Pri výrobe vykurovacích systémov je najperspektívnejšou inovatívnou technológiou kondenzácia vodnej pary, ktorá vzniká pri spaľovaní uhľovodíkov. Podľa tohto princípu fungujú kondenzačné kotly. Toto nové vykurovacie zariadenie sa nedávno objavilo na ruskom trhu, ale už je v značnom dopyte spotrebiteľov. V predaji sú kondenzačné kotly zahraničných aj domácich výrobcov.
Široký sortiment kondenzačných kotlov ponúka BAXI, ktorá sa vďaka vysokej kvalite svojich výrobkov stala lídrom ruského trhu kotlových zariadení. Kondenzačné kotly Baxi sú stojanové a nástenné kondenzačné kotly s vys užitočná akcia. Medzi ďalšie známe značky kotlových zariadení na domácom trhu patrí kondenzačný kotly vaillant a wisman.
kondenzačný kotol
Princípy spaľovania a kondenzácie
Akékoľvek uhľovodíkové palivo pri spaľovaní uvoľňuje teplo. Počas spaľovacieho procesu sú konečné produkty oxid uhličitý(CO 2) a (H 2 O) voda, ktorá sa vplyvom vysokých teplôt mení na paru. Voda pri vyparovaní vydáva teplo, ktoré sa však môže získať späť v procese kondenzácie, teda ak voda z plynnej fázy prechádza späť do kvapaliny.
Ako fungujú kondenzačné kotly
Princíp činnosti kondenzačných kotlov je známy už dlho, ale nebolo možné ho použiť v kotlových zariadeniach vyrobených z liatiny a ocele, pretože vodný kondenzát, ktorý má vysokú kyslosť a obsahuje oxid uhličitý, spôsobuje koróziu ocele a liatiny. železné kotly. Až s príchodom zliatin odolných voči korózii a nehrdzavejúcej ocele bolo možné zaviesť túto technológiu do výroby kotlových zariadení.
Ako už vieme, po ochladení sa para opäť zmení na tekutom stave a uvoľňuje určité množstvo tepla. Ak uvažujeme o klasickom kotli, tak pri jeho prevádzke nastáva boj s kondenzačným procesom a pri kondenzačných kotloch je kondenzácia len vítaná. Ich dizajn poskytuje špeciálny výmenník tepla, v ktorej prebieha proces kondenzácie a teplo vznikajúce pri tomto procese sa odoberá pre vykurovací systém
Kondenzačný kotol má účinnosť 108-109%. Ako je to možné, ak podľa fyzikálnych zákonov účinnosť nemôže prekročiť 100%, pretože straty energie v akýchkoľvek procesoch sú nevyhnutné.
V nekondenzačných kotloch nie všetky termálna energia, ale len jeho veľkú časť. Tepelný tok vo výmenníku sa ochladzuje len na teplotu 140-160°C, pri ochladzovaní na nižšiu teplotu klesá ťah v komíne, vzniká agresívny kondenzát spôsobujúci koróziu článkov kotla. Tepelná energia, ktorú možno získať v procese kondenzácie v klasických kotloch, sa nevyužíva, nazýva sa latentná.
Kondenzovanie plynové kotly pri svojej práci využívajú energiu skrytú v kondenzujúcej vodnej pare, preto ich účinnosť v porovnaní s účinnosťou bežných kotlov presahuje 100 %. Hlavným prvkom každého kotla je výmenník tepla. V prevedení kondenzačných kotlov sú dva výmenníky tepla. Môžu byť samostatné alebo kombinované (dvojstupňové). Prvý výmenník tepla funguje rovnako ako v bežných kotloch. Prechádza ním tepelný tok, ale neochladzuje sa pod rosný bod. Druhý kondenzačný výmenník tepla odoberá zostávajúce teplo splodinám horenia a ochladzuje ich na teplotu pod rosným bodom.
Vodná para kondenzuje na stenách druhého výmenníka tepla a uvoľňuje latentnú tepelnú energiu do vody. V tomto momente sa zo splodín horenia odoberá dodatočné teplo, ktorých teplota na výstupe z výmenníka tepla je len o 10-15°C vyššia ako teplota chladiacej kvapaliny.
Na vyriešenie problému korózie spôsobenej agresívnym kondenzátom používajú výrobcovia pri výrobe kotlov materiály, ktoré sú odolné voči korózii a chemickému napadnutiu (nehrdzavejúca oceľ, silumin (zliatina hliníka a kremíka)).
V Európe, a najmä v Nemecku, existujú predpisy vyžadujúce, aby bol kondenzát pred vypustením do kanalizácie neutralizovaný. Neutralizátor je nádoba s granulami horčíka a draslíka. Prechodom cez tieto alkalické činidlá sa kondenzát neutralizuje a pri vypúšťaní do kanalizácie nepredstavuje nebezpečenstvo pre životné prostredie. V Rusku hygienické normy nevyžadujú neutralizáciu kondenzátu, takže sa jednoducho zhromažďuje v špeciálnej nádrži, ktorá je súčasťou konštrukcie kotla, a v dôsledku toho sa vypúšťa do kanalizácie vo svojom pôvodná forma. V kotloch s výkonom do 30 kW, určených na vykurovanie súkromných domov, vzniká za 24 hodín denne asi 30 litrov kondenzátu.
Výhody a nevýhody kondenzačných kotlov
Nástenný vykurovací kotol
Kondenzačný plynový kotol možno nazvať jedným z najhospodárnejších a vysoko účinných vykurovacie zariadenia. Jeho účinnosť je o 10-15% vyššia ako účinnosť tradičného kotla. Okrem toho sú kondenzačné kotly o 20 % ekonomickejšie ako bežné kotlové zariadenia.
Konštrukcia kondenzačných kotlov využíva high-tech horáky, ktoré pripravujú zmesi paliva a vzduchu v optimálnom pomere, čím sa minimalizuje možnosť nedokonalého spaľovania paliva. Tým sa znižujú emisie škodlivé látky.
Spaliny majú nízku teplotu (pod 40 °C), čo umožňuje použitie plastových komínov pre kondenzačné kotly, čím sa znižujú náklady na inštaláciu vykurovacieho systému.
Medzi výhody kondenzačných kotlov patrí:
- malé rozmery a nízka hmotnosť kotlového zariadenia;
- účinnosť (úspora plynu je 35% za sezónu);
- hlboká modulácia (úspora plynu pri čiastočnom zaťažení);
- nízke vibrácie a nízka hlučnosť;
- možnosť kaskádovej inštalácie;
- úspory na komíne (môžete inštalovať komíny s menším priemerom);
- zníženie emisií škodlivých látok NO X a CO 2 (7x nižšie ako klasické kotly).
Kaskáda kondenzačných kotlov
Vzhľadom na malé rozmery a nízku hmotnosť kotlového zariadenia si inštalácia kotla vyžaduje menej miesta zároveň sa znížia náklady na jeho prepravu a inštaláciu. Existuje mylná predstava, že kondenzačné kotly efektívne fungujú len so systémami podlahového vykurovania. V inom prípade ich účinnosť nie je vyššia ako účinnosť tradičných kotlov. Ale nie je. Konštrukcia kondenzačného kotla má modulačný horák, ktorý umožňuje dosiahnuť hlbokú moduláciu výkonu a zároveň znížiť náklady na plyn a vzduch.
K procesu kondenzácie v kotle dochádza aj pri prevádzke vykurovacích zariadení s radiátorovým vykurovacím systémom. Pri zníženom zaťažení môže dosiahnuť účinnosť kondenzačného kotla vysoké hodnoty, na rozdiel od bežných plynových kotlov, v ktorých účinnosť v tomto režime klesá kvôli prebytku vzduchu.
Pre kaskádovú inštaláciu kondenzačných kotlov výrobcovia ponúkajú špeciálne regulátory (napr. firma BAXI predáva pre svoje kotly regulátor RVA47), ktorý premieňa kotly inštalované samostatne na jeden systém.
Výhody kaskádový systém je jednoduchá inštalácia a kompaktné rozmery kotolne. Vzhľadom na znížené vibrácie a nízku hladinu hluku pri montáži kondenzačných kotlov nie je potrebné zhotovovať vibrotesné plošiny a odhlučniť miestnosť určenú pre kotolňu. Čo tiež šetrí hotovosť pri inštalácii vykurovacieho systému.
Pre úsporu veľkosti komína umožňuje ventilátor pracujúci v kondenzačných kotloch. Vyvíja pomerne vysoký tlak, takže priemer komína môže byť dvakrát menší ako pri inštalácii vykurovacieho systému s tradičnými kotlami.
Kvôli nízkym emisiám NO X a CO 2 sú kondenzačné kotly klasifikované ako zariadenia šetrné k životnému prostrediu, často sa používajú na vybavenie kotolní v rekreačných a chránených oblastiach. Hľadanie nedostatkov v kondenzačných kotloch je veľmi ťažké. Hlavnou nevýhodou tohto vykurovacieho zariadenia je vysoká cena, ktorá je dvakrát vyššia ako cena bežných kotlov.
Aplikácia
Autor: vzhľad kondenzačné kotly sa veľmi nelíšia od tradičných. Sú vyrobené v nástenná verzia a vonkajšia verzia. Nástenné plynové kondenzačné kotly majú menší výkon ako podlahové a používajú sa v každodennom živote na vykurovanie súkromných domov a chát.
Podlahové kondenzačné kotly s veľká sila používa sa na vykurovanie priemyselné zariadenia a kancelárskych priestorov.
Kondenzačné plynové kotly vyrábajú jedno a dvojokruhové. Použiť dvojokruhové kotly na vykurovanie aj ohrev vody. Výkon jedno- a dvojokruhových kotlov je 20-100 kW. Toto stačí na domáce použitie kotly. Pre priemyselné aplikácie vyrábať modely s vyšším výkonom.
Hlavné rozdiely medzi konštrukciou kondenzačných kotlov a konvenčných kotlov
Kondenzačné kotly sa od tradičných kotlov líšia materiálom použitým na výmenník tepla. Ich výmenník tepla je vyrobený z kyselinovzdornej siluminovej zliatiny alebo nehrdzavejúcej ocele. Vodný kondenzát vznikajúci v kotli má prekyslenie a spôsobuje koróziu materiálov ako je oceľ a liatina, ktoré sa používajú pri výrobe nekondenzačných kotlov. Tvar výmenníka tepla je rúrka zložitého prierezu s prídavnými špirálovitými rebrami. Táto forma výmenníka tepla zväčšuje teplovýmennú plochu a zvyšuje účinnosť kotla.
V kondenzačných kotloch je pred horák inštalovaný ventilátor, ktorý „nasáva“ plyn z plynovodu a zmiešava ho so vzduchom, potom nasmeruje zmes plynu a vzduchu do horáka.
Zariadenie kondenzačného kotla
Spaliny sú odvádzané cez koaxiálne komíny z tepelne odolného plastu. Kondenzačné kotly majú navyše elektronicky riadené čerpadlo, ktoré optimalizuje vykurovací výkon, šetrí energiu a znižuje hlučnosť vykurovacieho média prúdiaceho vo vykurovacom systéme.
Konštrukcia tradičných kotlov nepočíta s kondenzačným procesom a využívaním vnútornej energie, takže teplota spalín je udržiavaná na vysoký stupeň. Časť tepla v takýchto kotloch sa nevyužíva, ale je odvádzaná so spaľovacími produktmi cez komín.
Keďže kondenzát je chemicky agresívny, na jeho použitie je potrebné vyrobiť kotlové články z chemicky odolných materiálov, ktorých cena je pomerne vysoká. Pre výrobcov je oveľa jednoduchšie predávať lacnejšie produkty ako investovať do progresívnych, ale drahé technológie. Preto je väčšina kotlov na trhu založená na zastaraných technológiách. Pre užívateľov je výhodnejšia kúpa síce drahých, ale výkonnejších kondenzačných kotlov, ktoré šetria spotrebu paliva.
Výrobcovia ponúkajú pripojovacie súpravy, neutralizátory kondenzátu, expanzné nádrže, bezpečnostné zariadenia, súpravy potrubí kotlov, výfukové systémy spalín.
V európskych krajinách sú kondenzačné kotly najobľúbenejším typom vykurovacích zariadení. Sú krajiny, kde je inštalácia nekondenzačných kotlov zakázaná. Dôvodom je vyššia účinnosť a nižšie emisie škodlivých látok v kondenzačných kotloch.
Kondenzačné vykurovacie kotly sú inovatívnym vývojom, ktorý sa úspešne používa v krajinách EÚ. Splatné zvýšená účinnosť zariadenie vám umožňuje ušetriť na vykurovaní, čo je v našej dobe veľmi dôležité. V tomto článku budem hovoriť o jeho zariadení a funkciách.
Kondenzačné kotly
Princíp fungovania
Kondenzačné plynové kotly sú typom vykurovacieho zariadenia určeného na vykurovanie vykurovacieho systému a sanitárnej vody(v prípade dvojokruhovej verzie).
Rovnako ako bežné kotly existujú:
- plynová spaľovacia komora;
- tepelné výmenníky;
- expanzná nádoba;
- koaxiálny komín;
- automatizácia riadenia;
- obehové čerpadlo.
Existujú však aj výrazné rozdiely.
Princíp činnosti zariadenia je založený na tom, že pri uvoľnení tepla spaľovaného paliva dochádza ku kondenzácii pár vznikajúcich z vody v zemnom plyne. Výsledkom je, že energia vyparovania skrytá v týchto výparoch sa nevyžaruje cez komín na ulicu, ale ide na dodatočné zahrievanie chladiacej kvapaliny.
Ako viete, na kondenzáciu vody je potrebná teplota rosného bodu. V podmienkach plynový kotol rovná sa 57 °C. Preto, aby systém fungoval, je potrebné ochladiť výmenník tepla alebo jeho časť pod teplotu rosného bodu.
K tomu musí byť teplota spätného toku chladiacej kvapaliny na úrovni 40 - 50 ° C alebo nižšej. To znamená, že kondenzačný kotol bude produktívne pracovať len s nízkoteplotným vykurovacím systémom s vysokou zotrvačnosťou. Môže to byť "teplá podlaha" alebo panelové vykurovanie.
Ďalšia podmienka efektívnu prácu zariadenie je špeciálne výmenník tepla, ktorý dokáže dostatočne ochladiť splodiny horenia paliva. Tieto produkty najskôr prejdú najvzdialenejšou časťou výmenníka od spiatočky, predchladia sa, potom opäť prejdú najchladnejšou a najbližšie k vratnej časti ekonomizéra a ochladia sa pod 57 °C.
Vodná para obsiahnutá v produktoch spaľovania kondenzuje na stenách výmenníka tepla a odovzdáva tepelnú energiu uvoľnenú pri kondenzácii. To je na prvý pohľad zanedbateľné množstvo tepla. dokáže zvýšiť účinnosť kotla o 9 - 11% v porovnaní s klasickým konvekčným zariadením.
Takže máme kotol, ktorý prijíma dodatočné teplo ochladzovaním produktov spaľovania plynu. Ako výsledok para kondenzuje na stenách výmenníka tepla a uvoľnená energia sa využíva na ohrev chladiacej kvapaliny.
Zariadenie
Vo všeobecnosti sa zariadenie kondenzačnej jednotky podobá konštrukcii bežného plynového kotla.
Na implementáciu vyššie opísaného princípu sú potrebné nasledujúce uzly:
- Špeciálny výmenník tepla z materiálu odolného voči korózii (meď alebo silumin), ktorý je rozdelený na dve časti. V jednej zo sekcií dochádza k hlavnému ohrevu chladiacej kvapaliny, potom sa produkty spaľovania posielajú do ďalšej sekcie s najchladnejšou vodou, kde vodná para kondenzuje a odovzdáva svoju energiu;
- Uzavretá spaľovacia komora s koaxiálny komín umožňuje presnejšie riadiť proces pohybu produktov spaľovania plynu a nasýtenie zmesi kyslíkom;
- Ventilátor pred výmenníkom tepla s variabilnou rýchlosťou umožňuje udržiavať optimálny pomer vzduch / zemný plyn;
- Komín vyrobený z keramiky alebo tepelne odolného plastu. Tu je možné použiť plast, pretože teplota dymu nepresahuje 70 ° C;
- Spalinové čerpadlo s elektronickou reguláciou výkonu. Optimalizuje chod zariadenia, znižuje hluk a pomáha nastaviť optimálny režim;
- Systém odstraňovania kondenzátu. Voda usadená na stenách výmenníka tepla je odvádzaná do kanalizácie.
