Kocioł dwufunkcyjny, czy kocioł jednofunkcyjny?

- budowa, działanie i możliwości zastosowania

Kocioł wiszący w miejsce kotłów stojących

Kocioł jedno- czy dwufunkcyjny? Kryteria wyboru

Funkcje podwyższające komfort ciepłej wody użytkowej

Wydanie 1/2013

31.07.2013

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Kotły wiszące – stosowane w miejsce

tradycyjnych kotłów stojących

Standardowo stosowane we wcześniejszych

latach kotły stojące, ustąpiły miejsca kotłom

wiszącym. Szczególnie nowe budynki

pozbawione tradycyjnego pomieszczenia

kotłowni, zaczęły wymuszać zastosowanie

kotłów wiszących.

Kotły wiszące są instalowane w łazienkach,

kuchniach, przedpokojach i innych

pomieszczeniach pomocniczych.

Wraz z pojawianiem się rozwiązania –

zamkniętej komory spalania, zwiększyły się

możliwości montażu kotła, który może

pracować niezależnie od powietrza wewnątrz

pomieszczenia. Podniosło to dodatkowo

poziom bezpieczeństwa, komfortu oraz

efektywności energetycznej dla użytkowanego

systemu grzewczego.

3

Kotły wiszące kondensacyjne

– nowy standard w technice grzewczej

Kotły wiszące występują w wielu rodzajach,

zdecydowana większość opalana jest gazem

ziemnym, ale na rynku dostępne są także

olejowe kotły wiszące.

Obecnym standardem znajdującym

zastosowanie zarówno w nowych, jak

i modernizowanych budynkach, stają się

wiszące kotły kondensacyjne. Pozwalają one

uzyskiwać jedne z najniższych kosztów

ogrzewania domu.

Odzysk ciepła z pary wodnej zawartej

w spalinach, pozwala w kotle kondensacyjnym

zwiększyć sprawność pracy o około 20÷30%

w porównaniu do tradycyjnych kotłów

wiszących.

4

Kotły wiszące jedno- i dwufunkcyjne

Kotły stojące są z założenia kotłami

jednofunkcyjnymi – przeznaczonymi

samodzielnie do współpracy z instalacją

grzewczą budynku. Możliwe jest także

podgrzewanie ciepłej wody użytkowej dla tego

typu kotłów, ale we współpracy z odrębnym

podgrzewaczem pojemnościowym.

Kotły wiszące oferowane są jako jedno-,

a także jako dwufunkcyjne. Dwufunkcyjny

kocioł wiszący w standardzie umożliwia pracę

i na cele grzewcze budynku, i na potrzeby

ciepłej wody użytkowej. Woda użytkowa jest

podgrzewana w kotle w sposób przepływowy

dzięki wbudowanemu wymiennikowi ciepła.

Kotły dwufunkcyjne są popularnym

rozwiązaniem przede wszystkim dla mieszkań,

a czasem także dla małych domów.

5

Budowa gazowego wiszącego

kotła dwufunkcyjnego

1

Podstawowe elementy kotła dwufunkcyjnego: 2

1- wymiennik ciepła spaliny/woda

2- odprowadzenie spalin

3- odpływ kondensatu z kotła kondensacyjnego

4- armatura gazowa

5- wentylator tłoczący mieszankę gazowo-powietrzną

6- pompa obiegowa

7- naczynie wzbiorcze przeponowe

8- wymiennik płytowy ciepłej wody użytkowej

9- zawór różnicowo-upustowy

10- zawór bezpieczeństwa

11- zawór trójdrogowy przełączający tryb pracy kotła

12- czujnik ciśnienia wody w układzie

3

4

5

6

9

8

7

10

11 12

6

Kocioł dwufunkcyjny w trybie pracy

na centralne ogrzewanie budynku

Kocioł dwufunkcyjny gazowy pracując na potrzeby

ogrzewania budynku, zasila bezpośrednio instalację

grzewczą CO.

Pompa obiegowa wymusza przepływ wody grzewczej

przez wymiennik spaliny/woda, zawór trójdrogowy

kieruje wodę grzewczą na króćce wyjściowe kotła,

z pominięciem płytowego wymiennika ciepła.

Woda grzewcza

Instalacja CO budynku

W kotle wiszącym

zabudowany jest także

zawór różnicowo-upustowy

(bypass), który otwiera się

samoczynnie przy wzroście

oporów przepływu

w instalacji grzewczej

7

Kocioł dwufunkcyjny w trybie pracy

na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej

Kocioł dwufunkcyjny gazowy pracując na potrzeby

podgrzewania ciepłej wody użytkowej, chwilowo nie

pracuje równolegle z instalacją grzewczą CO.

Duża bezwładność cieplna samej instalacji grzewczej

oraz budynku, nie dopuszcza do odczuwalnego

spadku temperatury wewnątrz pomieszczeń podczas

podgrzewania ciepłej wody użytkowej przez kocioł

dwufunkcyjny.

