0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конденсационные котлы Принципы горения и конденсации

Принцип конденсации конденсационных котлов

Запись дневника создана пользователем evraz, 16.10.10
Просмотров: 6.647

Для пояснения принципа работы конденсационных котлов позволю себе сослаться на материалы одного из производителей оборудования:

Принцип конденсации от компании BAXI
Журнал С.О.К., №8 2005.

В развитых европейских странах, где вопрос экономии природных ресурсов является одним из приоритетных, все более широкое распространение получают так называемые «конденсационные» котлы, т.е. котлы, дополнительно использующие энергию конденсации.

Названием «конденсационные» они обязаны способности отбирать из продуктов сгорания так называемую «скрытую» теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Использование этой, обычно уходящей вместе с дымовыми газами, теплоты позволяет котлу иметь рабочий КПД 107-109%. Конденсационная техника представляет большой шаг вперед. При аналогичном потреблении тепла и горячей воды она позволяет снизить расход газа до 35 %, а также уменьшить содержание окисей углерода и азота (NOx и CO) до 90 % по сравнению с обычными источниками тепла.

Принцип конденсации.
Описание процесса

Классические водогрейные котлы используют тепло, получаемое в процессе сжигания топлива, обычно имеют температуру уходящих в атмосферу дымовых газов примерно 100-170 °С. Во время процесса горения также образуется вода (продукт окисления углеводорода), которая при высокой температуре сразу же превращается в пар.

Таким образом, часть производимого тепла не используется и выносится из котла. Основной целью конденсационного котла является отбор этой драгоценной энергии (тепла) из дымовых газов путем конденсации водяного пара в специальном теплообменнике. Полученное таким образом тепло затем используется для нагревания теплоносителя.

Как достигнуть КПД выше 100 %
При сравнении с традиционными моделями котлов применяют в качестве параметра исходную тепловую мощность (она выражает количество используемого тепла без учета конденсации). Исходя из того, что конденсационные котлы используют также тепло от конденсации, КПД выше 100% легко достижим (см. диаграмму).

В случае природного газа скрытая теплота, которую можно использовать, составляет 11%. Считая, что исходная тепловая мощность составляет 100 % и добавляя 11 % скрытой теплоты пара, можно достигнуть теоретической выходной тепловой мощности, равной 111 %.

КПД конденсационного котла строго связан с температурой обратной воды из системы отопления, т.е. она должна быть ниже точки росы (около 50°С). Для обеспечения наибольшего КПД рекомендуется подсоединить котел к датчику уличной температуры. Это позволит поддерживать температуру обратной воды всегда минимально возможной и, следовательно, получать наилучшую конденсацию.

Способы установки котлов
Конденсационные котлы можно устанавливать как в традиционных, так и в низкотемпературных системах, например в системе «теплые полы». В низкотемпературных системах эти котлы особенно эффективны, когда создаются идеальные условия для конденсации, поскольку температура обратной воды всегда ниже точки росы (т.е. ниже 40-50°С).

Преимущества конденсационных котлов
Конденсационные котлы – это последнее слово в развитии инновационных технологий. Благодаря сокращенному потреблению газа они становятся наиболее выгодным решением для потребителя и в настоящее время являются наиболее экономичными установками по сравнению с традиционными котлами. При включении в низкотемпературную систему конденсационные котлы могут уменьшить потребление газа до 35% в год и, соответственно, снизить на 35% затраты на газ.

Этот результат достигается благодаря следующим моментам:
— Высокому КПД.
— Процессу конденсации не только в режиме отопления, но и в режиме получения бытовой горячей воды.
— Широкому диапазону модуляции пламени.
— Достижению комфортной температуры при меньших теплопотерях (за счет использования низкотемпературной системы «теплые полы»)

За последние годы в Европе газовые конденсационные котлы сильно потеснили на рынке традиционные газовые котлы. Стоят они несколько дороже, но энергоэффективность конденсационных установок значительно выше. Экономия за сезон составляет до 35 %!

Экология
Благодаря полному предварительному смешению воздуха и газа и соответствующей горелке в конденсационных котлах также существенно снижено содержание вредных веществ в продуктах сгорания. По сравнению с традиционными котлами уменьшение количества NOx и СО составляет 80 и 90 % соответственно. А в Англии, например, с этого года в новых системах отопления законодательно обязывают установку только конденсационной техники.

Предложение от BAXI
BAXI всегда предлагает своим клиентам лучшее, что есть на сегодняшний день в сфере отопительной техники. Настенные конденсационные котлы от BAXI – это самые передовые идеи, новейшие решения и технологии. Предлагая конденсационные котлы, компания BAXI ориентируется на потребности покупателей, проявляющих интерес к высокоэкономичным, комфортным и экологичным котлам.

Компания BAXI всегда старается находить экологически благоприятные технические решения для снижения вредного воздействия на природу. Конденсационные котлы BAXI по своим характеристикам превосходят самые жесткие требования, предъявляемые сертификационными органами к отопительному оборудованию.

Объединив многолетний опыт и самые современные технологии, компания BAXI разработала серию настенных конденсационных котлов LUNA HT мощностью от 12 до 65 кВт. Благодаря возможности управления в каскаде до 12 котлов LUNA HT – это идеальное решение для отопления и обеспечения горячей водой, как частного дома, так и целого здания.

Одной из последних новинок, представленных компанией BAXI в России в этом году, стала серия настенных конденсационных котлов PRIME HT. В этих котлах воплощен принцип передовых технологий по доступным ценам. Это сочетание инновационных разработок и простоты в использовании и обслуживании. Данная серия включает пять моделей котлов мощностью от 12 до 33 кВт. К перечню несомненных преимуществ котлов PRIME HT также следует отнести бесшумность работы благодаря камере сгорания, выполненной из специального композитного материала

Для ценителей комфорта при обеспечении горячей водой имеются модели со встроенным накопительным бойлером из нержавеющей стали емкостью 60 л (серия NUVOLA HT). А все одноконтурные модели конденсационных котлов мощностью до 33 кВт уже имеют встроенный трехходовой клапан для быстрого подключения внешнего накопительного бойлера.

Несомненными преимуществами настенных конденсационных котлов BAXI являются их высокая производительность, экологичность, малый вес и легкость установки. Все конденсационные котлы BAXI оборудованы встроенной погодозависимой автоматикой и электронной системой самодиагностики, которая позволяет автоматически определять до 13 возможных сбоев в режиме работы системы отопления.

При правильной установке конденсационные котлы BAXI обеспечивают энергосбережение до 35 % в год по сравнению с традиционными котлами и имеют КПД, близкий к 110 %.

Широкий спектр совместимых аксессуаров, предлагаемых компанией BAXI, включает устройства дистанционного управления, каскадного управления (до 12 котлов), управления зональными насосами, управления низкотемпературными контурами и многие другие аксессуары для любых вариантов установки.

Преимущества конденсационных котлов BAXI:
• горелка и теплообменник выполнены из нержавеющей стали AISI 316 L;
• самодиагностика;
• широкий модельный ряд;
• встроенный трехходовой клапан для быстрого подключения внешнего накопительного бойлера (в одноконтурных моделях до 33 кВт);
• встроенная погодозависимая автоматика;
• защита от замерзания;
• широкий диапазон изменения мощности при работе котла: обеспечивается благодаря вентилятору с переменным числом оборотов и модулирующей горелке с полным предварительным смешением газа и воздуха;
• лучшие в своем классе по габаритам: экономия места за счет малых размеров настенного котла большой мощности;
• простота в управлении;
• наличие всех необходимых принадлежностей для систем подвода воздуха и отвода продуктов сгорания;
• новая каскадная система дымоходов из полипропилена позволяет создавать установку из трех котлов с общим дымоходом.

************************************
Дополнительная информация о конденсационных котлах разных производителей находится на сайте, указанном в профиле в разделах Конденсационные котлы, Котлы

Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Продавцы теплогенераторов конденсационного типа заявляют, что КПД предложенного нам инновационного оборудования превышает 100%. Но согласитесь, это слегка противоречит закону сохранения энергии, знакомому всем нам по школьному курсу физики. Так в чем же загадка?

С одной стороны подобные заявления являются уловкой маркетологов. Однако с другой – в их убеждающих покупателя уверениях есть и зерно правды. Мы подробно разберем, как устроен конденсационный котел: преимущества и недостатки, его специфика работы и конструкции заслуживают детального изучения.

Для того чтобы получить полноценное представление о конденсационном типе оборудования, сравним его с классическим видом генератора тепловой энергии. Приведем особенности его подключения и эксплуатации. Раскроем тайны сверхвысокой производительности.

Конденсационный котел на газу

Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый штатный для всех отопительных котлов теплообменный узел передает теплоносителю энергию сжигаемого топлива. А второй добавляет к этому еще и тепло от рекуперации выхлопных газов.

Работают конденсационные котлы на «голубом топливе»:

  • магистральном (смеси газов с преобладанием метана);
  • газгольдерном или баллонном (смеси пропана с бутаном с преобладанием или первого, или второго компонента).

Допустимо использовать любой вариант газа. Главное, чтобы горелка была рассчитана на работу с тем или иным типом топлива.

Наилучшую эффективность конденсационный теплогенератор показывает при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь здесь немного уступает. Причем чем больше доля пропана, тем лучше.

В этом отношении «зимний» газ для газгольдера дает на выходе немного больший КПД, нежели «летний», так как пропановая компонента в первом случае выше.

В отличие от конденсационного газового котла в конвекционном часть тепловой энергии уходить в дымоход вместе с продуктами горения. Поэтому у классических конструкций КПД и находится в районе 90%. Выше его поднять можно, но технически слишком сложно.

Экономически это не оправдано. А вот в конденсатниках тепло, получаемое от сжигания газа, используется более рационально и полно, так как тепло выделяемого при переработки пара аккумулируется и передается системе отопления. Так дополнительно нагревается теплоноситель, что позволяет снизить расход горючего в расчете на получаемый 1 кВт тепла.

Устройство и принцип работы

По конструкции конденсационный котел во многом похож на конвекционный аналог с закрытой камерой горения. Только внутри он дополняется вторичным теплообменником и блоком рекуперации.

Состоит конденсационный котел на газу из:

  • камеры горения закрытого типа с модулируемой горелкой;
  • первичного теплообменника №1;
  • камеры охлаждения выхлопных газов до +56–57 0 С (точки росы);
  • вторичного конденсационного теплообменника №2;
  • дымохода;
  • вентилятора подачи воздуха;
  • резервуара для конденсата и системы его отвода.

Рассматриваемое оборудование практически всегда оснащается встроенным циркуляционным насосом для теплоносителя. Обычный вариант с естественным током воды по трубам отопления здесь малоприменим. Если насоса в комплекте нет, то его обязательно надо будет предусмотреть при подготовке проекта обвязки котла.

Котлы-конденсатники в продаже есть одноконтурные и двухконтурные, а также в напольном и настенном исполнении. В этом отличий они от классических конвекционных моделей не имеют.

Принцип работы конденсационного газового котла следующий:

  1. Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
  2. Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
  3. В результате конденсации продуктов горения в теплообменнике №2 остывшая вода подогревается за счет рекуперированного тепла (экономя до 30% топлива) и уходит вновь на №1 в новый цикл циркуляции.

Чтобы точно контролировать температуру отработанных газов, конденсационные котлы всегда оснащаются модулируемой горелкой с ходом мощности от 20 до 100% и вентилятором подачи воздуха.

Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход

В конвекционном котле продукты горения природного газа СО2, оксиды азота и пар охлаждаются лишь до 140–160 0 С. Если остудить их ниже, то в дымоходе упадет тяга, начнет образовываться агрессивный конденсат и потухнет горелка.

Такого развития ситуации все производители классических газовых теплогенераторов стремятся избежать, чтобы максимально повысить безопасность работы, а также продлить срок службы своего оборудования.

В конденсационном котле температура газов в дымоходе колеблется в районе 40 0 С. С одной стороны это снижает требования по жаростойкости материала дымоходной трубы, но с другой накладывает ограничения на его выбор в плане стойкости к воздействию кислот.

Теплообменники в конденсационных теплогенераторах делают из:

  • нержавейки;
  • силумина (алюминия с кремнием).

Оба эти материала обладают повышенными кислотостойкими характеристиками. Чугун и обычная сталь для конденсатников совершенно не подходят.

Дымоходную трубу для конденсационного котла разрешается устанавливать исключительно из нержавейки либо кислотостойкого пластика. Кирпичные, железные и иные дымоходы для подобного оборудования не подходят.

При работе конденсационного котла мощностью 35–40 кВт образуется порядка 4–6 литров конденсата. Упрощенно выходит около 0,14–0,15 литра на 1 кВт тепловой энергии.

Фактически это слабая кислота, которую запрещено сливать в автономную канализацию, так как она погубит задействованные в переработке отходов бактерии. Да и перед сбросом в централизованную систему рекомендована сначала разбавить водой в пропорции до 25:1. А потом уже можно удалять, не боясь разрушить трубу.

Если котел ставится в коттедже с септиком или ЛОС, то конденсат вначале необходимо нейтрализовать. В противном случае он убьет всю микрофлору в автономной очистной системе.

«Нейтрализатор» выполняется в виде емкости с мраморной крошкой общей массой 20–40 кг. При прохождении через мрамор у конденсата из котла повышается pH. Жидкость становится нейтральной или низкощелочной, уже неопасной для бактерий в септике и для материала самого отстойника. Менять наполнитель в таком нейтрализаторе требуется раз в 4–6 месяцев.

Откуда КПД выше 100%?

При указании эффективности работы газового котла производители за основу берут показатель низшей теплоты сгорания газа без учета теплоты, образующейся при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последний вместе с приблизительно 10% тепловой энергии полностью уходит в дымоходную трубу, поэтому его и не учитывают.

Однако если сложить конденсационное вторичное тепло и основное от сожженного природного газа, то выйдет как раз более 100% КПД. Никакого мошенничества, просто небольшая хитрость в цифрах.

По сути, «неправильный» коэффициент полезного действия выше 100% возникает из-за желания производителей теплогенерирующего оборудования сравнивать сравниваемые показатели.

Просто в конвекционном приборе «водяной пар» вообще ни как не считается, а в конденсационном его учитывать надо. Отсюда и небольшие расхождения с логикой базовой физики, которую преподают в школе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Среди преимуществ конденсационного котла числятся:

  1. Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
  2. В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
  3. Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
  4. Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0 С).
  5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
  6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
  7. Наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.

Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели.

Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования.

Из минусов конденсационных теплогенераторов следует упомянуть:

  1. Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
  2. Проблемы с утилизацией конденсата.
  3. Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
  4. Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
  5. Запрет на использование с антифризами.

Несмотря на значительные первоначальные затраты, конденсационный котел вполне оправдан с экономической точки зрения. В процессе эксплуатации он с лихвой возвращает все потраченные изначально деньги.

В России подобное оборудование пока распространено мало. Газовый котел с рекуперацией еще слишком необычен и мало изучен на нашем рынке. Но интерес к таким теплогенераторам постепенно растет.

Выводы и полезное видео по теме

Как работает конденсационный теплогенератор:

Устройство газовых котлов с рекуперацией водяного пара:

Все преимущества конденсационных котлов:

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, то на первый взгляд «некорректные» 108–110% КПД становятся вполне понятными и оправданными цифрам.

Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов действительно более эффективен в сравнении с классической конструкцией. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с высокой кислотностью, который надо куда-то утилизировать.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Не исключено, что вы владеете информацией, которая сможет пополнить запас сведений, изложенных в статье. Задавайте вопросы, делитесь собственным опытом в выборе и эксплуатации котлов конденсационного типа, размещайте фото по теме статьи.

Принцип работы и преимущества конденсационного газового котла

Стремительное развитие технологий заставило современных ученых вплотную подойти к модернизации привычных систем отопления. Это привело к появлению нового типа обогревателей — конденсационного котла. Монтаж подобного оборудования в низкотемпературный узел обеспечивает высокие показатели КПД, которые превышают отметку 100%. С чем это связано, и в чем заключается принцип работы конденсационного газового котла?

Общая информация

Конденсационные котлы представляют собой усовершенствованную версию обычного котла конвекционного типа. При этом принцип работы последнего знаком даже тем, кто никогда раньше не интересовались техническими вопросами или физикой. В качестве источника энергии для таких установок задействуется газ в двух формах:

  • природный (магистральный);
  • сжиженный (баллонный).

Во время сгорания топлива, как и любых других органических веществ, происходит образование углекислого газа и воды, что приводит к выделению внушительного количества энергии. Это вызывает нагрев теплоносителя — специальной жидкости, которая циркулирует по трубам отопительной системы.

В данном видео рассмотрим какой котел лучше выбрать:


Показатели коэффициента полезного действия достигают 90%, что превосходит аналогичные показатели у котлов, работающих на жидком и твердом топливе. Тем не менее, по мере развития науки и техники люди пытались максимально улучшить продуктивность котлов и достичь 100% результатов. Ведь некоторые продукты сгорания газа, которые составляют 10 процентов от общей массы, банально выходят через дымоходную трубу. Кстати, они разогреты до +150…+250°С.

В поисках оптимальных решений ученые и инженеры старались обеспечить более полную рекуперацию теплового потенциала, но воплотить это в реальность удалось только 10 лет назад, когда на свет вышли первые конденсационные котлы.

Как работает конденсационный котел и в чем заключаются принципиальные отличия от традиционных установок, рассказать просто. После отработки основной процедуры сгорания топлива и передачи выделенного тепла аппарат начинает автоматически остужать газообразные продукты до отметки +50…+60°С, т.е. до начала конденсации воды.

Как устроены конденсационные котлы

Принцип работы конденсационных газовых котлов интересует широкую аудиторию потребителей. Связано это с тем, что в последнее время такие системы перестали казаться атрибутом роскоши, а составили достойную конкуренцию традиционным установкам.

Когда достигается температурный режим +56°С (так называемая «точка росы), жидкость начинает переходить из парообразного состояния в конденсированное. Именно в это время начинается выделение дополнительной энергии, которая не выходит за пределы помещения через дымоход, а идет на обогрев труб. Это значит, что котел буквально «забирает» эти 10% тепла и передает их теплоносителю.

Многие производители конденсационных систем утверждают, что показатели КПД их продукции превышают отметку 100%. Объясняется это применением немного измененной системы оценки.

При расчетах производительности обогревателей часто учитывается часть тепла, которое отдается теплоносителю. В сумме это составляет 108−110%.

Если брать во внимание точку зрения официальной физики, то такой алгоритм не совсем правильный, ведь, рассчитывая КПД, важно обращать внимание на полный энергетический потенциал, образованный при горении топливной смеси. В таком случае на конечный результат будет влиять и энергия, которую нужно было затратить на перевод воды из одного состояния в другое.

Короче говоря, заявления о 110% процентном КПД являются ничем иным, как обычным маркетинговым ходом, который позволяет активнее реализовать продукцию на рынке. В любом случае, конденсаторный котел и газовый, привычный для XX века, существенно отличаются друг от друга по показателям производительности. Преимущества первого типа очевидны и заключаются в:

  • максимальной эффективности работы;
  • экономичном потреблении ресурсов.

Конструкционные особенности

Что касается конструкции кондиционного котла отопления, то она мало чем отличается от обычного газового. Тем не менее некоторые отличия все-таки присутствуют, и их роль очевидна. К ключевым элементам системы следует отнести:

  1. Камеру сгорания топлива с горелкой, вентиляционным оборудованием и элементом подачи топливной смеси.
  2. Первичный теплообменник.
  3. Камеру охлаждения смеси до температуры, равной «точке росы» (+56…+57°С).
  4. Вторичный теплообменник, в котором осуществляются конденсационные процессы.
  5. Емкость для хранения конденсата.
  6. Дымоходная труба, по которой происходит отвод холодных дымовых газов.
  7. Насос для циркуляции жидкости в системе.

Задача первичного теплообменника, соединенного с камерой сгорания, заключается в охлаждении выделяющихся газов до температуры, которая намного выше «точки росы» (по аналогичному принципу работают традиционные газовые котлы конвекционного типа). После этого смесь дыма перемещается к вторичному теплообменнику, в котором осуществляется доохлаждение до температурных показателей ниже +56°С. При этом водяной пар переходит в состояние конденсата и скапливается на стенках теплообменника, а затем собирается в специальном контейнере и стекает в канализационное отверстие.

Жидкость, которая используется в качестве теплоносителя, перемещается противоположно направлению паровой смеси. В свою очередь холодная вода проходит через конденсационный теплообменник и нагревается, а затем переходит в первичный теплообменник и становится еще более горячей.

Образование конденсата

Полученный конденсат уже не является чистой H20, а представляет собой смесь из различных неорганических кислот с относительно невысокой концентрацией. Однако из-за постоянного повышения температуры внутренних узлов его относят к агрессивным составам. Чтобы предотвратить развитие деформации из-за воздействия конденсатов, конструкции котлов изготовляют из кислотостойких материалов. В их качестве может использоваться:

  • нержавеющая сталь;
  • симулин (алюминиево-кремниевый сплав).

В большинстве случаев теплообменники обладают литой конструкцией, а от сварных швов производители отказываются. Это объясняется их уязвимостью к коррозийным разрушениям.

Конденсация пара должна происходить только во вторичном теплообменнике. Если она пойдет дальше, в дымоход, это снизит тепловой потенциал установки, а также негативно повлияет на материал трубы. Из-за этого для производства дымоходов тоже принято использовать нержавейку или пластик, а отдельные горизонтальные узлы помещают под небольшим углом, чтобы конденсат сливался обратно в котел, а не выходил наружу. Важно понимать, что газы, которые выходят из конденсатника, остужены до невероятно низких температур, а все, что не перешло в состояние конденсации в котле, начнет конденсироваться непосредственно в дымоходе.

В разную пору года и суток от котловой установки требуется определенный объем тепла, который регулируется горелкой. Этот элемент может быть как модулируемый, поддерживающий плавное изменение мощности, так и немоделируемый, у которого показатели мощности фиксированы в определенном диапазоне. Последний вариант подразумевает регулировку частоты включения горелки исходя из предпочтений хозяина. Однако в современных котлах для жилых помещений задействуются моделируемые горелки.

Получив общее представление об кондиционных котлах отопления, принципе их действия, а также типах горелок, можно более серьезно подходить к вопросу приобретения системы и последующего монтажа. Но в большинстве случаев базовой информации не хватает, чтобы убедиться, что предстоящий выбор оправдает себя. Поэтому многие люди желают подробно изучить основные преимущества и недостатки конденсационных котлов.

Плюсы оборудования

Список преимуществ конденсационных котлов очень обширный, что объясняет высокую популярность такой разновидности обогревательных систем. К ключевым плюсам можно отнести:

  1. Экономичность. Если сравнивать конденсационные котлы с обычными конвекционными моделями, то они потребляют на 35% меньше топлива, что позволяет существенно снизить расходы на обогрев помещения.
  2. Экологичность. Процент сокращения вредных выбросов достигает 70% в сравнении с традиционными газовыми установками.
  3. Возможность установки дымоходов из пластика из-за низкой температуры отходящих газов. Пластиковые модели существенно дешевле классических стальных.
  4. Тихая работа, которая повышает уровень комфорта проживания в помещении.

Что касается расхода топлива, то он определяется и мощностью оборудования, и нагрузкой, которая возлагается на котел. Чтобы полностью обогреть жилище площадью 250 квадратных метров, вполне подойдет 28-киловатный котел с расходом топлива 2,85 м3/ч. Для сравнения, классические газовые агрегаты будут требовать не меньше 3,25 м3/ч. В результате за шестимесячный период эксплуатации получится экономия средств около 3 тысяч рублей.

Еще один важный плюсом системы — минимальный объем вредных выбросов. Во время сгорания органической топливной смеси происходит образование углекислого газа, который вырабатывает углекислоту. К тому же, в любых топливах присутствуют химические соединения серы, азоты, фосфора и многих других элементов, которые при контакте с водой тоже дают кислоты.

Обычные газовые котлы выбрасывают пары воды с различными примесями в воздух, загрязняя его. У конденсационных установок этот минус отсутствует, т.к. все кислоты не покидают конденсат.

Перечень недостатков

Несмотря на массу плюсов, у конденсационных котлов есть и весомые преимущества. Некоторые из них заставляют потребителей отказаться от своего выбора и искать другие варианты:

  • высокаястоимость оборудования;
  • низкий тепловой потенциал при эксплуатации в высокотемпературных системах;
  • сложности утилизации конденсата;
  • высокая чувствительность к качеству забираемого воздуха.

И хоть конденсационные котлы способны выдавать дополнительные проценты тепловой энергии, за них приходится немало платить. При этом стоимость оборудования повышается из-за сложных технических особенностей, поэтому такой котел окажется гораздо дороже, чем классическая модель с аналогичными показателями мощностями. С одной стороны, это оправдывается большим сроком службы, но не все готовы платить за обогревательное оборудование тысячи долларов.

Доступные на рынке модели конденсационных котлов условно разделяются на три ценовые категории: премиальный класс, средний и бюджетный. Представители первой группы предназначаются для узкого круга потребителей, и к ним относятся дорогостоящие установки от ведущих немецких производителей. Среди преимуществ таких котлов выделяют соответствие всем стандартам экологичности, наличие многих функций, максимальный уровень комфорта, а также возможность программирования работы.

В среднем ценовом сегменте расположены более дешевые модели с урезанным функционалом. В плане экономичности и экологичности к ним нет никаких претензий, при этом показатели производительности находятся на оптимальном уровне. Котлы этого класса поддерживают массу важных функций, а также автоматизированы, поэтому они способны самостоятельно изменять параметры работы с учетом окружающей температуры.

Эконом-класс рассчитан на ту аудиторию потребителей, которая готова смиряться с низкой производительностью в пользу дешевизны. При этом бюджетная продукция всегда находится на лидирующей позиции по объемам продаж.

При выборе будущего конденсационного котла важно учитывать и его стоимость, и рабочие показатели. Гораздо разумнее купить более дорогую систему, которая сможет проработать без сбоев в течение нескольких десятков лет, нежели переплачивать за дешевые модели, способные выйти из строя через короткий промежуток времени.

Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Продавцы теплогенераторов конденсационного типа заявляют, что КПД предложенного нам инновационного оборудования превышает 100%. Но согласитесь, это слегка противоречит закону сохранения энергии, знакомому всем нам по школьному курсу физики. Так в чем же загадка?

С одной стороны подобные заявления являются уловкой маркетологов. Однако с другой – в их убеждающих покупателя уверениях есть и зерно правды. Мы подробно разберем, как устроен конденсационный котел: преимущества и недостатки, его специфика работы и конструкции заслуживают детального изучения.

Для того чтобы получить полноценное представление о конденсационном типе оборудования, сравним его с классическим видом генератора тепловой энергии. Приведем особенности его подключения и эксплуатации. Раскроем тайны сверхвысокой производительности.

Конденсационный котел на газу

Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый штатный для всех отопительных котлов теплообменный узел передает теплоносителю энергию сжигаемого топлива. А второй добавляет к этому еще и тепло от рекуперации выхлопных газов.

Работают конденсационные котлы на «голубом топливе»:

  • магистральном (смеси газов с преобладанием метана);
  • газгольдерном или баллонном (смеси пропана с бутаном с преобладанием или первого, или второго компонента).

Допустимо использовать любой вариант газа. Главное, чтобы горелка была рассчитана на работу с тем или иным типом топлива.

Наилучшую эффективность конденсационный теплогенератор показывает при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь здесь немного уступает. Причем чем больше доля пропана, тем лучше.

В этом отношении «зимний» газ для газгольдера дает на выходе немного больший КПД, нежели «летний», так как пропановая компонента в первом случае выше.

В отличие от конденсационного газового котла в конвекционном часть тепловой энергии уходить в дымоход вместе с продуктами горения. Поэтому у классических конструкций КПД и находится в районе 90%. Выше его поднять можно, но технически слишком сложно.

Экономически это не оправдано. А вот в конденсатниках тепло, получаемое от сжигания газа, используется более рационально и полно, так как тепло выделяемого при переработки пара аккумулируется и передается системе отопления. Так дополнительно нагревается теплоноситель, что позволяет снизить расход горючего в расчете на получаемый 1 кВт тепла.

Устройство и принцип работы

По конструкции конденсационный котел во многом похож на конвекционный аналог с закрытой камерой горения. Только внутри он дополняется вторичным теплообменником и блоком рекуперации.

Состоит конденсационный котел на газу из:

  • камеры горения закрытого типа с модулируемой горелкой;
  • первичного теплообменника №1;
  • камеры охлаждения выхлопных газов до +56–57 0 С (точки росы);
  • вторичного конденсационного теплообменника №2;
  • дымохода;
  • вентилятора подачи воздуха;
  • резервуара для конденсата и системы его отвода.

Рассматриваемое оборудование практически всегда оснащается встроенным циркуляционным насосом для теплоносителя. Обычный вариант с естественным током воды по трубам отопления здесь малоприменим. Если насоса в комплекте нет, то его обязательно надо будет предусмотреть при подготовке проекта обвязки котла.

Котлы-конденсатники в продаже есть одноконтурные и двухконтурные, а также в напольном и настенном исполнении. В этом отличий они от классических конвекционных моделей не имеют.

Принцип работы конденсационного газового котла следующий:

  1. Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
  2. Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
  3. В результате конденсации продуктов горения в теплообменнике №2 остывшая вода подогревается за счет рекуперированного тепла (экономя до 30% топлива) и уходит вновь на №1 в новый цикл циркуляции.

Чтобы точно контролировать температуру отработанных газов, конденсационные котлы всегда оснащаются модулируемой горелкой с ходом мощности от 20 до 100% и вентилятором подачи воздуха.

Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход

В конвекционном котле продукты горения природного газа СО2, оксиды азота и пар охлаждаются лишь до 140–160 0 С. Если остудить их ниже, то в дымоходе упадет тяга, начнет образовываться агрессивный конденсат и потухнет горелка.

Такого развития ситуации все производители классических газовых теплогенераторов стремятся избежать, чтобы максимально повысить безопасность работы, а также продлить срок службы своего оборудования.

В конденсационном котле температура газов в дымоходе колеблется в районе 40 0 С. С одной стороны это снижает требования по жаростойкости материала дымоходной трубы, но с другой накладывает ограничения на его выбор в плане стойкости к воздействию кислот.

Теплообменники в конденсационных теплогенераторах делают из:

  • нержавейки;
  • силумина (алюминия с кремнием).

Оба эти материала обладают повышенными кислотостойкими характеристиками. Чугун и обычная сталь для конденсатников совершенно не подходят.

Дымоходную трубу для конденсационного котла разрешается устанавливать исключительно из нержавейки либо кислотостойкого пластика. Кирпичные, железные и иные дымоходы для подобного оборудования не подходят.

При работе конденсационного котла мощностью 35–40 кВт образуется порядка 4–6 литров конденсата. Упрощенно выходит около 0,14–0,15 литра на 1 кВт тепловой энергии.

Фактически это слабая кислота, которую запрещено сливать в автономную канализацию, так как она погубит задействованные в переработке отходов бактерии. Да и перед сбросом в централизованную систему рекомендована сначала разбавить водой в пропорции до 25:1. А потом уже можно удалять, не боясь разрушить трубу.

Если котел ставится в коттедже с септиком или ЛОС, то конденсат вначале необходимо нейтрализовать. В противном случае он убьет всю микрофлору в автономной очистной системе.

«Нейтрализатор» выполняется в виде емкости с мраморной крошкой общей массой 20–40 кг. При прохождении через мрамор у конденсата из котла повышается pH. Жидкость становится нейтральной или низкощелочной, уже неопасной для бактерий в септике и для материала самого отстойника. Менять наполнитель в таком нейтрализаторе требуется раз в 4–6 месяцев.

Откуда КПД выше 100%?

При указании эффективности работы газового котла производители за основу берут показатель низшей теплоты сгорания газа без учета теплоты, образующейся при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последний вместе с приблизительно 10% тепловой энергии полностью уходит в дымоходную трубу, поэтому его и не учитывают.

Однако если сложить конденсационное вторичное тепло и основное от сожженного природного газа, то выйдет как раз более 100% КПД. Никакого мошенничества, просто небольшая хитрость в цифрах.

По сути, «неправильный» коэффициент полезного действия выше 100% возникает из-за желания производителей теплогенерирующего оборудования сравнивать сравниваемые показатели.

Просто в конвекционном приборе «водяной пар» вообще ни как не считается, а в конденсационном его учитывать надо. Отсюда и небольшие расхождения с логикой базовой физики, которую преподают в школе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Среди преимуществ конденсационного котла числятся:

  1. Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
  2. В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
  3. Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
  4. Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0 С).
  5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
  6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
  7. Наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.

Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели.

Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования.

Из минусов конденсационных теплогенераторов следует упомянуть:

  1. Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
  2. Проблемы с утилизацией конденсата.
  3. Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
  4. Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
  5. Запрет на использование с антифризами.

Несмотря на значительные первоначальные затраты, конденсационный котел вполне оправдан с экономической точки зрения. В процессе эксплуатации он с лихвой возвращает все потраченные изначально деньги.

В России подобное оборудование пока распространено мало. Газовый котел с рекуперацией еще слишком необычен и мало изучен на нашем рынке. Но интерес к таким теплогенераторам постепенно растет.

Выводы и полезное видео по теме

Как работает конденсационный теплогенератор:

Устройство газовых котлов с рекуперацией водяного пара:

Все преимущества конденсационных котлов:

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, то на первый взгляд «некорректные» 108–110% КПД становятся вполне понятными и оправданными цифрам.

Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов действительно более эффективен в сравнении с классической конструкцией. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с высокой кислотностью, который надо куда-то утилизировать.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Не исключено, что вы владеете информацией, которая сможет пополнить запас сведений, изложенных в статье. Задавайте вопросы, делитесь собственным опытом в выборе и эксплуатации котлов конденсационного типа, размещайте фото по теме статьи.

Конденсационный котел – лучшее решение для отопления частного дома

В производстве отопительных систем наиболее перспективной инновационной технологией считается конденсация водяных паров, которые образуются во время сгорании углеводородов. По такому принципу, работают конденсационные котлы. Это новое отопительное оборудование на российском рынке появилось недавно, но уже пользуется немалым покупательским спросом. В продаже представлены котлы конденсационные как зарубежных, так и отечественных производителей.

Широкий ассортимент конденсационных котлов предлагает компания BAXI, которая, благодаря высокому качеству своей продукции, стала лидером российского рынка котельного оборудования. Конденсационные котлы Бакси это напольные и настенные конденсационные котлы, отличающиеся высоким коэффициентом полезного действия. Другими известными марками котельного оборудования на отечественном рынке можно назвать конденсационные котлы vaillant и висман.

Принципы горения и конденсации

Любое углеводородное топливо при горении выделяет тепло. В процессе сгорания топлива конечными продуктами становятся углекислый газ (СO2) и (Н2О) вода, которая под действием высоких температур превращается в пар. Испаряясь, вода затрачивает тепло, но его можно получить обратно в процессе конденсации, то есть, если вода из газообразной фазы перейдет снова в жидкую.

Как работают конденсационные котлы

Принцип работы конденсационных котлов был известен давно, но применять его в котельном оборудовании из чугуна и стали было невозможно, так как водный конденсат, обладая высокой кислотностью и имея в своем составе углекислый газ, вызывал коррозию стальных и чугунных котлов. Только с появлением коррозионно-стойких сплавов и нержавеющей стали стало возможным внедрить данную технологию в производство котельного оборудования.

Как мы уже знаем, при охлаждении пар снова переходит в жидкое состояние и освобождает опре­делённое количество теплоты. Если рассматривать обычный котел, то при его работе с процессом конденсации идет борьба, а в котлах конденсационных конден­сация только приветствуется. Их конструкция предусматривает специальный теплообменник, в котором и происходит процесс конденсации, а выделяемое тепло при этом процессе отбирается для системы отопления

Конденсацион­ный котел имеет коэффициент полезного действия — 108-109%. Как же это возможно, если по законам физики КПД не может превышать 100%, так как потери энергии в любых процессах неизбежны.

В неконденсационных котлах во время сжигания газа отбирается не вся тепловая энергия, а только ее большая часть. Тепловой поток в теплообменнике охлаждается только до температуры 140-160° С, при его охлаждении до более низкой температуры в дымоходе уменьшается тяга образуется агрессивный конденсат, вызывающий коррозию элементов котла. Тепловая энергия, которую можно получить в процессе конденсации в обычных котлах не используется, она называется скрытой.

Конденсационные газовые котлы используют в своей работе энергию, скрытую в конденсирующихся водяных парах, поэтому их коэффициент полезного действия, в сравнении с КПДД обычных котлов, превышает 100%. Основным элементом любого котла является теплообменник. В конструкции конденсационных котлах теплообменника два. Они могут быть раздельными или совмещенными (двухступенчатыми). Первый теплообменник работает так же, как и в обычных котлах. Через него проходит тепловой поток но, не остывает ниже точки росы. Второй конденсационный теплообменник отбирает тепло, оставшееся у продуктов сгорания, и охлаждает до температуры ниже точки росы.

Водяной пар, конденсируется на стенках второго теплообменника, и отдает скрытую тепловую энергию воде. В этот момент у продуктов сгорания происходит дополнительный отбор тепла их температура на выходе из теплообменника только на 10-15°С выше температуры теплоносителя.

Чтобы решить проблему коррозии, которую вызывает агрессивный конденсат, производители используют при изготовлении котлов устойчивые к коррозии и химическим воздействиям материалы (нержавеющую сталь, силумин (алюминиево-кремниевый сплав)).

В Европе, и в частности в Германии, действуют нормы, требующие нейтрализовать конденсат перед сливом в канализацию. Нейтрализатор представляет собой емкость с гранулами магния и калия. Проходя через эти щелочные реактивы, конденсат нейтрализуется, и когда выводится в канализацию, не представляет собой опасности для окружающей среды. В России санитарные нормы не требуют нейтрализации конденсата, поэтому он просто собирается в специальный резервуар, предусмотренный в конструкции котла, и, в последствие, отводится в канализацию в своем первоначальном виде. В котлах мощностью до 30 кВт, предназначенных для отопления частных домов, за 24 часа сутки работы образуется около 30 л конденсата.

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Настенный отопительный котел

Конденсационный газовый котел можно назвать одним из самых экономичных и высокоэффективных отопительных приборов. Его КПД на 10-15% выше, чем коэффициент полезного действия у традиционного котла. Кроме того по экономичности конденсационные котлы на 20 % превышают обычное котельное оборудование.

В конструкциях конденсационных котлов применяются высокотехнологичные горелки, которые готовят топливно-воздушные смеси в оптимальных пропор­циях, что минимизирует возможность непол­ного сгорания топлива. Благодаря этому снижается количество выбросов вредных веществ.

Отходящие газы имеют низкую температуру (ниже 40 °С), что дает возможность применять для конденсационных котлов дымо­ходы из пластмассы, тем самым уменьшая затраты на монтаж отопительной системы.

Преимуществами конденсационных котлов можно назвать:

  • небольшие габариты и небольшой вес котельного оборудования;
  • экономичность (экономия газа составляет 35% за сезон);
  • глубокую модуляцию (экономия газа при частичных нагрузках);
  • невысокий уровень вибраций и низкий уровень шума;
  • возможность каскадной установки;
  • экономия на дымоходе (можно устанавливать дымоходы с меньшим диаметром);
  • уменьшение выбросов вредных веществ NOX и CO2 (ниже в 7 раз, чем у обычных котлов).

Каскад конденсационных котлов

Благодаря небольшим габаритам и малому весу котельного оборудования, для установки котла требуется меньше места, в то же время снижаются затраты на его транспортировку и монтаж. Существует такое заблуждение, что конденсационные котлы эффективно работают только с системой отопления теплый пол. В другом случае эффективность их не больше, чем у традиционных котлов. Но это не так. В конструкции конденсационного котла есть модуляционная горелка, позволяющая достигать глубокой модуляции мощности, уменьшая при этом затраты газа и воздуха.

Процесс конденсации в котле идет и при работе отопительного оборудования с радиаторной системой отопления. При пониженных нагрузках КПД конденсационного котла вполне может достигать высоких значений, в отличие от обычных газовых котлов, у которых КПД в таком режиме падает из-за переизбытка воздуха.

Для каскадной установки конденсационных котлов производители предлагают специальные регуляторы (например, фирма BAXI продает для своих котлов регулятор RVA47), которые превращают котлы, установленные отдельно, в единую систему.

Преимуществами каскадной системы является легкость монтажа и компактные размеры котельной. Благодаря пониженным вибрациям и низкому уровню шума при установке конденсационных котлов, нет надобности делать виброизолирующие платформы и звукоизоляцию помещения, предназначенного для котельной. Что тоже позволяет сэкономить денежные средства при установке отопительной системы.

Экономить на размерах дымохода, позволяет работающий в конденсационных котлах вентилятор. Он развивает довольно высокое давление, поэтому диаметр дымохода может быть в два раза меньше, чем при монтаже отопительной системы с традиционными котлами.

Благодаря низким выбросам NOX и CO2,конденсационные котлы относятся к разряду экологичного оборудования, их часто используют для оборудования котельных в курортных и заповедных зонах. Отыскать недостатки в котлах конденсационных очень трудно. Главным минусом этого отопительного оборудования является высокая цена, которая в два раза выше цены обычных котлов.

Применение

По внешнему виду конденсационные котлы мало чем отличаются от традиционных. Изготавливают их в настенном варианте и наполь­ном варианте. Настенные газовые конденсационные котлы обладают меньшей мощностью, чем напольные и применяются в быту для отопления частных домов и коттеджей.

Напольные конденсационные котлы с высокой мощностью используют для отопления промышленных объектов и офис­ных помещений.

Конденсационные газовые котлы выпускают одно-, и двухконтурные. Применяются двухконтурные котлы и для отопления и для нагревания воды. Мощность одно- и двухконтурных котлов составляет — 20-100 кВт. Этого достаточно для бытового использования котлов. Для промышленного применения выпускают модели большей мощности.

Основные отличия конструкции конденсационных котлов от обычных

Конденсационные котлы отличаются от традиционных материалом, используемым для теплообменника. Их теплообменник выполняется из кислотостойкого сплава силумина или нержавеющей стали. Образующийся в котле водный конденсат имеет повышенную кислотность и вызывает коррозию таких материалов, как сталь и чугун, которые используются в производстве неконденсационных котлов. Форма теплообменника представляет собой трубу сложного сечения, имеющую дополнитель­ные спиралевидные ребра. Такая форма теплообменника способствует увеличению площади теплообмена и повышает эффективность работы котла.

В конденсационных котлах перед горелкой установлен вентилятор, кото­рый «высасывает» газ из газопровода и смешивает его с воздухом, после чего направляет смесь газа с воздухом к горелке.

Устройство конденсационного котла

Дымовые газы удаляются через коаксиальные дымоходы, изготовляемые из термостойкого пластика. Кроме этого, в конденсационных котлах есть насос, управляемый электроникой, который оптимизирует мощ­ность отопления, экономя электроэнергию и сни­жая шум от теплоносителя, протекающего в системе отопления.

Конструкция традиционных котлов не предусматривает процесса конденсации и использования крытой энергии, поэтому температуру продуктов сгорания поддерживают на высоком уровне. Часть тепла в таких котлах не используется, а выводится с продуктами сгорания через дымоход.

Так как конденсат обладает химической агрессивностью, чтобы его использовать необходимо элементы котла делать из химически устойчивых материалов, стоимость которых довольно высокая. Производителям намного легче продавать более дешевые товары, чем вкладывать свои средства в прогрессивные, но дорогие технологии. Поэтому большинство котлов, представленных на рынке, созданы на основе устаревших технологий. Для пользователей же выгоднее купить пусть дорогие, но более эффективные конденсационные котлы, которые позволяют экономить на расходе топлива.

Производители предлагают для своих конденсационных котлов ком­плекты для подключения, нейтрализаторы конденсата, расширительные баки, предохранительные устройства, комплекты трубной обвязки котлов, системы для отвода дымовых газов.

В Европейских странах конденсационные котлы — самый массовый вид отопительных при­боров. Есть страны, в которых запрещена установка неконденсационных котлов. Причина этому — более высокий КПДД и более низкий показатель выброса вредных веществ в конденсационных котлах.

Конденсационный котел: что это такое

Конденсационный котел – это газовый котел, работа которого основана на принципе конденсации. Благодаря своей современной конструкции, такой газовый котел отопления позволяет сделать обогрев помещений еще более экономичным и комфортным.

Разберем подробнее, что такое котел конденсационного типа, чем он лучше обычного и почему его КПД больше 100%.

Конденсационный котел: принцип работы

Чтобы лучше понять, в чем особенность конденсационного газового котла, сравним его работу с традиционным.

В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих отходящих газов проходят через теплообменник котла, где отдают большую часть своей энергии теплоносителю. Большую, да не всю. Затем, через дымоход эти отходящие газы выбрасываются в атмосферу — и вместе с этим теряется часть неиспользованной теплоты, ведь вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар и уносит с собой скрытую энергию. Суть конденсационного котла в том, что он способен сохранять и передавать системе отопления эту энергию.

При охлаждении пар превращается в жидкость, то есть конденсируется, высвобождая при этом определённое количество теплоты. В обычном котле идет борьба с конденсацией, в этом же варианте конденсация только приветствуется. Конденсация происходит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и отбирает тепло для системы отопления.

Почему КПД более 100%

КПД (коэффициент полезного действия) конденсационного котла обычно составляет около 108-109%, в то время как у обычного — 92-95%. Как это возможно? Ведь КПД характеризует эффективность котла, соотношение потребляемого топлива к объему выделяемого тепла. Проще говоря, если КПД котла более 100%, то он должен отдавать энергии больше, чем потреблять. А энергия, как мы знаем, не появляется из ниоткуда.

Причина таких невероятных характеристик в следующем:

Количество теплоты, которое может быть получено при полном сжигании единицы топлива, включая долю, высвобождаемую при конденсации пара, называется «высшей» теплотой сгорания топлива. То же количество теплоты, но без учёта теплоты конденсации, называется «низшей» теплотой сгорания топлива.

Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать стопроцентную «планку». Но древние философы говорили, что, прежде чем начинать спор, следует договориться о тождественности терминов. В этом и заключается суть такой величины КПД: для возможности сравнения тепловой эффективности конденсационных газовых и обычных газовых котлов вычисление выполняется на основе значения низшей теплоты сгорания. Исторически сложилось так, что все физические расчеты велись на основании измеряемого значения низшей теплоты сгорания. Таким образом, это не реальный КПД, а сравнительный, или условный.

При этом необходимо отметить, что и при вычислении КПД на основе значения высшей теплоты сгорания величина КПД конденсационных котлов получается достаточно высокой, и значительно выше, чем обычных газовых котлов.

Преимущества

Помимо высокой эффективности, среди плюсов конденсационных отопительных котлов можно выделить их более высокую экономичность, примерно на 15-20% выше в сравнении с обычными. Кроме того, в таких котлах используются высокотехнологичные горелки, которые обеспечивают приготовление топливно-воздушной смеси в оптимальных для данного режима горения пропорциях (с непрерывным контролем соотношения «газ -воздух»), что сводит к минимуму вероятность неполного сгорания топлива. В результате в отходящих газах значительно снижается количество вредных выбросов, а низкая температура отходящих газов, зачастую ниже 40 °С, позволяет использовать дымоходы из пластмассы, что уменьшает затраты на их монтаж.

Конструкция и эксплуатация

По исполнению конденсационные котлы для отопления подобны традиционным. Обычно они выполняются в настенном варианте, хотя выпускаются и напольные устройства высокой мощности, которые применяются в промышленных или офисных помещениях. Отличаются они от обычных котлов тем, что теплообменник в них иной и выполняется из кислотостойких материалов, таких как силумин или нержавеющая сталь. Ведь образующийся водный конденсат за счет повышенной кислотности может вызвать коррозию стали и чугуна, применяемых при производстве обычных котлов. По форме теплообменник может выполняться, например, в виде труб сложного сечения с дополнительными спиралевидными ребрами. Все это делается для увеличения площади теплообмена и, соответственно, повышения эффективности работы котла. Кроме этого, в газовом конденсационном котле применен вентилятор, установленный перед горелкой, который «высасывает» из газопровода газ, смешивает с воздухом и направляет к горелке рабочую смесь газа с воздухом.

