Статьи » Принцип действия конденсационного котла

Итак, газовый котел - это технологичное и ком­фортное «сердце» отопительной системы. А конден­сационный газовый котел благодаря своей более современной конструкции позволяет сделать отоп­ление еще более экономичным и комфортным. Сравним конструкции и характеристики конденса­ционных и обычных котлов.

В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих отходящих газов проходят через теп­лообменник котла, где отдают большую часть своей энергии теплоносителю. Большую, да не всю. Отхо­дящие газы через дымоход выбрасываются в ат­мосферу, при этом теряется часть неиспользован­ной теплоты, поскольку вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар и уносите собой скрытую энергию, которую способен сохранять и передавать системе отопления конденсационный котел.

Принцип действия конденсационного котла.

При охлаждении пар превращается в жидкость, то есть конденсируется, высвобождая при этом опре­делённое количество теплоты. В обычном котле идет борьба с конденсацией, в этом же варианте конден­сация только приветствуется. Конденсация происхо­дит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и отбирает тепло для системы отопления. Количество теплоты, которое может быть получено при полном сжигании единицы топлива, включая долю, высвобождаемую при конденсации пара, называется «высшей» теплотой сгорания топ­лива, в то время как-то же количество теплоты, но без учёта теплоты конденсации, называется «низ­шей» теплотой сгорания топлива. Кстати, принцип работы конденсационного котла был известен бо­лее ста лет назад, но эффективно использовать его стали относительно недавно - как только появилась возможность использования при изготовле­нии котлов устойчивых к коррозии сплавов и раз­личных марок нержавеющей стали.

В этом различии терминов и заключается нали­чие в технических характеристиках конденсацион­ных котлов коэффициента полезного действия по­рядка 108-109%, но в любом случае более 100%. Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать стопроцен­тную «планку». Но древние философы говорили, что, прежде чем начинать спор, следует договориться о тождественности терминов. В этом и заключается суть такой величины КПД: для возможности сравне­ния тепловой эффективности конденсационных и обычных газовых котлов вычисление выполняется на основе значения низшей теплоты сгорания. Исторически сложилось так, что все физические расчеты велись на основании измеряемого значе­ния низшей теплоты сгорания. Таким образом, это не реальный КПД, а сравнительный, или условный. Но и при вычислении КПД на основе значения выс­шей теплоты сгорания величина КПД конденса­ционных котлов получается достаточно высокой, и значительно выше, чем обычных газовых котлов.

Также среди преимуществ конденсационных кот­лов можно назвать их более высокую экономич­ность, примерно на 15-20% выше в сравнении с обычными. Кроме того, в таких котлах используются высокотехнологичные горелки, которые обеспечи­вают приготовление топливно-воздушной смеси в оптимальных для данного режима горения пропор­циях(с непрерывным контролем соотношения «газ -воздух»), что сводит к минимуму вероятность непол­ного сгорания топлива. В результате в отходящих газах значительно снижается количество вредных выбросов, а низкая температура отходящих газов, зачастую ниже 40 °С, позволяет использовать дымо­ходы из пластмассы, что уменьшает затраты на их монтаж. По исполнению конденсационные котлы подобны традиционным. Обычно они выполняются в настенном варианте, хотя выпускаются и наполь­ные конденсационные котлы высокой мощности, которые применяются в промышленных или офис­ных помещениях. Отличаются они от обычных котлов тем, что теплообменник в них иной и выполняется из кислотостойких материалов, таких как силумин или нержавеющая сталь. Ведь образующийся водный конденсат за счет повышенной кислотности может вызвать коррозию стали и чугуна, применяемых при производстве неконденсационных котлов. По форме теплообменник может выполняться, напри­мер, в виде труб сложного сечения с дополнитель­ными спиралевидными ребрами. Все это делается для увеличения площади теплообмена и, соответ­ственно, повышения эффективности работы котла. Кроме этого в конденсационном котле применен вентилятор, установленный перед горелкой, кото­рый «высасывает» из газопровода газ, смешиваете воздухом и направляет к горелке рабочую смесь газа с воздухом.

Удаление дымовых газов, как правило, осущест­вляется через коаксиальные дымоходы, обычно изготовляемые из термостойкого пластика. А упра­вляемый электроникой насос оптимизирует мощ­ность отопления, экономит электроэнергию и сни­жает шум от протекающего в отопительной системе теплоносителя.

Каким бы совершенным ни был котёл, эффек­тивность его работы в значительной степени зави­сит от параметров системы отопления. Чем ниже температура воды, тем более полно будет происхо­дить конденсация водяного пара, а значит, тем большая доля скрытой теплоты будет возвращаться в систему. Таким образом, тем выше будет и КПД котла. Разумеется, и систему отопления под кон­денсационный котел следует применять соответ­ствующую, рассчитанную на более низкую темпера­туру теплоносителя. При проектировании нужно ставить условие, чтобы температура теплоносителя в обратном контуре не превышала 60 °С при любых условиях снаружи. В таком случае при относительно небольшом морозе температура в обратной линии будет составлять около 45-50 °С и котел будет ра­ботать в режиме конденсации. Все необходимые условия соблюдаются в напольных системах отоп­ления или системах низкотемпературного панель­ного отопления. Режим конденсации в этом случае обеспечивается в течение всего периода отопления. Необходимое условие для работы котла в конденса­ционном энергосберегающем режиме - темпера­тура теплоносителя на входе в котел менее 57 °С. Чем температура ниже, тем лучше будет происхо­дить конденсация и тем выше будет КПД котла.

Но даже если установить такой котел на место старого обычного, не меняя систему отопления, все равно большую часть времени он будет работать с эффектом конденсации, то есть более эффективно, чем старый. Связано это с тем, что самые холодные дни составляют в нашем климатическом поясе по­рядка 10% длительности отопительного периода, следовательно, в течение девяти десятых этого пе­риода конденсация возможна.

Наконец, конденсационные газовые котлы могут быть как одно-, так и двухконтурными, применяе­мыми как для отопления, так и для нагревания го­рячей воды, и мощность их может составлять 20-100 кВт. Для бытовых целей этого более чем достаточно, а для промышленного или офисного применения выпускаются более мощные модели в напольном исполнении. Предлагаются также ком­плекты для подключения котлов, расширительные баки, нейтрализаторы конденсата в зависимости от мощности установки, средства для нейтрализации, предохранительные устройства, а также комплекты трубной обвязки котлов и подключения гидравличе­ской стрелки, системы отвода дымовых газов. В Европе это самый массовый тип отопительных при­боров, а во многих странах установка любых других газовых котлов, кроме конденсационных, запре­щена. Причина - более низкие выбросы вредных веществ и более высокий КПД. Так некоторые госу­дарства заботятся о своих гражданах, запрещая продавать не экономичное и не экологичное обору­дование.