na parametrach 65/50°C występuje pełna kondensacja, a sprawność kotła przekracza 103%. Czyli przez 90% sezonu kocioł kondensacyjny w tradycyjnej instalacji będzie źródłem dużych oszczędności a tylko przez 10% sezonu będzie pracował jak tradycyjny kocioł o bardzo wysokiej sprawności. Nasuwa się prosty wniosek - kotły kondensacyjne pasują nie tylko do instalacji z "podłogówką", ale także do starszych, modernizowanych instalacji z tradycyjnymi grzejnikami. Optymalną temperaturę wody w instalacji można uzyskać dzięki sterowaniu z czujnikiem pogodowym, który jest standardowym wyposażeniem kotłów Boren. Sterownik kotła posiada wbudowaną charakterystykę grzewczą, która oczywiście może być adaptowana do potrzeb ogrzewanego obiektu, dzięki czemu kaloryfery posiadają temperaturę odpowiednią do panujących warunków pogodowych. Takie sterowanie zapewnia wyższy komfort termiczny w mieszkaniu, ponieważ radykalnie zmniejsza wahania temperatury i co ważniejsze znacznie obniża koszty ogrzewania. Sterownik pogodowy kotła kondensacyjnego tak dopasowuje temperaturę wody, aby maksymalnie wykorzystać ciepło kondensacji pary wodnej w spalinach. Ponadto kotły kondensacyjne z zamkniętą komorą spalania zapewniają dużo wyższe bezpieczeństwo w porównaniu do kotłów komorą otwartą. Zamknięty system komory kotła pozwala na wiele bezpieczniejsze użytkowanie kotła zarówno w kotłowni jak i w pomieszczeniach użytkowanych przez ludzi. Dodatkowym atutem tego typu kotłów jest możliwość montażu w pomieszczeniach o małej kubaturze. Ponieważ powietrze zasysane jest z zewnątrz kocioł o mocy 280 kW można zamontować w pomieszczeniu o powierzchni 8,1 m², a kaskada kotłów o mocy 1120 kW wymaga tylko 18,6 m² kotłowni. Ponadto do coraz szerszego stosowania kotłów kondensacyjnych zachęcają coraz wyższe ceny gazu zarówno sieciowego jak i płynnego. Lawinowy wzrost cen gazu i innych paliw kopalnych na pewno nie zostanie szybko zahamowany, ponieważ ceny w Polsce muszą dorównać tym w Unii Europejskiej. Pierwsze koncepcje kotłów kondensacyjnych powstawały w latach 50, jednak ówczesny poziom rozwoju techniki i technologii nie dawał rozwiązań odpowiednich dla tego typu urządzeń. Borykano się przede wszystkim z problemem korozji wymienników od strony spalin. Wykraplający się ze spalin kondensat posiadający kwasowy odczyn pH 3,5 - 5,5 doprowadzał do bardzo intensywnej korozji wymiennika niszcząc całe urządzenie. Wyzwaniem okazało się także zaprojektowanie palników o szerokiej modulacji mocy przy zachowaniu optymalnego nadmiaru powietrza. Dopiero w ostatnich dziesięcioleciach gwałtowny rozwój technologii wytwarzania wysokiej jakości stopów aluminium oraz ich obróbki umożliwił dostarczenie trwałych i niedrogich rozwiązań. Na rynku dominują dwa typy wykonania kotłów. Z wymiennikami ze stali kwasoodpornej oraz z wymiennikami ze stopów aluminium. Po dogłębnym przeanalizowaniu firma Boren Energia Nova Sp. z o.o. postawiła na kotły z wymiennikami ciepła ze specjalnego stopu na bazie aluminium. Za wyborem tego rozwiązania przemówiła bardzo duża odporność zastosowanego stopu aluminium na korozję, wysoki współczynnik przewodzenia ciepła (ponad 8 razy wyższy niż stali kwasoodpornej), niski ciężar właściwy aluminium oraz szerokie możliwości kształtowania materiału. Dzięki wymiennikom ciepła wykonanych w technologii odlewów ciśnieniowych, kotły Boren gwarantują długą bezawaryjną pracę, niewielkie gabaryty, oraz bardzo wysoka sprawność. Wymiennik ciepła został opracowany na podstawie numerycznych badań modelowych. Dzięki temu wyraźnie zmniejszono opory przepływu zarówno po stronie wodnej jak i spalinowej. Spaliny przepływają w dół wymiennika poprzez labirynt wałeczków intensywnie się schładzają. Wypustki w postaci wałeczków nie tylko zwiększają powierzchnię wymiany ciepła, ale także powodują zawirowanie i co za tym idzie intensywne mieszanie strugi spalin. Wymiana ciepła jest dodatkowo intensyfikowana dzięki szachownicowemu ustawieniu wałeczków. Z drugiej strony powierzchni wymiany ciepła przepływa woda w przeciwprądzie w stosunku do spalin. Dzięki temu kondensacja pary wodnej jest jeszcze bardziej intensywna a naprężenia termiczne zredukowane do minimum.
Ważnym elementem każdego kotła jest palnik. Przede wszystkim musi zapewniać stabilny proces spalania w warunkach niskiej temperatury oraz wysokiej wilgotności spowodowanej kondensacją. Dodatkowo palnik powinien charakteryzować się dużą elastycznością tak, aby proces spalania był stabilny przy obciążeniu poniżej 20% nominalnego. Przy tym należy pamiętać, że palnik kotła kondensacyjnego narażony jest na działanie kwaśnego kondensatu oraz na naprężenia termiczne występujące głównie podczas rozruchu. Odpowiedzią na postawione zadania są nowe palniki premiksowe firmy Boren. Ich zasadniczym elementem jest gęsta włóknina wykonana ze specjalnego stopu stali posiadającego właściwości żaroodporne i nierdzewne. Dzięki gęstej strukturze włókien, płomień spala się na powierzchni palnika a większość ciepła oddawana jest w postaci promieniowania. Materiał palnika nagrzewając się nie wywołuje naprężeń wewnętrznych, ponieważ włókna nie są ze sobą na stałe połączone a tylko splecione. Walcowy palnik premiksowy może stabilnie pracować w zakresie od 15 do 100% mocy, a przy tym nie występuje ryzyko cofania się płomienia.
Firma Boren oferuje dwa typoszeregi kotłów VIRTUS oraz FORTUS. Seria wiszących kondensacyjnych kotłów VIRTUS składa się z trzech modeli o mocach 45, 60 i 80 kW. Dzięki niewielkim gabarytom i nowoczesnej stylistyce doskonale komponują się w pomieszczeniach. Seria stojących kotłów FORTUS to 6 modeli o mocach od 80 do 280 kW. Warto zauważyć, że kotły FORTUS mogą stabilnie pracować nawet poniżej 20% swojej mocy nominalnej. Tak duża elastyczność pozwala na idealne dopasowanie mocy kotła do aktualnego zapotrzebowania na ciepło. Kotły z obu serii przystosowane są do pracy równoległo-kaskadowej w zespołach od 2 do 4 kotłów. W przypadku kotłów wiszących daje to 320 kW a stojących 1120 kW. Ponadto w najbliższym czasie dostępne będą centrale kondensacyjne o mocach do 1120 kW przystosowane do pracy na zewnątrz budynków np. na dachach bądź obok ogrzewanych obiektów. Takie rozwiązanie radykalnie zmniejsza koszty budowy kotłowni oraz czas jej wykonania, ponadto wyraźnie poprawia bezpieczeństwo, co jest szczególnie ważne w budynkach użyteczności publicznej.
Kotły firmy Boren mogą być instalowane we wszystkich krajach Unii Europejskiej, posiadają certyfikaty CE poświadczające najwyższą jakość produktów. Firma zapewnia 5 letnią gwarancję na wymiennik, profesjonalnie prowadzone szkolenia dla projektantów oraz serwis gwarancyjny i pogwarancyjny na terenie całego kraju. Kotły spełniają najsurowsze europejskie normy dotyczące ochrony środowiska i emisji spalin. Wykorzystując do ogrzewania kotły kondensacyjne chronimy środowisko, czyli także siebie i nasze dzieci, ograniczamy wydobycie paliw a przy tym oszczędzamy pieniądze płacąc niższe rachunki za gaz. Dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii odlewów ciśnieniowych udało się radykalnie zmniejszyć koszty produkcji kotłów FORTUS i VIRTUS. Kotły Boren to inwestycja na całe życie. Michał Wesołowski
karta katalogowa FORTUSŹródło: Boren Energia Nova Sp. z o.o. Artykuł Sponsorowany Zobacz >> prezentację firmy BOREN ENERGIA NOVA Sp. z o. o. w kalatogu firm