Naj­waż­niej­sza decy­zja przy zaku­pie kotła węglo­wego to wła­ściwy dobór mocy. Strach przed zbyt sła­bym kotłem dziś już nie ma sensu, bo pra­wie nie­moż­li­wym jest taki zna­leźć. Do ogrza­nia nowego 200-metrowego budynku potrzeba co naj­wy­żej 10 kW. Gwa­ran­tuje to prawo budow­lane i jakość dostęp­nych materiałów.

Powszech­nie dobiera się kotły z ogrom­nym zapa­sem mocy. Tak jest naj­ła­twiej dla spo­rej czę­ści pro­du­cen­tów kotłów, insta­la­to­rów i sprze­daw­ców. Apli­ku­jąc wszyst­kim min. 25 kW 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.

Dla­czego 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 zabiegi 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.

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.

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 fun­da­mentu 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: 9,5 x 9,5 x 2 = 180m2

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 kotłów miałowych.

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

Przy­kła­dowo jeśli dom potrze­buje max. 15kW mocy grzew­czej, to kocioł węglowy do tego domu powi­nien mieć moc nomi­nalną 14-16kW, ale 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 mia­łowy nie może 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. Nic z tego. 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.

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?

Widzimy, że nawet w naj­więk­szy mróz kocioł nie prze­kro­czy nigdy spraw­no­ści 40%, ponie­waż szczy­towe zapo­trze­bo­wa­nie budynku — czyli 6kW — to 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

Taki 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

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.