Co za dużo to niezdrowo. Dobór mocy kotła węglowego

Najważniejsza decyz­ja przy zakupie kotła węglowego to właś­ci­wy dobór mocy. Stra­ch przed zbyt słabym kotłem dziś już nie ma sen­su — dla nowego domu niemożli­wym jest taki znaleźć. Jakość mate­ri­ałów budowlanych i stan­dardy dociepleń spraw­ia­ją, że dzisiejszy 200-metrowy dom potrze­bu­je w najwięk­szy mróz raptem ~10kW, gdy jeszcze 20 lat temu potrzeb­ne było ~25kW.

Powszech­nie dobiera się kotły na pałę, z ogrom­nym zbęd­nym zapasem mocy. Tak jest najłatwiej dla sporej częś­ci pro­du­cen­tów kotłów, insta­la­torów i sprzedaw­ców. Apliku­jąc wszys­tkim min. 25kW pozby­wa­ją się ryzy­ka doboru zbyt małej mocy nawet w starszych budynkach. Kon­sek­wenc­je przewymi­arowa­nia kotła ponosi już tylko użytkown­ik. To on spala nawet o połowę więcej opału niż powinien. To po jego nowym dachu i elewacji spły­wa sadza, a komin zak­le­ja smoła.

Nie jest tak trud­no praw­idłowo dobrać moc kotła — nie za małą, ale i bez pon­ad dwukrot­nego nad­mi­aru. Należy tego wyma­gać od tych, którzy biorą pieniądze za zbu­dowanie dobrze dzi­ała­jącej insta­lacji grzew­czej.

Czemu fachowcy są nieprofesjonalni?

Więk­szość pro­du­cen­tów kotłów wciąż poda­je w swoich rekla­mach ori­en­ta­cyjną powierzch­nię budynku, jaką dany kocioł może ogrzać. Infor­ma­c­ja ta jest okrop­nie niepre­cyzyj­na, bo metraż to raptem jeden z wielu czyn­ników decy­du­ją­cych o zapotrze­bowa­niu budynku na ciepło. W dodatku wartoś­ci tam podawane są jak dla stulet­nich nieo­cieplonych familoków. Dla budowanych dziś domów będzie to 2–3 razy za dużo!

Pro­du­cen­towi moż­na by jeszcze wybaczyć. Nie jego rzeczą jest dobier­ać moc kotła. Zresztą wielu zaz­nacza wprost w gwarancji, że za skut­ki złego doboru mocy nie biorą odpowiedzial­noś­ci. Zgod­ny ze sztuką dobór mocy to kwes­t­ia insta­la­to­ra, a i sprzedaw­ca kotłów powinien mieć o tym jakieś poję­cie. Nieste­ty i te oso­by częs­to nie grzeszą kom­pe­tenc­ja­mi (nieza­leżnie od wieku i stażu) i dobier­a­ją moc z takim samym zapasem jak ori­en­ta­cyjne tabele pro­du­cen­tów.

Trud­no powiedzieć, jak wielu fachow­ców prze­jaw­ia taką postawę, ale osób, które na tym ucier­pi­ały, jest w inter­ne­tach na pęcz­ki. A to led­wie nikły pro­cent — ci, którzy dostrzegli jak­iś prob­lem:

  • bo schodzi im 5 ton węgla,
  • bo komin przeg­nił,
  • bo wynoszą smołę wiadra­mi

i dos­zli do wniosku, że w nowym domu tak być nie powin­no, więc szuka­ją rozwiąza­nia.

moc_grzewcza_rzeczywistosc_vs_fachowceDlaczego część fachow­ców dzi­ała niefa­chowo? Przy­czyny bywa­ją różne:

  • brak wiedzy o efek­ty­wnoś­ci kotłów węglowych — o dzi­wo nawet oso­by z branży nie zawsze wiedzą, że kocioł węglowy pracu­jąc z 1/3 mocy, wydala nies­palone ~2/3 pali­wa kominem. Nikt tej wiedzy nie upowszech­nia, bo niko­mu nie daje to zysku, a wręcz prze­ci­wnie. Cier­pią na tym użytkown­i­cy, którzy spala­ją o wiele za dużo opału i wszyscy, którzy ten zbęd­nie wyrzu­cony kominem opał odfil­trowu­ją z powi­etrza włas­ny­mi płu­ca­mi.
  • chęć zysku twoim kosztem — nieucz­ci­wa część sprzedaw­ców kotłów kieru­ją się wysokoś­cią marży a nie dobrem klien­ta. Częs­to przy okazji nie mają dość wiedzy, by doradz­ić ucz­ci­wie, więc chronią swo­je tyły wciska­jąc ludziom kilkukrot­nie za duże kotły.
  • przyzwycza­je­nie pon­ad rzetel­ną wiedzę — insta­la­tor z 30-let­nim stażem może uważać, że sko­ro tyle lat podłączał kotły 25kW i nikt nie przyszedł z pre­ten­s­ja­mi, to będzie tak robił do emery­tu­ry.
  • tyłochron — aby rzetel­nie dobrać moc kotła, trze­ba wykon­ać choć­by pobieżny bilans cieplny budynku. Niek­tórzy fach­mani albo nie mają do tego wiedzy, albo chę­ci. Łatwiej jest zaap­likować każde­mu klien­towi 25kW. Na pewno nie przyjdzie z pre­ten­s­ja­mi, że kocioł jest za sła­by.

W intere­sie fach­mana jest tylko to, by moc kotła nie była za mała. Zmarznię­ty klient będzie wiedzi­ał, gdzie szukać win­nego. Ale wcis­nąć klien­towi kocioł dowol­nie za duży — to dla nich żaden prob­lem i żad­na odpowiedzial­ność. Prze­cież wszyscy wiedzą, że kocioł węglowy musi kop­cić. A że pożera 4 tony węgla w parterowym domku — tyle samo, co w 40-let­nim nieo­cieplonym trzyp­iętrowym klocku — kto na to zwró­ci uwagę, że coś tu jest nie tak?

Popularne chłyty marketingowe

Prawdzi­wy fach­man zawsze będzie trzy­mał się swego, choćbyś go przy­palał ogniem logi­ki i okładał fak­ta­mi. Oto częs­to stosowane pozornie log­iczne argu­men­ty, które mają skłonić cię do zakupu za dużego kotła.

Weź pan więk­szy piec, bo tam jest więk­szy wymi­en­nik i spaliny chłod­niejsze i pan oszczędza­sz

Fach­man rzu­ca­ją­cy takim argu­mentem zapewne nie wie, że w kotle węglowym kluc­zowa jest sprawność spala­nia węgla, a nie sprawność odbioru ciepła. Nic nie pomoże najwięk­szy nawet wymi­en­nik, jeśli na 20% mocy nom­i­nal­nej prze­rośnię­ty kocioł nie będzie pro­dukował ciepła, lecz ulat­ni­ał nies­palone pali­wo. A w kwestii odbioru ciepła: powierzch­nia wymi­en­ni­ka jest dobrana przez pro­du­cen­ta do mocy kotła na ogół praw­idłowo, tak by spaliny nie były ani za gorące, ani — co gorsza — za zimne. Jeśli już, warto wybier­ać takie kotły, które fab­rycznie mają dużą powierzch­nię wymi­en­ni­ka w sto­sunku do mocy nom­i­nal­nej, co też bard­zo bierze­my pod uwagę w rankingu kotłów.

Weź pan więk­szy piec, bo jak będzie cieplej, to pan sobie skrę­cisz zaworkiem/ustawisz niższą tem­per­aturę na sterown­iku i będzie pan zad­owolony

Znów to samo: brak poję­cia o marnej efek­ty­wnoś­ci kotłów węglowych na nis­kich mocach. Żaden sterown­ik ani zaworek tego prob­le­mu nie rozwiązu­je. Ustaw­iasz sobie niższą tem­per­aturę, przykrę­casz zaworek — i masz mniej ciepła, ale pali­wa nadal zuży­wasz podob­ną ilość, tyle że więk­szość leci w komin nies­palona — bo kilka­naś­cie kilo węgla się kisi.

Ostat­nio były ciepłe zimy, a jak przyjdzie porząd­ny mróz to co pan zro­bisz?

Tak wyglą­da żerowanie na niepewnoś­ci klien­ta. Niepewność zawsze będzie, bo nikt nie chce zmarznąć zimą i to jest nor­malne. Sęk w tym, by wyleczyć ją jak naj­dokład­niejszym bilansem cieplnym budynku, a nie wiel­gach­nym zapasem mocy, bo to będzie o wiele droższe i bardziej bolesne.
W przy­pad­ku budynku do 150m2 postaw­ionego w bieżącej dekadzie, zgod­nie ze sztu­ka i z prze­cięt­nych mate­ri­ałów moż­na mieć jedynie wąt­pli­wość, czy potrze­bu­je on mocy 6, 7 czy 8kW. Na 99% zapotrze­bowanie nie przekroczy 10kW (chy­ba że ma pięć balkonów i w połowie jest ze szkła). Zapotrze­bowanie na moc w nowym budynku tej wielkoś­ci rzę­du 15kW czy więk­sze jest niemożli­we — tak samo jak żaden nowy samochód osobowy nie pali 20l/100 ben­zyny.

Zbiornik CWU potrze­bu­je kil­ka kilo­watów, żeby się szy­bko zagrzał

To praw­da, że trze­ba uwzględ­nić moc potrzeb­ną na grzanie bojlera w mocy kotła. Jed­nak zapas ten musi być dobrany wzglę­dem pojem­noś­ci bojlera, licz­by ludzi w domu i ich upodobań co do częs­toś­ci i rodza­ju kąpieli. Ideą bojlera CWU jest rozłoże­nie grza­nia wody w cza­sie, dzię­ki czemu potrzeb­na jest do tego celu dużo mniejsza moc niż w pod­grzewaczach przepły­wowych. Więcej na ten tem­at w osob­nym akapicie w dal­szej częś­ci tego artykułu.

Ogrze­wanie podło­gowe znacznie schładza czyn­nik grzew­czy co zwięk­sza zapotrze­bowanie mocy aby szy­bko go ogrzać

Ogrze­wanie podło­gowe z natu­ry jest bard­zo bezwładne — dłu­go się grze­je, dłu­go styg­nie. Nawet 40kW mocy nie pomoże w błyskaw­icznym zagrza­niu wychłod­zonej betonowej pły­ty. Jeśli potrze­bu­jesz grzać podłogę sprint­em to znak, że sto­su­jesz złą filo­zofię ogrze­wa­nia.
W jaki sposób ogrze­wanie podło­gowe znacznie schładza wodę? Podło­ga pracu­je w zakre­sie tem­per­atur do 35st.C. Tak więc woda gorą­ca puszczana na podłogówkę może mieć max. 35st.C, a powraca­ją­ca zim­na będzie miała tem­per­aturę podło­gi — załóżmy pesymisty­cznie 15st.C. Różni­ca między tymi wartoś­ci­a­mi decy­du­je o mocy, z jaką będzie musi­ał pra­cow­ać kocioł (by ją wyliczyć, trze­ba by jeszcze znać ilość przepły­wa­jącej wody). W tym przy­pad­ku różni­ca to 20 stop­ni. To tyle samo co w insta­lacji grze­jnikowej.
Załóżmy że obieg kotłowy za zaworem cztero­drożnym pracu­je na 70st.C. Wpły­wa do niego zim­na woda z podłogów­ki o tem­per­aturze 15st.C. I ter­az trze­ba ją pod­grzać o 55st.C. To prze­cież dużo mocy wyma­ga, praw­da? Nie, to nie tak! Na potrze­by podłogów­ki kocioł grze­je wodę od 15st.C do 35st.C. W tym miejs­cu ciepło jest wydawane odbior­cy. Nato­mi­ast grzanie od 15st.C do 70st.C w obiegu kotłowym to “wewnętrz­na sprawa” kotła. Pro­ces ten trwa dłużej, więc nie wyma­ga kilkukrot­nie więk­szej mocy.
Nieza­leżnie, czy w insta­lacji są grze­jni­ki, podłogówka, czy lejesz wodę do wiad­er i rozno­sisz po poko­jach — o potrzeb­nej mocy grzew­czej decy­du­je zapotrze­bowanie budynku a nie rodzaj grze­jni­ka. Podłogówka jest jed­nym z rodza­jów grze­jni­ka, a o mocy, z jaką musi grzać, decy­du­je to, ile ciepła traci dom. Jeśli dom traci 5kW/h, a włączysz grze­jnik o mocy 20kW, to szy­bko będziesz go musi­ał wyłączyć, bo prze­grze­jesz dom.

Kocioł automaty­czny zale­ca się przewymi­arować co nie wpły­wa na zwięk­sze­nie zuży­cie pali­wa a wręcz odwrot­nie na jego zmniejsze­nie

Która nor­ma budowlana zale­ca przewymi­arować kotły (poza uza­sad­niony zapas mocy)? Najlepiej było­by wypal­ić takie bzdury u samej zie­mi za pomocą wyników badań, ale jakoś mało kto chce się nimi chwal­ić. U dołu tej strony zamieszc­zono wyni­ki badań kotła Ogni­wo Eko Plus pracu­jącego z różny­mi moca­mi. Widać wyraźnie, że wraz ze spad­kiem mocy, spa­da też sprawność, więc zuży­cie pali­wa w więk­szym kotle na pewno nie spad­nie. Owszem, spadek sprawnoś­ci na niższych mocach nie jest tak trag­iczny jak w kotłach zasy­powych, ale poniżej 30% mocy nom­i­nal­nej zaczy­na się trage­dia. Dwukrot­nego przewymi­arowa­nia kotła poda­jnikowego moż­na nie zauważyć. Czterokrot­nego — już nie sposób przeoczyć.

Ponieważ pal­nik węglowy moż­na porów­nać do sil­ni­ka w samo­chodzie to przy spoko­jnej jeździe (pra­cy) zuży­cie pali­wa jest zawsze mniejsze.

Pod warunk­iem, że two­je potrze­by w danej chwili to przewóz siebie i dwóch toreb zakupów, a jedziesz Tico lub Golfem, a nie Starem, bo wtedy zuży­cie pali­wa jakkol­wiek byś nie jechał będzie typowe dla Stara, ale o wiele za duże w sto­sunku do twoich potrzeb (dwie tor­by zakupów przewiózłbyś Golfem)!

Kocioł powinien być dobrany tak aby sam potrafił zagrzać obiekt w każdych warunk­ach bez pomo­cy innych urządzeń grzew­czych

Obliczenia mocy grzew­czej zgodne z nor­ma­mi budowlany­mi dają w efek­cie taki właśnie wynik — nie zaniżony ani zawyżony pod czy­jeś widz­imisię, ale uwzględ­ni­a­ją­cy naj­gorsze możli­we warun­ki zimowe oraz rozsąd­ny zapas mocy niezbęd­ny do odgrza­nia budynku po dłuższym okre­sie bez grza­nia. Dziś budowane domy potrze­bu­ją 5–10kW mocy grzew­czej i żadne dogrze­wanie się kozą opalaną dyk­tą nigdy nie będzie w takim domu konieczne! Moc koniecz­na do ogrza­nia domu nie zależy od niczy­jej opinii, ale od rodza­ju zas­tosowanych mate­ri­ałów i izo­lacji, a te obec­nie są bard­zo dobre.

Lep­iej jak kocioł jest więk­szy, bo wtedy krócej pracu­je i zuży­wa mniej pali­wa

Ktoś tu nie odro­bił lekcji z fizy­ki. O tym, ile kocioł musi zużyć pali­wa, decy­du­je głównie budynek — jakość jego docieple­nia. Przy takiej samej pogodzie za oknem mniejszy i więk­szy kocioł muszą wypro­dukować dokład­nie tyle samo ciepła. Tyle, że zro­bią to z różną sprawnoś­cią.

Nato­mi­ast w kwestii czy lep­sza jest pra­ca ciągła czy prz­ery­wana — to zależy od przy­pad­ku. W ogrze­wa­niu pra­ca ciągła z niewielką mocą jest bardziej kom­for­towa, ale mniej efek­ty­w­na. Z kolei haj­cow­anie przez kwad­rans do czer­wonoś­ci a potem trzy kwad­ranse przesto­ju — to było­by bardziej efek­ty­wne, ale mniej kom­for­towe. Prze­ważnie wybiera się kom­fort.

Jak duży kocioł pracuje na małej mocy? Fatalnie!

Przy­czy­na, dla której nie moż­na prze­sadzać z mocą kotła węglowego, tkwi w ich sprawnoś­ci. Nie tej lab­o­ra­to­ryjnej, się­ga­jącej 80% w trak­cie pra­cy now­iutkiego kotła na pełnej mocy, która w domowych warunk­ach nigdy nie zostanie powtór­zona nawet w przy­bliże­niu.

Chodzi o zależność sprawnoś­ci od mocy, z jaką kocioł w danej chwili pracu­je. Słowem: każdy kocioł zasy­powy na nis­kich mocach pracu­je bard­zo nieefek­ty­wnie. Tak jak samochód spala więcej pali­wa na nis­kich bie­gach, np. w jeździe miejskiej, tak kocioł węglowy w domowych warunk­ach turla się przez pon­ad połowę sezonu na mocy poniżej połowy swoich możli­woś­ci. A jaką osią­ga sprawność w tym zakre­sie? Jak widać poniżej — marną.

Moc a sprawnosć kotła węglowego

Wykres ten nie ma opar­cia w lit­er­aturze czy bada­ni­ach, bo nikt takich badań nie prowadzi ani nie pisze takiej lit­er­atu­ry (a jeśli już, to ich nie ujaw­nia). Nikt nie ma intere­su w tym, byś znał coś więcej niż te ład­ni­utkie 80% z folderu reklam­owego. Wykres opiera się na porów­na­niu doświad­czeń wielu ludzi: zestaw­ie­niu mocy ich kotłów, zapotrze­bowa­nia na ciepło domów i zuży­cia opału. Licz­by mogą się różnić nieco w tę czy w tamtą, ale wniosek jest prosty: zbyt duży kocioł jest skra­jnie nieefek­ty­wny.

W warunk­ach domowych kocioł dobrany praw­idłowo najczęś­ciej pracu­je na ~50% mocy nom­i­nal­nej (bo takie są potrze­by domu), co daje sprawność ok. 50%. Jeśli kupisz kocioł dwa razy za duży, to będzie on pra­cow­ał na 25% mocy nom­i­nal­nej. Jaka będzie jego sprawność? Poniżej 30%. Przy drasty­czniejszym przewymi­arowa­niu trud­no już mówić o spala­niu. To nieusta­jące kisze­nie opału. Albo pale­nie dwóch łopatek węgla w ognisku na środ­ku wielkiego rusz­tu.

Tak duży spadek sprawnoś­ci ma pod­stawy w fizyce i chemii. Kocioł zasy­powy (zwłaszcza górnego spala­nia) to skrzy­nia z dużą iloś­cią palącego się jed­nocześnie opału. Chcąc uzyskać niską moc, trze­ba ten opał dusić na niskiej daw­ce powi­etrza. To oznacza, że spalanie nie jest pełne. Więk­szość opału ulatu­je w komin jako tlenek węgla i sadza.

Zupełnie inaczej ma się sytu­ac­ja z kotła­mi poda­jnikowy­mi. Tam, właśnie dzię­ki mniejszej obję­toś­ci palącego się węgla, sprawność kotła potrafi być zbliżona do nom­i­nal­nej nawet w okoli­cach 30% jego mocy.

Jeszcze lep­iej wyglą­da sytu­ac­ja z kotła­mi gazowy­mi. Tam pro­ces spala­nia daje się reg­u­lować w tak dużym zakre­sie, że kocioł 30kW osiąg­nie w nowym domu niemal taką samą sprawność jak taki o mocy 10kW. W przy­pad­ku kotłów kon­den­sacyjnych ważne jest jedynie, by insta­lac­ja grzew­cza umożli­wiała pracę na tem­per­at­u­rach wody poniżej 60st.C, by możli­wa była kon­den­sac­ja pary wod­nej ze spalin i dodatkowy zysk energii.

Jak policzyć ogrzewany metraż budynku

Ile metrów kwadra­towych w twoim domu będzie ogrze­wane? Sprawa wyda­je się pros­ta i pewnie dlat­ego ludzie popeł­ni­a­ją błąd odru­chowo biorąc powierzch­nię użytkową z pro­jek­tu. Dlaczego to błąd? Bo fak­ty­cz­na ogrze­wana powierzch­nia budynku bywa znaczą­co więk­sza!

Powierzch­nia użytkowa jest lic­zona w specy­ficzny sposób, m.in. nie wlicza­ją się w nią skosy czy klat­ki schodowe. Dlat­ego na potrze­by ogrze­wa­nia należy liczyć całkow­itą powierzch­nię budynku, czyli sumę powierzch­ni podłóg ogrze­wanych pomieszczeń. Zna­jdziesz ją w pro­jek­cie domu lub możesz łat­wo policzyć jako:

pole obry­su budynku (po odję­ciu gruboś­ci ścian zewnętrznych) x licz­ba ogrze­wanych pięter

Przykład: parterowy dom z pod­daszem użytkowym o wymi­arach zewnętrznych 10x10m ma ściany o gruboś­ci 50cm. Pod­czas gdy powierzch­nia użytkowa nie przekroczy 140m2, powierzch­nia ogrze­wana wyniesie:

9 x 9 x 2 = 162m2

Od tego wyniku trze­ba rzecz jas­na odjąć pomieszczenia nieogrze­wane (jeżeli takie są w bryle budynku) a te ogrze­wane do niższych tem­per­atur jak garaż czy kotłow­n­ia liczyć jako 1/2 ich fak­ty­cznej powierzch­ni.

Jak właściwie dobrać moc kotła węglowego

Moc kotła zasy­powego w twoim domu powin­na być zbliżona (z zapasem 10–20%) do maksy­mal­nych strat ciepła budynku. Czyli tej iloś­ci energii, jakiej będzie potrze­bował budynek do utrzy­ma­nia wewnątrz tem­per­atu­ry poko­jowej w hipote­ty­czny najm­roźniejszy dzień sezonu grzew­czego (wyjątkiem są kotły miałowe — opisane poniżej).

Jako najm­roźniejszy dzień przyj­mu­je się — zależnie od regionu kra­ju — dzień ze śred­nią dobową tem­per­aturą na poziomie -18st.C do -24st.C. Dlat­ego jest on hipote­ty­czny, ponieważ takie dni się raczej nie zdarza­ją. Zwyk­le nawet gdy nocą jest -25st.C, to za dnia tem­per­atu­ra pod­nosi się do np. -10st.C, więc śred­nia to ok. -15st.C. Ale w pro­jek­cie insta­lacji grzew­czej bierze się pod uwagę naj­gorszy sce­nar­iusz i uwzględ­nia rozsąd­ny zapas.

Zapotrze­bowanie domu na ciepło moż­na określić z tym więk­szą dokład­noś­cią, im więcej infor­ma­cji o kon­strukcji budynku się posi­a­da. Jeśli dokład­nie wyliczysz, że twój dom przy -20st.C będzie potrze­bował mocy grzew­czej 10kW, to nie ma możli­woś­ci, by nagle się okaza­ło, że jed­nak potrze­bu­jesz 20kW. Zapotrze­bowanie na ciepło wyni­ka z mierzal­nych cech domu takich jak mate­ri­ał ścian, grubość ocieple­nia, wiek i stan okien i drzwi itp. a zna­jąc te para­me­try moż­na wyliczyć potrzeb­ną moc kotła co do kilo­wa­ta.

Skąd uzyskać infor­ma­cję o zapotrze­bowa­niu na ciepło two­jego domu?

Projekt domu

Pier­wsze możli­we źródło to pro­jekt domu. W przy­pad­ku domów z ostat­nich 20 lat, częs­to podane bywa w pro­jek­cie zapotrze­bowanie na ciepło. Dla typowego domu ~150m2 wybu­dowanego po 1990 roku będzie to nie więcej jak 10kW.

Tu trze­ba uważać, bo cza­sem pro­jek­tant pójdzie na łatwiz­nę i bez wyliczeń wpisze 25–30kW, zakłada­jąc że ogrze­wanie będzie gazowe. Kocioł gazowy o takiej mocy nie stanow­ił­by prob­le­mu. Taka moc kotła węglowego była­by nato­mi­ast katas­trofą.

Audyt energetyczny

Jeśli nie ma takiej infor­ma­cji w pro­jek­cie domu lub nie ma pro­jek­tu, może­my wykon­ać audyt ener­gety­czny budynku (tzw. OZC). Pole­ga on na oblicze­niu zapotrze­bowa­nia cieplnego według dość skom­p­likowanych pro­ce­dur, na pod­staw­ie dokład­nej zna­jo­moś­ci kon­strukcji budynku. Oso­ba bez wiedzy z zakre­su budown­ict­wa ma małe szanse poradz­ić sobie samodziel­nie z takim zadaniem, a wyko­nanie audy­tu przez fachow­ca kosz­tu­je kilka­set do tysią­ca zło­tych.

Warto wydać te pieniądze, bowiem koszt przewymi­arowa­nia kotła w obaw­ie przed zamarznię­ciem będzie wyższy już po pier­wszej zimie. Tylko mając w garś­ci wyni­ki audy­tu, moż­na właś­ci­wie dobrać moc kotła, bez opiera­nia się na domysłach i sza­cunkach, które zawsze są przy­bliżone, a co gorsza pozostaw­ia­ją niepewność i chęć nabra­nia kilo­watów na zapas.

Oszacowanie z grubsza

Zuży­cie energii moż­na osza­cow­ać na pod­staw­ie wieku i stanu budynku. Normy obow­iązu­jące w cza­sach jego budowy i dostęp­ne wtedy mate­ri­ały dają przy­bliżone poję­cie o jego ener­gochłon­noś­ci.

Poniższa tabela zaw­iera ori­en­ta­cyjne wskaźni­ki zapotrze­bowa­nia na moc grzew­czą w zależnoś­ci od wieku i stanu budynku. Przy stan­dar­d­owej wysokoś­ci pięter (ok. 2,6m) wystar­czy przem­nożyć ogrze­wany metraż (licząc po podło­gach) przez odpowied­ni wskaźnik. Dla wyższych pięter należy użyć wskaźni­ka odnoszącego się do kubatu­ry pomieszczeń.

Rodzaj/wiek budynku Wskaźnik zapotrze­bowa­nia na moc grzew­czą w odniesie­niu do metrażu (dla wys. pięter 2,5–2,7m) Wskaźnik zapotrze­bowa­nia na moc grzew­czą w odniesie­niu do kubatu­ry
Nieo­cieplony budynek sprzed 1970r. 120W/m2 48W/m3
Nieo­cieplony budynek z lat 70. lub 80. 100W/m2 37W/m3
Budynek sprzed 1990r. docieplony 5cm sty­ropi­anu 80W/m2 28W/m3
Budynek z lat 90. (5cm sty­ropi­anu) 70W/m2 25W/m3
Budynek z lat 2000–2010 (8–10 cm sty­ropi­anu) 60W/m2 22W/m3
Budynek wybu­dowany po roku 2010 stan­dar­d­owo docieplony (15 cm sty­ropi­anu) 50W/m2 18W/m3
Budynek wybu­dowany po roku 2010, szczegól­nie docieplony (np. min. 15cm dobrego sty­ropi­anu na ścianach, trójszy­bowe okna) 40W/m2 15W/m3

Wartoś­ci te są ori­en­ta­cyjne, tym dokład­niejsze im nowszy budynek — znane są ówczesne normy i bardziej pow­tarzal­na była jakość mate­ri­ałów. Dla starszych budowli moż­na się spotkać z wyższy­mi wartoś­ci­a­mi wskaźni­ka dochodzą­cy­mi do 200W/m2 dla domów sprzed ok. stu lat. Nie moż­na wyk­luczyć takich wartoś­ci, bo im dom starszy tym gorsze mogły być mate­ri­ały użyte do jego budowy, gorsze wyko­nanie oraz stan obec­ny (np. moc­ne zaw­ilgoce­nie murów). Dlat­ego dla budynków sprzed 1950 roku najlepiej posłużyć się inny­mi, dokład­niejszy­mi meto­da­mi określe­nia potrzeb­nej mocy grzew­czej.

Przykład­owe obliczenia:

  • dla 100-metrowego budynku nieo­cieplonego z lat 70. o stan­dar­d­owej wysokoś­ci stropów: 100W/m2 x 100m2 = 10kW
  • dla 50-metrowego mieszka­nia w przed­wo­jen­nej kamieni­cy ze stropem na 3,5m: 48W/m3 x 50m2 x 3,5m = 8,4kW
  • dla odd­awanego właśnie do użytku 120-metrowego domku ze stan­dar­d­ową izo­lacją: 50W/m2 x 120m2 = 6kW

Zużycie gazu

Innym, bard­zo dokład­nym przy­bliże­niem, może być zuży­cie gazu do ogrze­wa­nia w najm­roźniejsze dni, o ile oczy­wiś­cie ogrze­wanie gazowe się posi­a­da. Przykład­owo, gdy przy śred­niej dobowej tem­per­aturze zewnętrznej -10st.C kocioł spal­ił 25m3 gazu, znaczy to że jego moc maksy­mal­na wyniosła 25m3/24h = ok. 1m3/h = ok. 10kWh/h = 10kW. Dzięląc tę moc przez różnicę tem­per­atur (np. 30 stop­ni), otrzy­mamy wartość 333W/st.C.

Aby dowiedzieć się, jakiej mocy będzie potrze­ba przy śred­niej -20st.C, wystar­czy pom­nożyć wylic­zoną wielkość przez różnicę tem­per­atur wewnątrz — na zewnątrz (-20 a +20, czyli 40 stop­ni) i już wiemy, że 13,4kW to potrzeb­na nam moc nom­i­nal­na kotła.

Przybliżony audyt energetyczny — CiepłoWłaściwie.pl

Powyższe sposo­by bywa­ją kosz­towne, kłopotli­we lub niedokładne. Dlat­ego pow­stało rozwiązanie dar­mowe, proste (siłą rzeczy nie tak dokładne jak pro­fesjon­al­ny audyt ener­gety­czny),  dające dobre przy­bliże­nie potrzeb grzew­czych budynku. Mowa o stron­ie CiepłoWłaściwie.pl.

Poda­jąc pod­sta­wowe para­me­try kon­struk­cyjne two­jego domu, otrzy­masz tam nie tylko infor­ma­cję o potrzeb­nej mocy grzew­czej, ale także (jeśli podasz aktu­alne zuży­cie opału) o efek­ty­wnoś­ci two­jego ogrze­wa­nia i propozy­c­jach inwest­y­cji, które najniższym kosztem obniżą twój rachunek za ogrze­wanie.

Ile mocy na potrzeby CWU

Jeśli kocioł, oprócz ogrze­wa­nia domu, ma także grzać bojler z ciepłą wodę użytkową, wtedy trze­ba doliczyć mu pewien zapas mocy na tę okoliczność. Od razu trze­ba zaz­naczyć, że zapas ten praw­ie nigdy nie będzie wyko­rzysty­wany. Jest on przewidziany po to, by w sytu­acji najs­roższego mrozu syberyjskiego, gdy zapotrze­bowanie na ciepło budynku będzie najwięk­sze, kocioł miał nadal wolne moce prze­r­obowe dla pod­grza­nia CWU.

Ile dokład­nie kilo­watów zarez­er­wować na grzanie CWU? Odpowiedzi rzu­cane są różne — od 0,5kW do pon­ad 5kW. Rozrzut ten bierze się stąd, że ów dodatek mocy na potrze­by CWU trze­ba ustal­ić w zależnoś­ci od tego, jak dużo wody i jak szy­bko chce­my zagrzać w ciągu doby.

Do ogrza­nia 100l wody o 50 stop­ni (od 10st.C do 60st.C) potrze­ba niecałe 6kWh energii. Moż­na więc pod­grzać tę ilość wody w ciągu 1 godziny — wtedy trze­ba grzać z mocą 6kW. Mając do dys­pozy­cji 12kW mocy, zagrze­je się tę samą ilość wody w pół godziny. Moż­na też rozłożyć grzanie w cza­sie i przez 12 godzin grzać z mocą 500W — jeśli w każdym przy­pad­ku przez ten czas nie będzie poboru wody, efekt będzie taki sam (różne straty pomi­jamy).

Dla kotła węglowego grzanie CWU to małe piwo. Na bieżące utrzymy­wanie tem­per­atu­ry w bojlerze potrzeb­ne są śmiesznie małe moce typu kilka­set watów. Kiedy z jakiegoś powodu chce­my, by woda była zawsze grzana szy­b­ciej, wtedy trze­ba wyliczyć potrzeb­ną moc jak wyżej.

Cią­gle jed­nak trze­ba pamię­tać, że zapas ten jest po to, aby mieć czym zagrzać wodę w cza­sie trza­ska­jącego mrozu. Gdy szukasz kotła poda­jnikowego, a zapotrze­bowanie domu na ciepło wynosi np. 10kW + potrze­bu­jesz grzać 200l bojler, to nie ma sen­su z tego powodu kupować wyższej mocy, tj. ok. 17kW. W zupełnoś­ci wystar­czy 10kW, który zawsze ma zapas mocy nawet 30% pon­ad nom­i­nal­ną (co jest wykazane w DTR kotła i wyni­ka z zapa­su mocy pal­ni­ka). Na co dzień dom będzie potrze­bował 2–3kW, a pozostałe 7–8kW będzie moż­na wyko­rzys­tać do szy­bkiego pod­grza­nia bojlera. Nato­mi­ast w najwięk­szy mróz pozostanie wciąż te 2–3kW “ukry­tego” zapa­su mocy kotła.

Wyjątek dla kotłów miałowych

O ile kocioł węglowy, gazowy, na drewno czy pel­let powinien mieć moc nom­i­nal­ną zbliżoną do maksy­mal­nego zapotrze­bowa­nia na ciepło budynku, to nie doty­czy ta zasa­da zasy­powych kotłów miałowych.

Kocioł zasy­powy na miał dobiera się według mocy śred­niej, a nie nom­i­nal­nej. Dlaczego tak? Ponieważ miał jest pali­wem niskokalo­rycznym, które nie pozwala na ostre grzanie. Dlat­ego aby obsłu­ga kotła miałowego nie urą­gała człowieczeńst­wu palacza, taki kocioł powinien mieć załadunek wystar­cza­ją­cy prze­ważnie na ok. 24 godzin. Aby to osiągnąć, trze­ba go “przewymi­arować”.

Przykład­owo jeśli dom potrze­bu­je max. 15kW mocy grzew­czej, to zasy­powy kocioł węglowy do tego domu powinien mieć moc nom­i­nal­ną 14–16kW, ale zasy­powy kocioł miałowy do tego samego domu musi mieć ok. 30kW, ponieważ gdy ma on zakres mocy 5–30kW, to śred­nia wypa­da ok. 16kW, co odpowia­da zapotrze­bowa­niu domu.

Ta zasa­da ma poważne kon­sek­wenc­je. Oznacza ona, że kocioł zasy­powy na miał nie powinien być opalany węglem. To musi zaboleć rzesze rados­nych palaczy kupu­ją­cych sobie kocioł ‘na wszys­tko’, z nadzieją że popalą sobie w nim miałem, a jak im się znudzi, to przeskoczą na węgiel. Owszem, moż­na, ale ze szkodą na ekonomii. Nie ist­nieje samochód, który równie wygod­nie i eko­nom­icznie przewiezie dwie oso­by, 20 osób albo 10 ton ładunku. Podob­nie nie ist­nieje kocioł na wszys­tko, który zawsze będzie pra­cow­ał eko­nom­icznie.

Jeśli zaczniesz pal­ić węglem w kotle miałowym, to dosta­niesz wszys­tkie prob­le­my związane z przewymi­arowaniem. Bo kocioł miałowy napchany węglem jest przewymi­arowany. Opalany miałem ma słab­sze osią­gi, dos­tosowane do potrzeb domu i dlat­ego dzi­ała praw­idłowo.

Jeśli zechcesz pal­ić miałem w kotle węglowym, to będziesz mieszkać w kotłowni i zamarzniesz w więk­sze mrozy. Przede wszys­tkim kocioł, który jest dobrany mocą nom­i­nal­ną, w sytu­acji opala­nia miałem będzie za sła­by, by ogrzać dom. Poza tym jego pojem­ność zasy­powa poz­woli na stałopal­ność rzę­du kilku-kilku­nas­tu godzin, co wymusi roz­palanie po 2–3 razy na dobę.

Wyjątek dla kotłów 5. klasy

Kotły 5. klasy różnią się od resz­ty ofer­ty rynkowej real­ną mocą maksy­mal­ną. “Nor­malne” kotły miały niepisany zapas 20–30% pon­ad moc nom­i­nal­ną. Kotły 5. klasy tego zapa­su nie mają – moc nom­i­nal­na to mak­si­mum ich możli­woś­ci.

Dlat­ego moc kotłów 5. klasy należy dobier­ać z ok. 30% zapa­su, by mieć jakikol­wiek mar­gin­es błę­du. Na przykład kocioł 5. klasy o mocy 22kW należy trak­tować jak zwykły kocioł o mocy ~16kW a szuka­jąc kotła o mocy 10kW, w 5. klasie należy wziąć ~14kW.

Kiedy wydaje się że kocioł jest za słaby

Są możli­we takie sytu­acje, kiedy kocioł nie będzie grzał tak ostro jak byśmy tego oczeki­wali. Nie musi to od razu oznaczać, że jest za sła­by. Częs­to przy­czy­na leży w niewłaś­ci­wych ustaw­ieni­ach, zanied­ba­n­iu czyszczenia czy zwycza­jnie w zbyt wygórowanych oczeki­wa­ni­ach użytkown­i­ka, których trzy razy więk­szy kocioł też by nie spełnił.

Koszmarnie zarośnięty wymiennik

Każdy milimetr sadzy na wymi­en­niku to kilkupro­cen­towy spadek sprawnoś­ci odbioru ciepła. W skra­jnym przy­pad­ku, gdy dop­uś­ci się do zak­le­je­nia wymi­en­ni­ka sadzą i smołą na grubość pal­ca, zauważal­nie obniży się także moc osią­gana przez kocioł. Recep­ta jest pros­ta: wystar­czy czyś­cić kocioł cho­ci­aż raz na miesiąc. Gdy pal­isz praw­idłowo, czyn­ność ta jest szy­b­ka i mało uciążli­wa: parę ruchów szc­zotką i sucha sadza usunię­ta do gołej blachy.

Złe nastawy sterownika

W kotłach poda­jnikowych z ręcznie nastaw­iany­mi sterown­ika­mi wystar­czy trochę trud­niejszy opał, do tego niezbyt wpraw­iony oper­a­tor i może się to skończyć tak kiep­ski­mi nastawa­mi, że kocioł nie będzie w stanie nagrzać wody w insta­lacji w ciepły wiosen­ny dzień. W takiej sytu­acji trze­ba zacząć od napisa­nia na jed­nym z forów o tem­atyce grzew­czej klasy­cznego tem­atu pt. “ratunku, jakie nastawy do kotła XYZ”.

Opał gorszy niż paliwo podstawowe

Przy wyborze kotła trze­ba wziąć pod uwagę, na jakich pali­wach będzie pra­cow­ał. Moc nom­i­nal­na kotła moc­no zależy od pali­wa. Podaną przez pro­du­cen­ta moc nom­i­nal­ną kocioł będzie w stanie osiągnąć na pali­wie pod­sta­wowym, o para­me­tra­ch, które również określa pro­du­cent. Stosowanie innego, mniej kalo­rycznego pali­wa powodu­je, że możli­wa do rozwinię­cia moc kotła obniża się, pro­por­cjon­al­nie do różni­cy w kalo­rycznoś­ci.

Dlat­ego jeśli szuka­jąc kotła na drewno wybierzesz kocioł górnego spala­nia o mocy np. 15kW, to te 15kW zazwyczaj doty­czy pra­cy na węglu o kalo­rycznoś­ci ~26MJ/kg. Moc tego kotła przy opala­niu drewnem wyniesie 11–12kW (kalo­ryczność drew­na to ok. 19MJ/kg). Dla słab­szych paliw moc obniży się jeszcze bardziej, dlat­ego kocioł będzie musi­ał być odpowied­nio więk­szy.

Wychłodzony budynek / dom zamieszkiwany okresowo

Nikt rozsąd­ny nie oczeku­je, że ciężarówka ze żwirem będzie miała osią­gi jak bol­id For­muły 1. Owszem, moż­na by w niej zain­stalować sil­nik od loko­mo­ty­wy spali­nowej i wtedy być może udało­by się do takich para­metrów zbliżyć. Całość była­by jed­nak sza­le­nie nieeko­nom­icz­na w uży­ciu.

Typowy pol­s­ki budynek murowany jest właśnie taką ciężarówką ze żwirem jeśli chodzi o tem­po nagrze­wa­nia się i styg­nię­cia. Mimo to zna­jdą się tacy, którzy będą liczyli, że wys­tudzony przez cały dzień dom uda się odgrzać szy­bkim przepale­niem z wiec­zo­ra a wys­tudzona do 12st.C podłogówka nagrze­je się w godz­inę. Jeśli kocioł tego nie zapewni — znaczy, że za sła­by.

Choć­by nie wiem jak dużej mocy kocioł zain­stalować, to nagrze­wanie wychłod­zonych ton betonu i cegły zawsze będzie trwać długie godziny! Odgrzać szy­bko moż­na jedynie powi­etrze, ale taki styl ogrze­wa­nia jest sza­le­nie nieeko­nom­iczny i nie zni­welu­je całkowicie odczu­cia chło­du od wyz­iębionych ścian.

Dlat­ego normy określa­jące dobór mocy kotła zakłada­ją, że budynek jest stale zamieszki­wany i nie dopuszcza się do znacznego jego wychłodzenia. Owszem, przewidziany jest zapas mocy rzę­du do 20% na wypadek gdy­by trze­ba było dać w pal­nik i odro­bić kilku­godzin­ną prz­er­wę w ogrze­wa­niu. Kilku­godzin­ną, a nie całodobową lub dłuższą! Głęb­szego niedo­grza­nia po pros­tu nie da się nadro­bić w eko­nom­icznie sen­sowny sposób.

Jeśli z jakiejś przy­czyny dom bywa przez dłuższy czas nieogrze­wany (np. jest zamieszki­wany tylko na week­end), to trze­ba się zas­tanow­ić nad bardziej zau­tomaty­zowany­mi sposoba­mi ogrze­wa­nia, aby także pod nieobec­ność domown­ików tem­per­atu­ra w domu była niech­by i obniżona, ale utrzymy­wana na stałym poziomie, a najlepiej także z wyprzedze­niem pod­nos­zona na dzień czy dwa przed planowanym przy­jaz­dem.

Kiedy kocioł faktycznie jest za słaby

Kocioł jest za sła­by wtedy, gdy pracu­je z pełną mocą przez dłuższy czas, a mimo to nie ogrze­wa domu tak jak powinien. Jak poz­nać, że kocioł pracu­je z pełną mocą? Bard­zo pros­to. Zuży­wa wtedy bard­zo dużo opału.

Na przykład kocioł o mocy nom­i­nal­nej 10kW, jeśli fak­ty­cznie ją osią­ga, zuży­je w ciągu godziny ok. 2,5kg węgla, czyli 60kg w ciągu doby. Ana­log­icznie możesz policzyć zuży­cie dla dowol­nej innej mocy kotła, zakłada­jąc, że z 1kg węgla o kalo­rycznoś­ci 26MJ/kg (tj. ~7,5kWh), uzysku­je się jakieś 4,5kWh (sprawność 60%). Dopiero, gdy pracu­jąc stale i spala­jąc tak dużą ilość opału w ciągu doby kocioł nie jest w stanie pod­nieść tem­per­atu­ry w budynku do należytego poziomu, a wyżej wskazane prob­le­my również zostały wyk­luc­zone, wtedy jest on rzeczy­wiś­cie za sła­by.

Czym grozi zbyt duża moc kotła

Przewymi­arowanie kotła to sytu­ac­ja, gdy moc nom­i­nal­na kotła jest więk­sza od potrzeb budynku i nigdy nie zostanie wyko­rzys­tana. Przewymi­arowanie niesie mnóst­wo prob­lemów, które niekiedy bierze­my za nat­u­ralne cechy ogrze­wa­nia węglowego:

  • gigan­ty­czne zuży­cie opału, np. 5 ton węgla rocznie na 100m2 domu
  • duże iloś­ci węgla pozostałego w popiele
  • nieustanne “kisze­nie” opału — sadza, smoła i smród jak przy układa­niu asfal­tu

Skąd te prob­le­my? Przewymi­arowany kocioł zawsze pracu­je na bard­zo niskiej mocy — czyli z fatal­ną sprawnoś­cią rzę­du 20–30%. To tak, jak­by autem jeźdz­ić zawsze na 1–2. biegu i dzi­wić się, czemu pali 30l/100.

Im nad­mi­ar mocy jest więk­szy, tym gorzej. Tym­cza­sem ludzie kupu­ją kotły 25kW do nowobu­dowanych parterowych domów o powierzch­ni ~150m2. To daje trzy-czterokrot­ny nad­mi­ar mocy, a efek­tem jest prawdzi­wa katas­tro­fa finan­sowa i gehen­na w kotłowni, którą odczuwa­ją na włas­nej skórze już pier­wszej zimy.

Zobaczmy przy­padek współcześnie zbu­dowanego domku o powierzch­ni 100m2. Taki dom bez więk­szego docieple­nia osiąg­nie maksy­malne zapotrze­bowanie na ciepło rzę­du 60W/m2, co narzu­ca moc kotła max. 6kW. Do tego domu wstaw­iono kocioł węglowy o mocy 18kW. Jaki będzie efekt?

Sprawność kotła przewymiarowanegoWidz­imy, że nawet w najwięk­szy mróz kocioł nie przekroczy nigdy sprawnoś­ci 40%, ponieważ szczy­towe zapotrze­bowanie budynku — czyli 6kWto zaled­wie 30% mocy nom­i­nal­nej kotła.

Przez więk­szość zimy węgiel w tym kotle będzie się tlił, dymił i smołował, a 3/4 energii ucieknie kominem. Palacz spędzi więk­szość żywo­ta w kotłowni lub na czyszcze­niu kom­i­na, z którego dodatkowo zaczną wypły­wać dzi­wne ciecze. A w domu będzie +16 stop­ni, bo do utrzy­ma­nia kom­for­towej tem­per­atu­ry trze­ba by zakupić dwa razy więcej opału.

Co moż­na zro­bić w takim przy­pad­ku? Najlepiej zapo­b­ie­gać — kupu­jąc kocioł według rzeczy­wis­tego zapotrze­bowa­nia na ciepło, czyli o mocy nom­i­nal­nej w okoli­cach 6kW.
Nieste­ty znaleźć kocioł węglowy o takiej mocy jest trud­no. Pro­du­cen­ci dopiero zaczęli zauważać, że ist­nieją ocieplone domy i pomału wprowadza­ją mod­ele o mocy poniżej 10kW.

Czym grozi zbyt mała moc kotła

Dobór zbyt dużej mocy kotła to trage­dia. Również zbyt sła­by kocioł to prob­le­my, choć dziś kupić kocioł zbyt sła­by dla współczes­nego budown­ict­wa sta­je się powoli niemożli­woś­cią.

W przy­pad­ku opisanego powyżej budynku, który w naj­gorszym razie potrze­bu­je 6kW mocy, najm­niejszy dostęp­ny kocioł węglowy o mocy 5kW zdołał­by ogrzać taki dom korzys­ta­jąc przez najz­imniejsze 2 tygod­nie z posi­adanej nad­wyż­ki pon­ad moc nom­i­nal­ną. Oczy­wiś­cie zakłada­jąc, że wys­tąpi naj­gorszy sce­nar­iusz brany pod uwagę przy doborze mocy, czyli śred­nia dobowa tem­per­atu­ra poniżej -20st.C, co w prak­tyce jest bard­zo rzad­kie.

Kocioł o zbyt małej mocy nie zdoła ogrzać pomieszczeń do wyma­ganej tem­per­atu­ry w cza­sie najwięk­szych mrozów, nawet jeśli będzie pra­cow­ał powyżej mocy nom­i­nal­nej. W domu będzie więc przez ten czas o kil­ka stop­ni chłod­niej. Niko­mu z domown­ików nie zagrozi raczej śmierć przez zamarznię­cie, ale nie każdy musi lubić chadzanie po domu w kufa­jce.
Jeśli chcesz wiedzieć, jakie mogą być skut­ki zbyt małej mocy kotła w razie sro­giej zimy, to sprawdź ten wpis na blogu, gdzie zbadal­iśmy przy­padek naj­surowszej z zim, jaką dotąd odno­towano na ziemi­ach pol­s­kich.

Zbyt mała moc kotła (w rozsąd­nych grani­cach) jest mniej szkodli­wa dla kieszeni niż przewymi­arowanie. Skutku­je bowiem wyższą sprawnoś­cią pra­cy kotła, czyli niższym kosztem ogrze­wa­nia, a przy tym może być dokuc­zli­wa przez 2–3 najz­imniejsze tygod­nie, pod­czas gdy przewymi­arowanie jest odczuwalne o wiele boleśniej i przez całą resztę sezonu.

Co zrobić z przewymiarowanym kotłem

Przewymi­arowanie kotła nie bierze się tylko ze złego zakupu. Częs­to to wynik ocieple­nia budynku. Wystar­czy obłoże­nie domu sty­ropi­anem, by zapotrze­bowanie domu na ciepło spadło nawet o połowę — i już kocioł sta­je się przewymi­arowany. Oszczęd­noś­ci z ocieple­nia zostaną pożarte przez straty opału z tytułu przewymi­arowa­nia.

Ale na szczęś­cie nie trze­ba od razu łożyć pieniędzy na nowy kocioł. Da się dość pros­to i skutecznie ograniczyć jego moc z uży­ciem cegieł szamo­towych i spec­jal­nej zaprawy. Koszt to w porywach 50zł.

W kotle górnego spalania

Ograniczenie mocy kotła górnego spalaniaTaki zabieg pozwala doprowadz­ić przewymi­arowany kocioł do stanu uży­wal­noś­ci. Dobór iloś­ci cegieł będzie zależał od nad­wyż­ki mocy, jakiej chce­my się pozbyć. Moż­na przyjąć, że zamurowu­jąc 1/3 rusz­tu, reduku­je się moc kotła także o 1/3.

Oto kole­jne kro­ki tej oper­acji:

  • Zaopa­trz się w kil­ka cegieł szamo­towych pełnowymi­arowych i kil­ka płas­kich, szli­fierkę kątową z tar­czą do cię­cia cerami­ki oraz min. 5kg zaprawy szamo­towej. Zna­jdziesz to wszys­tko w pier­wszym lep­szym marke­cie budowlanym.
  • Zacznij od ułoże­nia bez zaprawy sto­su z cegieł na sze­rokość całego rusz­tu, dłu­gość 15cm (sze­rokosć jed­nej cegły) i do wysokoś­ci maksy­mal­nego zasy­pu (w prak­tyce praw­ie pod drzwicz­ki zasy­powe). Jeśli cegły nie mieszczą się tak, by szczel­nie blokować ruszt lub wys­tępu­ją szczeliny pon­ad 1cm, przyt­nij braku­jące kawał­ki lub nad­mi­ary uży­wa­jąc szli­fier­ki (z zachowaniem środ­ków bez­pieczeńst­wa typu oku­lary ochronne — szamot tnie się niełat­wo). Blok szamo­tu powinien się­gać niemal na wysokość dol­nej krawędzi drzwiczek zasy­powych.
    Cegły powin­ny być spa­sowane możli­wie ściśle. Zaprawa będzie pełnić tylko rolę uszczel­ni­acza. Cały blok szamo­tu ma przyle­gać do ścian kotła. Bez obaw — rozsz­erzal­ność cieplna szamo­tu jest mniejsza niż stali czy żeli­wa i po nagrza­niu nie uszkodzi on kotła rozsz­erza­jąc się.
  • Wstęp­nie możesz zamo­cow­ać cegły bez zaprawy, uszczel­ni­a­jąc przestrze­nie między nimi gliną lub choć­by popi­ołem. Taka kon­strukc­ja wytrzy­ma kil­ka przepaleń, a poz­woli sprawdz­ić, czy zain­stalowana ilość szamo­tu jest praw­idłowa. Jeśli tak — spoko­jnie wkleisz cegły na zaprawę. Jeśli nie — łat­wo wyjmiesz / dodasz nowe cegły.
  • Przepal kil­ka razy i sprawdź, jak dzi­ała kocioł. Powinien wol­niej nagrze­wać wodę, mniej dymić i smołować, a szamot będzie się roz­grze­wał do czer­wonoś­ci. Zależnie od pali­wa i aktu­al­nej pogody, nowa pojem­ność zasy­pu może wystar­czyć na bard­zo różny czas pale­nia. Jeśli po zmniejsze­niu zasy­pu nie da się na jed­nym, góra dwóch załadunkach utrzy­mać stałej tem­per­atu­ry w domu w ciągu doby, znaczy to że zasyp jest zbyt mały na obec­ną pogodę i trze­ba go pow­ięk­szyć. W razie wąt­pli­woś­ci co do właś­ci­wej pojem­noś­ci zasy­powej, sprawdź jaka ona jest w tym samym mod­elu kotła o odpowied­nio mniejszej mocy i do tego się zas­to­suj. Zna­jdziesz te dane w instrukcji od swo­jego kotła lub na stron­ie pro­du­cen­ta.
  • Gdy już ustal­isz praw­idłową pro­por­cję rusz­tu, którą należy zająć szamotem, wklej cegły na zaprawę. Najpierw oczyść z sadzy ścian­ki, na ruszt połóż gazetę, a potem układaj cegły łącząc je na zaprawę między sobą oraz dając zaprawę między ścian­ki a cegły. Nie musi to być ładne, byle w miarę szczelne, aby powi­etrze nie uciekało między cegła­mi, tylko szło w zasyp. Nie obaw­iaj się o kocioł — szamot rozsz­erza się pod wpły­wem tem­per­atu­ry o wiele mniej niż stal czy żeli­wo i na pewno kotła nie rozsadzi.
  • For­mal­nie potrze­ba ok. 24h na związanie zaprawy, ale przepal­ić ostrożnie możesz już po kilku godz­i­nach, gdy zaprawa przes­ta­je być elasty­cz­na. Zaprawa nie musi związać na kamień. Wystar­czy, że wyschnie i nie będzie się wykruszać. W każdym razie do murowa­nia lep­iej wybrać dzień, w którym przez ten czas da się przeżyć bez ogrze­wa­nia.

Po takiej oper­acji odczu­jesz znaczącą poprawę w kul­turze pra­cy kotła oraz zmniejs­zone zuży­cie opału. Oczy­wiś­cie jest to tylko pro­teza mniejszego kotła, ale tania i dość skutecz­na.

W kotle dolnego spalania

Idea jest podob­na jak w wyżej opisanym przy­pad­ku, tylko wyko­nanie ciut odmi­enne. Nadal chodzi o ogranicze­nie iloś­ci palącego się węgla i powierzch­ni odbioru ciepła, ale w kotle dol­nego spala­nia robi się to nieco inaczej:

  • zmniejsza­jąc przelot pod pier­wszym wymi­en­nikiem, czyli sze­rokość i/lub wysokość tzw. pal­ni­ka przez zamurowanie go częs­ciowo szamotem
  • przez wyłoże­nie szamotem dol­nej częś­ci ścian komory zasy­powej — aby ograniczyć tam odbiór ciepła z roz­palonego częś­ciowo zasy­pu

Ograniczenie mocy kotła dolnego spalania

Tak jak w przy­pad­ku kotła górnego spala­nia, ilość, grubość oraz miejsce insta­lacji szamo­tu należy dobrać ekspery­men­tal­nie. Pamię­tać należy jedynie, by szamot był rozmieszc­zony sym­e­trycznie wzglę­dem podłużnej osi kotła, tj. gdy okle­jamy ścianę z prawej strony, to tyle samo szamo­tu idzie na lewą ścianę. To wszys­tko w celu zapewnienia równomiernego nagrze­wa­nia kotła.
Jeśli kocioł ma ruszt ruchomy, to ustaw­ia­jąc cegły szamo­towe na rusz­cie, trze­ba rozmieś­cić je tak, aby nie blokowały mech­a­niz­mu rusz­tu ruchomego.

W kotle podajnikowym

Moc kotła poda­jnikowego w znacznym stop­niu zależy od szy­bkoś­ci spala­nia pali­wa, którą łat­wo moż­na tu zmieni­ać. Dlat­ego reg­u­lac­ja mocy w zakre­sie ok. 30–100% mocy nom­i­nal­nej odby­wa się praw­ie bez strat na sprawnoś­ci.

Prob­lem zaczy­na się, gdy kocioł stale pracu­je grubo poniżej tych 30% nom­i­nal­nej, czyli jest przewymi­arowany. Tu rzecz rozbi­ja się już o fizy­czne wymi­ary ele­men­tów kotła:

  • duża gardziel pal­ni­ka poda­je za dużo węgla
  • ciśnie­nie wyt­warzane przez dmuchawę gwał­town­ie spa­da wraz ze zmniejszaniem jej obrotów
  • duży wymi­en­nik nad­miernie schładza spaliny

Te czyn­ni­ki spraw­ia­ją, że kocioł poda­jnikowy na ułamku mocy pracu­je fatal­nie i co gorsza niewiele moż­na na to poradz­ić. Zmniejszyć komorę w kotle zasy­powym moż­na dość pros­to. Nie da się zmniejszyć wymi­arów pal­ni­ka retor­towego. W pewnym stop­niu ograniczyć jego moc moż­na przez zablokowanie częś­ci otworów napowi­etrza­ją­cych — tym sposobem powi­etrze trafi w opał z więk­szą pręd­koś­cią i lep­iej zmiesza się z gaza­mi, ale wciąż może go być za mało w sto­sunku do iloś­ci palącego się opału (a to już kon­sek­wenc­ja wymi­arów pal­ni­ka). Nato­mi­ast na zbyt chłodne spaliny spowodowane przez nazbyt wiel­ki wymi­en­nik poma­ga w pier­wszej kole­jnoś­ci odpowied­nio rzad­sze czyszcze­nie kotła, a w ostate­cznoś­ci unieczyn­nie­nie częś­ci powierzch­ni wymi­en­ni­ka, np. przez ułoże­nie w kanałach spali­nowych płas­kich cegieł szamo­towych tak by odi­zolować część powierzch­ni od kon­tak­tu ze spali­na­mi, ale nie zablokować przy okazji więcej niż połowy przekro­ju kanałów.

Schować ciepło na później

Na prob­lem nad­mi­aru mocy kotła moż­na spo­jrzeć z góry, z poziomu całego domu. A gdy­by tak energię odbier­aną stale z kotła pracu­jącego na poziomie 30% mocy nom­i­nal­nej, zastąpić energią wypro­dukowaną co jak­iś czas, ale z mocą 90% nom­i­nal­nej? Ilość energii ta sama, ale sprawność jej odbioru — o wiele więk­sza.

To prze­cież klasy­czne przepalanie. Nieeko­nom­iczne, a do tego kto lub takie huśtaw­ki zim­no-ciepło? Kom­bin­u­jmy więc dalej. Przy­dał­by się jak­iś aku­mu­la­tor dla tej nad­wyż­ki energii. Współczes­ny dom w tej roli sprawdza sie słabo. Dołóżmy więc dobrze zaizolowaną beczkę z wodą i grze­jmy ją z dużą mocą przez kil­ka godzin, by następ­nie przez kilka­naś­cie godzin odbier­ać zgro­mad­zone w niej ciepło.

I tak dochodz­imy do kole­jnego sposobu na przewymi­arowany kocioł: to bufo­ra ciepła. Po pros­tu becz­ka z wodą grzana z insta­lacji cen­tral­nego ogrze­wa­nia, mag­a­zynu­ją­ca nad­mi­ar energii. Gen­er­al­nie sto­su­je się go w celu pod­niesienia śred­niej mocy kotła, a więc pod­niesienia sprawnoś­ci jego pra­cy. Do niwelowa­nia skutków przewymi­arowa­nia jak znalazł.

Jest tylko szereg prob­lemów. Przede wszys­tkim taki bufor musi być naprawdę duży. Set­ki, nawet parę tysię­cy litrów, zależnie od iloś­ci energii, jaką chce­my zmagazynować. Za tym idą trud­noś­ci wykon­aw­cze i kosz­ty. A co za to zysku­je­my? Tańsze ogrze­wanie, pale­nie w kotle raz na parę dni.
Tem­aty­ka buforów ciepła została dogłęb­nie rozpra­cow­ana np. w tym wątku na forum Mura­to­ra.

Fałszywa nadzieja w automatyce

Pewnie zna­jdą się i tacy, co na prob­lem nad­mi­aru mocy kotła parskną śmiechem, a gdy już złapią odd­ech, powiedzą, że prze­cież wystar­czy zamon­tować sterown­ik jeden, dru­gi i pią­ty, do tego zawór miesza­ją­cy, wielo­dro­gowy, pomp­kę, miniatur­ową fontan­nę i neony oraz kom­put­er nad­zoru­ją­cy całość — i kocioł zacznie pra­cow­ać eko­nom­icznie, a do tego jak nowocześnie!

Nie trze­ba wchodz­ić w szczegóły tech­niczne, by obal­ić takie myśle­nie u samych pod­staw. Takie twierdzenia mogą wysuwać jedynie oso­by niema­jące poję­cia o isto­cie dzi­ała­nia kotłów węglowych, trak­tu­jące je jak czarną skrzynkę wypluwa­jącą ciepło w zami­an za opał, zdol­ną do naty­ch­mi­as­towej i bezs­trat­nej reg­u­lacji mocy w zakre­sie 0–100% mocy.

Opisana wcześniej zależność sprawnoś­ci kotła od jego aktu­al­nej mocy wyni­ka z samej isto­ty jego kon­strukcji. Sposób sterowa­nia — nieważne czy prosty miarkown­ik mechan­iczny, czy sterown­ik z fuzzy PID dis­co lazzers (czy co tam jest ter­az w modzie) — jak i sama insta­lac­ja grzew­cza (zawory miesza­jące i inne cuda hydrauli­ki) nie mają tu nic do powiedzenia, bo odpowiada­ją jedynie za nadzór nad warunk­a­mi pra­cy kotła i dys­try­bucję energii.
Nadrzęd­nym ogranicze­niem pozosta­je zapotrze­bowanie cieplne budynku. Gdy zosta­je ono zaspoko­jone — w domu robi się sauna — to kocioł prze­chodzi w podtrzy­manie, a za tym idzie spadek sprawnoś­ci. Nie da się zatrzy­mać w miejs­cu spala­nia węgla, a potem w dowol­nym momen­cie go wznow­ić.

Co gdy przyjdzie zima tysiąclecia?

Moc kotła dobier­ana zgod­nie ze sztuką wystar­czy na zimę stule­cia. A co gdy przyjdzie zima tysią­cle­cia? Sprawdzil­iśmy to. Nawet wtedy kotły 25kW nie rozwiną swo­jej pełnej mocy w nowych domach.

strzez_sie_za_duzego_kotła

Kliknij obrazek, aby wyświ­etlić całość