Кондензационен котел - за и против, принципа на работа

Непрекъснато нарастващите разходи за енергия накараха учените и инженерите да създадат нов тип топлинен генератор - кондензационен котел. Когато се инсталира в нискотемпературна отоплителна система, кондензатният кондензатор може да покаже ефективност над 100%. Как постигате това? Какъв е принципът на работа на кондензационен газов котел? Какви са неговите предимства и недостатъци? След като прочетете нашата статия, ще научите за всичко или почти всички.

Принцип на работа на кондензационен котел

Кондензационен котел е по-малкият брат на най-често използвания газов конвекционен котел. Принципът на последния е изключително прост и следователно разбираем дори за хора, които са слабо запознати с физиката и технологиите. Горивото за газов котел, както подсказва името му, е естествен (ствол) или втечнен (балон) газ. Изгарянето на синьо гориво, както и всяка друга органична материя, произвежда въглероден диоксид и вода и отделя големи количества енергия. Освободената топлина отива за нагряване на охлаждащата течност - техническа вода, която циркулира през отоплителната система у дома.

Ефективността на газов конвекторния котел е ~ 90%. Това не е толкова лошо, поне по-високо от това на топлинните генератори за течни и твърди горива. Въпреки това, хората винаги са се стремили да донесат тази цифра възможно най-близо до съкровените 100%. Във връзка с това възниква въпросът: къде отиват останалите 10%? Отговорът, уви, е прозаичен: полетете в тръбата. Действително, продуктите от изгаряне на газ, напускащи системата през комина, се нагряват до много висока температура (150-250 ° C), което означава, че 10% от загубената от нас енергия се изразходва за отопление на въздуха извън къщата.

Учените и инженерите отдавна търсят възможност за по-пълно възстановяване на топлината, но технологичното въплъщение на техните теоретични разработки е открито едва преди 10 години, когато е създаден кондензационен котел.

Каква е основната му разлика от традиционния конвекционен газов топлогенератор? След изработване на основния процес на изгаряне на гориво и прехвърляне на значителна част от топлината, отделена към топлообменника, кондензатът кондензира газовете на горене до 50-60 ° С, т.е. до момента, в който започва процесът на кондензация на водата. Вече това е достатъчно, за да се увеличи значително ефективността, в този случай - количеството топлина, прехвърлена към охлаждащата течност. Това обаче не е всичко.

Производителите на кондензационни топлинни генератори неизменно насочват вниманието на потенциалните си клиенти към необичайно високата ефективност на устройствата, които произвеждат - над 100%. Как е възможно това? Всъщност няма противоречие с каноните на класическата физика. В този случай използвайте различна система от изчисления.

Често, като се оценява ефективността на отоплителните котли, се изчислява колко част от отделената топлина се прехвърля към охлаждащата течност. Топлина, "отнесена" в обикновена мед, и топлината от дълбокото охлаждане на димните газове ще даде на сумата 100% ефективност. Но ако добавим и топлината, отделена при кондензацията на парата, ще получим ~ 108-110%.

От гледна точка на физиката, такива изчисления не са напълно правилни. При изчисляване на ефективността е необходимо да се вземе предвид не освободената топлина, а общата енергия, отделена при изгарянето на смес от въглеводороди от даден състав. Това ще включва енергията, изразходвана за прехвърляне на вода в газообразно състояние (по-късно освобождавана в процеса на кондензация).

Устройство на основни блокове на кондензационен котел

От структурна гледна точка, кондензационен котел не е много, но все още е различен от нормален газов котел.Неговите основни елементи са:

• горивна камера, оборудвана с горелка, система за подаване на гориво и вентилатор за издухване на въздух;
• топлообменник № 1 (първичен топлообменник);
• камера допълнително охлаждане на пара и газова смес до температура, близка до 56-57 ° C;
• топлообменник № 2 (кондензационен топлообменник);
• резервоар за събиране на конденз;
• комин за изпускане на студ димни газове;
• помпа, която циркулира вода в системата.
  1. Комин. 69 ° 67. Разширителен резервоар. 2 '67. Повърхности, пренасящи топлина. 69; 67; Модулирана горелка. 2 '67. Вентилатор за горелка. 69; 67; Помпа. 69. 67. Контролен панел. В първичен топлообменник, свързан с горивната камера, отделените газове се охлаждат до температура значително по-висока от точката на оросяване (всъщност конвенционалните конвекционни газови котли изглеждат така). След това димната смес се принуждава да се изпрати в кондензационен топлообменник, където се охлажда допълнително до температура под точката на оросяване, т.е. под 56 ° С. В този случай, водните пари се кондензират по стените на топлообменника, "оставяйки последния". Кондензатът се събира в специален резервоар, откъдето се стича по канализацията. Водата, която играе ролята на охлаждаща течност, се движи в противоположна посока на сместа от газообразни пари. Студената вода (връщането на отоплителната вода) е предварително загрята в кондензационен топлообменник. След това той влиза в първичния топлообменник, където се нагрява до по-висока температура, зададена от потребителя. Кондензатът е, уви, не чиста вода, както мнозина вярват, а смес от разредени неорганични киселини. Концентрацията на киселини в кондензата е ниска, но предвид факта, че температурата в системата е винаги висока, тя може да се счита за агресивна течност. Ето защо при производството на такива котли (и предимно кондензационни топлообменници) се използват киселинно-устойчиви материали - неръждаема стомана или силимин (алуминиево-силициева сплав). Обикновено топлообменникът се отлива, защото заваръчните шевове са уязвима точка - тук започва процесът на корозионно разрушаване на материала. Парата трябва да се кондензира на кондензиращия топлообменник. Всичко, което влизаше в комина, от една страна, се губи от нагряване, а от друга - има разрушителен ефект върху коминния материал. Именно поради тази причина коминът е изработен от устойчива на киселини неръждаема стомана или пластмаса и към неговите хоризонтални участъци е закрепен малък наклон, така че водата, образувана при кондензацията на незначителни количества пара, която все още попада в комина, се отвежда обратно в котела. Трябва да се има предвид, че димните газове, излизащи от кондензата, се охлаждат силно и всичко, което не се кондензира в котела, непременно ще се кондензира в комина.

  В различно време на деня се изисква различно количество топлина от отоплителния котел, което може да се регулира с помощта на горелка. Горелката на кондензационния котел може да бъде или модулирана, т.е. с възможност за плавна смяна на мощността по време на работа, или немоделна - с фиксирана мощност. В последния случай котелът се приспособява към изискванията на собственика чрез промяна на честотата на горелката. Повечето модерни котли, предназначени за отопление на частни къщи, са оборудвани със симулирани горелки.

  Така че, ние се надяваме, че имате обща представа за това какво е кондензационен котел, как работи и на какъв принцип работи. Въпреки това, най-вероятно, тази информация няма да бъде достатъчно, за да разбере дали си струва лично да закупите такова оборудване. За да ви помогнем да вземете това или онова решение, ще ви разкажем за всички предимства и недостатъци, предимства и недостатъци на кондензационен котел, сравнявайки го с традиционен конвекционен котел.

  Предимства на кондензационен котел

  Списъкът с предимствата на кондензационния котел е впечатляващ, което в крайна сметка обяснява нарастващата популярност на този тип отоплителна техника:

  • Икономия на гориво В сравнение с конвенционален конвектор, той може да достигне 35%.
  • Намаляването на вредните емисии по време на прехода от традиционния газ към моделите на кондензация се оценява средно на 70%.
  Ниската температура на димните газове позволява да се инсталират пластмасови комини, които са значително по-евтини от класическите стоманени.
• Ниският шум повишава нивото на комфорт на хората, живеещи в къщата.

Да поговорим по-подробно за някои от изброените предимства на кондензационните котли.

Икономия на гориво при нискотемпературни системи

Разходът на гориво зависи пряко от мощността на оборудването и натоварването на отоплителната система.За нагряване на къща с площ от 250 m134 2 '', ще е достатъчен 28-киловаттен кондензационен котел с максимален дебит на газ от 2.85 m '' '' '' '' '' '' '' / h. Класическият бойлер със същия капацитет ще консумира 3.25 m134> 3,15 / h. При условие, че котелът работи шест месеца от дванадесет, ще спестите около 3000 рубли годишно. (по текущи цени за основния газ за руските потребители). Вероятно е трудно да се нарекат такива спестявания - това дори не покрива разликата в цената на годишната поддръжка на котлите.

Консумация на газ при кондензационни котли с различен капацитет:

Намаляване на вредните емисии

При изгаряне на изкопаеми горива въглероден диоксид при взаимодействие с вода. Освен това във всяко гориво винаги има примеси на серни съединения, фосфор, азот и редица други елементи. При горенето от тях се образуват съответните оксиди, които, когато се комбинират с вода, също произвеждат киселини.

В конвенционалните конвекционни котли водните пари, смесени с киселини (въглища, сярна, азотна, фосфорна) се отделят в атмосферата. Кондензационните котли нямат този недостатък: в кондензата остават киселини. Въпреки това, предвид проблемите с обезвреждането на конденза, може да се постави под съмнение известната екологичност на това оборудване.

Консумация на кондензационен котел

Кондензационен котел с всичките му предимства не може да се нарече идеална отоплителна техника, тъй като не е без недостатъци:

• висока цена; 47> високата цена на топлообменника (и следователно необходимостта от внимателно следене на състоянието на цялата отоплителна система);
• неподходяща употреба във високотемпературни системи;
• трудност при използването на кондензата;
• чувствителност към качеството на въздуха.

Цена

Трябва да платите за допълнителни проценти топлинна енергия. Технически, кондензационният котел е по-сложен и следователно по-скъп. Цената на един добър вътрешен кондензат от добре познат производител е няколко пъти по-висока от цената на класическия уред със същия капацитет. Разбира се, такова оборудване се закупува за повече от десетилетие, което означава, че има смисъл да се даде предимство на иновативни технологии, които увеличават оперативния комфорт.

1. Premium клас е предназначен за няколко купувача. Кондензационните котли от премиум клас включват, например, немски марки. Това оборудване е ефективно в експлоатация и удобно в експлоатация, отговаря на европейските екологични стандарти, е изработено от висококачествени материали. Котлите "Premium" имат много полезни функции, които значително повишават нивото на комфорт по време на работа: програмиране на режими на работа (например поддържане на минимална температура на помещението при липса на собственици или леко понижение на температурата през нощта), регулиране в зависимост от метеорологичните условия, интелигентно взаимодействие с други топлогенератори , дистанционно управление с помощта на специална програма на мобилен телефон и т.н. Единственият отрицателен е високата цена. 2'185-2'181 2. Средната класа включва по-евтини стоки, но с малко по-скромни потребителски качества. Това са икономични и екологични устройства, които отговарят на всички изисквания и осигуряват висока производителност. Те се отличават с широка гама от функции и са оборудвани с автоматична система за управление, която независимо променя параметрите в зависимост от температурата на топлоносителя и въздуха в помещението. 2'192-2'181 3. Икономична класа е предназначена за тези, които са готови да приемат по-ниски нива на комфорт в името на икономиката. "Масовият" продукт винаги води до продажби. Водещите позиции на пазара на кондензационни котли от икономична класа принадлежат на корейски и словашки компании. Техните продукти са два или повече пъти по-евтини от премиум моделите. Друго предимство на това оборудване е адаптирането му към руските условия на експлоатация. Евтините кондензатори с проста функционалност тихо понасят прекъсвания в захранването и спадане на налягането, когато скъпа автоматизация спре да работи.

Оценявайки финансовите си възможности, трябва да вземете под внимание неизбежните разходи за монтаж и пускане в експлоатация на оборудването, което също ще ви струва много, много скъпо.

Трябва да се има предвид, че по време на работа кондензационният котел осигурява икономии на газ.Това спестяване обаче е толкова илюзорно, че инвестицията няма да се изплати скоро. Това означава, че преди да закупите кондензна топлина, си струва да направите предварителна оценка: дали цената на спестеното гориво ще оправдае високата цена на оборудването.

Положителният икономически ефект от придобиването на такъв котел следва да се очаква само при определени условия - ако е инсталиран в постоянно проектирана нова (прочетена "в строеж") къща с организирана нискотемпературна система за отопление на подово отопление. Степента на ефекта е пряко зависима от средната зимна температура, т.е. от района, където се намира къщата (принципът е прост: колкото повече се изисква топлина, толкова по-смислена е тази техника).

Високата цена на използвания топлообменник

Топлообменникът е технически сложен и скъп елемент. В случай на неуспех, вие, както се казва, "качвайте се на главата". За парите, които харчите за закупуването на нов топлообменник и за заплащане на работата по подмяната, бихте могли лесно да закупите нов конвекционен котел със същия капацитет.

От това следва, че е необходимо внимателно да се следи състоянието на топлообменника. Изплакнете го, когато се запуши, ще бъде изключително трудно. При инсталиране на кондензационен котел е необходимо да се извърши одит на цялата отоплителна система - в нея не трябва да има ръждясали тръби и радиатори.

Безопасността на топлообменника зависи от качеството на използвания охладител. Водата трябва да е мека, в противен случай тръбите бързо ще се натрупат вътре в скалата. Наличието на ръжда, чужди вещества, калциеви и железни соли във водата е неприемливо.

Тъй като кондензатът съдържа киселини, топлообменникът трябва да може да издържа на въздействието им. Най-често топлообменниците са изработени от силимин и висококачествена неръждаема стомана. Топлообменникът от силимин се произвежда чрез леене на метал. Поради по-ниската цена на материалите и технологията на производство, тези топлообменници са по-евтини в сравнение с топлообменниците от неръждаема стомана. Но тези топлообменници имат недостатък - те са по-малко устойчиви на агресивни киселинни среди.

Топлообменниците от неръждаема стомана се изработват чрез заваряване на отделни части. Крайната цена на такива топлообменници е по-висока от тази на силимин. Въпреки това, те по-добре издържат на киселата среда и добавят надеждност към оборудването.

Неподходяща употреба при високотемпературни системи

Обезпечената ефективност от 108-110% може да се постигне не винаги - реалната стойност зависи от отоплителната система. Има две фундаментално различни видове отоплителни системи - висока температура и ниска температура. Те се различават в температурния диапазон на охлаждащата течност на входа и изхода на топлинния генератор.

В конвенционалните системи за нагряване с висока температура съотношението на температурата на подадената вода и водата в обратната верига е обикновено 75-80 ° С до 55-60 ° С. Система с кондензационен котел е ефективна само в режим на ниска температура, т.е. когато съотношението на температурите на подаване и връщане е 50-55 ° С до 30-35 ° С. Това съотношение е идеално, ако отоплението на дома се извършва с помощта на топли подове. В противен случай, за да се затопли помещението, ще бъде необходимо да се инсталират допълнителни радиатори с увеличена с 2,5-3 пъти полезната площ, изчислена за температурата на топлоносителя не по-висока от 50 ° С.

Ефективността на кондензиране котела се определя главно от температурата на охлаждащата течност на входа. Причината е проста: колкото по-ниска е температурата на водата в обратната верига, толкова по-интензивно се случва кондензацията. Ефективността на котела в нискотемпературна отоплителна система (температура на входа / изхода е приблизително 30/50 ° C) може да достигне същите 108-110%. Ако такъв котел се произвежда в система с висока температура (60/80 ° C), тогава няма да има конденз, а ефективността ще падне до 98-99% - това е повече от конвенционалните конвекционни котли, но по-малко, отколкото би могло да бъде.

Така, ако искате да извлечете максималната полза от кондензата, решението за неговото инсталиране трябва да бъде взето на етапа на проектиране на къщата. Ако закупите такъв котел за съществуваща къща със съществуваща отоплителна система, това означава неизбежна реконструкция на сградата, която да замени високотемпературната радиаторна отоплителна система с нискотемпературна система за подово отопление (и такъв мащабен ремонт отново е значителен разход, а икономическият ефект на цялото предприятие се губи).

Труден за използване кондензат

Използването на кондензационен котел включва изхвърлянето на кондензат. Последният се формира в значителни количества - един литър кубичен метър изгорен газ. Например: котел с мощност от 25 кВт на час консумира около 2. 8 м3 газ, т.е. само за един час от неговата работа, като се открояват малко по-малко от 3 литра кондензат, на ден - 70 литра.

Припомнете си, че кондензатът е разтвор на киселини, което означава, че въпросът къде да се постави не е никакъв празен ход. Е, ако къщата ви е свързана с централизирана канализационна система. Дори при строги европейски стандарти, котлите с мощност до 28 kW не изискват специално използване на кондензата. Предполага се, че такова количество кондензат се разрежда в достатъчна степен с битовите отпадъчни води, за да не се увредят канализационните тръби.

Но какво да кажем за собствениците на частни къщи с автономни канали? Невъзможно е да се излее в септичната яма - полезните (и скъпи) бактерии ще умрат. Неприемливо е да се изхвърлят на земята - ще се получи засоляване на почвата и с течение на времето нищо няма да расте в това място. Изхвърлянето на 70 литра дневно за рециклиране е изключително трудно. Само един изход - да осигури собствена отделна система за неутрализиране на съдържащите се в кондензата киселини. На Запад, където изискванията за спазване на екологичните стандарти са по-строги от нашите, катализаторът автоматично се придобива при инсталирането на кондензационен котел.

Чувствителност към качеството на входящия въздух

Важен момент, на който трябва да обърнете внимание, ако искате котелът ви да функционира нормално - отстраняване на продукти от горенето и достъп на въздуха за горене.

Една от разликите между кондензните котли и конвекционните котли е използването на горивна камера от затворен тип. Котлите с конвекция вземат въздух от стаята, кондензът - от улицата. В първата се използва естествена циркулация на въздуха (конвекция) за насищане на въздушно-горивната смес с кислород, а във втората се осигурява вентилатор, който принуждава въздуха към горелката. Отстраняването на продуктите от горенето в тях, между другото, също се извършва принудително. Въздушните маси се разпространяват, обикновено през коаксиален комин, който е структура "тръба в тръбата". Входящият въздух се движи през външната кухина на комина, изпускателните продукти на горенето - през вътрешното.

От всичко това следва, че кондензационните капани трябва да бъдат много чувствителни към качеството на входящия въздух. Наличието на значително количество прах във въздуха води до бързо износване на турбината (вентилатора).

Не само чистотата, но и външната температура на въздуха са от голямо значение за нормалното функциониране на кондензационен котел. Ако въздухът влезе в системата през коаксиален комин, то, както показва практиката, въздухът през зимата, при студено време, може да замръзне, тъй като температурата на отработените димни газове е доста ниска и те не могат да загреят стените на комина. Това води до намаляване на подаването на кислород, необходимо за изгарянето на горивото, и вследствие на това до намаляване на ефективността на оборудването.

За да предотвратите това и не е необходимо периодично да затопляте тръбите, за да ги освободите от замръзване, сертифицираните сервизни техници трябва да се справят с изчисляването на системата, инсталирането, пускането и настройката. За регулиране на параметъра, отговорен за потока на въздуха в количество, необходимо за изгаряне на гориво в котела на дадена мощност, те използват газов анализатор. Без такова специално оборудване не може да се постигне необходимата ефективност от котела. Освен това, жителите на райони с тежки климатични условия, когато решават да инсталират кондензационен котел, трябва да поискат от представителите на производителя да изяснят възможността за експлоатация на такова оборудване при определен диапазон от местни външни температури. 2'23