Nízkoteplotní a kondenzační kotle

Náklady na vytápění tvoří v domácnostech obvykle více než 60 % všech provozních nákladů. Jednou z možností, jak je snížit, je vhodná volba otopného systému a správný výběr zdroje vytápění a přípravy teplé vody. Volbou kotle se určí charakter zdroje tepla, který by se už během dalších let jeho používání neměl měnit.

Zdrojem vytápění je kotel, který si můžeme vybrat na základě více hledisek. Rozhodnout se lze podle druhu použitého paliva, umístění, způsobu zabezpečení tepla a ohřevu vody, odvodu spalin a podobně. Kotle rozdělujeme i podle provozní teploty teplonosné látky. Z tohoto hlediska se dělí na klasické nízkoteplotní kotle a na kondenzační kotle.

Kotle druhé generace
Nízkoteplotní kotle jsou v současných českých poměrech standardním zdrojem tepla. Vyrábějí se v stacionární i závěsné verzi. Jsou vhodné pro otopné systémy, které pracují s vyššími teplotními spády. Nejkvalitnější z nich dosahují normovaného stupně využití až 93 %, což znamená ve srovnání s kotli starší konstrukce úsporu téměř 20 %. Moderní nízkoteplotní kotle ve stacionární verzi se vyznačují mimořádnou spolehlivostí provozu, silnou tepelnou izolací a ty nejlepší i vyspělou digitální regulační technikou. Ta umožňuje vyšší efekt šetření primární energie.

Závěsné či nástěnné nízkoteplotní kotle se vyrábějí ve výkonech od 10 do 30 kW. Na rozdíl od stacionárních disponují hořáky s modulovaným výkonem, čímž kompenzují menší tepelnou setrvačnost a menší vodní objem. Svými rozměry šetří nejen místo, ale mají v sobě zabudované i bohaté příslušenství, například oběhové čerpadlo, přepínací ventil na ohřev pitné vody či expanzní nádobu. Řídící centrum zaručuje automatický provoz při vysokém využití.

U moderních nízkoteplotních kotlů klesá teplota spalin pod 130 °C a teplota vratné otopné vody je nižší než 65 °C. V případě poklesu teploty vratné vody pod teplotu rosného bodu (teplota, při níž se začíná z vlhkých spalin kondenzovat voda, tj. pod 52 až 58 °C) může vzniknout koncentrát způsobující u méně odolných materiálů poškození a korozi. Například výměník tepla je nejčastěji vyroben z oceli nebo litiny. Použití oceli má však určité nevýhody: teplotu vratné vody je třeba zabezpečit tak, aby byla vyšší než teplota rosného bodu spalin, tedy přibližně 55 °C. Jestliže tato teplota poklesne, dochází k nízkoteplotní kondenzaci, při níž se síra obsažená v palivu přemění na kyselinu sírovou a oxidy dusíku na kyselinu dusičnou. Tyto dvě látky působí na ocelovou konstrukci velmi korozivně. Tím se snižuje životnost kotle a rostou náklady na údržbu nebo opravy.

Naopak nízkoteplotní litinový kotel přes vyšší pořizovací cenu zabraňuje svou konstrukcí, uspořádáním a tvarováním litinových článků vzniku kondenzace, a tím i nízkoteplotní koroze. Litina použitá na výhřevných plochách kotle zabezpečuje vysoké využití tepla obsaženého ve spalinách a v maximální míře odevzdává přijaté teplo otopné vodě rovnoměrně ve všech částech kotle. Nízkoteplotní provoz kotle představuje značné úspory plynu a teplotní pohodu.

Kondenzační kotle
Ačkoliv je princip kondenzace znám již více než sto let, efektivně začal být využíván teprve nedávno. Kondenzační kotle přitom nejlépe splňují parametry úspornosti i šetrnosti k životnímu prostředí. U klasického nízkoteplotního kotle odcházejí spaliny komínem či jiným vývodem přímo ven. Naopak kondenzační kotle toto teplo odevzdávají ochlazené vodě přitékající ze systému a přihřejí ji. Na její dohřátí pak stačí – dříve než se vrátí zpět do systému – menší množství plynu. Při ochlazování spalin dochází ke kondenzaci obsažené vodní páry a k uvolnění kondenzačního tepla. Jejich úspornost tedy spočívá v tom, že využívají i část kondenzačního tepla páry obsažené ve spalinách. Spotřebují tak o 15 % méně energie než klasické kotle a až o 33 % méně než zastaralé plynové kotle.

Proces kondenzace probíhá ve speciálním kotlovém výměníku, vyrobeném obvykle ze slitin hliníku. Spolu s hořákem a ventilátory tvoří výměník jádro kotle. Spalinová část plní stejnou funkci jako u klasických kotlů, výjimečná je ale část kondenzační, ve které se ochlazují spaliny. Tím, že spaliny kondenzují, se do ovzduší dostává už jen zbytkové množství škodlivin, které je výrazně nižší, než určují zákonem stanovené normy na ochranu životního prostředí.

