Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Jaki kocioł wybrać do ogrzewania domu?

1,707 views

Published on

Dobór mocy grzewczej kotła zależy od potrzeb budynku, a więc jego izolacji cieplnej i ogólnie standardu energetycznego. Wysoki wpływ odgrywają potrzeby ciepła podgrzewania wody użytkowej. Nowoczesne kotły cechują się niskim poziomem mocy minimalnej oraz szerokim zakresem regulacji mocy dzięki modulacji mocy palnika. Dzięki temu kocioł może dostosowywać precyzyjnie i płynnie moc w stosunku do bieźących potrzeb cieplnych.

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Jaki kocioł wybrać do ogrzewania domu?

  1. 1. Jak dobrać kocioł do ogrzewania domu?  Kryteria wyboru rodzaju kotła dla ogrzewania domu  Dobór mocy cieplnej kotła w zależności od standardu budynku  Czynniki zmniejszające i zwiększające wymaganą moc grzewczą kotła. Wydanie 1/2015 31.03.2015 www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
  2. 2. 2 Dobór kotła i podgrzewacza – odpowiedzialna decyzja ekonomiczna i użytkowa  Właściwy dobór kotła grzewczego dla domu lub mieszkania to jedna z bardziej odpowiedzialnych decyzji, jaką musi podjąć przyszły użytkownik systemu centralnego ogrzewania i podgrzewania ciepłej wody użytkowej.  Sprawność pracy kotła grzewczego wpływa bezpośrednio na koszty ogrzewania domu czy też mieszkania. Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej musi z kolei łączyć zarówno wymagania ekonomiczne niskich kosztów eksploatacji, jak i względy komfortu – zapewnienia odpowiedniej ilości wody.
  3. 3. 3 Porównanie – kocioł grzewczy i inne urządzenia codziennego użytku  Dobór kotła to na tyle odpowiedzialna decyzja, że należy go dokonać świadomie z uwzględnieniem specyfiki budynku i własnych potrzeb. Kocioł grzewczy jest urządzeniem, które powinno służyć przez 20÷25 lat. czas pracy, h/rok  Czas pracy kotła przeciętnie wynosi 2.000-2.400 godzin rocznie i jest dłuższy niż dla większości urządzeń użytkowanych do celów prywatnych.  Czas pracy kotła podkreśla także znaczenie przeglądów serwisowych, jakie zaleca się przeprowadzać każdego roku, analogicznie jak w przypadku okresowych przeglądów samochodu.
  4. 4. 4 Obciążenie cieplne kotła grzewczego w realnych warunkach eksploatacji 100 80 60 40 20 0 0 40 80 120 160 200 240 280 Dni sezonu grzewczego Obciążeniecieplnekotła(%) 63% 48% 39% 30% 13%  Maksymalna moc cieplna kotła jest wymagana sporadycznie w ciągu roku  Przez większość czasu obciążenie cieplne kotła jest znacznie niższe od jego maksymalnej mocy cieplnej  Wg normy DIN 4702 dla obliczania sprawności znormalizowanej kotła, podwyższone obciążenie cieplne (średnio 63%) występuje jedynie przez ok. 25 dni, a najmniejsze obciążenie (średnio 13%) przez ok. 120 dni  Średnioroczne obciążenie cieplne kotła wynosi w praktyce ok. 20% jego maksymalnej mocy cieplnej
  5. 5. 5 Wpływ obciążenia cieplnego kotła na sprawność pracy  Kotły starego typu pracując z niższym obciążeniem cieplnym wykazywały podwyższone straty cieplne, wobec czego sprawność pracy ulegała znacznemu obniżeniu  Nowoczesne kotły zachowują wysoką sprawność pracy także przy niskim obciążeniu, dzięki szerokiemu zakresowi regulacji (modulacji) mocy palnika, pogodowej regulacji temperatury pracy, niskim stratom ciepła do otoczenia oraz dzięki zamkniętej komorze spalania i precyzyjnej regulacji procesu spalania  Sprawność kotła kondensacyjnego przy niższym obciążeniu cieplnym wzrasta, wskutek zwiększonego efektu kondensacji pary wodnej zawartej w spalinach 110 100 90 80 70 60 50 0 10 20 30 40 50 Kocioł stałotemperaturowy Obciążenie cieplne kotła (%) Sprawnośćpracykotła(%)