Удаление дымовых газов, как правило, осуществляется через коаксиальные дымоходы, обычно изготовляемые из термостойкого пластика. А управляемый электроникой насос оптимизирует мощность отопления, экономит электроэнергию и снижает шум от протекающего в отопительной системе теплоносителя.

Каким бы совершенным ни был котёл, эффективность его работы в значительной степени зависит от параметров системы отопления. Чем ниже температура воды, тем более полно будет происходить конденсация водяного пара, а значит, тем большая доля скрытой теплоты будет возвращаться в систему. Таким образом, тем выше будет и КПД котла. Разумеется, и систему отопления под конденсационный котел следует применять соответствующую, рассчитанную на более низкую температуру теплоносителя. При проектировании нужно ставить условие, чтобы температура теплоносителя в обратном контуре не превышала 60 °С при любых условиях снаружи. В таком случае при относительно небольшом морозе температура в обратной линии будет составлять около 45-50 °С и котел будет работать в режиме конденсации. Все необходимые условия соблюдаются в напольных системах отопления или системах низкотемпературного панельного отопления. Режим конденсации в этом случае обеспечивается в течение всего периода отопления. Необходимое условие для работы котла в конденсационном энергосберегающем режиме — температура теплоносителя на входе в котел менее 57 °С. Чем температура ниже, тем лучше будет происходить конденсация и тем выше будет КПД котла.

Но даже если установить такой котел на место старого обычного, не меняя систему отопления, все равно большую часть времени он будет работать с эффектом конденсации, то есть более эффективно, чем старый. Связано это с тем, что самые холодные дни составляют в нашем климатическом поясе порядка 10% длительности отопительного периода, следовательно, в течение девяти десятых этого периода конденсация возможна.

Наконец, выпускаются модели, применяемые как для отопления, так и для нагревания горячей воды, и мощность их может составлять 20-100 кВт. Для бытовых целей этого более чем достаточно, а для промышленного или офисного применения выпускаются более мощные модели в напольном исполнении. Предлагаются также комплекты для подключения котлов, расширительные баки, нейтрализаторы конденсата в зависимости от мощности установки, средства для нейтрализации, предохранительные устройства, а также комплекты трубной обвязки котлов и подключения гидравлической стрелки, системы отвода дымовых газов. На рынке есть одноконтурные и двухконтурные модели для настенной или напольной установки.

Стоит отметить, что в Европе это самый массовый тип отопительных приборов, а во многих странах установка любых других газовых котлов, кроме конденсационных, запрещена. Причина — более низкие выбросы вредных веществ и более высокий КПД. Так некоторые государства заботятся о своих гражданах, запрещая продавать не экономичное и не экологичное оборудование.

На нашем сайте Вы можете купить конденсационный газовый котел по низким ценам от производителей.

Мифы о конденсационных котлах

Миф №1

Конденсационные котлы дороже традиционных.

Конденсационные котлы бывают напольные и настенные, как правило, их сравнивают именно по этим признакам. Но такое сравнение не всегда корректно. Настенные конденсационные котлы бывают мощностью до 120 кВт, в то время как удел обычных настенных котлов 32-35 кВт. Таким образом, сравнивать 65 кВт конденсационный котел можно только с напольным котлом аналогичной мощности.

Миф №2

КПД конденсационного котла больше 100%.

Коэффициент полезного действия (КПД) более 100%! Это заявление производителей конденсационных котлов вызывает изумление не только у непросвещенных и далеких от котельного оборудования людей, но и у тех, кто вплотную занимается им.

Принцип работы любого конденсационного котла основан на использовании тепла, которое отдаёт водяной пар при конденсации. Это тепло, благодаря особой конструкции котла, также используется для нагревания теплоносителя. В теплотехнике КПД отопительного котла определяется отношением полезной теплоты, утилизированной в процессе отопления и ГВС, к теплоте сгорания (количеству тепла, образующегося при полном сгорании топлива и последующем охлаждении продуктов сгорания до стандартных условий (0 °C, 760 мм рт. ст.)). Однако для всех видов органического топлива необходимо различать высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания определяется как низшая теплота сгорания плюс теплота конденсации. Она и является основой для определения КПД. В результате потерь, связанных с высокой температурой отходящих продуктов сгорания, теплового излучения и других факторов, не вся теплота передается нагреваемой воде.

Чтобы сделать возможным сравнение конденсационных котлов с традиционными, расчет КПД ведется по той же методике, т.е. по низшей теплоте сгорания. В итоге получается, что конденсационный котел использует всю низшую теплоту сгорания (100%) и теплоту конденсации (еще 8-9%). На самом деле КПД конденсационных котлов, конечно же, меньше 100%. Но поскольку во всем мире до сих пор КПД традиционных котлов рассчитывается по низшей теплоте сгорания, то для правильного сравнения традиционных и конденсационных котлов КПД последних принимается равным 107-109%.

Миф №3

Проблемы с конденсатом.

Бытует мнение, что много проблем вызывает конденсат, образующийся в процессе работы котла. Конденсат действительно выделяется, и для его утилизации производители предлагают системы нейтрализации и отвода. Количество выделяемого конденсата зависит в первую очередь от мощности котла. Для того чтобы приблизительно оценить количество конденсата, можно использовать следующую простую схему. Для сжигания 1 м3 газа необходимо 9 м3 воздуха, в результате чего выделяется 2 м3 паров воды, из которых может осесть в виде конденсата 1,6 л. Исходя из этих цифр, можно элементарно вычислить максимальное количе-ство конденсата, которое образуется при работе конденсационного котла. Всех пугает сам факт, что при работе котла выделяется конденсат, но мало кто помнит, что при работе обычного котла также выделяется конденсат и требует утилизации. Дымовая труба после остановки котла остывает сверху вниз, и конденсат, образуясь на стенках дымохода, начинает стекать к котлу. Об этом факте зачатую забывают, ограничиваясь установкой конденсатоотводчика, который сбрасывает образовавшуюся жидкость без предварительной нейтрализации в канализацию, что недопустимо.

Миф №4

Считается, что для конденсационных котлов отопления нужен особенный кислотоустойчивый дымоход. Этот факт зачастую трактуют как необходимость в дымоходе из свинца или из чего-то не менее пугающего. В жизни все оказывается гораздо проще.

На самом деле конструкция дымоходов для конденсационных котлов почти не отличается от конструкции дымохода для обычных газовых котлов с закрытой камерой сгорания. Благодаря конструкции конденсационного котла, продукты сгорания удаляются принудительно, что дает возможность подключать котел к таким системам дымоудаления, как коаксиальный дымоход, двухтрубная система, а также к системе забора воздуха из помещения и удаления продуктов сгорания через дымовую трубу. Преимуществом таких котлов является большое количество вариантов подключения к дымоходу без его постройки. Это как раз то, чего так не хватает напольным котлам. Единственное требование к дымоходам для конденсационных котлов — их герметичность.

В интернет-магазине отопительного оборудования «Энергомир» можно купить котел отопления, а также заказать бойлер для нагрева воды к нему. Мы предлагаем конденсационные котлы Baxi, Buderus, Vaillant, Protherm и других проверенных брендов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector