Конденсационный газовый котел: преимущества и недостатки, принцип работы + отличия от других конструкций

Продавцы конденсационных теплогенераторов заявляют, что эффективность предлагаемого нам инновационного оборудования превышает 100%. Но согласитесь, что это немного противоречит закону сохранения энергии, который всем нам знаком по школьному курсу физики. Так в чем же загадка?

С одной стороны, подобные претензии – уловка маркетологов. Однако, с другой стороны, в их страховках есть доля правды, которая убеждает покупателя. Разберем подробно, как работает конденсационный котел: достоинства и недостатки, его конкретная работа и конструкция заслуживают подробного изучения.

Чтобы получить полное представление о типе конденсационного оборудования, сравним его с классическим типом генератора тепловой энергии. Вот особенности его подключения и работы. Давайте откроем секреты сверхвысокой производительности.

Газовый конденсационный котел

Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый теплообменник, стандартный для всех отопительных котлов, передает энергию сгоревшего топлива теплоносителю. А второй добавляет к этому теплоту рекуперации выхлопных газов.

Конденсационные котлы работают на «голубом топливе»:

  • основной (газовая смесь с преобладанием метана);
  • газометр или баллон (смесь пропана с бутаном с преобладанием первого или второго компонента).

может быть использован любой газовый вариант. Главное, чтобы горелка была рассчитана на работу с тем или иным видом топлива.

Газовые конденсационные котлы дороже обычных конвекционных моделей, но превосходят их по затратам на топливо за счет снижения расхода газа на 20-30%

Конденсаторный теплогенератор показывает лучший КПД при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь здесь немного ниже. Кроме того, чем выше доля пропана, тем лучше.

В связи с этим «зимний» газ для газометра дает несколько больший выход на выходе, чем «летний», поскольку пропановая составляющая в первом случае больше.

В отличие от газового конденсационного котла в конвекционном котле часть тепловой энергии уходит в дымоход вместе с продуктами сгорания. Таким образом, для классических конструкций КПД составляет порядка 90%. Можно поднять выше, но технически это слишком сложно.

Это не оправдано с экономической точки зрения. Но в конденсатах тепло, получаемое от сгорания газа, используется более рационально и полно, так как тепло, выделяющееся при обработке пара, накапливается и передается в систему отопления. Таким способом дополнительно нагревается теплоноситель, что позволяет снизить расход топлива на 1 кВт полученного тепла.

Устройство и принцип работы

Конструкция конденсационного котла во многом аналогична конвекционному аналогу с закрытой камерой сгорания. Только внутри он объединен с вторичным теплообменником и рекуператором.

Основными характеристиками конденсационного теплогенератора являются наличие второго теплообменника и закрытой камеры сгорания с вентилятором

Газовый конденсационный котел состоит из:

  • закрытые камеры сгорания с модулирующей горелкой;
  • первичный теплообменник n. 1;
  • камеры охлаждения выхлопных газов до + 56-57 0С (точка росы);
  • конденсационный вторичный теплообменник n. 2;
  • дымовая труба;
  • вентилятор приточного воздуха;
  • емкость для конденсата и дренажная система.

Рассматриваемое оборудование практически всегда оснащено встроенным циркуляционным насосом теплоносителя. Обычный вариант с естественным протоком воды по трубам отопления здесь малопригоден. Если в комплекте нет насоса, его обязательно потребуется поставить при составлении проекта обвязки котла.

Дополнительные проценты КПД конденсационного котла образуются в результате нагрева обратной линии за счет охлаждения дымовых газов в дымоходе

Предлагаемые конденсационные котлы бывают одноконтурными и двухконтурными, а также в напольном и настенном исполнении. Этим они не отличаются от классических моделей конвекции.

Принцип работы газового конденсационного котла следующий:

  1. Нагретая вода получает основное тепло в теплообменнике No. 1 от сжигания газа.
  2. Затем теплоноситель проходит по отопительному контуру, охлаждается и поступает во вторичный теплообменник.
  3. Из-за конденсации продуктов сгорания в теплообменнике n. 2, охлажденная вода нагревается за счет рекуперированного тепла (экономия до 30% топлива) и возвращается к нулю. 1 в новом цикле обращения.

Для точного контроля температуры дымовых газов конденсационные котлы всегда оснащаются модулируемой горелкой мощностью от 20 до 100% и вентилятором нагнетания воздуха.

Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход

В конвекционном котле продукты сгорания природного газа СО2, оксидов азота и пара охлаждаются только до 140-160 ° С. Если охладить их ниже, тяга в дымоходе уменьшится, начнется образование агрессивного конденсата и горелка погаснет.

Все производители классических газовых теплогенераторов стремятся избежать такого развития ситуации, чтобы максимально повысить безопасность труда и продлить срок службы своего оборудования.

В конденсационном котле температура газов в дымоходе колеблется в районе 40 ° C. С одной стороны, это снижает требования к термостойкости материала дымохода, но, с другой стороны, накладывает ограничения на его выбор с точки зрения устойчивости к кислотам.

Дымовые газы газового котла при охлаждении образуют агрессивный и сильнокислый конденсат, который легко разъедает даже сталь

Теплообменники конденсационных теплогенераторов состоят из:

  • нержавеющая сталь;
  • силумин (алюминий с кремнием).

Оба этих материала обладают улучшенными кислотостойкими свойствами. Чугун и обычная сталь для конденсаторов совершенно не подходят.

Дымоход для конденсационного котла можно устанавливать только из нержавеющей стали или кислотостойкого пластика. Керамические, железные и прочие камины для такого оборудования не подходят.

Во время рекуперации во вторичном теплообменнике образуется конденсат, представляющий собой слабый раствор кислоты, который необходимо удалить из водонагревателя

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

По сути, это слабая кислота, которую запрещено сбрасывать в автономную канализацию, так как она уничтожит бактерии, участвующие в переработке отходов. Да и перед загрузкой в ​​централизованную систему рекомендуется сначала развести водой в соотношении до 25: 1. А потом уже можно снимать, не опасаясь порвать трубу.

Если котел установлен в коттедже с септиком или ЛОС, в первую очередь необходимо нейтрализовать конденсат. В противном случае он убьет всю микрофлору в автономной системе очистки.

«Нейтрализатор» выполнен в виде емкости с мраморной крошкой общим весом 20-40 кг. Проходя через мрамор, конденсат из котла увеличивает pH. Жидкость становится нейтральной или слабощелочной, перестает опасной для бактерий септика и для материала самой ямы. Менять наполнитель в таком нейтрализаторе необходимо каждые 4-6 месяцев.

Откуда берется эффективность более 100%?

При указании КПД газового котла производители берут за основу показатель наименьшей теплотворной способности газа без учета тепла, выделяемого при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последняя вместе с примерно 10% тепловой энергии полностью уходит в дымоход, поэтому не учитывается.

Однако, если вы добавите вторичное тепло конденсации и основное тепло сжигаемого природного газа, вы получите более 100% КПД. Никакого мошенничества, только небольшая хитрость в цифрах.

При расчете КПД по максимальной теплоте сгорания для конвекционного котла он будет в районе 83-85%, а для конденсационного котла – около 95-97%

Фактически «неправильный» КПД более 100% возникает из-за стремления производителей теплогенерирующего оборудования сравнивать сопоставимые показатели.

просто в конвекционном устройстве «водяной пар» вообще не учитывается, а в конденсационном – его нужно учитывать. Таким образом, есть небольшие несоответствия с логикой базовой физики, которой учат в школе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Среди преимуществ конденсационного котла можно выделить:

  1. Снижение вредных выбросов на 60-70% (большая часть углекислого газа и оксидов азота уходит в конденсацию).
  2. По сравнению с конвекционными моделями, экономия до 30% топливного газа на 1 кВт выработки.
  3. Небольшие габариты газовых обогревателей при такой же мощности.
  4. Низкая температура продуктов сгорания в дымоходе (всего около 40 ° C).
  5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
  6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
  7. Наличие интеллектуальной автоматики и полная автономность газового теплогенератора без вмешательства человека.

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

Это упрощает монтаж всей системы отопления и позволяет уменьшить размеры бытовой котельной. Кроме того, благодаря возможности более гибкого регулирования процесса тепловыделения повышается общая эффективность использования теплового оборудования.

Стоимость конденсационного котла по сравнению с обычным конвекционным котлом окупается за 5-6 лет благодаря экономии на природном газе

Среди недостатков конденсационных теплогенераторов следует отметить:

  1. Высокая цена на оборудование (в 1,5-2 раза выше, чем у моделей классического конвекционного типа аналогичной мощности).
  2. Проблемы с отводом конденсата.
  3. Пониженный КПД при использовании котла в высокотемпературных системах отопления.
  4. Неустойчивость: для работы вентилятора, автоматики и циркуляционного насоса требуется электричество.
  5. Запрещение использования с антифризом.

Несмотря на немалые первоначальные затраты, конденсационный котел экономически оправдан. В эксплуатации возвращает больше, чем все изначально потраченные деньги.

В России такая техника пока не получила широкого распространения. Котел-утилизатор пока еще слишком необычный и малоизученный на нашем рынке. Но постепенно интерес к таким теплогенераторам растет.

Выводы и полезные видео по теме

Как работает конденсационный теплогенератор:

Установка газовых котлов с рекуперацией пара:

Все преимущества конденсационных котлов:

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, на первый взгляд «неправильный» КПД в 108-110% становится вполне понятными и оправданными цифрами.

Действительно, теплогенератор с рекуперацией выхлопных газов более эффективен, чем обычная конструкция. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с повышенной кислотностью, который необходимо куда-то сбрасывать.

Пожалуйста, напишите свои комментарии в форме блока ниже. Не исключено, что вы владеете информацией, которая может пополнить запас информации, представленной в статье. Задавайте вопросы, делитесь опытом выбора и эксплуатации конденсационных котлов, размещайте фото по теме статьи.

Источник – https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/kondensatsionnyy-gazovyy-kotel-preimuschestva-i-nedostatki.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: