Ogrzewanie gazem. Czy UE wprowadzi zakaz kotłów gazowych?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Dlaczego kocioł kondensacyjny jest oszczędniejszy od tradycyjnego?
• Czy efekt kondensacji wykorzystamy w domu z grzejnikami?
• Jakie cechy musi mieć komin odprowadzający spaliny?
• Jak dobrać optymalną moc?
• Czy UE zabroni używania kotłów gazowych?

1. Dlaczego kocioł kondensacyjny jest oszczędniejszy od tradycyjnego?

Zużywając tę samą ilość gazu, kocioł kondensacyjny pozyskuje więcej ciepła, niż kocioł tradycyjny. Wynika to z faktu, że jednym z głównych produktów spalania gazu ziemnego jest woda. Z racji wysokiej temperatury panującej w okolicach palnika, woda natychmiast zmienia się jednak w parę. W kotle tradycyjnym, para wodna - wraz z całą resztą spalin - ucieka po prostu przez komin. Zaś w ten sposób razem z nią ucieka część energii, gdyż zamiana wody w parę wymaga całkiem sporej ilości ciepła.

Natomiast w kotłach kondensacyjnych, spaliny zostają mocno schłodzone, dzięki bardzo rozbudowanemu wymiennikowi ciepła (spaliny/woda). W efekcie, para wodna ulega skropleniu, czyli właśnie kondensacji. Wówczas oddaje swe ciepło, a więc energia nie ulatuje już przez komin wraz z parą wodną.

Właśnie dlatego kotły kondensacyjne są bardziej oszczędne. Stąd też bierze się ich wyższa sprawność podawana w katalogach. Trzeba przy tym uprzedzić, że sprawność powyżej 100% to efekt specyficznego sposobu jej liczenia. Dawniej, na potrzeby kotłów tradycyjnych nie uwzględniano w obliczeniach ciepła zawartego w parze wodnej, z góry uznawano je za stracone. Gdy jednak upowszechniły się kotły kondensacyjne, to ich sprawność dalej liczono wedle starej metody, jako 100% przyjmując ilość ciepła z pominięciem pary wodnej. Jednak dzięki efektowi kondensacji sprawność nowych kotłów była o kilkanaście punktów procentowych wyższa i przekraczała dotychczasowe 100%.

2. Czy efekt kondensacji wykorzystamy w domu z grzejnikami?

Żeby wykorzystać efekt kondensacji, spaliny trzeba mocno ochłodzić. Tylko wówczas para wodna skropli się na ściankach wymiennika ciepła. Tak będzie tylko wówczas, jeżeli temperatura wody powracającej do kotła, a więc znów przez niego podgrzewanej, będzie niska. Przyjmuje się, że nie powinna być ona wyższa niż 55°C, jednak chłodniejsza jest jak najbardziej pożądana. W praktyce oznacza to po prostu, że temperatura wody w obiegu c.o. na powrocie do kotła może wynosić maksymalnie ok. 55°C. Jeżeli będzie wyższa, to efektu kondensacji nie wykorzystamy, nie będzie zatem przyrostu sprawności.

I tu pojawia się problem dotyczący części starszych instalacji c.o. z grzejnikami. Projektowano je bowiem, przyjmując parametry wody grzewczej 75/65°C. Pierwsza liczba, czyli 75°C, to temperatura zasilania. Natomiast druga - 65°C - to temperatura powrotu. Czyli aż o 10°C więcej, niż dopuszczalne maksimum. Jeżeli ustawimy na stałe takie parametry wody grzewczej na sterowniku kotła, to faktycznie efektu kondensacji nie wykorzystamy.

Na szczęście wcale nie musimy tak robić. Kocioł współpracujący z pokojowym lub zewnętrznym (pogodowym) czujnikiem temperatury, w ramach dostosowywania ilości wytwarzanego ciepła do rzeczywistych potrzeb będzie na bieżąco obniżał lub podnosił temperaturę wody w obiegu. Trzeba zaś od razu wyjaśnić, że nominalne parametry, np. 75/65°C, są potrzebne tylko w warunkach skrajnych, gdy na zewnątrz mamy mróz ok. -20°C. Przez przynajmniej 90% trwania sezonu grzewczego wystarczy niższa temperatura wody. Niższa, a więc pozwalająca na wykorzystanie efektu kondensacji, nawet w instalacji c.o. zaprojektowanej nominalnie do pracy z wodą o wysokiej temperaturze. W takim układzie efekt kondensacji i tak będzie wykorzystywany, najwyżej nie w pełni i oszczędności będą nieco mniejsze.

Oczywiście, jeszcze lepiej, jeżeli instalacja z grzejnikami jest od razu zaprojektowana z myślą o zastosowaniu kotła kondensacyjnego. Może być wówczas przystosowana np. do nominalnych parametrów 65/55°C. Wówczas różnice sprawności w porównaniu z niskotemperaturową podłogówką będą niewielkie. Różnica sprawności nie przekroczy kilku punktów procentowych, chociaż typowe parametry wody w takiej podłogówce to 40/30°C.

Podsumowując, można stwierdzić, że przekonanie, iż efekt kondensacji wykorzystamy tylko w domu z podłogówką, jest najzwyczajniej w świecie nieprawdziwe. Jeżeli coś rzeczywiście może popsuć sprawność, to będzie to złe sterowanie pracą kotła. Automatyka pokojowa lub pogodowa ma utrzymywać temperaturę wody w obiegu na najniższym poziomie zapewniającym komfort. Ustawienie "na sztywno" wysokiej temperatury zasilania i powrotu to po prostu marnowanie potencjału kotła.

Efekt kondensacji wykorzystamy również w domu z grzejnikami. W praktyce różnica sprawności kotła nie jest duża względem ogrzewania podłogowego. (fot. KFA Armatura)

Może cię zainteresować

Jak podłączyć sprzęgło hydrauliczne? Jak bezpiecznie korzystać z piecyka gazowego? Elektryczne ogrzewanie domu. Jedno rozwiązanie, wiele korzyści Separatory magnetyczne dla ochrony instalacji grzewczych Grupy pompowe duro system - kompaktowe rozwiązanie techniczne gotowe do montażu Ergonomiczne podłączenie urządzeń grzewczych do instalacji centralnego ogrzewania F-Power - nowa linia zaworów kulowych. Gdzie tkwi sekret niezawodności? 5 przykazań świadomego oszczędzania na ogrzewaniu Jakie ogrzewanie do domu w 2023? Czym ogrzewać dom zimą? Kocioł elektryczny czy pompa ciepła? Ból głowy inwestora Jakie są możliwości otrzymania dofinansowania na zakup kotła na pellet? Jak działa system kart gwarancyjnych Wolf? Czym można palić w kotle 5. klasy? Czym jest wartość energetyczna węgla i od czego zależy? Czy warto kupować droższy, certyfikowany pellet? Kondensacyjne kotły gazowe SAS - komfortowe ogrzewanie domu Najczęstsze pytania o spieki i konglomeraty kwarcowe Jak działa sterowanie EOS 6? Jak ustalić moc kotła grzewczego? Co oznacza, że kocioł na pellet drzewny jest o podwyższonym standardzie? Ile prądu zużywa piec na pellet? Jak właściwie podzielić dom na strefy grzewcze? Zbiorniki na gaz - dzierżawić czy kupić na własność? Nowoczesne kotły gazowe - furtka do rozbudowy systemu grzewczego o ekologiczne rozwiązania Jak ustawić piec na ekogroszek żeby nie było spieków? Pompa obiegowa do wodnego ogrzewania podłogowego - na co zwrócić uwagę przy jej zakupie? Jak ustawić sterowniki w kotle klasy 5? Wiszące gazowe kotły kondensacyjne Condens 5700i WT i Condens 5300i WT Zalety zastosowania podgrzewaczy (wymienników) wężownicowych

Zobacz więcej Zwiń

3. Jakie cechy musi mieć komin odprowadzający spaliny?

Zakładając kocioł kondensacyjny powinniśmy zadbać nie tylko o odpowiednią instalację grzewczą, rozumianą jako podłogówka lub grzejniki. Bardzo ważnym elementem jest również komin odprowadzający spaliny z kotła. W zasadzie nie wpływa on na sprawność kotła, ale tak naprawdę jest jeszcze ważniejszy. Od niego zależy bowiem bezpieczeństwo mieszkańców domu. Ponadto nieodpowiednio dobrany komin może szybko ulec uszkodzeniu.

W przypadku kotłów kondensacyjnych, najczęściej używa się tzw. systemów powietrzno-spalinowych. Niekiedy określa się też polskim skrótem SPS, lub niemieckim LAS (Luft-Abgas-System).

W takim układzie z kotłem łączą się dwie koncentryczne rury. Wewnętrzna służy do odprowadzania spalin. Zewnętrzna zaś do zasysania powietrza, niezbędnego do spalania, bezpośrednio z zewnątrz. Rura spalinowa (wewnętrzna) wykonana jest ze stali nierdzewnej lub specjalnego tworzywa sztucznego, czyli materiału odpornego na działanie kondensatu, który ma lekko żrące właściwości.

Kondensat ma nieco żrące działanie, dlatego stare kominy trzeba wyposażyć we wkład z materiału kwasoodpornego. (fot. Viessmann)

Spalin nie można też odprowadzać do komina, zaś powietrze czerpać osobnym kanałem. Jednak nie może to być zwykły komin z cegły. Nieodpowiednia będzie także część prefabrykowanych kominów ceramicznych. Tu wchodzą w grę dwa problemy.

Po pierwsze, komin z cegły lub prefabrykowany, ale przeznaczony do pracy z kotłem tradycyjnym, nie jest odporny na kondensat w dużych ilościach.

Po drugie, taki komin nie będzie wystarczająco szczelny. Kotły kondensacyjne wyposażone są w wentylator przetłaczający spaliny. W efekcie w kominie panuje nadciśnienie i spaliny mogą przenikać nawet przez minimalne nieszczelności. W kotłach tradycyjnych wentylatora nie było, przez co wymagania odnośnie szczelności były o wiele łagodniejsze. Dlatego jeżeli planujemy wykorzystanie starego komina to powinniśmy zdawać sobie sprawę, że najprawdopodobniej trzeba go będzie wyposażyć w kwasoodporny wkład. Najlepiej zaś założyć wkład dwuścienny, czyli właśnie system powietrzno-spalinowy.

Nie można nie wspomnieć tu o szczególnym przypadku, jakim jest odprowadzenie spalin poziomo przez ścianę zewnętrzną budynku. Do tego również używa się systemów SPS. Jednak trzeba uwzględnić dwa podstawowe ograniczenia, wynikające z przepisów prawa. Po pierwsze, wyprowadzenie przez ścianę, a nie do komina kończącego się ponad dachem, jest dopuszczalne wyłącznie w domach wolno stojących. Tak więc musimy o nim zapomnieć, mając segment w szeregowcu lub połowę bliźniaka. Po drugie, moc kotła nie może przekraczać 21 kW. Co jest dotkliwym ograniczeniem przede wszystkim w przypadku kotłów dwufunkcyjnych, czyli podgrzewających wodę przepływowo.

W przypadku odprowadzenia spalin poziomo przez ścianę trzeba zachować określone odległości od okien, drzwi itd. Te wymogi często nie są jednak przestrzegane. (fot. J. Antkiewicz)

4. Jak dobrać optymalną moc?

Moc grzewcza to jeden z najważniejszych parametrów, które musimy uwzględnić wybierając kocioł. Jednak paradoksalnie, zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniach nie musi być tu wcale czynnikiem rozstrzygającym. Przy czym to zastrzeżenie odnosi się do nowoczesnych kotłów kondensacyjnych w znacznie większym stopniu, niż do jakichkolwiek innych urządzeń grzewczych. Z kilku powodów ich moc dobiera się zupełnie inaczej, niż np. moc kotłów na węgiel.

W pierwszym rzędzie trzeba wziąć pod uwagę nie zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniach, ale sposób przygotowywania c.w.u. (ciepłej wody użytkowej). Kotły gazowe dzielimy pod tym względem na dwa zupełnie odmienne rodzaje - dwufunkcyjne i jednofunkcyjne.

Dwufunkcyjne podgrzewają wodę przepływowo, czyli dopiero po odkręceniu kranu. W praktyce wymaga to bardzo wysokiej mocy. Rozsądne minimum przy zasilaniu jednego prysznica to ok. 20 kW. No i tu pojawia się problem, gdyż moc wystarczająca do skutecznego ogrzewania domu jednorodzinnego jest zwykle niższa. W nowych budynkach może to być znacznie mniej, niż 10 kW nawet przy największych mrozach. W takiej sytuacji tak naprawdę nie mamy wyjścia - moc dopasowujemy do maksymalnego zapotrzebowania na c.w.u., niezależnie od tego, że zwykle jest to znacznie więcej, niż moc ciepła potrzebna do ogrzewania pomieszczeń.

Na szczęście, współczesne kotły gazowe automatycznie dostosowują swą moc do faktycznego zapotrzebowania, nawet jeżeli jest ono bardzo zmienne. Zakres tzw. modulacji mocy jest przy tym wyjątkowo duży, zaczyna się nawet od ok. 1/10 mocy nominalnej. Ponadto moc kotła na potrzeby centralnego ogrzewania oraz c.w.u. ustawia się oddzielnie. Co bardzo ważne, kocioł kondensacyjny nie traci na sprawności, działając z mocą niższą od nominalnej. Niemniej jednak, w budynku o małych stratach ciepła, a za to o dużym zapotrzebowaniu na c.w.u., np. z założoną w łazience deszczownicą o dużym przepływie ciepłej wody, możemy mieć problem z dopasowaniem mocy kotła. Dlatego model dwufunkcyjny nie zawsze będzie dobrym wyborem.

W przypadku kotłów dwufunkcyjnych, to zapotrzebowanie na moc do przygotowywania c.w.u. decyduje o mocy urządzenia. (fot. De Dietrich)

Z kolei kotły jednofunkcyjne podgrzewają wodę zgromadzoną w zbiorniku. Taki zasobnik zwykle ma pojemność przynajmniej 80 litrów. Woda jest więc przygotowywana niejako na zapas. Moc kotła nie ma tu znaczenia, może być w zasadzie dowolna, nawet bardzo niska. Łatwiej będzie to zrozumieć, jeżeli uświadomimy sobie, że w elektrycznych podgrzewaczach pojemnościowych grzałka ma najczęściej nie więcej niż 2 kW, nawet jeżeli podgrzewa zbiornik np. 200 l. Płynie stąd oczywisty wniosek, że i w przypadku kotła tak niska moc wystarczyłaby do podgrzewania c.w.u.

Dlatego moc kotłów jednofunkcyjnych, czyli z zasobnikiem c.w.u., dobieramy kierując się wyłącznie zapotrzebowaniem na ciepło w pomieszczeniach. Trzeba też zaznaczyć, że podawane niekiedy zalecenia, aby moc kotła powiększyć np. o 0,5 kW na jednego mieszkańca, właśnie na potrzeby c.w.u. nie mają sensu w przypadku domów jednorodzinnych. Kocioł gazowy przez przynajmniej 90% sezonu grzewczego dysponuje nadwyżką mocy. Wynika to z faktu, że dobiera się go tak, aby był w stanie pokryć straty ciepła nawet przy największych mrozach, czyli ok. -20°C, zaś takie skrajne warunki występują rzadko. Ponadto kotły gazowe pracują w trybie tzw. priorytetu c.w.u. Chodzi o to, że jeżeli temperatura wody w zasobniku z nią spadnie poniżej pewnej granicy to kocioł automatycznie przełącza się na jej podgrzewanie. Działa wówczas z wysoką mocą, w razie konieczności ograniczając nawet ogrzewanie wnętrz. Jednak i tak tego nie zauważamy, bo trwa to krótko.

Kocioł z zasobnikiem c.w.u. dobieramy, uwzględniając tylko zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniach. (fot. Bosch Home Comfort)

5. Czy UE zabroni używania kotłów gazowych?

W mediach coraz częściej mówi się o zakazie używania urządzeń gazowych w państwach Unii Europejskiej. Chodzi o konsekwencje przyjęcia nowej wersji dyrektywy o efektywności energetycznej budynków (dyrektywy EPBD), będącej częścią Zielonego Ładu, czyli dążenia władz UE do osiągnięcia tzw. neutralności klimatycznej do 2050 r.

Sprawa budzi coraz większe emocje - i nic w tym dziwnego, skoro w samej Polsce z gazu korzysta ponad 3 miliony gospodarstw domowych, co oznacza przecież kilka milionów osób. Sprawa jest jednak dość skomplikowana, gdyż zakres ograniczeń tak naprawdę nie jest jednoznacznie określony. Co więcej, nie znamy jeszcze nawet dokładnego brzmienia nowych przepisów, gdyż dopiero 12 marca 2024 r. przegłosował je Parlament Europejski.

Jeżeli chodzi o kotły gazowe, to w bardzo dużym uproszczeniu sprawa przedstawiana jest w następujący sposób:

• od 2025 r. koniec dopłat ze środków publicznych do ich montażu (w programach takich jak "Czyste Powietrze");
• od 2030 r. zakaz ich używania w nowych budynkach mieszkalnych;
• od 2040 r. zakaz ich używania w istniejących budynkach.

UE ogranicza użycie paliw kopalnych, w tym gazu ziemnego. Jednak droga do wyeliminowania kotłów gazowych jest daleka. Jeżeli w ogóle to nastąpi. (fot. De Dietrich)

Jednak, tak jak już sygnalizowaliśmy, w rzeczywistości sprawa jest bardziej złożona. Przede wszystkim nie chodzi tak naprawdę o zakaz używania kotłów gazowych, lecz ogólnie paliw kopalnych - węgla, oleju opałowego, gazu ziemnego i płynnego (propanu). Ponadto planowany zakaz ma dotyczyć systemów grzewczych wykorzystujących wyłącznie paliwa kopalne. Nadal dozwolone mają być systemy mieszane, w którym poza paliwem kopalnym (w naszym przypadku gazem ziemnym), wykorzystywana jest energia elektryczna lub paliwo odnawialne. Jako typowy przykład podaje się ogrzewanie hybrydowe z kotłem gazowym oraz pompą ciepła. Prawdopodobnie będzie to mógł być również układ z kotłem gazowym i kotłem na drewno lub pelety. Albo z kotłem gazowym, panelami PV i kotłem elektrycznym. Piszemy "prawdopodobnie", bo wciąż nie wiadomo jak zostanie to zinterpretowane. Czy za hybrydowy (mieszany) układ zostanie uznane ogrzewanie z kotłem na gaz ziemny oraz z pompą ciepła tylko do c.w.u. lub z kolektorami słonecznymi?

Jednak sytuacja z samymi kotłami jest jeszcze bardziej niejednoznaczna. Przecież skoro dyrektywa EPBD dotyczy tak naprawdę nie kotłów, lecz paliw kopalnych, to jak potraktować urządzenia przystosowane do zasilania tzw. biogazem (biometanem)? Nie jest on paliwem kopalnym, gdyż uzyskuje się go z odpadów organicznych w tzw. biogazowniach. To samo można powiedzieć o zasilaniu kotłów wodorem, jeżeli pozyskiwany jest on w odpowiednim procesie produkcyjnym. Czy taki kocioł, z certyfikatem potwierdzającym możliwość zasilania go biogazem, będzie można założyć w nowym domu po 2030 r.? A może będzie to uzależnione od tego, jaki gaz płynie w lokalnej sieci? Jak z kolei traktować kotły przystosowane do spalania mieszaniny kopalnego gazu ziemnego z wodorem lub biometanem? Jeżeli taka mieszanka faktycznie będzie płynąć w sieci, to czy mamy wówczas do czynienia z hybrydowym systemem grzewczym na paliwo kopalne i odnawialne?

Bynajmniej to nie są wszystkie wątpliwości i pytania. Od tego, jak odpowiedzą na nie unijni urzędnicy, zależeć będą nie tylko losy przeciętnych Europejczyków, ale zyski lub straty wielkich firm z branży grzewczej.

Na koniec nie można też pominąć kwestii związanej ze zmianami unijnego prawa, ale odbijającej się mocno na cenie gazu. Chodzi mianowicie o unijny system handlu prawami do emisji CO2, który jako ETS2 ma zostać od początku 2027 r. rozszerzony również na budownictwo i transport. Oznacza to wzrost cen gazu, oleju opałowego i węgla. W początkowym okresie przewidziano cenę maksymalną 45 euro/t wyemitowanego CO2. Przekłada się to na ok. 5 groszy więcej w cenie 1 kWh. Po zakończeniu okresu przejściowego, możemy spodziewać się przynajmniej dwa razy wyższej sumy (0,10 zł/kWh). To dużo czy mało? Sporo, w sytuacji, gdy gaz dla gospodarstw domowych i tak już drożeje. Dziś cena 1 kWh ciepła z gazu wynosi ok. 0,30 zł/kWh. Od lipca 2024 r., gdy przestanie obowiązywać "tarcza osłonowa", będzie to prawdopodobnie ok. 0,45 zł/kWh.

Nawet kotły kupione kilka lat temu można zasilać biometanem, nowe zaś coraz częściej dostosowane są do mieszanki z wodorem. (fot. Bosch Home Comfort)

Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Viessmann