  6. 6. 6 Potrzeba wymiany kotła przy termomodernizacji budynku  Termomodernizacja budynku polegająca na poprawie izolacyjności cieplnej przegród czy też wymianie okien, obniża zapotrzebowanie ciepła dla ogrzewania. Nie gwarantuje to jednak obniżenia kosztów eksploatacji, gdy wymianie nie podlega kocioł grzewczy. Obciążenie cieplne kotła w budynku po termomodernizacji obniży się, co może znacznie obniżyć sprawność jego pracy. Obciążenie cieplne kotła (%) Sprawnośćkotła(%) fot. njuskalo.hr 70 60 50 0 10 20 30 40 50 78% 65%  Przykładowo zmniejszenie średniego obciążenia z 20% do 10%, spowoduje obniżenie średniej sprawności pracy starego kotła stałotemperaturowego z około 78% do 65% (!). Kocioł stałotemperaturowy
  7. 7. 7 Zakres regulacji mocy cieplnej nowoczesnego kotła gazowego Moc 16% = 4,0 kW Moc 100% = 24,5 kW  Nowoczesne kotły cechują się bardzo szerokim zakresem regulacji mocy cieplnej. Przykładowo palnik kotła kondensacyjnego ecoTEC plus VC PL 206/5-5, pracuje z płynną regulacją mocy od 16 do 100%  Szeroki zakres modulacji palnika, pozwala w szerokim zakresie obciążenia cieplnego dopasować moc cieplną kotła do potrzeb. Ograniczenie liczby startów palnika zmniejsza straty rozruchowe i postojowe kotła, a także zmniejsza emisję zanieczyszczeń (podwyższoną przy uruchamianiu palnika).
  8. 8. 8 Uproszczona zależność dla doboru wymaganej mocy kotła grzewczego  Wymagana moc grzewcza kotła zależy od zapotrzebowania mocy dla celów grzewczych i dla podgrzewania wody użytkowej, a także w niektórych obiektach dla wentylacji mechanicznej, czy też technologii (np. podgrzew wody basenowej). QK = QCO + QW + QT + QCWU QCO – zapotrzebowanie ciepła dla ogrzewania budynku QW – zapotrzebowanie ciepła dla wentylacji budynku QT – zapotrzebowanie ciepła dla celów technologicznych (np. woda basenowa) QCWU – zapotrzebowanie ciepła dla podgrzewania wody użytkowej
  9. 9. 9 Bilans dobowego zapotrzebowania ciepła  W przypadku większych obiektów, gdzie występują różne niejednoczesne potrzeby cieplne, należy wykonać dobowy bilans zapotrzebowania, aby określić wymaganą moc cieplną kotła grzewczego QK Godziny 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Zapotrzebowanieciepła(kW) 140 120 100 80 60 40 20 0 CO CWU W T PRZYKŁAD: QCO = maks. 60 kW (ogrzewanie budynku) QW = maks. 40 kW (wentylacja budynku) QT = maks. 25 kW (ciepło technologiczne) QCWU = maks. 30 kW (ciepła wody użytkowa) Suma maksymalnych potrzeb = 155 kW UWAGA: z uwzględnieniem niejednoczesnego zapotrzebowania ciepła wymagana moc cieplna kotła QK = 120 kW QK = 120 kW
  10. 10. 10 Dobór kotła grzewczego wg projektowanego obciążenia cieplnego budynku (1/3)  Dobór wymaganej mocy kotła jest ułatwiony w przypadku nowych budynków, dla których wykonano szczegółowe obliczenia zapotrzebowania ciepła, niezbędnego do pokrywania strat ciepła przenikającego przez przegrody i ciepła potrzebnego do podgrzewania powietrza wentylacyjnego. Uwzględnia się również dodatek dla zwiększenia mocy cieplnej źródła ciepła, dla pracy po obniżeniu temperatury wewnątrz budynku (np. nocne obniżenie temperatury).  Obliczeń dokonuje projektant lub architekt na podstawie normy PN-EN 12831, wykorzystując specjalistyczne oprogramowanie komputerowe. Projektowane obciążenie cieplne budynku określa moc cieplną jaką należy dostarczyć do budynku, aby przy temperaturze zewnętrznej obliczeniowej (np. -18oC) zapewnić wymaganą temperaturę wewnątrz pomieszczeń (np. 20oC).