Pompa obiegowa wymusza przepływ wody grzewczej

przez wymiennik spaliny/woda, a zawór trójdrogowy

kieruje wodę grzewczą na płytowy wymiennik ciepła,

gdzie ciepła woda użytkowa jest podgrzewana

w sposób przepływowy.

Ciepła woda użytkowa

8

Kocioł jednofunkcyjny w trybie pracy

na centralne ogrzewanie budynku

Kocioł jednofunkcyjny gazowy wyposażony jest

w dwa króćce zasilania i dwa króćce powrotu wody

grzewczej. Dzięki temu może współpracować

standardowo z instalacją grzewczą, jak również

z odrębnym podgrzewaczem pojemnościowym.

Zawór trójdrogowy na podstawie sygnału z regulatora

kotła decyduje o rozdziale wody grzewczej i trybie

pracy kotła jednofunkcyjnego (tryb grzewczy lub tryb

podgrzewania ciepłej wody użytkowej).

Woda grzewcza

Instalacja CO budynku

9

Kocioł jednofunkcyjny w trybie pracy

na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej

Woda grzewcza

Podgrzewacz pojemnościowy CWU

W kotle jednofunkcyjnym pracującym w trybie pracy

na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej, pompa

obiegowa wymusza przepływ wody grzewczej przez

wymiennik spaliny/woda, a zawór trójdrogowy kieruje

wodę grzewczą na króćce, do których podłączony jest

podgrzewacz pojemnościowy lub płytowy wymiennik

ciepła np. zasobnika warstwowego.

Możliwy jest więc dobór odpowiedniej do potrzeb

pojemności podgrzewacza, zwykle dla domów

jednorodzinnych od 120 do 200 litrów lub też większej

przy dodatkowej współpracy z instalacją solarną.

10

Funkcja zaworu różnicowo-upustowego

w kotle wiszącym

Kotły wiszące cechują się małą pojemnością wodną – znacznie niższą niż

w przypadku kotłów stojących. Wymogiem eksploatacyjnym kotłów wiszących

jest więc zapewnienie minimalnego natężenia przepływu wody grzewczej

dla zapewnienia stałego odbioru ciepła z powierzchni grzewczych kotła.

Zmniejszenie natężenia

przepływu wody grzewczej

może nastąpić, gdy odbiór

ciepła zostanie zmniejszony

przez zamykające się zawory

termostatyczne zabudowane

przy grzejnikach.

Wraz ze wzrostem oporów

przepływu w instalacji

grzewczej, zawór różnicowo-

upustowy otworzy się,

w część wody grzewczej

wróci na zasilanie kotła.

11

Wymiennik ciepłej wody użytkowej

w kotle dwufunkcyjnym

Kocioł dwufunkcyjny wyposażony jest

w płytowy wymiennik ciepła wody użytkowej,

który standardowo zawiera zwykle do 13 płyt,

a w kotłach o podwyższonym standardzie

technicznym nawet 19, jak w przypadku kotła

Vaillant ecoTEC plus.

Zwiększona powierzchnia wymiany ciepła

dla wymienników ciepła o większej ilości płyt,

podwyższa komfort ciepłej wody użytkowej,

zwiększając jej wydajność. Jednocześnie

zwiększony odbiór ciepła z wody grzewczej

obniża temperaturę jej powrotu, co pozwala

na pracę kotła w trybie kondensacyjnym.

Wyższa sprawność pracy kotła obniża koszty

podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

12

System Aqua-Comfort-System plus (ACS)

w kotle dwufunkcyjnym

Funkcja ACS zwiększa komfort korzystania

z ciepłej wody użytkowej, zapewniając

niezmienność temperatury wody na wyjściu

z wymiennika ciepła, niezależnie od wzrostu

temperatury wody grzewczej w trakcie pracy

kotła. Regulator kotła za pomocą czujnika

temperatury (3) na wyjściu wody użytkowej,

dobiera moc palnika, aby precyzyjnie

regulować temperaturę wody użytkowej (1)

Także rozpoczęcie poboru wody użytkowej

nie oznacza długiego oczekiwania na

wymaganą temperaturę wody, gdyż funkcja

tzw. ciepłego startu utrzymuje dyżurną

temperaturę wody w wymienniku ciepła, aby

była dostępna natychmiast jako podgrzana,

zanim kocioł po starcie osiągnie wymaganą

moc grzewczą. W tym celu zabudowany jest

czujnik temperatury (2).

2

3

1

13

Funkcja ciepłego startu w kotle

dwufunkcyjnym

Dzięki funkcji ciepłego startu, woda użytkowa na wyjściu z kotła dwufunkcyjnego

od samego początku posiada podwyższoną temperaturę, której poziom szybko

się stabilizuje. W standardowym wariancie, rozruch zimnego kotła powoduje

opóźnione podgrzewanie się wody użytkowej, a także wahania jej temperatury.

