✅ Podłączanie kotła gazowego pracującego w układzie zamkniętym do układu otwartego przez wymiennik płytowy
Jak wygląda podłączanie kotła gazowego / kondensacyjnego, który jak wiadomo powinien pracować w układzie zamkniętym - do instalacji otwartej - za pośrednictwem wymiennika ciepła płytowego. Omawiamy wszystkie aspekty techniczne oraz praktyczne z tym związane - łącznie z tym jak dobrać wymiennik do kotła kondensacyjnego, na co uważać przy jego podłączeniu oraz przedstawiamy podstawowe informacje nt połączenia ze sobą układu otwartego i zamkniętego w ramach jednego CO.
▶️ Zastrzegamy, że w artykule używamy terminów "kocioł gazowy" oraz "piec gazowy", mimo, iż fachowo powinno używać się jedynie tego pierwszego. W potocznej mowie jednak równie często używa się błędnego terminu piec gazowy.
Kotły gazowe jako urządzenia nowoczesne, posiadające czujniki temperatury są dość delikatne w porównaniu ze starymi kotłami żeliwnymi czy nawet nieco nowszymi kotłami węglowymi. Kotły gazowe są więc przeznaczone do pracy w układzie zamkniętym aby zapewnić im bezpieczeństwo i odseparować od nieczystości, które w sposób naturalny generują się w układach otwartych. W ten sposób oddzielamy także kocioł gazowy od dopływu powietrza, który ma miejsce w instalacji otwartej (naczynie wzbiorcze typu otwartego) - dzięki czemu ograniczamy właściwości korozyjne oraz spowalniamy proces powstawania kamienia kotłowego, głównego wroga wydajnych i skutecznych systemów grzewczych.
Praktycznie każdy producent kotłów gazowych w warunkach gwarancji informuje, ze dany kocioł gazowy powinien być używany w układzie zamkniętym. Oznacza to, że montując go w układzie otwartym w zasadzie tracimy gwarancję. Nie warto więc tego robić, tym bardziej, że są możliwości uniknięcia tego nawet jeśli posiadamy instalację domową otwartą. Nie mamy na myśli w tym wypadku przeróbki całej instalacji na typ zamknięty (to często wymaga dużych nakładów finansowych oraz swoistej rewolucji w domu), ale raczej sposoby na połączenie obu układów w sposób stosunkowo niedrogi, używając do tego wymiennika płytowego do kotła gazowego.
Poniżej podamy więcej informacji na ten temat.
Wymiennik ciepła to urządzenie, które powstało by przekazywać ciepło z jednego medium do drugiego. Jest oczywiście wiele typów wymienników ciepła - takim wymiennikiem jest np. wężownica w zasobniku ciepłej wody użytkowej, istnieją wymienniki płaszczowo-rurowe, wymienniki JAD itp. Do podłączenia kotła gazowego do układu otwartego używa się wymiennika ciepła płytowego - ponieważ najlepiej sprawdzają się w tym zastosowaniu, mają też małe gabaryty i są przystępne cenowo.
Cała zasada pracy wymiennika płytowego polega na tym by przepływało przez niego gorące medium obiegu zamkniętego, w którym będzie pracował kocioł gazowy - oraz z drugiej strony chłodne medium układu otwartego, w którym pracują odbiorniki ciepła - a prościej mówiąc: grzejniki. Oczywiście te media w wymienniku nie mieszają się, ale ciepło z systemu zamkniętego przechodzi na układ otwarty - który ogrzewa się przekazując temperaturę na grzejniki. W ten sposób wymiennik płytowy pozwala na podłączenie pieca gazowego do układu otwartego, choć sam znajduje się on w układzie zamkniętym. Będzie to dokładniej widać na zamieszczonym w dalszej części artykułu schemacie podłączenia kotła gazowego do układu otwartego z użyciem wymiennika.
Wymiennik ciepła płytowy - do podłączenia kotła gazowego do układu otwartego może działać też w odwrotną stronę, tj. przekazywać ciepło z układu otwartego (jeśli mamy w nim jakieś źródło ciepła - np. piec węglowy) na układ zamknięty (jeśli nasze grzejniki lub podłogówka pracują pracują właśnie w instalacji zamkniętej. Na zdjęciu wymiennik płytowy Ba-16-50 marki Nordic Tec - w wersji z izolacją termiczną - mogący obsłużyć klasycznej wielkości piece gazowe o mocy do 24 kW.
Jest to sprawa kluczowa - aby to wszystko działało prawidłowo, a piec gazowy pracował ekonomicznie - należy prawidłowo dobrać wymiennik ciepła, czego niestety nie umie zrobić wielu fachowców, jak wskazuje praktyka. Dobór wymiennika do pieca gazowego powinien opierać się na relacji powierzchni płyt wymiennika do mocy pieca, która wyrażona jest w kW (oznacza to, że ❌ dobór wymiennika do kotła gazowego nie powinien opierać się na porównaniu mocy wymiennika i mocy kotła).
Firma Nordic Tec sugeruje aby w przypadku wymienników ciepła tej marki na 10kW kotła gazowego przypadało 0,30m² powierzchni płyt, względnie nieco mniej (0,25m²) w przypadku systemów CO w relatywnie dobrej kondycji (choć to rzadsza sytuacja - albowiem układy otwarte CO spotykane w naszym kraju zwykle są po prostu dość wysłużone).
✅☑️ Podany powyżej przelicznik 0,30m² płyt/10kW pieca gazowego - sprawdza się w przypadku wymienników ciepła marki Nordic Tec. Niekoniecznie będzie kompatybilny z wymiennikami innych producentów (płyty wymieniające ciepło mogą mieć różny stopień karbowania, różną grubość i nie zawsze ich efektywność jest taka sama).
Przykładowo na kocioł gazowy o mocy ok. 15 kW - należy dobrać wymiennik o powierzchni płyt min. 0,45m².
✅ Sprawę opisywaliśmy dokładniej w poniższych wpisach:
Oprócz powierzchni wymiany ciepła na pewno trzeba zwrócić uwagę na rozmiar przyłącza wymiennika, tak aby był w miarę kompatybilny z kotłem gazowym i instalacją. Zwykle należy kierować się rozmiarem przyłącza jaki mamy po stronie instalacji odbiorczej do jakiej przyłączamy kocioł gazowy - w domach jednorodzinnych w układach otwartych zazwyczaj jest to 1 cal lub 1 1/4 cala (przy czym "zazwyczaj", nie musi znaczyć "zawsze"). Po stronie pieca gazowego z reguły będzie należało np. zastosować redukcję, ale to są sprawy raczej proste i niestwarzające specjalnych trudności.
Oprócz tego warto pomyśleć o izolacji do wymiennika ciepła jeśli ma służyć akurat do kotła gazowego. Piece gazowe są to źródła ciepła o przeznaczeniu niskotemperaturowym - to, że będziemy mogli ustawiać na piecu temperaturę nawet już o 1-2 stopnie niższą - spowoduje już istotną różnicę w spalaniu gazu (czyli w naszych rachunkach za ogrzewanie). Do tego jednak potrzebny jest wydajny system grzewczy, który nie ma bezsensownych strat ciepła, tymczasem nieizolowany wymiennik płytowy zainstalowany gdzieś w piwnicy czy w kotłowni bezsensownie oddaje ciepło jak mały grzejnik. Aby to ciepło powstało spalany jest gaz, za który płacisz. Koszt izolacji to 100-150 zł i w dzisiejszych warunkach zwraca się szybko.
Sam schemat ukazujący umiejscowienie pieca gazowego w opisywanym przez nas systemie właściwie powinien rozwiać większość wątpliwości. Zwracamy uwagę, że jest on uproszczony, jest to jedynie schemat ideowy połączenia instalacji otwartej i zamkniętej w ramach jednego systemu CO.
W centralnym punkcie schematu znajduje się wymiennik ciepła płytowy, który spaja obie części układu. Można powiedzieć, że przez wymiennik przebiega granica między nimi - wszystko co znajduje się na lewo od wymiennika to część zamknięta i w niej pracuje piec gazowy. Zaś wszystko co po prawej stronie - to układ otwarty, w której znajdują się grzejniki.
Poniżej wyjaśnienie poszczególnych elementów schematu:
Schemat instalacji z kotłem gazowym i wymiennikiem płytowym jest bardzo uproszczony i może podlegać różnym modyfikacjom w zależności od specyfiki naszego budynku i naszego CO. Można choćby dodać, że piec gazowy nie musi być jedynym źródłem ciepła - w wielu wypadkach właściciel budynku chce zostawić na wszelki wypadek kocioł węglowy (tzw. śmieciuch), który powinien pracować, jak wiemy w układzie otwartym. W tej sytuacji układ wyglądałby tak jak poniżej.
Schemat podłączenia kotła gazowego i węglowego z kluczową rolą wymiennika ciepła wyglądałby jak poniżej. W zasadzie należy pamiętać, że schemat ideowy mógłby być podobny w wielu przypadkach. Zamiast kotła gazowego (1) można zastosować tu dowolne źródło ciepła (pracujące w układzie zamkniętym) - i schemat wyglądałby tak samo. Może być to np. pompa ciepła albo kocioł elektryczny. Z kolei zamiast kotła węglowego (4) - spokojnie może być to np. kominek z płaszczem wodnym w systemie otwartym.
