Кондензационен газов котел: специфика на работа, плюсове и минуси + разлика от класическите модели

Продавачите на топлинни генератори от кондензационен тип твърдят, че ефективността на предлаганото от нас иновативно оборудване надхвърля 100%. Но трябва да признаете, че това леко противоречи на закона за запазване на енергията, познат на всички ни от училищния курс по физика. И така, каква е мистерията?

От една страна, подобни изявления са трик на търговците. От друга страна обаче има зрънце истина в техните уверения, които убеждават купувача. Ще анализираме подробно как работи кондензационният котел: предимствата и недостатъците, неговата специфична работа и дизайн заслужават подробно проучване.

За да получите пълна представа за кондензационния тип оборудване, нека го сравним с класическия тип генератор на топлинна енергия. Ето характеристиките на неговото свързване и работа. Нека разкрием тайните на свръхвисоката производителност.

Газов кондензационен котел

Високата ефективност на кондензационния газов топлогенератор се осигурява от наличието на допълнителен топлообменник в неговия дизайн. Първият стандартен топлообменник за всички отоплителни котли прехвърля енергията на изгореното гориво към охлаждащата течност. А вторият добавя към това топлината от възстановяването на отработените газове.

Кондензационните котли работят на „синьо гориво“:

• основни (смеси от газове с преобладаване на метан);
• газов резервоар или цилиндър (смес от пропан и бутан с преобладаване на първия или втория компонент).

Приемливо е да се използва всякакъв вид газ.Основното е, че горелката е проектирана да работи с един или друг вид гориво.

Кондензационните газови котли са по-скъпи от конвенционалните модели с конвекция, но ги бият по отношение на разходите за гориво, като намаляват консумацията на газ с 20–30%

Генераторът на кондензационна топлина показва най-добра ефективност при изгаряне на метан. Тук пропан-бутановата смес е малко по-ниска. Освен това, колкото по-висок е делът на пропан, толкова по-добре.

В това отношение „зимният“ газ за газов резервоар дава малко по-висока ефективност на изхода от „летния“ газ, тъй като пропановият компонент в първия случай е по-висок.

За разлика от кондензационния газов котел, при конвекционния котел част от топлинната енергия отива в комина заедно с продуктите от горенето. Следователно класическите дизайни имат ефективност от около 90%. Възможно е да се вдигне по-високо, но технически е твърде трудно.

Икономически това не е оправдано. Но в кондензаторите топлината, получена от изгарянето на газ, се използва по-рационално и пълно, тъй като топлината, отделена по време на обработката на пара, се натрупва и пренася отоплителна система. Това допълнително загрява охлаждащата течност, което позволява да се намали консумацията на гориво на 1 kW получена топлина.

Конструкция и принцип на действие

Конструкцията на кондензационния котел е в много отношения подобна на неговия конвекционен аналог със затворена горивна камера. Само вътре е допълнен с вторичен топлообменник и рекуператор.

Основните характеристики на конструкцията на кондензационния топлогенератор са наличието на втори топлообменник и затворена горивна камера с вентилатор

Газовият кондензационен котел се състои от:

• затворени горивни камери с модулираща горелка;
• първичен топлообменник №1;
• камери за охлаждане на отработените газове до +56–57 ⁰C (точка на оросяване);
• вторичен кондензационен топлообменник № 2;
• комин;
• вентилатор за подаване на въздух;
• резервоар за кондензат и неговата дренажна система.

Въпросното оборудване почти винаги е оборудвано с вградена циркулационна помпа за антифриз. Обичайният вариант с естествен поток на вода през отоплителни тръби е малко полезен тук. Ако помпата не е включена в комплекта, тогава тя определено ще трябва да бъде осигурена при изготвянето на проекта за тръбопроводи на котела.

Допълнителни проценти на ефективност в кондензационен котел се образуват в резултат на загряване на връщането чрез охлаждане на отработените газове в комина

Кондензационните котли в продажба включват едноконтурни и двуконтурен, както и в подов и стенен вариант. В това те не се различават от класическите конвекционни модели.

Принципът на работа на кондензационния газов котел е следният:

1. Нагрятата вода получава основната топлина в топлообменник № 1 от изгарянето на газ.
2. След това охлаждащата течност преминава през отоплителния кръг, охлажда се и влиза във вторичния топлообменник.
3. В резултат на кондензацията на продуктите от горенето в топлообменник № 2, охладената вода се загрява с помощта на възстановена топлина (спестявайки до 30% гориво) и се връща в № 1 в нов циркулационен цикъл.

За прецизен контрол на температурата на димните газове, кондензационните котли винаги са оборудвани с модулираща горелка с диапазон на мощност от 20 до 100% и вентилатор за подаване на въздух.

Нюанси на работа: кондензат и комин

В конвекционен котел продуктите от изгарянето на природен газ CO₂, азотните оксиди и парата се охлаждат само до 140–160 ⁰В. Ако ги охладите отдолу, тягата в комина ще падне, ще започне да се образува агресивен конденз и горелката ще изгасне.

При това развитие на ситуацията всички производители класически газови топлогенератори се стремят да избягват, за да увеличат максимално безопасността на работа, както и да удължат живота на оборудването си.

В кондензационния котел температурата на газовете в комина варира около 40 ⁰В. От една страна това намалява изискванията за топлоустойчивост на материала коминна тръба, но от друга страна налага ограничения при избора му по отношение на устойчивост на киселини.

При охлаждане изгорелите газове от газовия котел образуват агресивен, силно киселинен кондензат, който лесно корозира дори стоманата

Топлообменниците в кондензационните топлогенератори са направени от:

• неръждаема стомана;
• силумин (алуминий със силиций).

И двата материала имат подобрени киселинноустойчиви характеристики. Чугунът и обикновената стомана са напълно неподходящи за кондензаторни резервоари.

Коминната тръба за кондензационен котел може да се монтира само от неръждаема стомана или киселинно устойчива пластмаса. Тухлени, железни и други комини не са подходящи за такова оборудване.

По време на възстановяването във вторичния топлообменник се образува кондензат, който е слаб киселинен разтвор и трябва да бъде отстранен от бойлера

При работа на кондензационен котел с мощност 35–40 kW се образуват около 4–6 литра кондензат. Опростено, излиза около 0,14–0,15 литра на 1 kW топлинна енергия.

Всъщност това е слаба киселина, която е забранено да се излива в автономна канализационна система, тъй като ще унищожи бактериите, участващи в обработката на отпадъците. И преди да се изхвърли в централизирана система, се препоръчва първо да се разреди с вода в съотношение до 25:1.И тогава можете да го премахнете, без да се страхувате да унищожите тръбата.

Ако котелът е монтиран във вила със септична яма или VOC, тогава кондензатът трябва първо да се неутрализира. В противен случай ще убие цялата микрофлора в автономната пречиствателна система.

„Неутрализаторът“ е направен под формата на контейнер с мраморни стърготини с общо тегло 20–40 kg. Когато кондензатът от котела преминава през мрамора, неговото pH се повишава. Течността става неутрална или слабоалкална, вече не е опасна за бактериите в септичната яма и за материала на самата яма. Пълнителят в такъв неутрализатор трябва да се сменя на всеки 4-6 месеца.

Откъде идва ефективността над 100%?

Когато посочват ефективността на работа на газов котел, производителите вземат като основа индикатора за по-ниската калоричност на газа, без да вземат предвид топлината, генерирана по време на кондензацията на водни пари. В конвекционен топлинен генератор, последният, заедно с приблизително 10% от топлинната енергия, се губи напълно за коминна тръба, така че не се взема предвид.

Въпреки това, ако съберете кондензационната вторична топлина и основната топлина от изгорения природен газ, ще получите малко над 100% ефективност. Без измама, само малко трудни числа.

При изчисляване на ефективността въз основа на по-високата калоричност на конвекционен котел, тя ще бъде около 83–85%, а за кондензационен котел ще бъде около 95–97%

По същество "грешната" ефективност над 100% възниква от желанието на производителите на оборудване за генериране на топлина да сравняват сравними показатели.

Просто в конвекционното устройство "водната пара" изобщо не се разглежда, но в кондензационното устройство трябва да се вземе предвид. Оттук и леките разминавания с логиката на основната физика, преподавана в училище.

Плюсове и минуси на кондензационни нагреватели

Предимствата на кондензационния котел включват:

1. Намаляване на вредните емисии с 60–70% (по-голямата част от въглеродния диоксид и азотните оксиди отиват в кондензат).
2. В сравнение с конвекционните модели спестява до 30% от газовото гориво на 1 kW генериран.
3. По-малки размери на газово отоплително оборудване със същата мощност.
4. Ниска температура на продуктите от горенето в комина (само около 40 ⁰СЪС).
5. Възможност за инсталиране на каскада от няколко котела.
6. Универсалност (подходящ както за отоплителни радиатори, така и за „топли подове“).
7. Наличието на интелигентна автоматизация и пълна автономност на газовия топлогенератор без човешка намеса.

Каскадна система от два или три топлинни генератора ви позволява да инсталирате котли с ниска мощност, които правят по-малко шум и вибрират по време на работа от по-мощните модели.

Това улеснява монтажа на цялата отоплителна система и позволява намаляване на размерите. домашно котелно помещение. Плюс това, благодарение на възможността за по-гъвкаво регулиране на процеса на генериране на топлина, общата ефективност на използването на оборудване за генериране на топлина се увеличава.

Разходите за кондензационен котел, в сравнение с конвенционален конвекционен котел, се възстановяват за 5-6 години поради икономии на природен газ

Недостатъците на кондензационните топлинни генератори включват:

1. Висока цена за оборудване (1,5–2 пъти по-висока от класическите модели от конвекционен тип с подобна мощност).
2. Проблеми с изхвърлянето на конденза.
3. Намалена ефективност при използване на котела във високотемпературни отоплителни системи.
4. Енергийна зависимост - вентилаторът, автоматиката и циркулационната помпа изискват електричество за работа.
5. Забранена употреба с антифриз.

Въпреки значителните първоначални разходи, кондензационният котел е напълно оправдан от икономическа гледна точка. По време на работа той повече от връща всички първоначално изразходвани пари.

В Русия такова оборудване все още не е широко разпространено. Газов котел с възстановяване все още е твърде необичаен и малко проучен на нашия пазар. Но интересът към такива генератори на топлина постепенно нараства.

Изводи и полезно видео по темата

Как работи кондензационният топлинен генератор:

Изграждане на газови котли с рекуперация на водни пари:

Всички предимства на кондензационните котли:

Ако внимателно разберете как и по какви принципи работи газовият кондензационен котел, тогава на пръв поглед „неправилната“ ефективност от 108–110% става съвсем разбираема и оправдана от цифрите.

Генератор на топлина с възстановяване на отработените газове е наистина по-ефективен в сравнение с класическия дизайн. Единственият му сериозен недостатък е силно киселинният кондензат, който трябва да се изхвърли някъде.

Моля, напишете коментари в блок формата по-долу. Възможно е да имате информация, която може да допълни запаса от информация, представена в статията. Задавайте въпроси, споделете собствения си опит при избора и експлоатацията на кондензационни котли, публикувайте снимки по темата на статията.