Tem

pera

tura

cie

płe

j w

ody u

żytk

ow

ej

Czas

5 sek 60 sek

Funkcja ciepłego startu

Standardowa regulacja temperatury CWU

14

Podwyższenie mocy grzewczej w trybie

podgrzewania wody użytkowej

W energooszczędnych budynkach występują duże dysproporcje w wymaganej

mocy grzewczej kotła – dla potrzeb grzewczych i dla potrzeb podgrzewania

ciepłej wody użytkowej. Przykładowo budynek niskoenergetyczny o powierzchni

160 m2 może wymagać maksymalnie około 5 kW mocy grzewczej, podczas gdy

dla podgrzewania wody użytkowej 24 kW.

Przy zastosowaniu kotła jednofunkcyjnego, odpowiedni zapas wody użytkowej

gromadzony jest w podgrzewaczu pojemnościowym, a moc grzewcza kotła może

być dzięki temu ograniczona. Kotły dwufunkcyjne, jak np. Vaillant ecoTEC

powinny już bezwzględnie umożliwiać pracę z podwyższoną (nawet ponad 20%).

mocą grzewczą w trybie podgrzewania wody użytkowej C.W.U.

ecoTEC VCW PL 296/5-5

kocioł dwufunkcyjny kondensacyjny

5,7-26,5 kW Zakres mocy w trybie

ogrzewania C.O.

30,0 kW Moc maksymalna

w trybie C.W.U.

15

Zużycie ciepłej wody użytkowej

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

Moc grzewcza kotła wiszącego w coraz większym stopniu uzależniona jest od

zapotrzebowania ciepłej wody użytkowej, szczególnie w nowych budynkach,

a także w mieszkaniach o niskich potrzebach cieplnych. Od tego jak duże jest

dzienne zapotrzebowanie wody użytkowej, a przede wszystkim ile punktów

poboru jest w wykorzystywanych i w jakim czasie, zależy w znacznej mierze

dobór mocy kotła i wybór rozwiązania – kotła dwufunkcyjnego lub

jednofunkcyjnego współpracującego z podgrzewaczem pojemnościowym.

Zapotrzebowanie na wodę użytkową można określić według tabeli:

16

30oC Umywalka 5 l/min.

40oC Natrysk standard 8 l/min.

ciągle

30oC Umywalka 5 l/min.

40oC Natrysk standard 13 l/min.

ciągle

30oC Umywalka 5 l/min.

40oC Natrysk komfort 13 l/min.

ciągle

40oC Wanna 200 l w 10 min.

40oC Natrysk standard 8 l/min.

40oC Natrysk standard 8 l/min.

ciągle

30oC Umywalka 5 l/min.

40oC Natrysk standard 8 l/min.

30oC Umywalka 5 l/min

ciągle

Możliwości zastosowania kotła

dwufunkcyjnego

Kocioł dwufunkcyjny niemal zawsze jest przewidziany do całorocznego

ogrzewania budynku i wówczas możliwości podgrzewania odpowiedniej ilości

wody użytkowej mogą być ograniczone ( lato, zima):

17

Możliwości zastosowania kotła

dwufunkcyjnego

Tabela (str.16) wskazuje, że dla potrzeb

jednoczesnego poboru ciepłej wody użytkowej

przy korzystaniu z umywalki (30oC 5 l/min)

i prysznica (40oC 8l/min), kocioł dwufunkcyjny

o mocy 28 kW będzie w stanie zapewnić jej

podgrzewanie.

Przy wyższych jednoczesnych potrzebach

wody użytkowej, przepływowy charakter jej

przygotowania będzie mógł spełnić

oczekiwania komfortu jedynie poza sezonem

grzewczym. W sezonie grzewczym,

tym bardziej przy niższych temperaturach

wody wodociągowej, wydajność kotła

dwufunkcyjnego może się okazać za niska dla

zapewnienia ciągłej dostawy wody użytkowej.

18

Kocioł dwufunkcyjny z zasobnikiem

warstwowym wody użytkowej

Dla wyższych potrzeb ciepłej wody użytkowej,

należy zastosować kocioł jednofunkcyjny

z odrębnym pojemnościowym podgrzewaczem

wody lub też kocioł dwufunkcyjny wyposażony

w tzw. zasobniki warstwowe (jak actoSTOR VIH

CL 20 S)

Kocioł wiszący z zasobnikiem warstwowym

stanowi interesujące kompromisowe rozwiązanie

pomiędzy kotłem dwu-, a jednofunkcyjnym

z podgrzewaczem. Oferuje podwyższony komfort

wody użytkowej, przy oszczędności miejsca

zabudowy. Może być to przydatne szczególnie

dla mieszkań, apartamentów, małych budynków

jednorodzinnych.

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji