Jak dobrać kocioł do centralnego ogrzewania? • Andrzej Kozieł

Przed podjęciem decyzji o zakupie kotła należy zwrócić uwagę na rodzaj paliwa (stałe, ciekłe czy gazowe), ilość ciepła potrzebną do ogrzania budynku, miejsce w którym zlokalizowana będzie kotłownia oraz ilość ciepła do przygotowywania c.w.u. (w przypadku zastosowania kotła dwufunkcyjnego).

Kocioł centralnego ogrzewania – olejowy, gazowy czy na paliwa stałe?

Kotły na paliwa stałe – ogrzewanie nimi jest stosunkowo niedrogie, ale uciążliwe. W tradycyjnych kotłach na paliwo stałe, trzeba systematycznie dokładać opału i usuwać popiół.

Rozwiązaniem problemu ciągłego uzupełniania opału w przypadku tego rodzaju kotłów stały się kotły retortowe, wykorzystujące tak zwany eko-groszek. Są to urządzenia zaawansowane technologicznie posiadające automatyczny podajnik paliwa oraz systemem sterowania ilością doprowadzanego powietrza i temperaturą podgrzewanej wody.

Decydując się na montaż kotła na paliwo stałe należy pamiętać o tym, że tego rodzaju kotły pracują w obiegu otwartym, wiąże się to z koniecznością zamontowania w najwyższym punkcie instalacji naczynia wzbiorczego otwartego, które zabezpiecza instalację przed nadmiernym wzrostem ciśnienia – gdy dojdzie do zagotowania się wody. Pojemność naczynia wzbiorczego to od 4-5 % objętości wody w całej instalacji.

Wybierając kocioł na paliwo stałe nie można zapomnieć o wymaganiach dla kotłowni, która musi znajdować się w wydzielonym pomieszczeniu technicznym zlokalizowanym na kondygnacji podziemnej lub na poziomie ogrzewanych pomieszczeń, a jego kubatura nie może być mniejsza niż 30 m3. Należy przewidzieć miejsce na składowanie paliwa. Pomieszczenie kotłowni musi być odpowiednio wentylowane za pomocą wentylacji grawitacyjnej nawiewno wywiewnej. Wentylacja nawiewna kotłowni powinna być zrealizowana w postaci otworu niezamykalnego o powierzchni co najmniej 200 cm2, umieszczonego nie wyżej niż 1 m od poziomu podłogi kotłowni. Wentylacja wywiewna powinna mieć kanał wywiewny z niepalnego materiału o przekroju nie mniejszym niż 14 × 14 cm, z otworem wlotowym pod stropem pomieszczenia kotłowni, a kanał wywiewny powinien być wyprowadzony ponad dach.

Kocioł olejowy- stosuje się najczęściej tam gdzie nie można podłączyć budynku do sieci gazu ziemnego. Systemy grzewcze na olej opałowy były wcześniej mniej efektywne, ale obecnie ich wydajność znacznie podnoszą nowoczesne kotły olejowe kondensacyjne. Olej opałowy jest paliwem praktycznie bezodpadowym, dlatego nie ma problemu z usuwaniem popiołu, tak jak w przypadku kotłów na paliwo stałe.

Nowoczesne olejowe kotły kondensacyjne osiągają bardzo wysoką sprawność nawet 104 %, olejowa technika kondensacyjna jest jedną z najoszczędniejszych i najczystszych sposobów wytwarzania ciepła. Dzięki kondensacji gazów spalinowych uzyskuje się dodatkowe ciepło, które w konwencjonalnych kotłach grzewczych jest bezużytecznie tracone.

Kotłownia z piecem na olej opałowy musi spełniać wiele warunków, które zagwarantują bezpieczeństwo użytkowania pieca oraz pewność, że nie dojdzie do niebezpiecznych sytuacji np. przy magazynowaniu oleju opałowego. Kubatura kotłowni musi być większa niż 8 m3.Tam, gdzie będzie znajdował się kocioł na olej, podłoga i ściany do wysokości 10 cm powinny być wodoszczelne i posiadać klasę odporności ogniowej EI60, podobnie w przypadku stropu. Kotłownia powinna posiadać drzwi otwierane na zewnątrz, samozamykające z progiem wodoszczelnym o wysokości 4 cm. Odporność ogniowa drzwi powinna wynosić EI30. Pomieszczenie powinno posiadać wentylację nawiewno wywiewną o krotności wymian 2-4 na godzinę.

Ważnym punktem montażu kotłów na olej jest konieczność magazynowania oleju opałowego. Magazyn (zbiornik) oleju może znajdować się w podpiwniczeniu lub w przyziemiu. Zbiornik oleju może być lokalizowany w pomieszczeniu kotłowni, jeżeli maksymalna pojemność zbiornika to 1m3 ,a jego temperatura nie przekracza 40oC, w przeciwnym wypadku magazynowanie oleju musi odbywać się w wydzielonym pomieszczeniu.

Kotły gazowe- są to kotły o wielkości dużo mniejszej niż te na paliwo stałe. Ich obsługa nie wiąże się z koniecznością ciągłego dokładania paliwa, wymaga jedynie przeprowadzania raz w roku przeglądu. Wielkość kotłowni jest mniejsza niż w przypadku kotłowni na paliwo stałe. W domach jednorodzinnych najpopularniejsze są gazowe kotły wiszące ponieważ zajmują bardzo niewiele miejsca. Kocioł gazowy można umieścić w kuchni czy w łazience. Takie kotły mogą być dwufunkcyjne, czyli mieć wbudowany przepływowy podgrzewacz wody.

Pomieszczenie, w którym znajduje się kocioł powinno mieć wysokość minimum 2,2 m lub w przypadku budynków istniejących 1,9 m. Należy zapełnić wentylację nawiewno wywiewną. Wentylacja nawiewna o otworze nie mniejszym niż 200 cm2, dolna krawędz otworu nie niżej niż 30 cm nad poziomem posadzki, dopuszcza się doprowadzenie powietrza z pomieszczeń sąsiednich posiadających wentylację grawitacyjną przez otwór umieszczony w drzwiach kotłowni o przekroju minimum 200 cm2. Wentylacja wywiewna realizowana za pomocą otworu nie mniejszego niż 200 cm2, znajdującego się możliwie jak najbliżej stropu.

W przypadku kotłów gazowych jak i olejowych należy pamiętać, że pracują one w układzie zamkniętym, czyli nie mają bezpośredniego połączenia z powietrzem atmosferycznym. Wiąże się to z koniecznością zastosowania naczynia wzbiorczego przeponowego.

Ilość ciepła potrzeba do ogrzania budynku?

Gdy zdecydujemy się na rodzaj kotła musimy wiedzieć jaką ma mieć moc. Moc cieplną kotłowni wyznacza się z bilansu potrzeb cieplnych budynku, czyli określa się ile ciepła potrzeba na różne cele. Należy określić zapotrzebowanie ciepła dla pomieszczeń ogrzewanych oraz w przypadku kotłów dwufunkcyjnych dodatkowo zapotrzebowanie na przygotowywanie ciepłej wody użytkowej.

Jeżeli nie posiadamy szczegółowych danych znajdujących się np.w projekcie, moc grzewcza kotła w domu jednorodzinnym możemy określić w sposób przybliżony dla pomieszczeń o wysokości 2,6 m :

Jeżeli wysokość pomieszczeń, które zamierza się ogrzać, jest inna to orientacyjną moc kotła najprościej można dobrać na podstawie wskaźnika odnoszącego się do kubatury ogrzewanych pomieszczeń. Wartość tego wskaźnika uzależniona jest od stopnia izolacji termicznej budynku. W przypadku bardzo dobrej izolacji termicznej zakładamy moc 40 W/m3, zaś w przypadku budynków pozbawionych izolacji termicznej korzystamy ze współczynnika 60 W/m3.

Budynek o bardzo dobrej izolacji termicznej:

Moc kotła = Powierzchnia [m2] * Wysokość pomieszczeń [m] * 40 [W]

Budynek pozbawiony izolacji termicznej:

Moc kotła = Powierzchnia [m2] * Wysokość pomieszczeń [m] * 60 [W]

W budynkach jednorodzinnych i wielorodzinnych, w których zastosowano kotły dwufunkcyjne z podgrzewaczem pojemnościowym do przygotowywania c.w.u., zapotrzebowanie na ten cel można określić w następujący sposób:

• jeżeli Qcwu < 15-20% Qco, to kotły dobiera się w oparciu jedynie o obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną na cele c.o.
• jeżeli Qcwu > 15-20% Qco, to jako obliczeniową moc kotłowni przyjmuje się sumę maksymalnej mocy na cele c.o. i średniej dla c.w.u.

QK = Qco+ Qcwu [kW]

Zapotrzebowanie mocy cieplnej do przygotowania c.w.u. w budynkach mieszkalnych wyznacza się zgodnie z normami polskimi w oparciu o zapotrzebowanie ciepłej wody dla jednej osoby przyjmowane w wysokości 110-130 dm3/Md (na mieszkańca i dobę). 

Niewłaściwie dobrana moc kotła

Zastosowanie kotła o mocy większej niż zapotrzebowanie nie jest korzystne. Każdy kocioł może pracować ze swoją największą efektywnością jedynie wtedy gdy jego moc będzie właściwie dobrana do warunków, w których będzie pracował. Przewymiarowanie kotła, może powodować trudności z utrzymaniem zadanej temperatury, przegrzewanie czynnika w instalacji (np. gotowanie wody co prowadzi do powstania zbyt dużego ciśnienia w instalacji), przegrzewanie pomieszczeń, obniżenie sprawności kotła i zwiększone zużycie paliw.

Z drugiej zaś strony gdy dobrany kocioł ma zbyt mała moc i nie zapewnia pokrycia zapotrzebowania mocy grzewczej, spowoduje konieczność pracy kotła na maksymalnych parametrach, co wiąże się z obniżeniem jego sprawności, zwiększeniem zużycia paliwa, zmniejszeniem trwałości i szybszym zużyciem kotła. Dodatkowo w okresach zwiększonego zapotrzebowania na ciepło (np. w zimie) instalacja może nie być w stanie zapewnić zadanych parametrów i pomieszczenia nie będą w pełni ogrzane.