Základná časť kondenzačného kotla je výmenník spaliny – vykurovacia voda. Každý výrobca rieši túto časť kotla iným spôsobom, no nie všetci pri technickom riešení siahajú po tom najlepšom. Dôvodom je celková cena kotla a ďalšie individuálne odlišnosti jednotlivých krajín. Aby ste sa lepšie orientovali pri výbere kondenzačného kotla, uvádzame základné fakty o výmenníkoch kotlov.

Pre upresnenie, ide o časť kotla v ktorej sa odovzdáva energia zo spaľovania zemného plynu vykurovacej vode, ktorá je energetickým nosičom vo vykurovacej sústave. Výmenník je veľmi namáhaný diel, pre porovnanie s autom kotol pri ročnej prevádzke odovzdá toľko energie ako motor auta pri najazdení 50 000 km ročne. Zároveň má najvyšší vplyv na účinnosť kotla. Akékoľvek zníženie jeho účinnosti znamená zvýšenie spotreby plynu.

V súčasných kotloch sa pre výrobu výmenníkov používajú v drvivej väčšine dva materiály: zliatina hliník-kremík a nerezová oceľ. Práve tieto materiály porovnáme v tomto článku.

Prechod tepla materiálom

Z fyzikálnych vlastností hliníka a ocele vyplýva, že lepšiu tepelnú vodivosť má hliník. Takže v tomto porovnaní vychádza ako víťaz. Je to zároveň aj jeden z hlavných argumentov, ktorý využívajú výrobcovia týchto výmenníkov a taktiež odborná verejnosť pri diskusiách na internete. Tento fakt je nevyvrátiteľný. Avšak ak sa pozrieme na kotol ako celok, musíme účinnosť vypočítať ako pomer energie vstupujúcej do kotla vo forme plynu voči energii vystupujúcej z kotla vo forme vykurovacej vody. Straty obsiahnuté v spalinách vystupujú do komína. V tomto momente nás nezaujíma čo sa deje vo vnútri kotla, teda tepelná vodivosť výmenníka môže urýchliť odovzdanie energie vode, ale ak je konštrukčne nerezový výmenník vyriešený správne môže mať dokonca účinnosť vyššiu ako kotol s hliníkovým výmenníkom. Dôležité je len aby výmenníky z oboch materiálov odobrali čo najviac energie spalinám.

Zanášanie zo strany vykurovacej vody

Porovnanie zanášania vodným kameňom.

Zanášanie výmenníka zo strany vykurovacej vody je úplne závislé od kvality napustenej vody v systéme. Ukladanie vodného kameňa je rovnaké pre hliník aj nerez. Avšak následky zanesenia vodným kameňom sú rôzne a závislé od konštrukčného riešenia. Na obrázku sú v reze znázornené tri reálne výmenníky: hliníkový (napr. Buderus GB022), nerezový (napr. Viessmann Vitodens 100 až 343) a nerezový (napr. Vaillant Ecotec, resp. Protherm).

Pri napúšťaní systému vodou by mala montážna firma zmerať tvrdosť vody. Realita je však taká, že to robí len malé percento firiem. Následky sú zobrazené na obrázkoch. Pri tvrdosti vody nad 21 nemeckých stupňov sa urýchľuje ukladanie kameňa a v niektorých prípadoch už v treťom roku dochádza k prerazeniu výmenníka a je nutná jeho výmena.

Pozrime sa teda na konštrukčné rozdiely a ich dôsledky na životnosť. Po zanesení hliníkového výmenníka pôsobí usadenina ako izolant a bráni odoberaniu tepla z hliníkovej zliatiny. V mieste ktoré je najviac namáhané vplyvom teploty horenia vznikne jamkový defekt. Teplota topenia hliníka je nižšia ako u nereze. Tento fakt je mínusom pre všetky hliníkové výmenníky rôznej konštrukcie. Na ďalších dvoch obrázkoch sú znázornené nerezové výmenníky veľmi podobnej konštrukcie. Prvým je patentovaný výmenník Viessmann používaný vo všetkých kotloch tejto značky, druhým je výmenník používaný firmou Vaillant (resp. Protherm) a firmou Immergas v niektorých typoch kotlov. Aj keď sú to nerezové výmenníky a veľmi podobnej konštrukcie, je medzi nimi zásadný rozdiel v odolnosti proti vnútorným usadeninám. Výmenník Viessmann ma štvorcovú konštrukciu profilu navinutého výmenníka a plocha voči energii plameňa je tvorená spodnou časťou obdĺžnika. Vodný kameň sa teda ukladá na väčšiu plochu a z časového hľadiska je doba pre kritickú hrúbku usadeniny dlhšia ako u druhého oválneho výmenníka. V oválnom nerezovom výmenníku sa usadenina začína tvoriť v spodnej časti záhybu, ktorá je najbližšie k teplote plameňa a zo strany vody je práve v tomto mieste usadenina najhrubšia. Pôsobením teploty (neochladzovaním) a malou hrúbkou materiálu vzniká defekt a prederavenie výmenníka aj napriek tomu, že je vyrobený z nerezového materiálu.

Zanášanie zo strany spalín

Tvorba nečistôt v spaľovacej komore je závislá od viacerých faktorov. Všeobecne platí že každý kotol je potrebné servisovať (vyčistiť) raz ročne. Veľa zákazníkov sa mylne domnieva, že nový kotol nepotrebuje servisnú prehliadku. Je to hlavne v prípadoch výmeny za staré atmosférické kotly, ktoré niekoľko rokov nepotrebovali akýkoľvek servis. Kondenzačný kotol je však zložitejšie zariadenie.

Prvým faktorom tvorby nečistôt je nasávaný spaľovací vzduch do kotla. Ak je nasávaný z prašného priestoru, tento prach zostáva v spaľovacej komore. Najhorší je prípad nasávania zo spoločnej kotolne, v ktorej sa nachádza aj kotol na drevo. Správne zapojené nasávanie vzduchu je cez koncentrickú komínovú rúru. Vzduch sa nasáva zo strechy alebo fasády domu. Viac o správnej montáži komína sa dočítate v článku Montáž kondenzačného kotla.

Druhým faktorom je prevádzková teplota kotla, resp. množstvo tvoreného kondenzátu v kotli. Ak je kotol prevádzkovaný na vysoké teploty, tvoria sa v ňom Inkrusty. Sú to spekance vytvorené pri vysokej teplote. Ak kotol správne kondenzuje dochádza k menšiemu tvoreniu inkrustov a zároveň sa spaľovacia komora obmýva kondenzátom. Nečistoty sa tak vyplavujú do sifónu.

Tretí faktor tvorenia nečistôt sa týka len hliníkových výmenníkov. Reakciou hliníkovej zliatiny s kondenzátom vzniká oxidačná vrstva, ktorá sa tvorí priamo na výmenníku a pôsobí ako izolant. To spôsobuje zníženie účinnosti kotla. V extrémnom prípade dlhodobého nečistenia tohto výmenníka vznikajúca vrstva úplne zabráni prechodu spalín do komínovej časti. Na nasledujúcom obrázku je fotografia zaneseného výmenníka Buderus.

Detail zanesenia hliníkového výmenníka Buderus.

Aké sú dôvody používania nevyhovujúcich výmenníkov?

Pri hľadaní odpovede, prečo niektorí výrobcovia používajú výmenníky kratšej životnosti, sa musíme pozrieť na rozdiely v krajinách, kde sa nachádza výroba týchto kotlov.  Napríklad, ak sa bližšie pozrieme na holandský trh zistíme, že vykurovacie systémy sú v tejto krajine dotované štátom. Výsledkom týchto dotácií je, že kondenzačný kotol v Holandsku stojí cca. 400 eur. Domnievame sa, že tento prístup skrátil priemerný čas výmeny kotla na 4 roky. Dokonca vznikli úplne lacné a jednoduché kotly určené pre takto krátku životnosť. Ak sa následne na slovenskom trhu, ktorý v súčasnosti nemá takéto „holandské“ podmienky,   objavia kotly holandského výrobcu s popisom, že ich servisný interval je 4 roky, podľa nášho názoru sa dá predpokladať,  že to už nie je servisný interval, ale interval výmeny celého kotla. Na druhej strane, napríklad v Nemecku je priemerný interval výmeny kotla  17 rokov. Nemeckí výrobcovia používajú vo veľkej miere nerezové výmenníky. Aj tu je však potrebné pozorne sledovať už popisované rozdiely v konštrukcii.

Výmenník zobrazený na poslednom obrázku je podľa nášho názoru najlepším riešením dostupným na Slovensku a v Európe. Technická životnosť tohto výmenníka pri správnom prevádzkovaní a pravidelnej ročnej údržbe je minimálne 17 rokov. Svedčia o tom aj naše skúsenosti z praxe, kedy tento diel je prakticky len veľmi zriedka reklamovaný. Prípadné reklamácie sa týkajú prevažne zanesenia zo strany vykurovacej vody, a teda zlej montáže pri napustení tvrdou vodou.

Nerezový výmenník Inox-radial od firmy Viessmann