Sprawność kotła niskotemperatorowego, kondensacyjnego C.O. wg sposobu pomiaru Hi i Hs.

Dlaczego na rynku kotłów olejowych czy gazowych spotykamy się z określeniem sprawności ponad 100%? Przecież wiadomo, że nie może być sprawności większej niż 100%...
Poniżej wyjaśnimy te kwestie.
 

Porównanie poglądowe temperatury spalin kotła standardowego z kondensacyjnym (iwo.de).

Wciąż można spotkać się z określeniem, że sprawność kotła kondensacyjnego przekracza 100%, co wynika z odzysku ciepła ze spalin. Jak należy rozumieć sprawność i czy rzeczywiście może być wyższa nić 100%?
Sprawność kotła to stosunek mocy przekazanej odbiorcy do wartości ciepła spalania. Sprawność kotła kondensacyjnego można określić na dwa sposoby:

I SPOSÓB - Hi (niższa wartość opałowa) czyli powyżej 100%
- uwzględnia tylko wartość opałową paliwa Hi (z ang. inferior calorific value – gorsza/niższa wartość opałowa). Tradycyjny kocioł grzewczy nie wykorzystuje ciepła utajonego pochodzącego ze skraplania wody zawartej w spalinach. Wówczas źródłem mocy jest wyłącznie spalanie paliwa. Jeśli zatem obliczymy moc, którą dostarcza kocioł kondensacyjny w trybie kondensacji (czyli odzysku ciepła ze skraplania pary wodnej), okaże się ona wyższa niż wartość opałowa paliwa. Stąd uzyskamy sprawność wyższą niż 100%.

II SPOSÓB - Hs (wyższa wartość opałowa) czyli poniżej 100%
Jednak w przypadku kotła kondensacyjnego jest to wynik nieadekwatny, ponieważ dzięki technice kondensacyjnej dostępna wartość ciepła spalania jest wyższa. Jeśli jednak do obliczeń przyjmiemy wartość ciepła spalania Hs (z ang. superior calorific value – wyższa/lepsza wartość opałowa) z uwzględnieniem ciepła opałowego, wtedy uwzględniamy całe potencjalnie dostępne ciepło. Wówczas sprawność kotła, choć wysoka, okaże się mniejsza niż 100% . Wynosi ona np. 98%/
 

Porównanie bilansów cieplnych kotłów gazowych.

Dlatego porównując sprawności kotłów kondensacyjnych, trzeba zwrócić uwagę, do jakiej wartości dotyczącej paliwa się odnoszą. Należy porównywać sprawności dla takiej samej podstawy. Obliczanie sprawności na bazie ciepła spalania (Hs) można zastosować także do urządzeń bez kondensacji – wyniki są niższe, ale wiarygodne (pełniejsze). W wielu materiałach producentów można wciąż spotkać równolegle wartość oparte o Hi i Hs. Dzięki temu można porównać, jak duże znaczenie dla sprawności ma wykorzystanie techniki kondensacji.

Do momentu, gdy kotły grzewcze nie mogły skraplać pary wodnej, ze względu na korozyjne działanie kondensatu, ich sprawności pozostawały na poziomie niższym od 100%. Dlatego normy w większości krajów na świecie przyjęły za wartość odniesienia 100%, ciepło zawarte w spalinach suchych, z pominięciem pary wodnej, która musiał zostać usunięta z kotła wraz ze spalinami. Ponieważ norma pozostała bez zmian, a do końcowego bilansu sprawności kotła, doszło ciepło pozyskane z kondensacji pary wodnej (teoretycznie maksymalnie +11%), to też sprawność kotła kondensacyjnego gazowego po odjęciu strat, może sięgać 109%.

Kotły kondensacyjne olejowe z uwagi na niższą zawartość pary wodnej powstającej przy spalaniu oleju opałowego, uzyskują niższe sprawności niż w przypadku kotłów gazowych.
Maksymalnie jest to sprawność do 104-105%.

Opracowano na podstawie artykułu Strefa Instalatora:
https://strefainstalatora.pl/dobre-praktyki-instalatora/sprawnosc-kotla-kondensacyjnego-wedlug-hi-i-hs/
oraz:
https://vaillant-partner.pl/abc-ogrzewania/kociol-kondensacyjny-ze-sprawnoscia-109/