Na fotografii - plastový koaxiálny komín.
Pre čo najproduktívnejšiu a najpohodlnejšiu prevádzku zariadenia je potrebné mať nízkoteplotný vykurovací systém, napr.
Zariadenie môžete nastaviť vlastnými rukami, ale je lepšie zavolať špecialistu.
Medzi výhody používania kondenzačných jednotiek sa zvyčajne rozlišujú tieto vlastnosti:
- Väčšina efektívne využitie tepelná energia spaľovania paliva;
- Najvyššia účinnosť zo všetkých známych vykurovacích kotlov;
- Jednoduché pokyny na obsluhu zariadenia;
- Výrazné úspory nákladov na energiu;
- Spoľahlivý a odolný výkon.
Je dôležité pochopiť, že toto nie je inovácia vo fáze vývoja. Zariadenia sa úspešne používajú v mnohých európskych krajinách, a ich obyvatelia sa už dlho nepýtajú, čo to je. V niektorých krajinách, ako je Spojené kráľovstvo, sa predávajú iba kondenzačné kotly, pretože vláde záleží na úsporách a celkovom blahu občanov.
Jedinou nevýhodou je vysoká cena zariadenia, ale to rýchlo zaplatí úsporou plynučo je v Európe veľmi drahé. Vzhľadom na to, že problém vysokých nákladov na energetické zdroje sa postupne stáva relevantným pre každého, občania Ruska by sa tiež mali bližšie pozrieť na túto technológiu.
Záver
Skúmali sme kondenzačný kotol a rozobrali princíp jeho fungovania. Toto zariadenie umožňuje dosiahnuť maximálnu účinnosť a výrazné úspory na vykurovaní. Z videa v tomto článku sa môžete dozvedieť ešte viac informácií a svoje otázky položiť v komentároch.
Energeticky úsporné technológie a hospodárne využívanie s maximálnou efektivitou energetických zdrojov sa stávajú čoraz aktuálnejšími témami. Kondenzačné kotly je výsledkom aplikácie najnovších unikátnych technológií v technológii vykurovania. Majú najvyššiu účinnosť - o 15-17% vyššiu ako bežné atmosférické kotly, životnosť je 2-3x dlhšia, široký výkonový rozsah (až 100 kW a viac).
Vďaka svojej účinnosti kondenzačné kotly sú v Európe veľmi obľúbené, napríklad v Nemecku je 70 % vykurovacích kotlov kondenzačných.
Zásady činnosti kondenzačného kotla je založená na prijímaní a odovzdávaní dodatočnej tepelnej energie chladiacej kvapaline uvoľnenej v procese kondenzácie vodnej pary.
V plynovom kotle s priamym spaľovaním dochádza k prenosu tepelnej energie na nosič tepla ohrevom výmenníka tepla plynový horák v ktorom prebieha spaľovací proces. Jednou zo zložiek plynov vznikajúcich počas spaľovacieho procesu je vodná para, ktorá sa zase objavuje v dôsledku spaľovania vodíka prítomného v zemnom plyne. Časť vodnej pary vykurovací kotol spolu so spalinami odchádzajú komínom do atmosféry a časť vo forme kondenzátu je odvádzaná cez kondenzátne potrubie komína (spravidla do kúpeľne).
Pri plynových kotloch s priamym spaľovaním je negatívnym faktorom kondenzácia, pri kondenzačných kotloch je proces kondenzácie vodnej pary hlavnou podmienkou, na ktorej je založená prevádzka kotla.
Je riešený tak, že vodná para s teplotou 130 až 150 °C je ochladzovaná nosičom tepla zo spiatočky vykurovacieho systému na teplotu pod 57 °C. Pri tejto teplote voda kondenzuje a latentná tepelná energia z kondenzačného procesu sa prenáša do samotného chladiva a pridáva sa k teplu získanému spaľovaním. zemný plyn. Ako vidíte, na zabezpečenie procesu kondenzácie vodnej pary sa používa chladivo spätného vedenia vykurovacieho systému.
Čím nižšia je teplota spätného nosiča tepla v kotle, tým viac kondenzačného tepla sa uvoľňuje, a teda tým vyššia je účinnosť kotla hlavný princíp prevádzka akéhokoľvek kondenzačného kotla.
Maximálnu účinnosť kondenzačného kotla je možné dosiahnuť pri teplote spiatočky 50 - 30 °C. Pri kondenzačnom procese vzniká mierne kyslé prostredie 3-5 pH, preto materiály, z ktorých sú vyrobené komponenty kotla používané vo zvlhčovacích zónach, musia byť odolné voči kyslosti. V oblastiach s vysokou teplotou sa najčastejšie používajú hliníkové zliatiny a nehrdzavejúca oceľ nízke teploty cenovo najvýhodnejšie sú plasty (napr. polypropylén).
Výmenníky tepla kondenzačných kotlov sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a hliníka, vybavené systémom zberu a odvodu kondenzátu, ako aj ventilátorom so stupňovitým systémom napájania. Riadením otáčok ventilátora sa dosiahne optimálny pomer vzduchu a plynu pre proces spaľovania a dosiahne sa vysoká účinnosť. Pre efektívny proces spaľovania plynu sa používajú vstrekovacie horáky s moduláciou plameňa. Odstraňovanie produktov spaľovania plynov prebieha násilne cez koaxiálne potrubie. Teplota spalín je 40-50 °C
PREVÁDZKA
Pre maximálnu efektivitu kondenzačný kotol musia byť prevádzkované v určitom teplotnom rozsahu. Ak je prevádzková teplota medzi 60 a 80°C, dochádza k malej kondenzácii vodnej pary a účinnosť kondenzačného kotla bude približne 98%. Pre porovnanie, tradičný komínový plynový kotol má účinnosť 92% - rozdiel tam je, ale nie je podstatný. Ak je prevádzková teplota vykurovacieho systému od 53 do 30 °C, potom dôjde k výraznej kondenzácii vodných pár a účinnosť sa zvýši na 107-111%. Pri výpočte účinnosti sa tepelná energia zo spaľovania plynu berie ako 100%, k nej sa pripočítava energia prijatá z kondenzačného procesu, preto sa získa hodnota viac ako 100%.
Hlavnou podmienkou dosiahnutia maximálnej účinnosti je použitie kondenzačné kotly na nízkoteplotných vykurovacích systémoch, najlepšie špeciálne navrhnutých pre ne, s teplotným režimom nie vyšším ako 60-40 ° C, maximálne 70-50 ° C).
Väčšina z nich spĺňa tieto systémové požiadavky teplé podlahy s teplotou prívodu vykurovacieho média 40-45°С a teplotou spiatočky 35-30°С, menej vhodné sú radiátorové vykurovacie systémy s teplotou prívodu vykurovacieho média do 70°С a teplotou spiatočky 50°С.
Moderné energeticky úsporné technológie dokážu výrazne ušetriť na vykurovaní, kondenzačné kotlyďalej znižovať náklady na energie a zlepšovať komfort bývania.
Používatelia nášho portálu majú jedinečnú možnosť sledovať, ako v rámci projektu s FORUMHOUSE spolu s našimi partnermi budujeme komfortný a energeticky efektívny vidiecky dom v Moskovskom regióne. K tomu pri stavbe chaty najviac moderné materiály a technológie.
Ako základ bol vybraný UWB a vykurovací systém - teplá podlaha. Okrem toho sa kotolňou stal nástenný kondenzačný plynový kotol. O tom, prečo bolo toto konkrétne zariadenie vybrané pre náš projekt a aké sú výhody jeho práce, vo formáte majstrovskej triedy, vám povie technický špecialista spoločnosti.
- Princíp činnosti kondenzačného plynového generátora tepla.
- Výhody použitia kondenzačného plynového kotla.
- V akom vykurovacom systéme je najlepšie použiť toto zariadenie.
- Na čo si dať pozor pri prevádzke kondenzačného plynového kotla.
Princíp činnosti kondenzačného plynového generátora tepla
Predtým, ako hovoríme o nuansách kondenzačnej technológie, poznamenávame, že energeticky efektívny, a preto pohodlný a ekonomický vidiecky dom je vyvážená budova. To znamená, že okrem uzavretého tepelnoizolačného okruhu sú všetky prvky chaty vrátane inžiniersky systém by mali byť navzájom optimálne prispôsobené. Preto je také dôležité vybrať kotol, ktorý sa hodí k nízkej teplote vykurovací systém„teplá podlaha“, a tiež z dlhodobého hľadiska zníži náklady na nákup energií.
Sergej Bugajev Technik Ariston
V Rusku, na rozdiel od európskych krajín, sú kondenzačné plynové kotly menej bežné. Okrem šetrnosti k životnému prostrediu a väčšieho komfortu, tento druh zariadenie umožňuje znížiť náklady na vykurovanie, tk. takéto kotly pracujú o 15-20% ekonomickejšie ako klasické.
Ak sa pozriete technické údaje kondenzačné plynové kotly, potom môžete venovať pozornosť účinnosti zariadenia - 108-110%. To je v rozpore so zákonom zachovania energie. Zatiaľ čo s uvedením účinnosti bežného konvekčného kotla výrobcovia píšu, že je to 92-95%. Vznikajú otázky: odkiaľ tieto čísla pochádzajú a prečo kondenzačný plynový kotol funguje efektívnejšie ako tradičný?
Faktom je, že takýto výsledok je dosiahnutý vďaka metóde výpočtu tepelnej techniky používanej pre konvenčné plynové kotly, ktorá nezohľadňuje jeden dôležitý bod odparovanie/kondenzácia. Ako viete, pri spaľovaní paliva, napríklad hlavného plynu (metán CH 4), sa uvoľňuje tepelná energia a oxid uhličitý (CO 2), voda (H 2 O) vo forme pary a mnoho ďalších sa tiež tvoria. chemické prvky.
V klasickom kotle môže teplota spalín po prechode výmenníkom dosiahnuť až 175-200 °C.
A vodná para v konvekčnom (bežnom) generátore tepla skutočne „letí do potrubia“, pričom časť tepla (vytvorenej energie) odvádza do atmosféry. Navyše hodnota tejto „stratenej“ energie môže dosiahnuť až 11 %.
Pre zvýšenie účinnosti kotla je potrebné toto teplo využiť ešte pred jeho odchodom a odovzdať jeho energiu cez špeciálny výmenník tepla do nosiča tepla. K tomu je potrebné ochladiť spaliny na teplotu tzv. „rosného bodu“ (asi 55 °C), pri ktorom vodná para kondenzuje za uvoľnenia užitočného tepla. Tie. - využiť energiu fázového prechodu na maximalizáciu využitia výhrevnosti paliva.
Vrátime sa k metóde výpočtu. Palivo má nižšiu a vyššiu výhrevnosť.
- Spalné teplo paliva je množstvo tepla uvoľneného pri jeho spaľovaní s prihliadnutím na energiu vodnej pary obsiahnutej v spalinách.
- Čistá výhrevnosť paliva je množstvo uvoľneného tepla bez zohľadnenia energie skrytej vo vodnej pare.
Účinnosť kotla je vyjadrená v množstve tepelnej energie získanej spaľovaním paliva a odovzdanej do chladiacej kvapaliny. Okrem toho, s uvedením účinnosti generátora tepla, ju môžu výrobcovia štandardne vypočítať podľa metódy s použitím čistej výhrevnosti paliva. Ukazuje sa, že skutočná účinnosť generátora konvekčného tepla je vlastne o 82-85% , a kondenzácii(pamätajte na cca 11% dodatočného spaľovacieho tepla, ktoré dokáže „nabrať“ z vodnej pary) - 93 - 97% .
Tu sa objavujú hodnoty účinnosti kondenzačného kotla presahujúce 100 %. Vďaka vysoká účinnosť takýto generátor tepla spotrebuje menej plynu ako bežný kotol.
Sergej Bugajev
Kondenzačné kotly poskytujú maximálnu účinnosť, ak je teplota spiatočky chladiacej kvapaliny nižšia ako 55 ° C, a to sú nízkoteplotné vykurovacie systémy "teplá podlaha", " teplé steny» alebo systémy so zvýšeným počtom článkov radiátora. V konvenčných vysokoteplotných systémoch bude kotol pracovať v kondenzačnom režime. Iba v veľmi chladné musíme podporovať vysoká teplota chladiacej kvapaliny, zvyšok času, s reguláciou v závislosti od počasia, bude teplota chladiacej kvapaliny nižšia a vďaka tomu ušetríme 5-7% ročne.
Maximálna možná (teoretická) úspora energie pri využití kondenzačného tepla je:
- pri spaľovaní zemného plynu - 11%;
- počas spaľovania skvapalnený plyn(propán-bután) - 9 %;
- počas spaľovania motorová nafta(solárne palivá) - 6 %.
Výhody použitia kondenzačného plynového kotla
Takže sme prišli na teoretickú časť. Teraz vám povieme, ako konštrukčné vlastnosti kondenzačného kotla ovplyvňujú jeho účinnosť a životnosť. Na prvý pohľad sa zdá, že v klasickom kotli je možné využiť dodatočnú energiu vodnej pary ukrytej v spalinách, ktorá ho špeciálne „poháňa“ do nízkoteplotného režimu prevádzky. Napríklad pripojením kotla (to je nesprávne) priamo do systému podlahového vykurovania alebo výrazným znížením teploty chladiacej kvapaliny cirkulujúcej v systéme radiátorového vykurovania. Vyššie sme však už napísali, že pri spaľovaní hlavného plynu sa vytvára celá „hromada“ chemických prvkov. Vodná para obsahuje oxid uhličitý a oxid uhoľnatý oxidy dusíka a nečistoty síry. Pri kondenzácii a prechode pary z plynného do kvapalného skupenstva končia tieto nečistoty vo vode (kondenzáte) a na výstupe sa získava slabý roztok kyseliny.
Sergej Bugajev
Výmenník tepla bežného kotla nevydrží dlhá práca v agresívnom chemickom prostredí časom zhrdzavie a zlyhá. Výmenník tepla kondenzačného kotla je vyrobený z materiálov, ktoré sú odolné voči korózii a kyselinám. Najodolnejším materiálom je nehrdzavejúca oceľ.
Pri výrobe kondenzačného kotla sa používajú iba trvanlivé materiály odolné voči opotrebovaniu. To zvyšuje životnosť a spoľahlivosť tohto zariadenia a znižuje náklady na údržbu.
Okrem toho sú zvýšené požiadavky kladené aj na ostatné konštrukčné prvky kondenzačného generátora tepla, pretože. je potrebné ochladzovať spaliny na požadovanú teplotu. Na tento účel je kotol vybavený horákom s núteným ťahom s vysokým stupňom modulácie. Takýto horák pracuje v širokom výkonovom rozsahu, čo umožňuje optimálne regulovať ohrev vody. Kondenzačné kotly sú tiež vybavené automatizáciou, ktorá zabezpečuje presné udržiavanie režimu spaľovania, teploty spalín a vody vo vratnom potrubí. Prečo sú inštalované obehové čerpadlá, ktoré plynule menia tlakovú silu toku chladiacej kvapaliny, a nie ako jednoduché 2- a 3-rýchlostné čerpadlá. Pri bežnom čerpadle prúdi chladiaca kvapalina kotlom konštantnou rýchlosťou. To vedie k zvýšeniu teploty na "spiatočke", zvýšeniu teploty spalín nad rosný bod a následne k zníženiu účinnosti zariadenia. Taktiež je možné prehrievať vykurovací systém (podlahové kúrenie) a znižovať tepelnú pohodu.
Dôležitá nuansa: horák bežného kotla nemôže pracovať na výkon nižší ako 1/3 maximálneho (nominálneho) výkonu zdroja tepla. Horák kondenzačného kotla môže pracovať pri výkone 1/10 (10%) maximálneho (menovitého) výkonu zdroja tepla.
Sergej Bugajev
Zvážte nasledujúcu situáciu: začala sa vykurovacia sezóna, vonkajšia teplota je -15 °C. Výkon klasického kotla inštalovaného v dome je 25 kW. Minimálny výkon (1/3 maxima), s ktorým môže pracovať, je 7,5 kW. Predpokladajme, že tepelná strata objektu je 15 kW. Tie. kotol, ktorý pracuje nepretržite, kompenzuje tieto tepelné straty, navyše je tu výkonová rezerva. O niekoľko dní neskôr došlo k rozmrazeniu, ktoré, ako vidíte, sa často stáva počas zimy. Výsledkom je, že vonkajšia teplota je teraz okolo 0 °C alebo o niečo nižšia. Tepelné straty budovy v dôsledku zvýšenia vonkajšej teploty sa znížili a teraz dosahujú približne 5 kW. Čo sa stane v tomto prípade?
Bežný kotol nemôže pracuje v nepretržitom režime, vydať 5 kW výkonu potrebného na kompenzáciu tepelných strát. V dôsledku toho prejde do takzvaného cyklického režimu prevádzky. Tie. bude neustále zapínať a vypínať horák, alebo sa vykurovací systém prehrieva.
Tento režim je nepriaznivý pre prevádzku zariadenia a vedie k jeho zrýchlenému opotrebovaniu.
Kondenzačný kotol s rovnakým výkonom a v podobnej situácii vydá v nepretržitej prevádzke pokojne 2,5 kW výkonu (10 % z 25 kW), čo priamo ovplyvňuje životnosť generátora tepla a úroveň komfortu v vidiecky dom.
Kondenzačný kotol doplnený o automatiku kompenzovanú počasím sa flexibilne prispôsobuje zmenám teplotný režim počas celej vykurovacej sezóny.
Moderná automatizácia umožňuje výrazne zjednodušiť proces ovládania kotla, a to aj na diaľku, pomocou špeciálneho mobilná aplikácia pre smartfóny, čo zvyšuje využiteľnosť zariadenia.
Dodávame, že vykurovacia sezóna v Rusku v závislosti od regiónu trvá v priemere 6-7 mesiacov, počnúc jeseňou, keď vonku ešte nie je veľmi chladno, a trvá až do jari.
Približne 60 % tohto času sa priemerná denná teplota vonku pohybuje okolo 0 °C.
Ukazuje sa, že maximálny výkon kotla môže byť potrebný len v relatívne krátkom časovom období (december, január), keď už nastali poriadne mrazy.
V ostatných mesiacoch kotol nie je povinný dosiahnuť maximálny prevádzkový režim a zvýšený prenos tepla. Následne bude kondenzačný kotol na rozdiel od klasického efektívne pracovať ako pri teplotných rozdieloch, tak aj pri miernom mraze. Zároveň sa zníži spotreba plynu, čo v tandeme s nízkoteplotný systém vykurovanie (podlahové kúrenie) zníži náklady na nákup energie.
Aj pri použití kondenzačného kotla spolu s vysokou teplotou radiátorové vykurovanie toto zariadenie funguje efektívnejšie ako tradičné o 5-7%.
Sergej Bugajev
Okrem účinnosti je dôležitou výhodou kondenzačných kotlov schopnosť získať veľká sila s kompaktným vybavením. Kondenzačný plynový kotol v nástenný obzvlášť dôležité pre malé kotly.
Okrem toho má kondenzačný kotol preplňovaný horák, ktorý umožňuje opustiť štandardne drahý komín a koaxiálny komín jednoducho viesť cez otvor v stene. To zjednodušuje inštaláciu zariadenia alebo inštaláciu nového kondenzačného kotla na výmenu starého - klasického, v prípade rekonštrukcie existujúci systém kúrenie.
Vlastnosti prevádzky kondenzačného plynového kotla
Časté otázky spotrebiteľov: čo robiť s kondenzátom získaným počas prevádzky kotla, ako je škodlivý a ako ho zlikvidovať.
Množstvo kondenzátu možno vypočítať nasledovne: 0,14 kg na 1 kWh. Preto kondenzačný plynový kotol s výkonom 24 kW pri prevádzke na výkon 12 kW (pretože väčšina vykurovacie obdobie kotol pracuje s moduláciou a priemerné zaťaženie na ňom môže byť v závislosti od podmienok pod 25%) v pomerne chladnom dni produkuje 40 litrov kondenzátu v režime nízkej teploty.
Kondenzát je možné odvádzať do centrálna kanalizácia, za predpokladu, že bol zriedený v pomere 10 alebo lepšie 25 ku 1. Ak je dom vybavený septikom alebo miestnym čistiareň, kondenzát musí byť neutralizovaný.
Sergej Bugajev
Neutralizátor je nádoba naplnená mramorovými trieskami. Hmotnosť plniva - od 5 do 40 kg. Manuálne sa musí meniť v priemere raz za 1-2 mesiace. Kondenzát, ktorý zvyčajne prechádza cez neutralizátor, sa gravitačne dostáva do kanalizácie.
Zhrnutie
Toto je moderné vybavenie, vyznačujúci sa spoľahlivosťou, hospodárnosťou a efektívnosťou. Znižujú sa aj emisie škodlivých látok do atmosféry, čo je dôležité najmä pri sprísňovaní environmentálnych noriem. Okrem toho inštalácia tohto typu Generátor tepla znížením spotreby plynu z dlhodobého hľadiska zníži náklady na vykurovanie a zvýši úroveň komfortu vo vidieckom dome.
Pojem „kondenzačný kotol“ je pre mnohých synonymom spoľahlivého a ekonomického vykurovacieho zariadenia. Nie každý však vie vysvetliť, čo tento pojem znamená a ako sa kondenzačná jednotka líši od bežného plynového kotla.
Princíp činnosti a vnútorná štruktúra
V tradičnom plyne vykurovacie jednotky spaliny, ktorých teplota je +100-(+170 0 C), sa spolu so vzniknutou vodnou parou odvádzajú do atmosféry. Výhrevnosť paliva používaného v takýchto zariadeniach sa nazýva čistá výhrevnosť. Kondenzačné plynové kotly vďaka použitiu pri ich návrhu a výrobe najnovšie technológie, sú schopné premieňať energiu kondenzácie vodnej pary na teplo.
Definícia! Celková energia spaľovania plynného paliva vrátane energie premeny vodnej pary na kvapalinu sa nazýva spalné teplo paliva.
Vlastnosti výmenníkov tepla kondenzačného zariadenia
Takmer každý plynový kotol môže byť teoreticky vyrobený kondenzačným dodatočným vybavením kondenzátorom / výmenníkom tepla a zabezpečením prídavných aerodynamický odpor odstránenie produktov spaľovania.
Pozor! Povrchová teplota kondenzačný výmenník tepla musí byť pod rosným bodom použitého paliva.
Na začiatku vývoja kondenzačných technológií sa výroba jednotiek tohto typu uberala touto cestou. Prevádzkovými teplárňami boli spravidla podlahové jednotky z liatiny, vybavené lamelovými kondenzačnými modulmi z nehrdzavejúcich ocelí.
Pomerne nedávno sa začali vytvárať jednotné plynové vykurovacie zariadenia, pôvodne určené na prevádzku v kondenzačnom režime. Výmenníky tepla takýchto jednotiek musia:
- zabezpečiť intenzívne a efektívne odstraňovanie energie kondenzácie pary;
- byť odolný voči kondenzátu, ktorý vyvoláva korózne procesy.
Definícia! Kondenzát plynových kotlov je zmesou kyseliny uhličitej, dusičnej, sírovej nízkej koncentrácie.
Plynový kondenzačný kotol sa vyrába s jedným alebo dvoma výmenníkmi tepla:
- V prvom prípade ide o dvojitý výmenník tepla s rozvetvenou teplovýmennou plochou, vyrobený z nehrdzavejúcich ocelí.
- V druhom prípade je vysokoteplotný výmenník tepla vyrobený zo zliatin hliníka a kremíka, medi a nehrdzavejúcej ocele. Spravidla je takýto výmenník tepla vyrobený z nehrdzavejúcej ocele.
Pozor! AT nástenné kotly pre vysokoteplotné výmenníky tepla sa liatina nepoužíva kvôli jej významnej hmotnosti.
Výhody kondenzačných plynových vykurovacích zariadení
- Inovatívny dizajn horáka poskytuje virtuálne úplné spálenie paliva, vďaka vysokej účinnosti sa zníži množstvo spotrebovaného plynu (o 10-15%) a následne sa zníži aj množstvo emisií do atmosféry.
Pozor! Maximálna účinnosť sa dosiahne pri použití jednotiek tohto typu pri nízkoteplotnom vykurovaní, napríklad v systémoch podlahového vykurovania.
- vybavenie vďaka dizajnové prvky, je prakticky tichý.
- Nástenné modely môžu mať výkon až 100 kW, zatiaľ čo tradičné nástenné plynové kotly produkujú maximálny výkon 35 kW.
- Životnosť tohto vykurovacieho zariadenia je 2-3 krát vyššia ako životnosť bežných plynových jednotiek.
Výrobcovia vykurovacích zariadení daného typu
Ku kondenzátoru vykurovacia technika vyššia trieda produkty možno pripísať nemecké spoločnosti Viessmann a Buderus, talianska spoločnosť Baxi.
- Kondenzačný plyn kotly Viessmann Vitodeny majú výkonový rozsah od 4 do 66 kW. Tieto jednotky sú vyrobené s použitím zásadne nového dizajnu vykurovacej plochy. Výmenník tepla Inox-Radial je rovnobežnosten stočený do špirály. Na jeho výrobu sa používa nehrdzavejúca oceľ. Spoločnosť úplne upustila od inštalácie hliníkové výmenníky tepla kvôli menšej odolnosti proti korózii a tým aj kratšej životnosti.
Pozor! Konštrukcia výmenníkov tepla Inox-Radial umožňuje v prípade potreby inštalovať zariadenia na neutralizáciu kondenzátu.
Vitodens 300, 333, 343 sú vybavené modulačnými horákmi na úsporu paliva a modulačným obehové čerpadlá minimalizovanie spotreby energie. Náklady na inštalácie s výkonom 26 kW sú približne 1 800 USD.
- Nemecká spoločnosť Buderus je priekopníkom vo výrobe kondenzačnej techniky. Modely Logamax plus GB 112 sa vyrábajú s výkonom 80 a 100 kW, čo je rekord pre nástenné plynové kotly. Jednotky majú zároveň kompaktné rozmery - ich šírka je rovnaká ako u bežných kotlov s výkonom 24 kW. Toto zariadenie používa rebrovaný výmenník tepla vyrobený zo zliatin kremíka a hliníka. približná cena kotly tejto značky s výkonom 24 kW - 1 400 $.
Modely značky BAXI sú kombináciou vynikajúceho výkonnostné charakteristiky a rozumná cena. 28kW Prime HT stojí približne 1500 dolárov. Tento nástenný kondenzačný kotol ekonomickej triedy je vybavený možnosťou elektronickej modulácie plameňa ako v režime vykurovania, tak aj v režime teplej vody.
