КПД конденсационных котлов

Содержание

Конденсационный котел: обзор технических характеристик + советы по выбору

КПД конденсационных котлов

Ассортимент отопительных котлов, представленных в торговых сетях, необычайно разнообразен и широк. На сегодняшний день есть возможность приобрести не просто хороший, а практически технически совершенный агрегат. Думаете, таких не существует? Вы ошибаетесь.

Рынок стремительно и уверенно завоевывают конденсационные котлы – истинное воплощение экологичности и эффективности. В отличие от типичных газовых котлов, имеющих КПД около 85%, конденсационные агрегаты способны расходовать топливо более экономно – и демонстрировать при этом КПД 95-96%.

В связи с этим рациональные европейцы поощряют повсеместную эксплуатацию такого оборудования даже на законодательном уровне.

Несмотря на сравнительно большую стоимость конденсационных котлов по сравнению с «привычными конструкциями», первые успешно и быстро окупаются в условиях непрерывного роста цен на газ. Конденсационники предлагают практически все ведущие производители отопительного оборудования — Vaillant, Junkers, Ferroli, Baxi, Viessmann.

Конденсация водяного пара, являющегося результатом сгорания углеводоров – это одна из наиболее перспективных инновационных технологий производства тепла. Именно поэтому можно с уверенностью сказать, что за такими агрегатами – будущее.

Немного из истории прогрессивной разработки

Первые «представители» конденсационных котлов появились еще в 50-х годах. Естественно, эти модели были весьма и весьма далеки от совершенства – но реальную экономию топлива демонстрировали уже тогда.

Ключевым их минусом была недолговечность конструкционных элементов, контактирующих с агрессивным конденсатом.

Стальные и чугунные теплообменники скоропостижно приходили в негодность под «натиском» безжалостной коррозии, и устройство выходило из строя.

Конденсационные котлы, максимально подобные современным по конструкции и качеству, мир увидел в 70-х годах. Их теплообменники уже изготавливались из нержавейки – долговечного и надежного материала.

Современные конденсационные котлы — воплощение экономии, экологичности и высокой эффективности. По мнению многих экспертов, их однозначно ждет перспективное будущее на рынке отопительного оборудования

Различные исследования и наработки в отношении использования «скрытой энергии парообразования» были и в Советском Союзе, но в силу множества причин стать массовыми и глобальными им так и не удалось.

Принцип работы таких агрегатов

Как известно, принцип функционирования любого отопительного котла предельно прост:

  1. Сгорает топливо.
  2. Выделяется тепловая энергия.
  3. Тепловая энергия через теплообменник «поступает» к теплоносителю.

Естественно, не обходится без теплопотерь. В традиционном газовом котле отходящие газы через дымоход «улетучиваются» в атмосферу; вместе с ними уходит и часть неиспользованной теплоты, потому что вместе с газами теряется также водяной пар, образующийся при сгорании топлива.

Этот пар как раз и содержит ту скрытую энергию, которую умеют сохранять и передавать отопительной системе конденсационные котлы. Добыча «драгоценного тепла» становится возможной благодаря конденсации пара в специальном теплообменнике.

Поток воды («обратки») охлаждает пары до температуры точки росы; выделяемая при конденсации паров энергия поглощается этой же водой.

Теплообменники конденсационников изготавливаются исключительно из устойчивых к коррозии материалов – нержавейки или силумина, поскольку практическая польза конденсата, к сожалению, ничуть не улучшает его химически агрессивный состав.

Обычно конденсат собирается в особом, встроенном в агрегат резервуаре, а уже затем отводится в канализацию. В связи с высокой агрессивностью данного продукта «жизнедеятельности» котла, в разных странах были приняты различные нормы и правила его отведения.

В одних конденсат разрешается отправлять сразу в канализацию, в других его требуется предварительно нейтрализовать. Нейтрализаторы конденсата предлагают многие фирмы-производители.

Что они собой представляют? Это емкости, наполненные гранулятом, содержащие кальциевые либо магниевые соединения.

Определение реального КПД котла

Конденсационные котлы можно смело «внедрять» и в традиционные, и в низкотемпературные системы вроде теплого пола. Работая в тандеме с последними, данные агрегаты демонстрируют необычайно высокую эффективность, поскольку условия для конденсации создаются практически идеальные.

Грамотная установка системы «конденсационный котел+теплый пол» позволяет полностью отказаться от радиаторов и эксплуатировать теплые полы как основной, а не вспомогательный источник тепла

Часто приходится слышать, что КПД конденсационного котла может достигать фантастических 109%. Такие дерзкие заявления производителей обычно приводят в изумление людей хоть мало-мальски разбирающихся в физике.

Ведь получается, что в продаже появились фактически вечные двигатели! На самом же деле это исключительно маркетинговый ход, призванный всего лишь привлечь внимание к разработке, и ни в коем случае не претендующий на научную истину.

Но как же получилась такая цифра? Оказывается, «зашкаливающий» за 100% коэффициент полезного действия — результат тщательного сравнения конденсационников с рядовыми газовыми котлами.

«Нонсенс» объясняется специалистами так: КПД типичного котла рассчитывается по низшей теплоте сгорания, без учета «улетающей в трубу» теплоты, и составляет при такой математике 92-95%.

КПД конденсационного котла по этой методике расчета — целых 100%.

Если же к нему добавить 8-9%-ный «заряд энергии» от использования скрытой теплоты конденсации, как раз и получится «феноменальная производительность». Но это все условно.

Если же производить объективные расчеты, оказывается, что КПД стандартных агрегатов составляет всего 84-86%, а конденсационных – немногим более 95%. И это при идеальных условиях.

Конденсационный котел можно всегда оснастить современной погодозависимой автоматикой. Она управляет котлом, ориентируясь на среднесуточную температуру, тем самым еще больше повышая эффективность работы оборудования

Конденсационные котлы – оборудование с закрытой камерой сгорания. Подача воздуха, удаление продуктов сгорания осуществляются в «принудительном порядке». Они не нуждаются в классическом дымоходе и являются достаточно безопасными. Их можно подключать к таким системам дымооудаления как двухтрубная система, коаксильный дымоход и др.

Сравнительно невысокая температура продуктов сгорания конденсационников позволяет обустраивать дымоотводящую систему для них с помощью пластиковых труб. Это позволяет немного сэкономить, что не может не радовать

Стоит ли приобретать «конденсационник»?

Конденсационники бывают настенные и напольные. Мощность первых в зависимости от модели может составлять до 120 кВт, вторых – до 320 и более кВт. При необходимости увеличения мощности установок можно увязывать котлы в каскад.

В зависимости от предназначения, различают одноконтурные и двухконтурные конденсационные котлы. Одноконтурные – исключительно для решения вопроса отопления; двухконтурные – это отопление + ГВС.

Каскадное подключение конденсационных котлов позволяет с легкостью организовать компактную, удобную в эксплуатации котельную, способную демонстрировать в переходный период колоссальную экономию

До сих пор в сомнениях, стоит ли обзаводиться конденсационным котлом и возлагать на него большие надежды? Объективный взгляд на преимущества и недостатки данного оборудования поможет вам сделать правильный выбор.

Конденсационные котлы обладают характеристиками, превосходящими даже самые жесткие требования, предъявляемые к отопительным агрегатам сертификационными органами. Они рекомендованы для установки в заповедных и курортных зонах. Количество вредных выбросов у конденсационных котлов меньше чем у газовых в 5-8 раз

К основным плюсам агрегатов можно отнести:

  • Предельную компактность. Конденсационник мощностью до 120 кВт всегда можно найти в настенном исполнении. Традиционные котлы такой же мощности бывают, как правило, исключительно напольными, следовательно, занимают намного больше места;
  • Малый вес;
  • Высокую эффективность;
  • Глубокую модуляцию;
  • Экономию средств на обустройство дымохода;
  • Экологичность – минимум вредных выбросов в окружающую среду;
  • Пониженную вибрацию;
  • Низкий уровень шума. Грамотно продуманная конструкция агрегатов позволяет практически полностью исключить шумовые эффекты. Эксплуатация котлов данного типа внутри жилых помещений не вызывает никакого дискомфорта;
  • И главное, существенное уменьшение расходов на газ – от 10% до 35% в зависимости от «исходных условий».

Из минусов оборудования стоит отметить:

  • Весьма высокую стоимость. Конденсационник обойдется на 40-120% дороже обычного котла;
  • Неэффективность при сильных морозах. Когда на улице лютая стужа, температуру воды в отопительной системе однозначно приходится повышать. Если температура возвратной воды превысит 60 градусов, конденсационный котел не сможет выполнять свою чудо-функцию и перейдет в режим обычного котла с КПД около 85%.

Практика показывает, что, несмотря на все нюансы, конденсационные котлы – верный выбор вдумчивых хозяев, ценящих грамотную экономию и жаждущих привнести в свой дом максимальный тепловой комфорт.

Обратите внимание, что наслаждаться по настоящему эффективной системой на базе конденсационного котла вы сможете только в том случае, если доверитесь в вопросах выбора и установки оборудования грамотным профессионалам.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/kondensacionnyj-kotel.html

Конденсационный котел отопления: что это такое, принцип работы, лучшие модели

КПД конденсационных котлов

Постоянный рост цен на энергоносители вынудил ученых и специалистов разработать новейшую модификацию котлоагрегата — конденсационный котел.

Это инновационная отопительная технология, использует энергию конденсации водяного пара, образующегося при сгорании газа, и является перспективным направлением для российского рынка. В странах Европы их устанавливают везде, где только можно, а в ряде государств они являются единственными котлами, которые допущены к эксплуатации.

Предпосылкой таких жесточайших ограничений — является проверенная временем эффективность схемы производства конденсационного тепла и ее экологическая безопасность.

Устройство и принцип работы конденсационных котлов

По конструкции конденсационный котел (КК) в значительной мере напоминает принцип работы конвекционного агрегата с закрытой камерой сгорания.

Отличие только в том, что он дополнительно укомплектовывается вторичным теплообменным аппаратом и блоком рекуперации.

Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:

  1. Закрытой топочной камеры с модулируемым горелочным устройством.
  2. Первичным теплообменным аппаратом No1.
  3. Камеры сгорания уходящих газов при точке росы до +55 С.
  4. Вторичного конденсационного теплообменного аппарата No2.
  5. Дымоотводящей системы.
  6. Вентилятора для нагнетания подачи воздуха в котел.
  7. Емкости для сбора и отвода конденсата.
  8. Электронасоса для циркуляции теплоносителя.

Принцип работы конденсационных котлов:

  1. Базовое количество тепловой энергии от сгорания газового топлива, греющая вода получает в теплообменном аппарате No1. Далее подающая вода из котла поступает в отопительный контур внутридомовой системы, где отдает тепло через радиаторы, охлаждается и направляется в низкотемпературный контур, на теплообменное устройство No2, где происходит глубокий отвод тепла дымовых газов, ниже точки росы +55С.
  2. В теплообменнике No2 остывшая вода из обратного трубопровода системы отопления, нагревается за счет рекуперации тепла от конденсации влаги дымовых газов и поступает для основного нагрева в подогреватель No1 расположенного в зоне высоких топочных температур. Такая тепловая схема нагрева воды отопительного контура позволяет экономить до 20 % топлива.
  3. Высокоточный контроль температуры отработанных газов, в конденсационном отопителе происходит благодаря высокому уровню автоматизации и применения модулируемой горелки с принудительной воздухоподачей и с диапазоном регулировки мощности от 20 до 100%.

    Принцип действия конденсационного котла. Источник фото: warmhouse.by

Сравнение с обычными котлами

Первое, что выделяет конденсационные отопительные котлы и шокирует покупателей — это диковинно большой КПД, больше 100%. При этом теоретическая физика настаивает на том, что такого не бывает. И это действительно так. В данном случае производители просто используют своеобразную систему расчетов.

Для того чтобы понять, что такое конденсационный котел и за счет чего он получает дополнительную тепловую энергию, необходимо рассмотреть Qн низшую и Qв высшую теплотворную способность топлива.

У натурального топлива существует 2 точки сгорания: высшая и низшая, между которыми существует большая разница.

Qв = Qн +k*(W+9H);

Где:

  • K — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);
  • W — количество воды в горючем веществе, %;
  • H — количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

Собственно использование тепла от конденсации влаги, в обычных котлах выбрасывается в атмосферу, повышает КПД в конденсационных котлах.

Разница между обычным и конденсационным котлом

КПД

При сгорании равного объема газа, конденсационные котлоагрегаты выделяют на 15-20% больше тепловой энергии, чем классический аналог. Данный результат образуется в связи с установкой дополнительного теплового элемента котла, особого теплообменного аппарата — водяного экономайзера, отбирающего тепло от уходящих дымовых газов ниже точки конденсации +55 C.

Для того чтобы привести в соответствие эти расчеты многие страны ЕС сейчас перешли на модернизированный способ определения КПД, в котором учитывается все выделяемое тепло сгорания топлива.

И по таким, обновленным расчетам, реальный КПД конденсационного котла достигает 95%, например, как у немецких моделей конденсационного типа Wolf, а КПД обыкновенных конвекционных аналогов котлов не превышает 85%.

Таким образом, действительно у конденсационных котлов имеется существенное преимущество по эффективности, по сравнению с традиционными отопительными котлами.

Экономия

Принципиальным фактором, определяющего высокую экономичность конденсационного котла, является наличие глубокого модулирования пламени, реализуемое в горелочных устройствах котлоагрегатов данного типа.

Модуляция пламени — это потенциальная возможность автоматической регулировки котла от 25 до 100%. Для традиционных газовых отопителей данный диапазон возможен от 45% до 100%.

Грелка с модуляцией пламени. Источник фото: arkodan.

com

Кроме того, эффективность такого отопительного котла в большей степени исходит от технической возможности системы, чем меньше температура обратки, тем наиболее полно конденсируются водяные пары в дымовых газах, а следовательно, тем больше скрытой теплоты сгорания возвращается в нагревательную систему, и, следовательно, с большим КПД работает котел.

При минимальной отрицательной температуре наружного воздуха, температура в обратке будет примерно 45-50 С и агрегат будет функционировать в варианте конденсации. Необходимые условия, самым эффективным образом, соблюдаются в напольных или низкотемпературных системах отопления.

Конденсат

По информации фирм изготовителей конденсационного теплового оборудования, исходя из конструкции и настройки теплового режима, объем образовывающегося конденсата равняется примерно 0.12-0.16 л на 1 кВт-ч выработанной энергии.

Следовательно, размер конденсатной влаги, возникающей при работе агрегата до 30 кВт, будет составлять приблизительно 4 л/ч, а при работе 500 кВт — от 50 до 75 л/ч.

По действующим государственным санитарным нормам сброса сточных вод, запрещен слив в канализацию стоков с рН ниже 6.5 и выше 9. Поэтому в состав оборудования КК, должна быть включена установка по нейтрализации таких кислотных стоков.

Требования к дымоходам

Конденсационные котлы не позволяют экономить на материалах для производства дымовентиляционных систем. К ним предъявляются особые требования, поскольку отвод дымовых газов происходит с температурами ниже точки росы + 55 С.

При этом необходимо учитывать, что конденсация паров в дымовых газах происходит не только в котлоагрегате, но частично уже в дымоходе. Кислотная агрессивная влажная среда в дымоходе, где-то pH=4, является губительной для стандартного дымохода обычного котла.

Важно правильно смонтировать дымоход

Здесь необходимы совершенно другие низкотемпературные, кислотостойкие материалы из теплоустойчивых полимеров, кислотоупорной высококачественной некорродирующей стали либо алюминия и его сплавов.

Топ 5 конденсационных газовых котлов по рейтингу

Предпочтительный газовый конденсационный котлоагрегат такой, который отвечает насущным потребностям собственника дома по объемам выработки тепловой энергии, оборудован современной автоматикой для экономной и безопасной эксплуатации и имеет доступную цену.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Это газовый конденсационный напольный котел от итальянского известного изготовителя. Котлоагрегат одноконтурный, рассчитанный исключительно для отопления.

Преимущества модификации:

  1. Сверхвысокий КПД — 105,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность — 35 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
  5. Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
  6. Полнофункциональная защита.
  7. Предварительная очистка конденсата.
  8. Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
  9. Цена: 83420 руб.

Недостатки напольного конденсационного котла Baxi:

  • работает только с низкотемпературными теплоносителями в системе «теплый пол»;
  • высокая стоимость;
  • реализуется только под заказ, длительный период доставки.

Buderus Logamax plus GB062-24 KD

Также конденсационный котел немецкой компании. Модель с теплопроизводительностью 24 кВт предназначенная для отопления жилых домов.

Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:

  1. Сверхвысокий КПД — 103,0 %.
  2. Площадь нагрева до 250 м2.
  3. Теплопроизводительность — 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
  7. Цена: 63700 руб.

Недостатки котлоагрегата — высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Bosch Condens 2500W WBC 24-1

Турецкий двухконтурный газовый котел с мощностью по отоплению — 24 кВт.

Преимущества модификации:

  1. Сверхвысокий КПД — 110,0 %.
  2. Площадь нагрева до 192 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению — 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материалы, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля теплотехнических процессов.
  7. Расширительный бак — 6л.
  8. Цена: 89670 руб.

Недостатки конденсационного котла Bosch:

  • недоступность для работы на сжиженном газе;
  • высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкий бренд Vaillant — лидер в производстве бытовых отопительных котлоагрегатов, выпускает одноконтурную конденсационную модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 со стальным теплообменным аппаратом. Котел, рассчитан для нагрева жилых и общественных помещений до 200 кв.м.

Преимущества котла Vaillant:

  1. Сверхвысокий КПД — 108,0 %.
  2. Площадь нагрева до 200 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению — 20 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
  8. Расширительный бак — 10 л.
  9. Цена: 62270 руб.

Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий одноконтурный конденсационный котлоагрегат. Мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м.

Котел Viessmann Vitodens. Источник фото: ferencziepuletgepeszet.hu

Преимущества котла Viessmann:

  1. Сверхвысокий КПД — 108,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению — 35 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
  8. Цена: 105806 руб.

Недостатки котлоагрегата — высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Что учесть при обслуживании и эксплуатации

Перед приобретением и монтажом конденсационного котла необходимо принимать во внимание, что они обладают определенными отличиями:

  • вывод дымовых газов может производиться исключительно через коаксиальный дымоотвод;
  • для вывода конденсатной влаги в систему городской канализации требуется провести специфический антикоррозионный трубопровод и оборудоватьсистему повышения рН конденсата до 6.5;
  • к конденсационным котлоагрегатам возможно подсоединить бойлер косвенного нагрева;
  • для того, чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, рекомендуется запитать котел через электрический стабилизатор.

Конденсационный котлоагрегат наиболее распространённый вариант отопительных котлов в странах Европы. Во многих государствах установка иных отопительных агрегатов запрещена.

Это вызвано высокими выбросами вредных веществ, и низким КПД у традиционного отопительного котла.

Источник: https://kotle.ru/gazovye-kotly/kondensatsionnyj-kotel

Конденсационные котлы их применение

КПД конденсационных котлов

КПД не может быть больше 100%. Показатель КПД для конденсащионных котлов превышает 100%. Это связано не с нарушениями законов физики, а с особенностями методики расчета КПД.

Данная методика была разработана для традиционных котлов и не учитывает теплоты, выделяемой при конденсации пара, который образуется при сгорании газа.

В европейских странах уже отказались от этой методики и привели все показатели КПД к более привычному виду (меньше 100%).

Основное отличие работы конденсационных котлов.

Отличие работы конденсационного газового котла от традиционного газового котла заключается в использовании не только тепла, выделяемого при сгорании газа, но и тепла, выделяемого при конденсации пара, образующегося при сгорании газа.

При расчете КПД отопительного котла используется отношение полезной теплоты, переданной теплоносителю, к теплоте сгорания топлива.

Для органического топлива различают низшую и высшую теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания связана только с прямым теплом, выделяемым при сгорании. Высшая теплота сгорания учитывает теплоту, выделяемую при конденсации образовавшегося пара.

При сгорании природного газа (метана) выделяется углекислый газ и вода:CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O. Вода при высокой температуре в области горения превращается в пар. Если этот пар затем охладить до температуры точки росы, то он опять превращается в воду и выделяет энергию в виде тепла.

Размер этой теплоты составляет до 12% от основной теплоты сгорания газа.

При расчете КПД конденсационных котлов используется низшая теплота сгорания газа для того чтобы иметь возможность сравнить с КПД традиционных котлов. В итоге конденсационный котел использует всю низшую теплоту сгорания газа (98%) и плюс теплоту конденсации (12%), поэтому КПД конденсационных котлов достигает 110%.

Конструктивно газовые конденсационные котлы отличаются от традиционных котлов.

Продукты сгорания проходят через теплообменник из нержавеющего материала и по мере прохождения остывают до температуры обратки системы отопления, которая должна быть меньше температуры точки росы (50-60°С).

Образующийся конденсат имеет пониженную кислотность (РН=3,5-4,5, нормальная кислотность РН=7), поэтому при большом объеме конденсата (по итальянским нормам при суммарной мощности котлов более 116 кВт, по немецким — более 200 кВт) необходимо устанавливать специальные нейтрализаторов конденсата.

Количество конденсата: при работе конденсационного котла мощностью 35 кВт может образовываться конденсат в размере максимум 6,5 л/ч.

Конденсационные котлы — это новая технология в отопительной технике. Их КПД на 15-17% выше, чем у обычных котлов, причем КПД имеет максимальное значение при комфортном низкотемпературном отоплении (50/30 °С), в т.ч.

отоплении теплыми полами; срок службы в 2 — 3 раза больше, чем у обычных навесных котлов; широкий диапазон модуляции; конденсационные навесные котлы могут иметь мощность свыше 100 кВт (обычные навесные котлы — не более 35 кВт).

У традиционных котлов образующиеся при сгорании топлива водяные пары вместе с дымовыми газами, имеющими температуру 100 — 170 °С, удаляются в атмосферу. Теплота сгорания топлива, которая используется в традиционных котлах, называется низшей теплотворностью топлива. В существующих на сегодняшний день методиках расчета КПД котлов она принимается за 100%.

Энергия, выделяемая при конденсации паров воды, содержащихся в дымовых газах, составляет дополнительные 11%. Конденсационные котлы, благодаря внедрению новых технологий, используют эту дополнительно энергию конденсации пара для нагрева воды, поэтому они и называются конденсационными.

Следуя такому расчету максимальный, теоретически возможный КПД конденсационных котлов составляет 111%. А полная энергия сгорания топлива, включающая энергию конденсации водяных паров, называется высшей теплотворностью топлива.

Очевидно, что КПД конденсационных котлов превышающий 100% является условным, а правильное и понятное для всех значение КПД будет иметь, если при его расчетах за 100% принять высшую теплотворность топлива.

Пример состава потерь в котлах и их типичные значения КПД приведены в таблице.

Тип котлаОбычныйКонденсационный
Максимально возможный КПД111%111%
Потери с отходящими дымовыми газами6%2%
Потери теплового излучения2%1%
Потери теплоты конденсации11%1%
Итого КПД92%107%

Как видно из таблицы в конденсационных котлах не только реализована возможность получать дополнительную теплоту конденсации, но и снижены другие потери. Суммарный выигрыш для КПД составляет в среднем 15-17%.

Температура конденсации водяных паров в отходящих дымовых газах — около 57 °С. Именно ниже этой температуры в конденсационных котлах начинает выделяться дополнительная теплота конденсации.

Для обеспечения конденсации пара в конденсационных котлах используется вода обратной линии отопительной системы. Чем ниже температура обратной воды в котле, тем больше выделяется теплоты конденсации, тем выше КПД котла.

Максимальный КПД конденсационных котлов указывается обычно для температурного режима 50/30 °С.

Такие результаты получены, благодаря внедрению новейших технологий. Теплообменник конденсационных котлов, выполненный из высококачественной нержавеющей стали, имеет замкнутую спиральную конструкцию с множеством отверстий для прохождения газа.

Дымовые газы после нагрева подающей воды, попадают в область низкотемпературной обратной воды. Благодаря этому достигается низкая температура охлажденных газов, что позволяет получить наибольшую теплоту конденсации водяных паров и наименьшие потери с уходящими дымовыми газами.

Горелка из нержавеющей стали с предварительным смешением газа и воздуха обеспечивает также наиболее полное сгорание топлива.

Источник: http://rimko.org/kondensat.php

Стоит ли использовать конденсационный котел для газового отопления?

КПД конденсационных котлов

Из-за постоянно поднимающихся цен на энергоресурсы дала толчок для изобретения инженерами и учеными нового вида теплогенераторов.

Конденсационный газовый котел при врезке в низкотемпературную отопительную систему может достичь показателей КПД более 100%. Данный вид оборудования отлично подойдет для самых различных помещений.

Далее рассмотрим, каким образом это достигается, и в чем заключается принцип его работы.

Как работает теплогенератор конденсационного типа?

Данный тип котла это младший брат обычного газотопливного конвекционного котла. Обычные газовые котлы, принцип работы которых схож, обладают КПД примерно ~90%.

А где теряются еще 10%? Ответ проще, чем можно себе представить – вылетают в трубу.

Продукты результатов горения газа, которые покидают систему через дымоход, разогреты до температуры порядка 150 – 250оС, следовательно, потерянные 10% греют воздух на улице.

Принцип работы конденсационного газового котла несколько отличается.

После отработки основного процесса сжигания и отдав большую часть выделенного в процессе тепла теплообменнику, агрегат доостужает газообразные продукты результатов сгорания до 50-60оС, то есть до момента начала образования водного конденсата. Этого вполне хватает для того чтобы значительно повысить КПД, в конкретном случае – количество теплоэнергии, которая передается теплоносителю. Но это еще не все.

При достижении точки росы (температуры 56оС) частицы пара начинают собираться в капли, говоря научным языком – происходит процесс конденсации.

В это время выделяется дополнительная энергия от конденсируемых паров, затраченная ранее на испарение воды и в стандартных газовых котлах уходящая в трубу вместе парогазовой смесью.

Конденсационный котел «забирает» тепло, которое выделяется при конденсации водяного пара и передает его на теплоноситель.

Производители котлов конденсатного типа обязательно заостряют внимание своих будущих покупателей на том, что КПД устройства гораздо больше 100%. Каким образом это происходит? Ни какие законы физики в этом случае не попираются, просто в данной ситуации используется другая система расчетов.

При оценке КПД котлов отопления, в расчет идет та часть выделяемого тепла, которая передается теплоносителю.

Если суммировать тепло, которое котел передает теплоносителю в момент своей работы и тепло от глубокого охлаждения газообразных продуктов горения в итоге получится 100%.

Но если к этим значениям прибавит также тепло, которое выделяется при конденсации пара, тогда результат будет около 108-110%.

Если рассматривать вычисления с физической точки зрения, то можно сказать что они не совсем правильные. КПД более 100% является хитрым ходом маркетологов, который используют неточность устаревших расчетов.

И все-таки, конденсационные котлы газового отопления, в отличие от стандартного конвектора, «выжимает» из сгорания топлива практически все.

Плюсы более чем очевидны – меньшее потребление ресурсов и более высокая эффективность.

Какие элементы в основе конструкции агрегата?

Конструкция основных узлов конденсационного котла не сильно, но, тем не менее, имеет небольшие отличия от стандартного газового. Главными элементами его конструкции являются:

  • в камере сгорания установлена горелка, система подачи топлива и вентилятор, который предназначен для нагнетания воздуха;
  • первичный теплообменник;
  • камера предназначенная для того чтобы доохлаждать смесь до температуры которая предельно близка к 56-57°C;
  • конденсационный теплообменник;
  • резервуар, предназначенный для сбора конденсата;
  • дымоход, отводящий холодные дымовые газы;
  • насос, предназначенный для обеспечения в системе циркуляции теплоносителя.

Первичный теплообменник, сопряженный с камерой сгорания, необходим для охлаждения выделяющихся газов до температуры, которая значительно превышает точку. После чего дымовая смесь принудительно отходит в конденсационный теплообменник, предназначающийся для доохлождения ее до температуры, которая значительно ниже точки росы, меньше 56 оС.

Во время этого процесса водяной пар конденсируется на стенках теплообменника, где из него «выжимается» последнее. Конденсат стекает в специальный резервуар, из которого по отводящей трубе стекает в канализацию.

Теплоноситель, который представлен здесь в виде воды, движется в направлении, которое противоположно движению парогазовой смеси. Холодная вода (находящаяся в обратном трубопроводе отопительной системы) предварительно подогревается в конденсационном теплообменнике. После чего она поступает в первичный теплообменник, здесь он не прогревается до температуры, которая установлена пользователем.

Конденсат – представляет собой смесь разбавленных неорганических кислот. Их концентрация в конденсате достаточно низкая, но из-за того что температура в системе постоянно высокая, теплоноситель можно смело называть агрессивной жидкостью. Данный фактор напрямую повлиял на то, что для производства этих котлов применяют устойчивые кислостойкие материалы – силумин или нержавеющую сталь.

Допускается слив конденсата в центральную канализационную систему, с условием, что он разбавлен в пропорции 10 к 1, а лучше 25 к 1. В случае, когда дом оборудован локальной очистной станцией, конденсат необходимо нейтрализовать.

Конденсация пара должна происходить непосредственно на конденсационном теплообменнике. Остальное что проходит далее, в дымоход, теряется для отопления, а также оказывает разрушающее действие на материал, из которого изготовлен дымоход.

Поэтому его делают из пластика или нержавеющей стали, а горизонтальные участки устанавливают с небольшим уклоном, для того чтобы вода, которая образуется во время конденсации малых объемов пара, каким-либо образом попавших в дымоход сливалась в котел обратно.

Горелка в котельном оборудовании позволяет осуществлять регулировку количества тепла, которое требуется в разных объемах в разное время суток.

В конденсационных котлах горелки бывают двух типов: модулируемой, иными словами с возможностью плавного регулирования мощности в процессе работы, и немоделируемой, то есть с заданной мощностью.

Большинство современных котлов оборудуются моделируемыми горелками.

В чем основные преимущества и недостатки?

После того как были получены общие представления об устройстве конденсационного котла  и принципе его работы, можно перейти к описанию его положительных и отрицательных сторон. Так как это в дальнейшем поможет вам ориентироваться во время его приобретения, стоит ли приобретать подобное оборудование либо лучше остановить свой выбор на обычном конвекционном котле.

Конденсационный котел обладает достаточно длинным списком положительных качеств, чем объясняется его все больше растущая популярность:

  1. Относительно стандартного конвекционного котла, конденсационный позволяет сэкономить вплоть до 35% топлива.
  2. Малый вес и небольшие габариты оборудования.
  3. Из-за низкой температуры дымовых газов можно использовать пластиковые дымоходы, что намного дешевле по сравнению с классическими стальными.
  4. Есть возможность каскадного монтажа.
  5. Из-за практически бесшумной работы повышается уровень комфорта в доме, что положительно сказывается на условиях проживания.
  6. Уровень вредных выбросов в сравнении с традиционными газовыми моделями ниже на 70%.

Стоит отметить, что стандартные конвекционные котлы выбрасывают в атмосферу пары воды с примесями различных вредных кислот (серной, угольной, азотной, фосфорной).

У конденсационных котлов подобное недоразумение исключено, так как все кислоты осаждаются вместе с конденсатом.

Но при учете проблематичности утилизации конденсата, экологичность конденсационного котла по большому счету так же можно поставить под сомнение.

Не взирая на достаточно длинный перечень положительных качеств, конденсационный котел не является идеальным устройством, так как он не лишен и недостатков:

  • достаточно высокая рыночная стоимость;
  • дороговизна теплообменника;
  • нет смысла применения в системах с высокотемпературным режимом;
  • проблемы с утилизацией конденсата;
  • высокие требования к качеству забираемого воздуха.

Дополнительные проценты теплоэнергии требуют дополнительных расходов. Из-за технических сложностей устройства конденсационного котла его стоимость вырастает. Как правило, по сравнению со стандартным агрегатом, конденсационный котел той же мощности обходится в несколько раз дороже.

Но из-за того что данное оборудование приобретается не на 1-2 года, а как правило на пару десятилетий, то предпочтение необходимо отдавать техническим инновациям, что положительно отразится на условиях комфорта во время работы оборудования.

Ожидаемая экономия средств при использовании такого оборудования может быть достигнута только при соблюдении следующих условий – подобное оборудование должно монтироваться в доме с постоянным проживанием и оборудованным низкотемпературной системой теплых полов.

Эффект также зависит и от средней температуры в холодный период , то есть от места расположения где находится дом. Говоря простым языком: при большей необходимости тепловой энергии – целесообразней установить подобное оборудование.

Когда можно получить КПД 100%?

Как правило, КПД в 100% можно достичь далеко не всегда, данное значение напрямую зависит от типа отопительной системы. Есть два типа систем, которые довольно сильно различаются по принципу действия – высокотемпературные и низкотемпературные. Главным их различием является различие диапазона температур теплоносителя на входе и выходе из теплогенератора.

Стандартные высокотемпературные отопительные системы имеют соотношение температур теплоносителя на подаче и обратке 75-80оС к 55-60оС. Конденсационный котел целесообразней устанавливать только в системах работающих с низкотемпературным режимом, где температуры подачи и обратки имеют соотношение 50-55оС к 30-35 оС.

Данное соотношение будет оптимальным решением, где обогрев помещений осуществляется системой теплых полов.

Иначе для обогрева помещений необходим монтаж дополнительных радиаторов, чья полезная рабочая поверхность в 2,5-3 раза выше, и которые рассчитаны на то, что температура теплоносителя не будет превышать 50оС.

Это достаточно просто объяснить: чем ниже температура теплоносителя в обратке, тем интенсивней процесс конденсации.

108-110% КПД котла можно достичь только при установке конденсационного котла в низкотемпературной системе отопления. Если же подобное оборудование смонтировать в системе, работающей с высокими температурами, максимально достижимое КПД будет около 98-99% — это намного выше, по сравнению с обычными конвекционными котлами, но гораздо меньше чем должно быть.

Из всего вышеизложенного следует, что если вы намерены извлечь из отопительного оборудования максимум выгоды, то решение о монтаже конденсационного агрегата лучше принимать на стадии строительства. В противном случае придется менять высокотемпературную отопительную систему на низкотемпературную систему, и реконструировать здание, что сильно ударит по карману.

Как продлить срок эксплуатации?

Теплообмениик – главная, технически сложная и самая дорогая часть конденсационного агрегата. Если эта часть системы выйдет из строя, то придется, довольно хорошо раскошелится. Та сумма, которая будет потрачена на приобретение и на оплату работы специалиста по его замене, равна стоимости нового конвекционного котла той же мощности.

Это говорит о том, что состояние теплообменника должно тщательнейшим образом контролироваться. Его промывка, в случае, когда он забьется, весьма трудоемкая процедура. При монтаже конденсационного котла требуется сделать ревизию всей системы отопления – в случае наличия ржавых батарей либо труб, их необходимо сразу же заменить.

Качество теплоносителя также в значительной степени влияет на состояние теплоносителя. Качество воды должно быть мягким, в противном случае внутренняя поверхность  трубок покроется накипью. В теплоносителе также недопустимо присутствие посторонних взвесей, ржавчины, железных и кальциевых солей.

Из-за содержания в составе конденсата различных кислот, теплообменник должен обладать свойством, противостоять их воздействиям.  Наиболее распространенным материалом для изготовления теплообменников является силумин либо нержавеющая сталь высокого качества. Для изготовления теплообменников из силумина применяется литье.

Из-за более низкой цены материала и метода изготовления, силуминовые теплообменники намного дешевле чем изготовленные из нержавеющей стали. Но у таких теплообменников есть один существенный недостаток, в отличие от нержавеющей стали, силумин менее устойчив к агрессивной кислотной среде.

Теплообменники, изготовленные из нержавеющей стали производят методом сварки отдельных деталей. Итоговая цена х изделий гораздо выше, чем изготовленных из силумина. Но нержавеющая сталь обладает гораздо более высоким уровнем сопротивления кислотной среде, что повышает уровень надежности оборудования.

Достаточно важным фактором, который необходимо учесть для нормальной работы оборудования, является отвод продуктов сгорания и подача воздуха для горения. В отличии от конвекционных, которые осуществляют забор воздуха из помещения, конденсационные осуществляют его с улицы. Одним из главных отличий конденсационных котлов от конвекционных является использование закрытой камеры сгорания.

Конденсационный газовый котел является современным устройством, чьими главными характеристиками является надежность, эффективность и экономичность работы. Кроме того, конденсационный котел, у которого принцип работы основан на сжигании газа, выбрасывает значительно меньше вредных веществ в атмосферу, что является немаловажным фактором, учитывая ужесточение экологических норм.

Более того, монтаж теплогенератора данного типа, из-за уменьшения расхода газа, позволит существенно снизить расходы на отопление при долгосрочном использовании, а также позволит повысить условия комфортного проживания в загородном доме.

Источник: https://SantehnikPortal.ru/otoplenie/kondensacionnyj-kotel.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.