Który kocioł najlepszy? Koszty ogrzewania a sprawność źródła ciepła

Termin sprawność przez większość z nas jest interpretowana prawidłowo. Im jest wyższa, tym kocioł potrzebuje mniej opału, aby dostarczyć tę samą ilość energii do naszego budynku. Jakie urządzenia mogą pochwalić się wyższą sprawnością od pozostałych? W jaki sposób sprawność urządzenia wpływa na rachunki za ciepło?

Zdjęcie autora: Michał Jakubiec
Zdjęcie autora: Michał Jakubiec

Michał Jakubiec

Redaktor TERMOMODERNIZACJA.PL
kocioł

Podziel się

  • Sprawność to miara efektywności urządzenia grzewczego. Nigdy nie może być większa niż 100%. Dlaczego więc przy kotłach kondensacyjnych wskazywane są wyższe sprawności?
  • Najwyższe sprawności mają kondensacyjne kotły gazowe, a najniższe bezklasowe kotły stałopalne.
  • Ogrzewanie kopciuchem jest zdecydowanie droższe niż kotłem w standardzie Ekoprojekt – ANALIZA KOSZTÓW.

Intuicyjne rozumiemy, czym jest sprawność, ale z kronikarskiego obowiązku poświęcimy chwilę samej definicji. Sprawność to stosunek energii, którą otrzymamy z danego procesu względem energii, którą do układu musimy dostarczyć. W przypadku kotłów na paliwa stałe, ciekłe i gazowe działa to bardzo prosto. Energia, którą w postaci paliwa grzewczego dostarczymy do urządzenia, jest większa od tej, którą z tego kotła odbierzemy. Niemożliwe jest bowiem stworzenie procesu, w którym nie występują żadne straty. Podczas spalania biomasy czy paliw kopalnych bardzo rzadko cały opał zostanie wykorzystany. Straty też występują, ponieważ część energii idzie w tzw. komin i wylatuje na zewnątrz. W efekcie sprawność procesów energetycznych zawiera się w przedziale od 0 do 100%, choć nie jest możliwe osiągnięcie tej drugiej wartości, a przy okazji tej pierwszej nie zachodzą żadne przemiany. Handlowcy jednak nie śpią…

Sprawność, kondensacja i kocioł gazowy

Cóż, panuje powszechny stereotyp, jakoby kotły gazowe osiągały większą sprawność niż 100%. Można powiedzieć, że jest półprawda – już wyjaśniamy. Po pierwsze – energię dostarczaną do źródła ciepła możemy przedstawić na dwa sposoby, dzięki odpowiednio ciepłu spalania i wartości opałowej. Pomiędzy nimi istnieje niewielka, aczkolwiek istotna różnica. W skrócie oba parametry opisują ilość energii, która wywiązuje się podczas spalenia danej porcji paliwa. Różnica jest jednak następująca. Przy wartości opałowej produkty spalania zostają wychłodzone do temperatury początkowej, a para nie ulega skropleniu. Ciepło spalania uwzględnia ciepło wykroplenia wody w spalinach – wody, która znajduje się w paliwie. I może się to wydawać błahostką, ale ciepło skraplania pary wodnej wynosi aż 2,257 MJ/kg

Kocioł kondensacyjny na gaz ziemny wykorzystuje energię z kondensacji pary wodnej, wychładzając dodatkowo spaliny. W efekcie tego ciepła jest więcej niż przy tradycyjnych technologiach. Jeżeli odniesiemy uzyskaną energię do wartości opałowej (która nie bierze pod uwagę ciepła kondensacji), to sprawność może wynieść ponad 100%. Dlatego sprawność odnosi się do ciepła spalania. To ciekawe, patrząc na to, że jakość paliw grzewczych opisuje się za pomocą wartości opałowej. Różnica pomiędzy nimi jest zauważalna – przykładowo na stronie PGNiG możemy przeczytać, że gaz ziemny LNG charakteryzuje się ciepłem spalania na poziomie 39,26 MJ/m3, a jego wartość opałowa to 35,4 MJ/m3

Zakresy sprawności poszczególnych kotłów

Nie my jednak wyznaczamy sprawności urządzeń grzewczych, a producenci w odpowiednich warunkach i przy zachowaniu obowiązujących norm. Musimy też wiedzieć, że w trakcie użytkowania nasz kocioł traci ze swojej początkowej efektywności. Zwyczajnie się starzeje, a dzieje się to szybciej, gdy jest niewłaściwie użytkowany. Spokojnie także możemy korzystać ze sprawności urządzenia grzewczego przy obliczaniu zapotrzebowania na ciepło, które musimy dostarczyć do budynku. Parametrem, który to opisuje jest energia końcowa, uwzględniająca sprawność systemu grzewczego w obiekcie. Pokażemy, w jaki sposób zmieniają się koszty ogrzewania w zależności od sprawności, ale zanim to zrobimy, to pokażemy orientacyjne sprawności dla różnych technologii kotłów.

  • 89-95% – kondensacyjny kocioł gazowy,
  • 82-86% – tradycyjny kocioł gazowy,
  • 88-94% – kondensacyjny kocioł olejowy,
  • 82-90% – kocioł na pellet w Ekoprojekcie,
  • 82-90% – kocioł zgazowujący drewno w Ekoprojekcie,
  • 75-84% – kocioł na węgiel w Ekoprojekcie,
  • 55-64% – bezklasowy kocioł na węgiel.

Kocioł na węgiel – jak zmienia się koszt ogrzewania?

Policzyliśmy, jak zmienia się roczny koszt ogrzewania kotłem węglowym w budynku o zapotrzebowaniu 15 tys. kWh (pow. 150 m2, zapotrzebowanie na EU=100 kWh/(m2·rok). Do tego celu przyjęliśmy cenę węgla równą 1,3 tys. zł/t (wg PGG – groszek Pieklorz). Pozostała część systemu grzewczego charakteryzuje się w przykładowym budynku sprawnością 70%. Do niej zaliczamy m.in. sprawność przesyłu ciepła i jego akumulacji w zasobnikach c.w.u.

Różnica pomiędzy nowym kotłem węglowym a kopciuchem o sprawności 55% wynosi aż 2518 zł. To są realne pieniądze, które musimy dodatkowo wyłożyć, aby w ciągu roku (przy wskazanej wyżej cenie) cieszyć się ciepłem w budynku. Co do zasady – im wyższa cena opału, tym większa są oszczędności, które wynikają z zastosowania dobrego jakościowo urządzenia grzewczego. Biorąc pod uwagę, że zakup kotła na węgiel w Ekoprojekcie to koszt rzędu 5-8 tys. zł, powinniśmy poważnie się zastanowić, czy opłaca nam się korzystać z dotychczasowego kotła bezklasowego. W ciągu 2-3 lat inwestycja powinna nam się zwrócić, więc chyba warto.

Zobacz również