Poniżej opis poszczególnych punktów schematu:
To pytanie czasem pojawia się w dyskusjach w internecie, gdzie ,,znawcy" tematu podają informację, że zastosowanie wymiennika ciepła oznacza, a to 5, a to 10 °C straty ciepła tj. jeśli kocioł pracuje na 50°C to na układ odbiorczy idzie np. 40°C. Jest to oczywiście nonsens i nie ma technicznego uzasadnienia - chyba, że dobrany został zbyt mały wymiennik, który nie radzi sobie z przerzutem ciepła. Ale tu mówimy o błędnym doborze urządzeń, czyli o sytuacji z natury patologicznej pod kątem technicznym. Również zbyt mały kocioł gazowy - nie poradzi sobie z dużym budynkiem, co nie świadczy o kotle, ale o doborze urządzenia.
Przy prawidłowym doborze wymiennika ciepła oraz prawidłowym podłączeniu urządzenia strata jest niezauważalna i na ciepłym układzie schodzi poniżej 1°C. Jeśli rozebrać ten mit na czynniki pierwsze to szybko zdamy sobie sprawę, że jeśli wymiennik powodowałby z jakiegoś powodu stratę 1/5 temperatury to takie rozwiązanie nie utrzymałoby się na rynku - nikt by się na nie nie decydował. Tymczasem jest powszechnie stosowane od dziesięcioleci, a przez ostatnie 20 lat zyskało wręcz ogromną popularność.
Mityczna strata na wymienniku płytowym może pojawić się tylko chwilowo przy uruchomieniu wychłodzonego układu, np. gdy ogrzewanie nie pracowało przez parę dni w środku zimy (wówczas woda powraca z CO dość zimna i konsumuje nieco więcej ciepła). Po upływie paru godzin system się balansuje, a strata zanika - to są prawa fizyki i nie ma w tym nic odkrywczego.
Co bardziej wnikliwi czytelnicy powinni również zwrócić uwagę na inny nonsens zawarty w tym micie z punktu widzenia praw fizyki. Mianowicie co dzieje się z tą, bądź co bądź dużą partią energii cieplnej - gdy nagle wymiennik w cudowny sposób ucinałby 10oC. Gdzie ona się podziewa, bo w przyrodzie podobno nic nie ginie. W jaki sposób wymiennik ważący np. 2-3 kg mógłby skonsumować tyle energii cieplnej co połowa naszego domu? Chyba nie trzeba wyjaśniać, że to niepoważna informacja - którą można porównać np. z funkcjonującą rewelacją, mówiącą, że w domach, które mają tylko ogrzewanie podłogowe bez grzejników - jest zimno..
Montaż wymiennika jest raczej prostą czynnością, ale kilka spraw musi być dopilnowane i na to trzeba uwagę zwrócić.
Ważne jest także aby wymiennik ciepła był zainstalowany stabilnie, w sposób, który go zabezpiecza przed drganiami. Warto rozważyć użycie zestawów montażowych do wymienników proponowanych przez Nordic Tec:
To zależy od wielu czynników - ale w wielu konfiguracjach tak. Mówiąc, że kocioł gazowy może pracować lepiej dzięki wymiennikowi ciepła mamy na myśli to, że stosując podział na 2 układy powstaje dość krótki obieg dla kotła gazowego. Eliminuje to problem ciśnienia w obiegu kotła, który pojawia się w sytuacjach gdy ten obieg jest zbyt rozległy. Problem z ciśnieniem powoduje częste wyłączanie się kotła gazowego, a także chłodniejszy powrót (nie wspominając o niedogrzaniu niektórych pomieszczeń w domu). Dlatego dłuższe obiegi kotłów gazowych wymagają czasem dodatkowo użycia sprzęgła hydraulicznego do CO.
W przypadku użycia wymiennika ciepła - on przejmuje funkcję sprzęgła - tj. kocioł gazowy automatycznie zyskuje krótki obieg pompowy, ustabilizowany ciśnieniowo - i bez chłodnego powrotu. Oznacza to w praktyce, że kocioł może wejść w tryb najbardziej ekonomicznej pracy, w której ogrzewa medium tylko w granicach kilku stopni Celsjusza, za to w pracy bardziej stabilnej i ciągłej. To oznacza często w praktyce zauważalnie mniejsze spalanie gazu, czyli mniejsze rachunki. Jest to więc rozwiązanie, które warto rozważyć jeśli na tym etapie nie jesteśmy w stanie podjąć się gruntownego remontu instalacji i przeróbki na zamkniętą.
Niedowymiarowanie wymiennika ciepła - co to oznacza w praktyce?
Przewymiarowanie wymiennika ciepła - czemu to służy?
Izolacja termiczna wymiennika ciepła płytowego - czy jest potrzebna? Czy coś realnie zmienia?
Jaki wymiennik ciepła do basenu?
Jak dobrać wymiennik ciepła do kotła gazowego?
Jak prawidłowo podłączyć wymiennik płytowy Nordic Tec? Czy można zamienić kierunki przepływów z tabliczki znamionowej?
Zostaw komentarz