  11. 11. 11  Projektowane obciążenie cieplne budynku można określić w uproszczony sposób na podstawie wskaźnika maksymalnego zapotrzebowania ciepła: Dobór kotła grzewczego wg projektowanego obciążenia cieplnego budynku (2/3) Okres powstania budynku Przybliżony standard budownictwa Wskaźnik W/m2 Budynek z lat 60 i wcześniej Ściana 1-warstwowa, bez izolacji cieplnej, okna 2-szybowe o małej szczelności 90÷140 Budynek z lat 70÷80 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 5 cm, okna 2-szybowe o małej szczelności 60÷100 Budynek z lat 90÷2000 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 8÷10 cm, okna 2-szybowe o przeciętnej szczelności 50÷80 Budynek z lat 2000÷2010 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 10÷12 cm, okna 2-szybowe szczelne 40÷65 Budynek niskoenergetyczny NF40 Ściana 2- lub 3-warstwowa, izolacja cieplna 20 cm, wentylacja z odzyskiem ciepła, okna 3-szybowe 25÷30 Budynek pasywny NF15 Ściana 2 lub 3--warstwowa, izolacja cieplna 30 cm, wentylacja z odzyskiem ciepła, okna 3-szybowe, rozwiązania budowlane dla budynku pasywnego 15÷20 PRZYKŁAD: Dom niskoenergetyczny 210 m2:  Wskaźnik zapotrzebowania ciepła: 25 W/m2  Projektowane obciążenie cieplne QCO = 5,3 kW
  12. 12. 12  Wymagana moc cieplna kotła musi dostarczyć do budynku ciepło, które będzie pokrywało projektowane obciążenie cieplne QCO. Należy uwzględnić dodatkowo sprawność całego systemu (wytworzenie ciepła w kotle, przekazywanie ciepła, wykorzystanie ciepła (sposób regulacji)). Dla nowoczesnych systemów grzewczych z gazowymi kotłami kondensacyjnymi w budynkach jednorodzinnych, można przyjąć, że łączna sprawność systemu nie powinna być niższa niż 90%. Dobór kotła grzewczego wg projektowanego obciążenia cieplnego budynku (3/3) QCO = 5,3 kW Wymagana moc cieplna kotła grzewczego QK:  QCO – Projektowane obciążenie cieplne (kW)  ηS – sprawność systemu grzewczego (90%) (kW) PRZYKŁAD: UWAGA: moc kotła tylko dla celów ogrzewania CO
  13. 13. 13 Roczne zużycie ciepła dla celów grzewczych ECO:  F – powierzchnia budynku (m2)  qCO – wskaźnik sezonowego zapotrzebowania ciepła (kWh/m2rok) Dobór kotła grzewczego wg wskaźnika sezonowego zapotrzebowania ciepła (1/3)  Dla budynków nowych, jak również istniejących, częściej można zetknąć się z tzw. sezonowym zapotrzebowaniem ciepła (kWh/m2rok). Określa ono roczne zużycie ciepła dla celów grzewczych. Znając wartość całkowitego zużycia ciepła dla celów grzewczych budynku (kWh/rok) można określić zarówno roczne zużycie paliwa, jak i koszty ogrzewania domu. Możliwe jest także określenie wymaganej mocy cieplnej kotła grzewczego. (kWh/rok) PRZYKŁAD: Budynek z lat 80-tych: F = 180 m2  Wskaźnik sezonowego zap. ciepła: qCO = 140 kWh/m2rok  Sezonowe zapotrzebowanie ciepła: ECO = 25.200 kWh/rok
  14. 14. 14 Dobór kotła grzewczego wg wskaźnika sezonowego zapotrzebowania ciepła (2/3)  Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania ciepła można określić na podstawie szczegółowych obliczeń projektowych (audyt energetyczny budynku) lub też przyjąć wartość szacunkową z dostępnych tabel, np.: Okres powstania budynku Przybliżony standard budownictwa Wskaźnik qCO kWh/m2rok Budynek z lat 60 i wcześniej Ściana 1-warstwowa, bez izolacji cieplnej, okna 2-szybowe o małej szczelności 150÷200 Budynek z lat 70÷80 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 5 cm, okna 2-szybowe o małej szczelności 120÷150 Budynek z lat 90÷2000 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 8÷10 cm, okna 2-szybowe o przeciętnej szczelności 70÷100 Budynek z lat 2000÷2010 Ściana 2-warstwowa, izolacja cieplna 10÷12 cm, okna 2-szybowe szczelne 40÷60 Budynek niskoenergetyczny NF40 Ściana 2- lub 3-warstwowa, izolacja cieplna 20 cm, wentylacja z odzyskiem ciepła, okna 3-szybowe 15÷25 Budynek pasywny NF15 Ściana 2 lub 3--warstwowa, izolacja cieplna 30 cm, wentylacja z odzyskiem ciepła, okna 3-szybowe, rozwiązania budowlane dla budynku pasywnego 10
  15. 15. 15 Dobór kotła grzewczego wg wskaźnika sezonowego zapotrzebowania ciepła (3/3)  Obliczenie wymaganej mocy cieplnej kotła na podstawie zapotrzebowania ciepła (kWh/rok) wymaga przyjęcia założenia czasu pracy kotła grzewczego. ECO = 25200 kWh/rok Wymagana moc cieplna kotła grzewczego QK:  ECO – Projektowane obciążenie cieplne (kW)  t – czas pracy kotła w ciągu roku (h/rok)  ηS – sprawność systemu grzewczego (95%) (kW) PRZYKŁAD (zastosowanie gazowego kotła kondensacyjnego): QK = ECO t × ηS = 25200 2100 × 0,95 = 12,6 UWAGA: moc kotła tylko dla celów ogrzewania CO Czas pracy kotła grzewczego zwykle wynosi: Ogrzewanie domu: 2000÷2200 h/rok Ogrzewanie domu + woda użytkowa: 2200÷2400 h/rok
  16. 16. 16 Dobór kotła grzewczego z uwzględnieniem podgrzewania ciepłej wody użytkowej  Dobór mocy cieplnej kotła według projektowego obciążenia cieplnego budynku lub sezonowego zapotrzebowanie ciepła nie uwzględnia pracy kotła dla innych potrzeb, w szczególności dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej.  Zależnie od zapotrzebowania wody użytkowej oraz wyboru układu podgrzewania, należy uwzględnić odpowiedni dodatek mocy cieplnej kotła.
  17. 17. 17 Warianty układu podgrzewania ciepłej wody użytkowej w domu jednorodzinnym Kocioł 2-funkcyjny, zapewniający podgrzewanie wody użytkowej w trybie przepływowym, wymagający podwyższonej mocy grzewczej i stosowany głównie w mieszkaniach Kocioł 1-funkcyjny lub kompaktowy, gdzie woda użytkowa podgrzewana jest w podgrzewaczu pojemnościowym, zapewniając wysoki komfort wody użytkowej przy stosunkowo niskiej mocy cieplnej Kocioł wiszący 2-funkcyjny z zasobnikiem warstwowym wbudowanym w kotle, dla podwyższonego komfortu wody użytkowej, głównie w mieszkaniach oraz apartamentach Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3
  18. 18. 18 Wariant 1: podgrzewanie wody użytkowej przez kocioł 2-funkcyjny (1/2)  Zastosowanie kotła 2-funkcyjnego jest zwykle podyktowane ograniczeniem miejsca zabudowy, małą ilością punktów poboru wody i braku cyrkulacji wody użytkowej. Są to cechy charakterystyczne dla mieszkań (ogrzewanie etażowe).  Moc cieplna kotła 2-funkcyjnego jest zwykle znacznie wyższa niż projektowane obciążenie cieplne, gdyż wymaga tego przepływowy charakter podgrzewania wody użytkowej.  Standardowy kocioł 2-funkcyjny o mocy 24 kW dostarcza około 11,5 litra ciepłej wody (podgrzanie o 30 stopni), co wystarcza obsłużyć jednocześnie standardowy natrysk i umywalkę lub zlew kuchenny 30oC Umywalka 55oC Zlew kuchenny 40oC Natrysk oszczędny 40oC Natrysk standardowy 40oC Natrysk komfortowy 40oC Wanna l/min. 5 4 5 8 13 15÷20 Typowy czas poboru (min.)  1,5÷3,0  1,5÷3,0  5,0÷7,0  5,0÷7,0  5,0÷7,0  8,0÷10,0
  19. 19. 19 Wariant 1: podgrzewanie wody użytkowej przez kocioł 2-funkcyjny (2/2)  Kotły dwufunkcyjne mogą posiadać specjalne rozwiązania podwyższające moc cieplną w trybie podgrzewania wody użytkowej.  Podwyższenie wydajności cieplnej kotła przekłada się na wyższą ilość podgrzewanej wody użytkowej. Przykładowo dla mocy 30 kW, wydajność wynosi 14,4 l/min (podgrzanie o 30 stopni). Wystarcza to na zapewnienie wyższego poziomu komfortu dla natrysku o zwiększonej wydajności lub dla baterii wannowej. Vaillant VCW PL 296/5-5 tryb CO (50/30oC): 5,7-26,5kW tryb CWU: 30,0 kW Dla mieszkań, apartamentów i małych domów jednorodzinnych (szeregowych), stosowane są często kotły 2-funkcyjne. Ważny jest szeroki zakres płynnej regulacji mocy i niska minimalna moc cieplna kotła.
  20. 20. 20 Wariant 2: podgrzewanie wody użytkowej przez kocioł 1-funkcyjny z podgrzewaczem  Wysoki komfort wody użytkowej i pełniejsze dopasowanie do wymaganych potrzeb cieplnych budynku, uzyskuje się przy zastosowaniu kotła 1-funkcyjnego i podgrzewacza pojemnościowego wody.  Przykładem może być kocioł w wersji kompaktowej o mocy cieplnej w trybie ogrzewania CO: 4,3÷21,5kW (50/30oC) oraz 24 kW w trybie wody użytkowej CWU. Kocioł cechuje się wysoką wydajnością tzw. 10-minutową, która w wersji ze zbiornikiem 90 litrów wynosi 244 l/10 min., a ze zbiornikiem 150 litrów: 329 l/10 min.Vaillant ecoCOMPACT/4 Wysoka wydajność 10-minutowa jest ważna dla zapewnienia komfortu przy kilku punktach poboru wody użytkowej i przy zwiększonych potrzebach (wanna, tzw. deszczownica). Do podgrzewacza można podłączyć także cyrkulację wody użytkowej.
  21. 21. 21 Wariant 3: podgrzewanie wody użytkowej przez kocioł z zasobnikiem warstwowym  Rozwiązaniem pośrednim pomiędzy kotłem 2-funkcyjnym, a 1-funkcyjnym z podgrzewaczem, jest kocioł wiszący z wbudowanym zasobnikiem warstwowym wody użytkowej.  Komfort wody użytkowej 20-litrowego zasobnika jest porównywalny z uzyskiwanym przy podgrzewaczu 70 litrów.  Przykładowo wydajność zasobnika Vaillant actoSTOR VIH SL 20 S współpracującego z kotłem o mocy cieplnej 35 kW wynosi niemal 200 litrów na 10 minut, co wystarcza do napełnienia dużej wanny lub skorzystania z komfortowego natrysku (np. deszczownicy). Vaillant actoSTOR VIH SL 20 S Zastosowanie kotła z wbudowanym zasobnikiem wody użytkowej znajduje zastosowanie w apartamentach lub małych domach. Pozwala na ograniczonej powierzchni zabudować wysokowydajne rozwiązanie dla zwiększonych potrzeb wody użytkowej. Nie pozwala z racji małej objętości na bezpośrednie podłączenie cyrkulacji wody użytkowej (stosowanej w większych domach)
  22. 22. 22 Dobór kotła – opracowanie projektowe  Należy podkreślić, że prawidłowy dobór mocy cieplnej kotła, a także jego typu oraz schematu instalacji grzewczej i osprzętu, wymaga szczegółowego opracowania projektowego.  Powszechną praktyką zaobserwowaną w wielu monitorowanych budynkach, było zawyżanie mocy cieplnej kotła. Prowadziło to do zbędnego wzrostu kosztów inwestycji, ale także kosztów eksploatacji, wskutek obniżenia sprawności pracy urządzenia grzewczego.
  23. 23. Chłodzenie www.eko-blog.pl www.vaillant.pl Ogrzewanie Energia odnawialna Kotły gazowe Kotły olejowe Pompy ciepła Kolektory słoneczne Systemy wentylacji

×