Budowa i eksploatacja kotłów kondensacyjnych

Miniaturyzacja urządzeń wiąże się z większymi niż w przypadku kotłów żeliwnych lub stalowych wymaganiami wobec jakości wody grzewczej w instalacji i materiałów, z których wykonana musi być komora spalania, jak również ze zwiększeniem prędkości przepływu wody przez komorę. Komory spalania muszą być odporne na kwaśny odczyn kondensatu, który powstaje w kotle kondensacyjnym podczas pracy w temperaturze do 57°C na powrocie wody z instalacji.

Nowoczesne kotły mają komory spalania wykonane ze stali nierdzewnej (o różnych konstrukcjach), a także z aluminium i krzemu. Bardzo ważnym elementem jest powierzchnia wymiany ciepła, która przekłada się na sprawność, a przede wszystkim trwałość kotła kondensacyjnego. Temperatura spalin i powstający z ich schłodzenia kondensat negatywnie wpływają na komorę spalania oraz sprawność układu, która czasami, przy brudnym kotle, może być nawet niższa od sprawności kotłów niekondensacyjnych. Podczas eksploatacji niezbędne jest zatem coroczne czyszczenie kotła, a brak serwisu może spowodować nawet konieczność wymiany komory spalania.

Konstrukcje komór spalania

W kotłach kondensacyjnych stosuje się różne konstrukcje komór spalania ze stali nierdzewnej. Należą do nich komory z ustalonym przepływem wody grzewczej i małymi oporami (fot. 1). W komorze takiej zachodzić może przepływ laminarny (warstwowy):  cieplejsza warstwa znajdzie się bliżej palnika, a chłodniejsza bliżej powrotu z instalacji (fot. 2). Komora jest bardzo czuła na brak odpowietrzenia układu grzewczego i zakamienienie, a w przypadku złego odpowietrzenia następuje wyłączenie jednej nagrzewnicy z układu przepływu i w efekcie rozszczelnienie układu.

Innym rozwiązaniem jest komora o przepływie ustalonym i laminarnym z dodatkowym wymiennikiem kondensacyjnym na powrocie wody z instalacji (fot. 3). Jej zastosowanie zapewnia wysoką sprawność, ale wiąże się z nią ryzyko zabrudzenia wymiennika z tyłu komory i brak możliwości wyczyszczenia tego elementu. Komora spalania o przepływie pionowym turbulentnym, z powierzchnią samoczyszczącą (fot. 4) jest z kolei bardzo czuła na zakamienienie ze względu na małe przepływy. Rozwiązanie to pozwala na wysoką sprawność kotła oraz moc do 120 kW w wersji wiszącej.

Jakie inne konstrukcje kotłów kondensacyjnych charakteryzują urządzenia dostępne na rynku? O tym w niniejszym artykule.