Vzhledem k chlazení spalin se kondenzační kotle vyrábějí jen v turbo provedení. Turbokotle disponují systémem koncentrických trub. Ty, zjednodušeně řečeno, mají dvě vrstvy pláště. V jejich vnější části přitom proudí spalovací vzduch a ve vnitřní spaliny. Trouby ústí buď přímo do vnějšího prostředí, nebo do komínu. Stejně jako nízkoteplotní kotle i kondenzační se vyrábějí v stacionární a závěsné verzi. Potřebám otopné plochy ve většině českých domácností plně vyhovují kotle s tepelnými výkony do 24 až 28 kW.  Tato kritéria splňují moderní nástěnné typy kotlů. Majitelé rodinných domů mohou ušetřit na vstupních investicích do kotle, jestliže si zvolí stacionární typ kotle, který představuje cenově výhodnější alternativu k závěsným kotlům.

Jeho umístěním v samostatných prostorech (kotelna, sklep) se dá šetřit obytný prostor a též chránit interiér před rušivým vlivem kotle. O něco dražší závěsné kotle jsou na druhé straně vybaveny moderním elektronickým řízením a regulací schopnou ušetřit na provozních nákladech mnohem více než v případech jednoduchých stacionárních kotlů.

Nadstandardní obytné prostory (např. rodinné domy s bazénem a klimatizací) zvyšují nároky na výkon kotle. Tato obydlí většinou vyžadují kotel s výkonem 30 až 50 kW a nezřídka i samostatnou kotelnu.

Investice, která se vám vrátí
U kotlů je důležité hledět na jejich dostatečnou výkonnost v závislosti na velikosti vytápěných prostorů. Kotel s nižším výkonem, než je ve skutečnosti potřebný, prostor nevytopí. Naopak příliš velký výkon bez vhodné regulace způsobuje přetápění, a tím i finanční ztráty. Kotel je správně zvolen tehdy, když je využíván téměř celý rozsah jeho výkonu.

Účinnost, resp. roční stupeň využití, u nízkoteplotních kotlů představuje 92 až 94 %. Vyšší účinnost mají kotle kondenzační. Pomocí kondenzace totiž využívají i část tepla, která u nízkoteplotních kotlů uniká nevyužitá komínem, a tak lze dodatečně získat až 11 % účinnosti. Teoretická využitelnost je tedy 111 %. Protože část vysálá kotel a kondenzát a část unikne spalinami, dodatečně je využitelných přibližně 8 % tepla. Roční stupeň využití u kondenzačních kotlů je tak 105 až 108 %.

Oproti standardním plynovým kotlům má kondenzační kotel (správně zvolený, zapojený, s plynulou regulací) předpoklad ročně snížit spotřebu plynu o 15 %. Pro srovnání, účinnost klasických starých kotlů je od 65 do 80 %, zatímco účinnost nových kotlů je kolem 91 %.

Při volbě zdroje vytápění v našich podmínkách většinou volíme mezi plynem, elektrickou energií nebo tuhým palivem (uhlí, dřevo). Hlavně v rodinných domech se na dotápění stále častěji využívají doplňkové zdroje tepla, jako je sluneční energie, tepelná čerpadla nebo krby či kachlová kamna. Přes zvyšující se ceny zemního plynu je právě plynové vytápění u nás stále nejrozšířenější. Jestliže se nechceme vzdát komfortu vytápění tímto zdrojem, můžeme ušetřit díky vývoji kotlů. Správný výběr nového nízkoteplotního kotle dokáže zabezpečit pokles spotřeby plynu o 15 %, v případě kondenzačního kotle je to až 30 %.

Optimální vytápění
Kotel volíme s ohledem na vytápěný prostor tak, abychom dosáhli tepelné pohody při co nejnižších nákladech. Stav tepelné pohody znamená pro člověka příjemný pocit, kdy mu není příliš teplo ani příliš zima a nemusí se opakovaně oblékat nebo svlékat. Teplota vzduchu by se měla pohybovat v rozmezí 18 až 22 °C.
Vytápění může být i kombinované – podle individuálních potřeb vytápěného prostoru. V rodinném domě to může být například kombinace vytápění kondenzačním kotlem při využití panelových radiátorů s velkou plochou a podlahového topení v obývacím pokoji, dětském pokoji či koupelně. K tomu je možno přidat solární ohřev užitkové vody pro období mimo topnou sezonu.

Při volbě kotle je třeba zohlednit i způsob vytápění – klasické radiátorové nebo podlahové (resp. stěnové). Při radiátorovém vytápění je potřebný vyšší teplotní spád, tj. 80/60 (tedy teplota vody vycházející z kotle je 80 °C a vody vracející se z otopné soustavy 60 °C). Při podlahovém vytápění je teplotní spád například 50/40 nebo 40/30 (aby byla podlaha příjemná na dotyk a nepálila).

Z dlouhodobého hlediska ušetříme, jestliže v případě podlahového vytápění zvolíme kondenzační kotel. Ten má při nízkém teplotním spádu využitelnost až 106 – 108 %. Kondenzační kotle se osvědčily i při radiátorovém vytápění. Jejich účinnost je sice nižší, ale ještě stále dosahuje kolem 98 %, což je nad průměrem běžných kotlů. Výběr kotle a způsobu vytápění vyžaduje pro každý konkrétní prostor individuální řešení, proto je každopádně dobré nechat si poradit od odborníka.

Katarína Vargová
Foto: Junkers, Procom, Protherm, Viessmann