Продажа конденсационных теплогенераторов сопровождается заявлениями о КПД оборудования свыше 100%. Такое утверждение противоречит закону сохранения энергии, изучаемому в школе. В чем же причина такого заявления?
Маркетинговые заявления о котлах часто бывают преувеличеными. Но в них иногда присутствует доля правды. Стоит разобраться, как устроен конденсационный котел: его преимущества, недостатки, принцип работы и конструкция заслуживают более внимательного изучения.
Чтобы полно понять конденсационный тип оборудования, сравним его с традиционным генератором тепла. Рассмотрим нюансы его подключения и работы. Откроем секреты сверхвысокой производительности.
Конденсационный котел на газу
Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора достигается за счет дополнительного теплообменника в его конструкции. Первая, стандартная для всех отопительных котлов система передачи тепла получает энергию от сжигаемого топлива и передает ее теплоносителю. Вторая добавляет к этому еще и тепло от рекуперации выхлопных газов.
Работают конденсационные котлы на природном газе.
- На магистральных газопроводах, где преобладают метан.
- Газгольдерный или баллонный, с смесью пропана и бутана, где преобладает либо пропан, либо бутан.
Можно применять любые виды газа, если горелка предназначена для работы с данным видом топлива.
Конденсационный теплогенератор работает наиболее эффективно при сжигании метана. Смесь пропан-бутан несколько хуже. Доля пропана в смеси влияет на эффективность – её увеличение улучшает работу.
Зимний газ для газохранилища при эксплуатации обеспечивает несколько большее КПД по сравнению с летним за счёт большей доли пропан-компонента.
В отличие от конденсационного газового котла, в конвекционном часть тепловой энергии уходит в дымоход вместе с продуктами горения. Поэтому у классических конструкций коэффициент полезного действия находится в районе 90%. Его повысить можно, но технически это слишком сложно.
С экономической точки зрения это невыгодно. В конденсатных установках же тепло от сгорания газа применяется более эффективно, поскольку выделяемое при переработке пара тепло аккумулируется и передаётся. системе отопленияДополнительный нагрев теплоносителя сокращает потребление топлива для получения 1 кВт тепла.
Устройство и принцип работы
По устройству конденсационный котел схож с конвекционным, имеющим замкнутую камеру сгорания. Внутри его дополняют вторительным теплообменником и блоком рекуперации.
Состоит конденсационный котел на газу из:
- Камеры сгорания закрытого типа, оснащенные регулируемыми горелками.
- первичного теплообменника №1;
- камеры охлаждения выхлопных газов до +56–57 0С (точки росы);
- вторичного конденсационного теплообменника №2;
- дымохода;
- вентилятора подачи воздуха;
- резервуара для конденсата и системы его отвода.
Встроенный циркуляционный насос обычно присутствует в рассматриваемом оборудовании. теплоносителяДля этого случая не подходит стандартная схема с естественной циркуляцией теплоносителя. При отсутствии насоса в комплекте проект подключения котла должен учитывать его включение.
Котлы-конденсатники в продаже есть одноконтурные и двухконтурные…также выпускается в напольном и настенном вариантах. От классических конвекционных моделей таковых различий нет.
Как функционирует конденсационный газовый котел?
- Нагрев воды происходит главным образом в теплообменнике №1 за счет сгорания газа.
- Теплоноситель циркулирует по системе отопления, отдавая тепло, а затем поступает во вторичный теплообменник.
- Остывшую воду в теплообменнике №2 подогревают продуктами горения, экономя до 30% топлива. Затем она поступает в теплообменник №1 для нового цикла циркуляции.
Для точного регулирования температуры отработанных газов в конденсационных котлах устанавливают модулируемую горелку с возможностью изменения мощности от 20 до 100%, а также вентилятор, подающий воздух.
Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход
В конвекционном котле образуются продукты сгорания природного газа. 2, оксиды азота и пар охлаждаются лишь до 140–160 0При охлаждении под определённую границу тяга в дымоходе снизится, будет скапливаться агрессивный конденсат, и погаснет горелка.
Такого развития ситуации все производители классических газовых теплогенераторов Стремятся минимизировать риски и увеличить срок эксплуатации техники.
В конденсационном котле температура газов в трубе для удаления продуктов сгорания варьируется около 40 градусов. 0Это уменьшает требования к жароупорности материала. дымоходной трубыОднако применение другого материала ставит рамки для выбора по прочности против кислотной среды.
Теплообменники в конденсационных теплогенераторах делают из:
- нержавейки;
- силумина (алюминия с кремнием).
Два материала демонстрируют высокую устойчивость к кислотам. Для конденсаторов непригодны чугун и обычная сталь.
Установка дымохода для конденсационного котла допускается только из нержавеющей стали или кислотостойкого пластика.
Работа конденсационного котла мощностью 35–40 кВт приводит к образованию 4–6 литров конденсата. Приблизительно получается 0,14–0,15 литра конденсата на каждый киловатт тепловой энергии.
Это слабая кислота, которую нельзя сливать в автономную канализацию, так как она уничтожит бактерии, участвующие в переработке отходов. Перед сбросом в централизованную систему рекомендуется развести водой в пропорции 1:25. После этого можно удалять раствор, не опасаясь повреждения трубы.
Установление котла в доме с септиком или локальной очисткой требует предварительной нейтрализации конденсата. Иначе произойдет гибель микрофлоры в автономной системе очистки.
Емкость «Нейтрализатор» содержит мраморную крошку массой 20–40 кг. Прохождение конденсата из котла через мрамор повышает pH. Жидкость становится нейтральной или слабощелочной, безопасной для бактерий в септике и материала отстойника. Замена наполнителя в нейтрализаторе производится раз в 4–6 месяцев.
Откуда КПД выше 100%?
Производители эффективности газового котла определяют по показателю низшей теплоты сгорания газа без учета теплоты, образующейся при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последнее вместе с приблизительно 10% тепловой энергии полностью уходит в… дымоходную трубу, поэтому его и не учитывают.
Сложив тепло от сгорания природного газа и конденсационное вторичное тепло, получится показатель эффективности свыше 100%. В этом нет обмана, лишь некоторая особенность расчёта.
Неправильный КПД более 100% получается потому что производители теплогенерирующего оборудования хотят сопоставить несопоставимые показатели.
В конвекционных приборах «водяной пар» не учитывается, а в конденсационных – необходимо.
Плюсы и минусы конденсационного нагревателя
К преимуществам конденсационных котлов относятся:
- Объем вредных выбросов сокращается на 60–70%, большая часть углекислоты и азотных оксидов попадает в конденсат.
- В сравнении с конвекционными моделями, топливная экономия составляет до 30% газа при генерации 1 кВт.
- Нагревающее оборудование на газе с меньшими размерами при равной мощности.
- Температура продуктов сгорания в дымоходе мала, всего около сорока. 0С).
- Можно установить несколько котлов в системе.
- Используется как для радиаторного, так и для напольного отопления.
- Умная автоматика обеспечивает полную автономность работы газового генератора тепла без участия человека.
Система с двумя-тремя теплогенераторами работает с установкой котлов небольшой мощности, что снижает уровень шума и вибрации по сравнению с более мощными моделями.
Установка системы таким образом упрощается, а размеры её уменьшаются. домашней котельнойБлагодаря возможности более гибкого управления процессом нагрева, общее использование оборудования для теплогенерации становится более эффективным.
Недостатки конденсационных теплогенераторов состоят в следующем:
- Цена оборудования высока — примерно в полтора или два раза больше, чем у похожих по производительности моделей с традиционным конвекционным нагревом.
- Проблемы с утилизацией конденсата.
- Потеря производительности котлов при эксплуатации в системах с высокими температурами.
- Для функционирования вентилятора, автоматики и циркуляционного насоса необходим электроэнергия.
- Запрет на использование с антифризами.
Несмотря на большие начальные расходы, конденсационный котел экономически выгоден. В работе он многократно окупится.
В России данное оборудование пока пользуется небольшим спросом. Газовые котлы с рекуперацией пока остаются не столь распространенными и недостаточно изучены на российском рынке. Однако интерес к подобным теплогенераторам постепенно возрастает.
Выводы и полезное видео по теме
Как работает конденсационный теплогенератор:
Система отопления, использующая тепло от паровой воды.
Все преимущества конденсационных котлов:
Внимательное изучение работы газового конденсационного котла позволяет понять, почему показатели его КПД достигают 108–110%.
Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов эффективнее классического варианта. Его главный минус — образующийся высококислотный конденсат, требующий утилизации.
Оставьте комментарии в блоке ниже. Возможно, ваша информация дополнит статью.
Поставьте вопросы, расскажите о своем опыте работы с конденсационными котлами, прикрепите фотографии к теме статьи.