Moc minimalna kotła gazowego, a zużycie gazu

Ogrzewanie gazowe to sposób na wydajne i komfortowe dla użytkownika pozyskiwanie energii cieplnej zarówno do ogrzewania budynku, jak i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Kotły gazowe są niemal bezobsługowe, a dzięki zastosowaniu odpowiedniej automatyki są w stanie sprawnie dopasowywać się do panujących warunków i oczekiwań co do poziomu komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Zaletą jest to, że za sprawą ich wysokiej efektywności z gazu grzewczego można pozyskiwać dużą część zmagazynowanej w nim energii, co korzystnie wpływa na obniżenie kosztów ogrzewania. Najlepsze wyniki można osiągnąć, gdy budynek jest odpowiednio zabezpieczony przed możliwymi stratami energii, a kocioł jest dobrze dobrany do konkretnego budynku. Zobaczmy, w jaki sposób dopasować kocioł gazowy tak, by zapewniał on możliwie najniższe zużycie gazu.

Jaka powinna być optymalna moc kotła gazowego?

Kluczowym parametrem wpływającym na moc kotła jest zapotrzebowanie obiektu na ciepło. Zależy ono bezpośrednio od kubatury, czyli powierzchni użytkowej oraz wysokości pomieszczeń, a także powstających strat energii cieplnej. Ich poziom jest uwarunkowany jakością użytych podczas budowy materiałów, a zwłaszcza warstw termoizolacyjnych, a także ich fachowym ułożeniem, zapobiegającym powstawaniu tzw. mostków termicznych. Liczy się również współczynnik przenikania ciepła zamontowanych okien oraz ich zgodna z zasadami sztuki budowlanej instalacja (tzw. ciepły montaż).

W przypadku nowych budynków zapotrzebowanie na moc jest wyliczane w projekcie. Dla budynków powstałych wcześniej, a także, gdy użytkownik nie ma dostępu do dokumentacji, zapotrzebowanie na moc można oszacować, biorąc pod uwagę technologię, w jakiej zostały wzniesione, a także wymogi, które musiały spełniać według obowiązujących wówczas przepisów. Dla najnowszych kilkuletnich obiektów będzie to około 50 W/m², dla starszych, maksymalnie 20–30-letnich zapotrzebowanie może wynosić między 60 a 90 W/m², a w starszych od 90 do nawet 200 W/m², jeżeli budynek jest pozbawiony termoizolacji.

Moc kotła powinna uwzględniać wymogi związane z przygotowywaniem ciepłej wody użytkowej. W tym przypadku najważniejsza jest pojemność zbiornika ciepłej wody użytkowej oraz ilość osób, które mogą z niej korzystać w krótkich odstępach czasu. Im większe będzie zapotrzebowanie na ciepłą wodę, tym większa powinna być moc kotła. Warto też pamiętać, że kocioł o większej mocy podgrzeje tę sama ilość wody o wiele szybciej.

Ustalenie maksymalnego zapotrzebowania na ciepło jest początkowym etapem całej procedury. Trzeba pamiętać, że choć kocioł gazowy jest wykorzystywany do podgrzewania wody przez cały rok, to do celów grzewczych służy z różną intensywnością. Czas silnych mrozów, podczas którego kocioł najprawdopodobniej będzie pracował z największą mocą to obecnie jedynie niewielka część roku. Przez pozostałe miesiące zapotrzebowanie będzie o wiele mniejsze. W takim przypadku kocioł o dużej mocy będzie musiał pracować z przerwami, ponieważ stała praca wiązałaby się ze zbyt wysoką temperaturą. Oznacza to konieczność częstego wyłączania i włączania urządzenia. Wiąże się to z przyspieszonym zużyciem poszczególnych elementów i ze wzrostem zapotrzebowania na gaz podczas zapłonu, przy tzw. starcie palnika i podczas początkowego okresu spalania. Rozwiązaniem tego problemu jest wybór kotła, który został wyposażony w modulację mocy.

Na czym polega modulacja mocy palnika i dlaczego jest tak ważna?

Kocioł, w którym zamontowano palnik z modulacją mocy, ma możliwość pracy z mocą maksymalną w momencie szczytowego zapotrzebowania na energię oraz płynnego obniżania jej aż do mocy minimalnej wówczas, gdy do zapewnienia odpowiedniej temperatury wystarczy mniejsza ilość ciepła. W takiej sytuacji kocioł może pracować stale, podgrzewając wodę z mniejszą intensywnością, a zarazem uzyskując wyższą sprawność cieplną, czyli lepiej wykorzystywać dostępną energię. Ponieważ okresy, w których kocioł nie wykorzystuje swej mocy maksymalnej, zdarzają się przez większość czasu, w jakim jest eksploatowany, korzystanie z palnika z modulacją i jego zdolność do pracy z mocą minimalną oznacza redukcję ilości zużywanego gazu, a zatem kosztów jego zakupu.

Zalety palnika z modulacją i pracy z mocą minimalną są dostępne zarówno dla osób decydujących się na zakup kotłów tradycyjnych, jak i modeli kondensacyjnych. W pierwszym przypadku możliwość obniżenia efektywnej mocy kotła będzie się wahała w granicach 40–30% mocy nominalnej, a przy kotłach kondensacyjnych może dojść nawet do 10%. Ważnym elementem, zwłaszcza w przypadku kotłów kondensacyjnych, będzie zatem zakres modulacji, określany nieraz stosunkiem redukcji dostępnej mocy np.: 1:10, co oznacza 10-procentową moc minimalną czy 1:5, co przekłada się na redukcję 20-procentową.

Zakres uzyskanych za sprawą modulacji korzyści zależy też po części od systemu ogrzewania, tj. temperatury wykorzystywanej wody. Największa oszczędność będzie w przypadku kotłów kondensacyjnych możliwa wówczas, gdy w budynku jest zamontowany system ogrzewania niskotemperaturowego, np. popularne ogrzewanie płaszczyznowe, czyli tzw. podłógówka. W takiej sytuacji kocioł musi bowiem ogrzać wodę jedynie do temperatury umożliwiającej pełne wykorzystanie efektu kondensacji, a nie do około 80°C, jak w przypadku grzejników tradycyjnych. Ogrzewanie wody do niższej wymaganej temperatury przy wykorzystaniu kotła kondensacyjnego z modulacją daje dobrą efektywność energetyczną niezależnie od zakresu wykorzystywanej mocy, a zatem również przy pracy z mocą zbliżoną do minimalnej.

Gdyby do tego samego zadania wykorzystać kocioł kondensacyjny bez modulacji albo z mniejszym jej zakresem oznaczałoby to, że kocioł musi się uruchamiać częściej. Wiąże się to z kolei z tym, że osiągnięcie przez spaliny odpowiedniej temperatury niezbędnej do odzysku ciepła wymagałoby upływu pewnego czasu. Tym samym przy ciągłych cyklach włączania i wyłączania efekt kondensacyjny nie mógłby być uzyskiwany przez sporą część czasu pracy kotła.

Wielką zaletą wyboru kotła kondensacyjnego z szerokim zakresem modulacji, czyli różnicą między mocą maksymalną a minimalną jest fakt, że urządzenia te pozwalają na bardziej efektywną pracę przy niepełnym obciążeniu. W takim przypadku użytkownik może więc łatwiej znaleźć kocioł, który z jednej strony będzie w stanie funkcjonować w ruchu ciągłym przez większość czasu, dzięki swej niskiej mocy nominalnej, z drugiej nawet podczas najintensywniejszej pracy nie będzie zbliżać się do mniej efektywnej w przypadku kotłów kondensacyjnych mocy nominalnej.