Zasada działania gazowych kotłów kondensacyjnych. Kocioł kondensacyjny – zasada działania, zalety i wady. Cechy wymienników ciepła urządzeń kondensacyjnych

Dla większości współcześni ludzie którzy tak czy inaczej stoją przed wyborem kotła grzewczego, urządzenie takie jak kocioł kondensacyjny kojarzy się z niezawodnością, trwałością i wydajnością. To porównawcze nowy rozwój, którego dana osoba jeszcze w pełni nie zrozumiała - tak, przypisuje się mu wiele zalet, ale czy tak jest naprawdę, czas pokaże. Nie będziemy tego wyprzedzić, ale po prostu przyjrzymy się, co to jest i jak działa. Wspólnie z witryną zrozumiemy zasadę działania, zgodnie z którą działa gazowy kocioł kondensacyjny, poznamy jego zalety i wady, a także wiele innych cech charakterystycznych dla tego urządzenia spalającego.

Zdjęcie dwuprzewodowego kotła gazowego kondensacyjnego

Kondensacyjny kocioł gazowy: co to jest?

Jeśli porównamy standardowy kocioł gazowy z jego analogiem kondensacyjnym, możemy dojść do wniosku, że różnice między nimi polegają nie tylko na niektórych innowacjach, ale na radykalnym różne zasady praca. Tak, w obu przypadkach ogrzewanie chłodziwa następuje w wyniku spalania gazu, ale w kotle kondensacyjnym ogrzewanie chłodziwa odbywa się dodatkowo za pomocą gazów spalinowych.

Ponadto system oddymiania w tym przypadku wytwarza pierwotne ogrzewanie cieczy - gazów spalinowych, w których duże ilości zawiera parę wodną, najpierw podgrzewa się płyn chłodzący, a dopiero potem gaz bezpośrednio podgrzewa go do zadanej temperatury. To wszystko dzięki temu następuje oszczędność paliwa – sprawność kotłów kondensacyjnych jest o 15-20% wyższa w porównaniu do standardowych jednostek tego typu.

Jak działa taki kocioł? Jeśli nie zagłębisz się szczegółowo w jego konstrukcję, możesz opisać sekwencję cyklu technologicznego podgrzewania chłodziwa w następujący sposób.

Wszystko jest proste, ale w rzeczywistości takie podejście do podgrzewania chłodziwa wymaga ponownego wyposażenia kotła. Po pierwsze, chłodziwo dostarczane jest do systemu grzewczego w takich jednostkach na dnie kotła. Po drugie, górny niskotemperaturowy kondensacyjny wymiennik ciepła wyposażony jest w zbiornik do gromadzenia kondensatu. Po trzecie, wszystkie te innowacje znacznie zwiększają wymiary kotła. W zasadzie łatwo to wszystko znieść, jeśli taki sprzęt naprawdę pozwala zaoszczędzić gaz, co jest główną zaletą tego typu kotła. Ale poza tym ten sprzęt gazowy ma inne zalety.

Plusy i minusy kotłów gazowych kondensacyjnych

Jak już rozumiesz, główną zaletą gazowych kotłów kondensacyjnych jest ich wysoki współczynnik przydatna akcja– nie zwiększając kosztów paliwa, produkują więcej mocy niż klasyczny sprzęt gazowy ten typ. Oprócz tego do pozytywne aspekty Działanie tych kotłów może również obejmować następujące punkty.

Wszystko to jest bardzo dobre, ale oprócz zalet gazowe kotły kondensacyjne mają również wady. Po pierwsze, maksymalną wydajność i oszczędność pracy osiąga się tylko w warunkach pracy w niskiej temperaturze - jeśli temperatura chłodziwa w rurociągu powrotnym przekroczy 50 stopni, kocioł będzie działał jak standardowe urządzenie gazowe. Nakłada to pewne ograniczenia na zakres jego stosowania – aby zapewnić wydajną i ekonomiczną pracę kocioł kondensacyjny, niezbędny duży obszar. Alternatywnie można je stosować w systemach z duża liczba ciepłe podłogi. Po drugie, koszt jest ponad 2 razy wyższy niż cena konwencjonalnego kotła gazowego. Po trzecie, złożona i trudna regulacja systemu grzewczego, którą bardzo trudno przeprowadzić bez specjalistów. Po czwarte, istnieje potrzeba odprowadzania kondensatu - do tego typu urządzeń kotłowych należy zainstalować odgałęzienie.

Ale to nie wszystkie nieprzyjemne aspekty użytkowania gazowych kotłów kondensacyjnych – w połączeniu z konwencjonalnymi kotłami liniowymi nie działają one tak, jak oczekiwano. Maksymalna wydajność tego sprzętu jest możliwa tylko dzięki obwody kolektorów okablowanie instalacji grzewczej.

Rodzaje kondensacyjnych kotłów gazowych

Podobnie jak większość innych kotłów gazowych, urządzenia kondensacyjne tego typu można klasyfikować według kilku kryteriów.

Podobnie jak wszystkie inne kotły, agregaty skraplające różnią się mocą, na co należy przede wszystkim zwrócić uwagę, ponieważ zdolność kotła do ogrzania pomieszczenia o danej powierzchni w pełni zależy od tego wskaźnika. Maksymalna moc ściennych kotłów kondensacyjnych nie może przekraczać 24 kW - dla kontrastu, ta sama wartość w przypadku tego typu urządzeń stojących może sięgać nawet 100 kW.

Producenci kotłów kondensacyjnych

Nie jest tajemnicą, że jakość każdego produktu zależy od producenta – kotły kondensacyjne nie są wyjątkiem. Kosztują dużo pieniędzy i kupując takie urządzenia, trzeba mieć pewność, że pieniądze nie zostaną zmarnowane, a będą mogły służyć przez długi czas. długoterminowy. W związku z tym lepiej jest preferować wybór zaufanych producentów, do których należą następujące firmy.

Jeśli mówimy o sprzęt kondensacyjny klasa ekonomiczna, to tutaj możemy wyróżnić Kotły BAXI, które mają optymalną kombinację właściwości technicznych i kosztów - kocioł o mocy 28 kW będzie kosztować konsumenta około 1500 dolarów. Jednocześnie producent daje dość znaczną gwarancję na swoje produkty, co czyni ten kocioł bardzo przystępnym cenowo dla szerokiego grona osób.

Na zakończenie tematu o kondensacyjnym kotle gazowym powiem kilka słów o jednym bardzo ważnym punkcie, który wpływa na żywotność tego typu urządzeń. Mówimy o wymienniku ciepła, a raczej o materiale, z którego jest wykonany – prawie wszystkie kotły kondensacyjne wyposażone są w wymienniki ciepła wykonane z stal nierdzewna lub ze stopów krzemowo-aluminiowych. W zasadzie obie opcje sprawdzają się dobrze, ale stal nierdzewna jest mniej podatna na korozję w wyniku kondensacji. Oba będą działać przez długi czas, ale stal nierdzewna wytrzyma najdłużej.

W produkcji systemów grzewczych najbardziej obiecującą innowacyjną technologią jest kondensacja pary wodnej, która powstaje podczas spalania węglowodorów. Kotły kondensacyjne działają na tej zasadzie. Ten nowy sprzęt grzewczy pojawił się niedawno na rynku rosyjskim, ale już cieszy się dużym zainteresowaniem konsumentów. W sprzedaży znajdują się kotły kondensacyjne producentów zagranicznych i krajowych.

Szeroką ofertę kotłów kondensacyjnych oferuje firma BAXI, która dzięki wysoka jakość swoich produktów, stała się liderem Rynek rosyjski wyposażenie kotła. Kotły kondensacyjne Baxi to podłogowe i ścienne kotły kondensacyjne charakteryzujące się wysoką sprawnością. Inni znane marki Urządzenia kotłowe na rynku krajowym można nazwać kotłami kondensacyjnymi Vaillant i Visman.

Kocioł kondensacyjny

Zasady spalania i kondensacji

Każde paliwo węglowodorowe podczas spalania wytwarza ciepło. W procesie spalania paliwa powstają produkty końcowe dwutlenek węgla(CO 2) i (H 2 O) woda, która pod wpływem wysokich temperatur zamienia się w parę. Kiedy woda paruje, zużywa ciepło, ale można je odzyskać w procesie kondensacji, to znaczy, jeśli woda przejdzie z fazy gazowej z powrotem do fazy ciekłej.

Jak działają kotły kondensacyjne

Zasada działania kotłów kondensacyjnych była znana od dawna, jednak nie można było jej zastosować w urządzeniach kotłowych wykonanych z żeliwa i stali, ponieważ kondensat wodny, silnie kwaśny i zawierający dwutlenek węgla, powodował korozję stali i żeliwa kotły. Dopiero wraz z pojawieniem się stopów odpornych na korozję i stali nierdzewnej stało się możliwe wprowadzenie tę technologię w produkcji wyposażenia kotłowego.

Jak już wiemy, po ochłodzeniu para ponownie zamienia się w stan ciekły i wydziela pewną ilość ciepła. Jeśli weźmiemy pod uwagę zwykły kocioł, to podczas jego pracy występuje walka z procesem kondensacji, natomiast w kotłach kondensacyjnych kondensacja jest tylko mile widziana. Ich konstrukcja przewiduje specjalny wymiennik ciepła, w którym zachodzi proces kondensacji, a ciepło powstałe w trakcie tego procesu jest odprowadzane do systemu grzewczego

Kocioł kondensacyjny ma współczynnik sprawności 108-109%. Jak to możliwe, jeśli zgodnie z prawem wydajność fizyki nie może przekroczyć 100%, ponieważ straty energii w każdym procesie są nieuniknione.

W kotłach niekondensacyjnych nie cały gaz jest usuwany podczas spalania. energia cieplna, ale tylko większość. Strumień ciepła w wymienniku schładza się dopiero do temperatury 140-160°C; po schłodzeniu do niższej temperatury ciąg w kominie maleje i tworzy się agresywny kondensat, powodując korozję elementów kotła. Energia cieplna, którą można uzyskać w procesie kondensacji w konwencjonalne kotły nie jest używany, nazywa się go ukrytym.

Gazowe kotły kondensacyjne wykorzystują w swojej pracy energię ukrytą w skraplającej się parze wodnej, dzięki czemu ich sprawność w porównaniu ze sprawnością kotłów konwencjonalnych przekracza 100%. Głównym elementem każdego kotła jest wymiennik ciepła. W konstrukcji kotłów kondensacyjnych istnieją dwa wymienniki ciepła. Mogą być oddzielne lub łączone (dwustopniowe). Pierwszy wymiennik ciepła działa w taki sam sposób, jak w konwencjonalnych kotłach. Przepływa przez niego strumień ciepła, ale nie schładza się poniżej punktu rosy. Drugi wymiennik ciepła kondensacyjnego odbiera ciepło pozostałe z produktów spalania i schładza je do temperatury poniżej punktu rosy.

Para wodna skrapla się na ściankach drugiego wymiennika ciepła i oddaje do wody utajoną energię cieplną. W tym momencie z produktów spalania pobierane jest dodatkowe ciepło, których temperatura na wylocie z wymiennika jest tylko o 10-15°C wyższa od temperatury płynu chłodzącego.

Aby rozwiązać problem korozji spowodowanej agresywnym kondensatem, producenci do produkcji kotłów stosują materiały odporne na korozję i chemikalia (stal nierdzewna, silumin (stop aluminiowo-krzemowy)).

W Europie, a zwłaszcza w Niemczech, obowiązują przepisy wymagające neutralizacji kondensatu przed odprowadzeniem go do kanalizacji. Neutralizator to pojemnik z granulatem magnezu i potasu. Przechodząc przez te odczynniki zasadowe, kondensat zostaje zneutralizowany, a odprowadzony do kanalizacji nie stwarza zagrożenia dla zdrowia. środowisko. W Rosji normy sanitarne nie wymagają neutralizacji kondensatu, dlatego jest on po prostu gromadzony w specjalnym zbiorniku przewidzianym w konstrukcji kotła, a następnie odprowadzany do kanalizacji w pierwotnej postaci. W kotłach o mocy do 30 kW, przeznaczonych do ogrzewania domów prywatnych, w ciągu 24 godzin pracy powstaje około 30 litrów kondensatu.

Zalety i wady kotłów kondensacyjnych

Kocioł grzewczy ścienny

Gazowy kocioł kondensacyjny można nazwać jednym z najbardziej ekonomicznych i wysoce wydajnych urządzeń grzewczych. Jego sprawność jest o 10-15% wyższa niż w przypadku tradycyjnego kotła. Ponadto kotły kondensacyjne są o 20% bardziej ekonomiczne niż konwencjonalne urządzenia kotłowe.

W konstrukcjach kotłów kondensacyjnych zastosowano nowoczesne palniki, które przygotowują mieszanki paliwowo-powietrzne w optymalnych proporcjach, co minimalizuje możliwość niepełnego spalania paliwa. Dzięki temu zmniejsza się ilość uwalnianych szkodliwych substancji.

Spaliny charakteryzują się niską temperaturą (poniżej 40°C), co pozwala na zastosowanie kominów plastikowych do kotłów kondensacyjnych, obniżając w ten sposób koszty wykonania instalacji grzewczej.

Do zalet kotłów kondensacyjnych zalicza się:

małe wymiary i niewielka waga wyposażenia kotła;
wydajność (oszczędność gazu wynosi 35% w sezonie);
głęboka modulacja (oszczędność gazu przy częściowych obciążeniach);
niski poziom wibracji i niski poziom hałasu;
możliwość montażu kaskadowego;
oszczędności na kominie (można zainstalować kominy o mniejszej średnicy);
redukcja emisji szkodliwych substancji NO X i CO 2 (7 razy mniejsza niż w przypadku kotłów konwencjonalnych).

Kaskada kotłów kondensacyjnych

Ze względu na małe wymiary i niewielką wagę wyposażenia kotła, wymagana jest instalacja kotła mniej miejsca jednocześnie zmniejszają się koszty jego transportu i montażu. Panuje błędne przekonanie, że kotły kondensacyjne działają efektywnie tylko w połączeniu z promiennikowym ogrzewaniem podłogowym. W przeciwnym razie ich wydajność nie jest większa niż w przypadku tradycyjnych kotłów. Ale to nieprawda. Konstrukcja kotła kondensacyjnego posiada palnik modulacyjny, który pozwala na głęboką modulację mocy, przy jednoczesnej redukcji kosztów gazu i powietrza.

Proces kondensacji w kotle zachodzi także wtedy, gdy urządzenia grzewcze współpracują z systemem ogrzewania grzejnikowego. Przy zmniejszonych obciążeniach sprawność kotła kondensacyjnego może łatwo osiągnąć wysokie wartości, w przeciwieństwie do konwencjonalnych kotłów gazowych, których sprawność w tym trybie spada z powodu nadmiaru powietrza.

Do kaskadowego montażu kotłów kondensacyjnych producenci oferują specjalne regulatory (np. BAXI sprzedaje do swoich kotłów regulator RVA47), które zamieniają kotły instalowane osobno w jeden system.

Zaletami systemu kaskadowego są łatwość montażu i kompaktowe wymiary kotłowni. Dzięki zmniejszonym wibracjom i niski poziom hałasu przy montażu kotłów kondensacyjnych nie ma konieczności wykonywania podestów wibroizolacyjnych i wygłuszania pomieszczenia przeznaczonego na kotłownię. Pozwala to również zaoszczędzić pieniądze podczas instalacji systemu grzewczego.

Wentylator pracujący w kotłach kondensacyjnych pozwala zaoszczędzić na wielkości komina. Całkiem się rozwija wysokie ciśnienie krwi dlatego średnica komina może być dwukrotnie mniejsza niż w przypadku instalacji systemu grzewczego z tradycyjnymi kotłami.

Ze względu na niską emisję NO X i CO 2 kotły kondensacyjne zaliczane są do urządzeń przyjaznych środowisku, często wykorzystywane są do wyposażenia kotłowni na terenach uzdrowiskowych i chronionych. Bardzo trudno jest znaleźć wady w kotłach kondensacyjnych. Główną wadą tego sprzętu grzewczego jest wysoka cena, która jest dwukrotnie wyższa od ceny konwencjonalnych kotłów.

Aplikacja

Przez wygląd Kotły kondensacyjne niewiele różnią się od kotłów tradycyjnych. Są wykonane wersja ścienna i wersja podłogowa. Gazowe kotły kondensacyjne naścienne mają mniejszą moc niż podłogowe i są wykorzystywane na co dzień do ogrzewania prywatnych domów i domków letniskowych.

Stojące kotły kondensacyjne z duża moc stosowany do ogrzewania obiektów przemysłowych i biurowych.

Gazowe kotły kondensacyjne produkowane są w wersji jedno- i dwuprzewodowej. Stosować kotły dwuprzewodowe zarówno do ogrzewania, jak i do podgrzewania wody. Moc kotłów jedno- i dwuprzewodowych wynosi 20-100 kW. To wystarczy do domowego użytku kotłów. Dla zastosowań przemysłowych Produkują modele o większej mocy.

Główne różnice między konstrukcją kotłów kondensacyjnych a kotłami konwencjonalnymi

Kotły kondensacyjne różnią się od kotłów tradycyjnych materiałem, z którego wykonany jest wymiennik ciepła. Ich wymiennik ciepła wykonany jest z kwasoodpornego stopu siluminu lub stali nierdzewnej. Kondensat powstający w kotle ma charakter silnie kwaśny i powoduje korozję materiałów takich jak stal i żeliwo, które wykorzystywane są do produkcji kotłów niekondensacyjnych. Wymiennik ciepła ma kształt rury o złożonym przekroju poprzecznym z dodatkowymi żebrami spiralnymi. Ta forma wymiennika ciepła pomaga zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła i zwiększa wydajność kotła.

W kotłach kondensacyjnych przed palnikiem montowany jest wentylator, który „zasysa” gaz z gazociągu i miesza go z powietrzem, po czym kieruje mieszaninę gazu i powietrza do palnika.

Projekt kotła kondensacyjnego

Odprowadzanie spalin odbywa się poprzez współosiowe kominy wykonane z żaroodpornego tworzywa sztucznego. Dodatkowo kotły kondensacyjne posiadają pompę sterowaną elektronicznie, która optymalizuje moc grzewczą, oszczędzając energię i redukując hałas powodowany przez płyn chłodzący przepływający w instalacji grzewczej.

Konstrukcja tradycyjnych kotłów nie przewiduje procesu kondensacji i wykorzystania energii wewnętrznej, dlatego temperatura produktów spalania utrzymuje się na poziomie wysoki poziom. Część ciepła w takich kotłach nie jest wykorzystywana, ale jest usuwana wraz z produktami spalania przez komin.

Ponieważ kondensat jest agresywny chemicznie, aby go wykorzystać, konieczne jest wykonanie elementów kotła z materiałów odpornych chemicznie, których koszt jest dość wysoki. Producentom znacznie łatwiej jest sprzedawać tańsze produkty, niż inwestować w zaawansowane, ale drogie technologie. Dlatego większość kotłów dostępnych na rynku opiera się na przestarzałych technologiach. Użytkownikom bardziej opłaca się kupować drogie, ale wydajniejsze kotły kondensacyjne, które pozwalają zaoszczędzić na zużyciu paliwa.

Producenci oferują zestawy przyłączeniowe, neutralizatory kondensatu, zbiorniki wyrównawcze, urządzenia zabezpieczające, zestawy rur kotłowych, systemy odwadniające gazy spalinowe.

W krajach europejskich najwięcej jest kotłów kondensacyjnych masowy wygląd urządzenia grzewcze. W niektórych krajach zabronione jest instalowanie kotłów niekondensacyjnych. Powodem tego jest wyższa wydajność i mniejsza emisja szkodliwych substancji w kotłach kondensacyjnych.

Użytkownicy naszego portalu mają wyjątkowa okazja- monitoruj jak w ramach projektu z FORUMHOUSE wspólnie z naszymi partnerami budujemy komfortowy i energooszczędny wiejski dom. W tym celu najczęściej przy budowie domku nowoczesne materiały i technologia.

Na fundament wybrano USHP, a systemem ogrzewania było ogrzewanie podłogowe. Dodatkowo w kotłowni zamontowano ścienny gazowy kocioł kondensacyjny. Specjalista techniczny z firmy opowie w mistrzowskim formacie dlaczego do naszego projektu wybrano właśnie ten sprzęt i jakie są zalety jego obsługi.

Zasada działania gazowego generatora ciepła kondensacyjnego.
Zalety stosowania kotła gazowego kondensacyjnego.
W jakim systemie grzewczym najlepiej zastosować ten sprzęt?
Na co zwrócić uwagę eksploatując kocioł gazowy kondensacyjny.

Zasada działania gazowego generatora ciepła kondensacyjnego

Zanim porozmawiamy o niuansach technologii kondensacyjnej, zauważamy, że energooszczędny, a zatem wygodny i ekonomiczny dom wiejski to zrównoważona konstrukcja. Oznacza to, że oprócz zamkniętej pętli termoizolacyjnej wszystkie elementy domku, w tym systemu inżynieryjnego, muszą być optymalnie do siebie dopasowane. Dlatego tak ważny jest wybór kotła, który dobrze współpracuje z niskotemperaturowym systemem ogrzewania podłogowego, a jednocześnie w dłuższej perspektywie pozwoli obniżyć koszty energii.

Siergiej Bugajew Specjalista techniczny Ariston

W Rosji inaczej Kraje europejskie, gazowe kotły kondensacyjne są mniej powszechne. Oprócz przyjazności dla środowiska i większego komfortu, ten typ urządzenia pozwalają obniżyć koszty ogrzewania, ponieważ kotły takie działają o 15-20% ekonomiczniej niż konwencjonalne.

Jeśli spojrzysz na parametry techniczne kondensacyjnych kotłów gazowych, możesz zwrócić na to uwagę Wydajność sprzętu- 108-110%. Jest to sprzeczne z zasadą zachowania energii. Natomiast, wskazując wydajność konwencjonalnego kotła konwekcyjnego, producenci piszą, że wynosi ona 92-95%. Pojawiają się pytania: skąd wzięły się te liczby i dlaczego kocioł gazowy kondensacyjny pracuje wydajniej od tradycyjnego?

Faktem jest, że wynik ten uzyskano dzięki termotechnicznej metodzie obliczeń stosowanej dla konwencjonalnych kotłów gazowych, która nie uwzględnia jednego ważny punkt parowanie/kondensacja. Jak wiadomo, podczas spalania paliwa np. główny gaz(metan CH 4), uwalniana jest energia cieplna, powstaje dwutlenek węgla (CO 2), woda (H 2 O) w postaci pary i szereg innych pierwiastki chemiczne.

W konwencjonalnym kotle temperatura spalin po przejściu przez wymiennik ciepła może sięgać 175-200°C.

A para wodna w konwekcyjnym (zwykłym) generatorze ciepła tak naprawdę „wlatuje do komina”, zabierając ze sobą część ciepła (wytworzonej energii) do atmosfery. Co więcej, ilość tej „utraconej” energii może sięgać nawet 11%.

Aby zwiększyć wydajność kotła, należy wykorzystać to ciepło, zanim zostanie utracone i przekazać jego energię poprzez specjalny wymiennik ciepła do czynnika chłodniczego. W tym celu należy schłodzić spaliny do tzw. temperatury. „punkt rosy” (około 55°C), w którym para wodna skrapla się i uwalnia ciepło użytkowe. Te. - wykorzystać energię przejścia fazowego w celu maksymalnego wykorzystania wartości opałowej paliwa.

Wróćmy do metody obliczeniowej. Paliwo ma coraz mniejszą wartość opałową.

Wartość opałowa paliwa to ilość ciepła wydzielonego podczas jego spalania, z uwzględnieniem energii pary wodnej zawartej w spalinach.
Wartość opałowa paliwa to ilość wydzielonego ciepła bez uwzględnienia energii ukrytej w parze wodnej.

Sprawność kotła wyraża się ilością energii cieplnej uzyskanej ze spalania paliwa i przekazanej do czynnika chłodzącego. Ponadto producenci, wskazując sprawność generatora ciepła, domyślnie mogą ją obliczyć metodą wykorzystującą niższą wartość opałową paliwa. Okazuje się, że rzeczywista wydajność konwekcyjnego generatora ciepła właściwie chodzi 82-85% , A kondensacja(pamiętajcie o 11% dodatkowego ciepła spalania, które może „odebrać” od pary wodnej) – 93 - 97% .

W tym miejscu pojawiają się wskaźniki sprawności kotłów kondensacyjnych, które przekraczają 100%. Ze względu na wysoką wydajność taki generator ciepła zużywa mniej gazu niż konwencjonalny kocioł.

Siergiej Bugajew

Kotły kondensacyjne zapewniają maksymalną wydajność, jeśli temperatura powrotu chłodziwa jest niższa niż 55 °C i są to niskotemperaturowe systemy grzewcze „ciepła podłoga”, „ ciepłe ściany„lub systemy o zwiększonej liczbie sekcji grzejnikowych. W konwencjonalnych systemach wysokotemperaturowych kocioł będzie pracował w trybie kondensacyjnym. Tylko w silne mrozy będziemy musieli utrzymywać wysoką temperaturę płynu chłodzącego; przez resztę czasu, przy regulacji zależnej od pogody, temperatura płynu chłodzącego będzie niższa, dzięki czemu zaoszczędzimy 5-7% rocznie.

Maksymalna możliwa (teoretyczna) oszczędność energii przy wykorzystaniu ciepła kondensacji wynosi:

podczas spalania gaz ziemny – 11%;
przy spalaniu gazu skroplonego (propan-butan) – 9%;
podczas spalania olej napędowy(olej napędowy) – 6%.

Zalety stosowania kotła gazowego kondensacyjnego

Zajęliśmy się więc częścią teoretyczną. Teraz dowiemy się, jak cechy konstrukcyjne kotła kondensacyjnego wpływają na jego wydajność i trwałość. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że w zwykłym kotle można wykorzystać dodatkową energię pary wodnej ukrytej w spalinach, specjalnie „wprowadzając” ją do niskiego poziomu. reżim temperaturowy praca. Np. poprzez podłączenie kotła (jest to niewłaściwe) bezpośrednio do instalacji ogrzewania podłogowego lub poprzez znaczne obniżenie temperatury czynnika krążącego w instalacji ogrzewania grzejnikowego. Ale już pisaliśmy powyżej, że podczas spalania głównego gazu powstaje cały „bukiet” pierwiastków chemicznych. Para wodna zawiera: dwutlenek węgla i tlenek węgla, tlenki azotu, a także zanieczyszczenia siarkowe. Podczas kondensacji i przejścia pary ze stanu gazowego do ciekłego, zanieczyszczenia te trafiają do wody (kondensatu), a produktem jest słabo kwaśny roztwór.

Siergiej Bugajew

Wymiennik ciepła konwencjonalnego kotła nie wytrzyma długotrwałej pracy w agresywnym środowisku chemicznym; z biegiem czasu rdzewieje i ulega uszkodzeniu. Wymiennik ciepła kotła kondensacyjnego wykonany jest z materiałów odpornych na korozję i środowisko kwaśne. Najbardziej odpornym materiałem jest stal nierdzewna.

Do produkcji kotła kondensacyjnego stosuje się wyłącznie trwałe i odporne na zużycie materiały. Zwiększa to żywotność i niezawodność tego sprzętu, a także zmniejsza koszty konserwacji.

Ponadto zwiększone wymagania stawiane są innym elementy konstrukcyjne kondensacyjny generator ciepła, ponieważ konieczne jest ochłodzenie gazów spalinowych do żądaną temperaturę. W tym celu kocioł wyposażony jest w palnik nadmuchowy o wysokim stopniu modulacji. Palnik ten pracuje w szerokim zakresie mocy, co pozwala optymalnie regulować podgrzewanie wody. Kotły kondensacyjne wyposażone są także w automatykę zapewniającą precyzyjne utrzymanie trybu spalania, temperatury spalin i wody na powrocie. Dlaczego są umieszczone? pompy obiegowe, płynnie zmieniając siłę nacisku przepływu płynu chłodzącego, a nie jak proste 2- i 3-biegowe. W przypadku konwencjonalnej pompy chłodziwo przepływa przez kocioł ze stałą prędkością. Prowadzi to do wzrostu temperatury na „powrocie”, wzrostu temperatury spalin powyżej punktu rosy, a w konsekwencji do spadku wydajności urządzeń. Możliwe jest także przegrzanie instalacji grzewczej (ciepła podłoga) i obniżenie komfortu cieplnego.

Ważny niuans: palnik w kotle konwencjonalnym nie może pracować z mocą mniejszą niż 1/3 mocy maksymalnej (znamionowej) źródła ciepła. Palnik kotła kondensacyjnego może pracować z mocą 1/10 (10%) maksymalnej (znamionowej) mocy źródła ciepła.

Siergiej Bugajew

Rozważmy następującą sytuację: rozpoczęło się sezon grzewczy, temperatura zewnętrzna -15°C. Moc konwencjonalnego kotła zainstalowanego w domu wynosi 25 kW. Minimalna moc (1/3 maksymalnej), przy której może pracować, wynosi 7,5 kW. Załóżmy, że straty ciepła budynku wynoszą 15 kW. Te. Kocioł pracujący nieprzerwanie kompensuje te straty ciepła, a dodatkowo pozostaje rezerwa mocy. Kilka dni później nastąpiła odwilż, co, jak widać, często zdarza się zimą. W rezultacie temperatura zewnętrzna wynosi obecnie około 0°C lub jest nieco niższa. Straty ciepła budynku, spowodowane wzrostem temperatury zewnętrznej, spadły i obecnie wynoszą około 5 kW. Co się stanie w tym przypadku?

Zwykły kocioł nie będzie w stanie pracuje nieprzerwanie, wytworzyć 5 kW mocy niezbędnej do skompensowania strat ciepła. W rezultacie przejdzie w tzw. cykliczny tryb pracy. Te. palnik będzie się ciągle włączał i wyłączał lub system grzewczy się przegrzeje.

Tryb ten jest niekorzystny dla pracy urządzenia i prowadzi do jego przyspieszonego zużycia.

Kocioł kondensacyjny o tej samej mocy i w podobnej sytuacji, w pracy ciągłej, spokojnie wytworzy 2,5 kW mocy (10% z 25 kW)¸, co bezpośrednio wpływa na żywotność generatora ciepła i poziom komfortu w kraju dom.

Kocioł kondensacyjny, uzupełniony automatyką pogodową, elastycznie dostosowuje się do zmian temperatury w trakcie sezonu grzewczego.

Nowoczesna automatyka pozwala znacznie uprościć proces sterowania kotłem, w tym zdalnie, za pomocą specjalnego aplikacja mobilna do smartfonów, co zwiększa wygodę obsługi sprzętu.

Dodajmy, że sezon grzewczy w Rosji, w zależności od regionu, trwa średnio 6-7 miesięcy, rozpoczyna się jesienią, kiedy na zewnątrz nie jest jeszcze bardzo zimno, i trwa aż do wiosny.

Przez około 60% tego czasu średnia dzienna temperatura na zewnątrz utrzymuje się na poziomie około 0°C.

Okazuje się, że maksymalna moc kotła może być potrzebna dopiero w stosunkowo krótkim czasie (grudzień, styczeń), kiedy nastaną prawdziwe mrozy.

W pozostałych miesiącach kocioł nie musi osiągać maksymalnego trybu pracy i zwiększać mocy grzewczej. Dzięki temu kocioł kondensacyjny, w odróżnieniu od konwencjonalnego, będzie efektywnie pracował nawet przy zmianach temperatury i lekkim mrozie. Jednocześnie zmniejszone zostanie zużycie gazu, co w połączeniu z niskotemperaturowym systemem ogrzewania (ciepła podłoga) obniży koszty zakupu energii.

Nawet przy zastosowaniu kotła kondensacyjnego w połączeniu z wysokotemperaturowym ogrzewaniem grzejnikowym, urządzenie to działa o 5-7% wydajniej niż tradycyjne.

Siergiej Bugajew

Oprócz wydajności, ważną zaletą kotłów kondensacyjnych jest możliwość uzyskania dużej mocy przy kompaktowych rozmiarach urządzeń. Gazowy kocioł kondensacyjny ścienny jest szczególnie odpowiedni dla małych kotłowni.

Dodatkowo kocioł kondensacyjny posiada palnik z turbodoładowaniem, co pozwala zrezygnować ze standardowego, drogiego komina i po prostu wyjąć współosiową rurę kominową przez otwór w ścianie. Ułatwia to montaż urządzeń lub montaż nowego kotła kondensacyjnego w miejsce starego – konwencjonalnego, podczas remontu istniejącego systemu ogrzewanie.

Cechy działania kondensacyjnego kotła gazowego

Najczęściej zadawane pytania konsumentów: co zrobić z kondensatem powstałym podczas pracy kotła, jak bardzo jest on szkodliwy i jak go utylizować.

Ilość kondensatu można obliczyć w następujący sposób: na 1 kW*h przypada 0,14 kg. W efekcie kocioł gazowy kondensacyjny o mocy 24 kW przy pracy z mocą 12 kW (od większość W okresie grzewczym kocioł pracuje w trybie modulacyjnym, a średnie obciążenie na nim w zależności od warunków może wynosić poniżej 25%). W dość chłodny dzień przy niskich temperaturach wytworzy się 40 litrów kondensatu.

Można do niego odprowadzić kondensat kanalizacja centralna, pod warunkiem, że zostanie rozcieńczony w stosunku 10 lub lepszym 25 do 1. Jeśli dom jest wyposażony w szambo lub lokalną oczyszczalnię ścieków, wymagana jest neutralizacja kondensatu.

Siergiej Bugajew

Neutralizator to pojemnik wypełniony kawałki marmuru. Masa wypełniacza – od 5 do 40 kg. Należy go wymieniać ręcznie średnio raz na 1-2 miesiące. Kondensat, zazwyczaj przechodząc przez neutralizator, spływa grawitacyjnie do kanalizacji.

Podsumowując

To nowoczesny sprzęt, który jest niezawodny, ekonomiczny i wydajny. Zmniejsza się także emisja szkodliwych substancji do atmosfery, co jest szczególnie istotne przy zaostrzaniu norm środowiskowych. Ponadto instalacja tego typu generatora ciepła, poprzez zmniejszenie zużycia gazu, w dłuższej perspektywie obniży koszty ogrzewania i podniesie poziom komfortu w wiejskim domu.

Obecnie urządzenia z palnikami gazowymi są reprezentowane przez dużą liczbę jednostek. Istnieje kilka rodzajów kotłów grzewczych, z których każdy ma swoje zalety i wady.

Kotły elektryczne to konstrukcje łatwe w montażu, do obsługi których nie ma potrzeby dostarczania gazu do domu. Jednocześnie koszt eksploatacji takiego sprzętu jest wyższy niż w przypadku modeli zasilanych gazem.

Kotły na paliwo ciekłe są doskonałą alternatywą modele elektryczne. Idealnie nadają się do ogrzewania pomieszczeń bez doprowadzenia gazu. Ponadto większość modeli tego typu wyposażona jest w dwa palniki na paliwo ciekłe i na gaz ziemny, co czyni je urządzeniami uniwersalnymi.

Obecnie coraz większą popularność zyskują kotły kondensacyjne, których zasada działania wyróżnia się innowacyjnością i zaawansowaniem technicznym. Pojawiły się na rynku stosunkowo niedawno, jednak udało im się podbić swoją niszę, w której ich wolumen sprzedaży systematycznie rośnie. Przyjrzyjmy się bliżej, jaka jest specyfika kotłów kondensacyjnych.

Zasada działania tradycyjnych urządzeń grzewczych jest dość prosta. Powierzchnie wymiany ciepła przepuszczają gorący dym, przekazując w ten sposób część energii do chłodziwa. Przez jednostkę oddymiającą produkty spalania odprowadzane są na ulicę. Sprawność takich układów nie jest wystarczająco wysoka, ponieważ para wodna powstająca podczas spalania paliwa jest usuwana wraz z gazami. Standardowy kocioł nie jest w stanie przekazać tej energii do chłodziwa, natomiast technologia kondensacyjna jest w stanie to zrobić. Dym emitowany jest przez specjalny komin współosiowy.

Takie jednostki są wyposażone w wentylator, który nadmuchuje powietrze ze zmienną prędkością. Dzięki temu automatyka może wybrać warunki niezbędne do stworzenia najbardziej efektywnej mieszaniny powietrza i gazu. Indywidualne kotły kondensacyjne w większości mogą pracować na gazie skroplonym, co jest bardzo ważne w regionach o niezabudowanej infrastrukturze.

Technologia kondensacyjna nie zawsze działa z maksymalną wydajnością. Aby zminimalizować straty ciepła, w bojlerze następuje kondensacja pary. Sprawność takiego urządzenia wzrasta wraz ze spadkiem temperatury instalacji grzewczej. Dlatego właśnie są kotły kondensacyjne najlepszy wybór do ogrzewania podłogowego. W takim przypadku temperatura płynu chłodzącego wyniesie około czterdziestu pięciu stopni.

Wskazany jest zakup tak innowacyjnego kotła, aby zwiększyć wygodę obsługi systemu grzewczego, ponieważ sprzęt może pracować w niskich temperaturach. Ponadto takie jednostki mogą zmniejszyć zużycie paliwa o 20%. Aby zrozumieć ich zalety w porównaniu z tradycyjnym sprzętem, warto porównać parametry techniczne kotłów konwencjonalnych i kondensacyjnych, których zasady działania są bardzo różne.

Standard jednostka gazowa Działa w następujący sposób: spalanie paliwa następuje w specjalnej komorze, gazy przechodzą przez specjalny wymiennik ciepła, oddając energię wodzie, która pełni rolę chłodziwa. Następnie gazy wychodzą na zewnątrz poprzez obwód wydechowy. Energia jest tracona wraz z parą wodną, która zawsze powstaje podczas spalania gazu.

Z kolei kocioł kondensacyjny jest w stanie wydobyć z tej pary dodatkową energię i pozostawić ją w systemie, zwiększając tym samym jej wydajność.

Główną różnicą między kotłem konwencjonalnym a kotłem kondensacyjnym jest to, że drugi jest wyposażony w specjalny wymiennik ciepła o dużej powierzchni. Dzięki temu dym jest chłodzony wydajniej, a jego temperatura może spaść do czterdziestu stopni. Oczywiście nie jest to możliwe w tradycyjnym kotle. Para zawarta w dymie staje się cieczą chłodzącą. Część energii traconej w standardowym kotle pozostaje w systemie, zwiększając jego wydajność.

Obecnie istnieje wiele odmian konstrukcyjnych kotłów kondensacyjnych. W szczególności istnieją modele montowane na podłodze lub mocowane do ściany. Wyróżnia się również jednostki jedno- i dwuprzewodowe. Ta różnorodność pozwala kupującemu wybrać ideał rozwiązania techniczne aby spełnić Twoje specyficzne potrzeby.

Kotły kondensacyjne: zasada działania

Para ochładza się w urządzeniu, powodując jego kondensację i jednocześnie przekazuje część energii cieplnej do chłodziwa. Jeśli w tradycyjnym kotle zmiana stan skupienia para jest niepożądana, wówczas w przypadku kondensacji zjawisko to jest najważniejszy etap ogrzewanie pokoju.

Mówiąc o takim palniku gazowym, warto podkreślić jego główne zalety:

Sprawność kotła kondensacyjnego sięga 108-109%. Pod tym parametrem znacznie przewyższają tradycyjne urządzenia z palnikami gazowymi.
Ilość zużywanego paliwa jest o dwadzieścia procent mniejsza w porównaniu do tradycyjnej jednostki o porównywalnej mocy parametry techniczne. Nowoczesne, innowacyjne palniki odgrywają ważną rolę w oszczędzaniu paliwa, ponieważ tworzą optymalny stosunek gazu i powietrza w mieszance.
Oszczędności na kominie osiąga się dzięki zastosowaniu tańszych konstrukcji z tworzyw sztucznych. Stało się to możliwe dzięki temu, że temperatura gazów odprowadzanych z kotła jest dość niska i wynosi około 40 stopni.

Efektywność wykorzystania dodatkowej energii cieplnej kondensatu zależy od temperatury czynnika chłodzącego na wejściu do układu – im niższa, tym większy można uzyskać efekt kondensacji. Obecnie producenci takiego sprzętu starają się zapewnić maksymalną kondensację przy dowolnej temperaturze płynu chłodzącego. Aby rozwiązać ten problem, inżynierowie skupiają się na temperaturze punktu rosy.

Kiedy warto kupić kocioł kondensacyjny?

Obecnie kotły kondensacyjne łączone są zarówno z systemem ogrzewania podłogowego, jak i konwencjonalnymi grzejnikami. Stopień kondensacji i temperatura płynu chłodzącego w przewodzie powrotnym są wielkościami odwrotnie proporcjonalnymi. Instalując kocioł kondensacyjny z ogrzewaniem podłogowym, możesz liczyć na jeszcze efektywniejszą pracę urządzeń. Temperatura wody powrotnej będzie zauważalnie niższa od punktu rosy, co pozytywnie wpłynie na wydajność nagrzewnicy.

Jest oczywiste, że kotły kondensacyjne są dziś godną alternatywą dla standardowych urządzeń spalających gaz. Prawidłowe obliczenie wszystkich wskaźników i prawidłowe podejście do instalacji sprzętu gwarantuje wysoką wydajność systemu i komfortowe warunki zakwaterowanie w zimnych porach roku.

Technologie oszczędzające energię i ekonomiczne użytkowanie przy maksymalnej efektywności wykorzystania zasobów energetycznych stają się coraz bardziej aktualnymi tematami. Kotły kondensacyjne– to efekt zastosowania najnowszych, unikalnych technologii w urządzeniach służących do ogrzewania. Charakteryzują się najwyższą sprawnością - o 15-17% wyższą od konwencjonalnych kotłów atmosferycznych, żywotnością 2 - 3 razy dłuższą i szerokim zakresem mocy (do 100 kW i więcej).

Ze względu na swoją skuteczność kotły kondensacyjne cieszą się dużą popularnością w Europie, np. w Niemczech 70% kotłów grzewczych to kotły kondensacyjne.

Zasada działania kotła kondensacyjnego polega na odbiorze i przekazaniu do chłodziwa dodatkowej energii cieplnej powstającej podczas kondensacji pary wodnej.

W kotle gazowym ze spalaniem bezpośrednim energia cieplna przekazywana jest do chłodziwa poprzez ogrzewanie wymiennika ciepła palnik gazowy w którym zachodzi proces spalania gazu. Jednym ze składników gazów powstałych w procesie spalania jest para wodna, która z kolei powstaje w wyniku spalania wodoru zawartego w gazie ziemnym. Część pary wodnej z kotła wraz ze spalinami wychodzi przez komin do atmosfery, a część w postaci kondensatu odprowadzana jest rurą kondensacyjną komina (zwykle do łazienki).

W kotły gazowe bezpośrednie spalanie, kondensacja jest czynnikiem negatywnym; w kotłach kondensacyjnych proces kondensacji pary wodnej jest głównym warunkiem, na którym opiera się praca kotła.

Został zaprojektowany w taki sposób, że para wodna o temperaturze od 130 do 150°C jest schładzana przez czynnik chłodzący z przewodu powrotnego instalacji grzewczej do temperatury poniżej 57°C. To właśnie w tej temperaturze następuje kondensacja wody, a ukryta energia cieplna powstająca w procesie kondensacji przekazywana jest do samego chłodziwa i dodawana do ciepła uzyskanego w wyniku spalania gazu ziemnego. Jak widać, aby zapewnić proces kondensacji pary wodnej, wykorzystuje się chłodziwo powrotne systemu grzewczego.

Im niższa temperatura chłodziwa powrotnego w kotle, tym więcej ciepła kondensacji jest uwalniane, a co za tym idzie, tym wyższa jest wydajność kotła główna zasada działanie dowolnego kotła kondensacyjnego.

Maksymalną sprawność kotła kondensacyjnego można osiągnąć przy temperaturze powrotu 50 – 30°C. Podczas procesu kondensacji tworzy się lekko kwaśne środowisko o pH 3-5, dlatego materiały, z których wykonane są elementy kotła i stosowane w strefach nawilżania, muszą być odporne na działanie kwasowości. W strefach wysoka temperatura najczęściej stosowane w terenie są stopy aluminium i stal nierdzewna niskie temperatury Najbardziej opłacalne są tworzywa sztuczne (np. polipropylen).

Wymienniki ciepła kotłów kondensacyjnych wykonane są ze stali nierdzewnej i aluminium, wyposażone w układ zbierania i usuwania kondensatu oraz wentylator nadmuchowy ze stopniowanym układem mocy. Kontrolując prędkość wentylatora, uzyskuje się optymalny stosunek powietrza i gazu do procesu spalania oraz wysoką wydajność. Aby proces spalania gazu był efektywny, stosuje się palniki wtryskowe z modulacją płomienia. Produkty spalania gazów są usuwane na siłę przez rurę współosiową. Temperatura gazów spalinowych wynosi 40-50°C

DZIAŁANIE

Aby osiągnąć maksymalną wydajność kocioł kondensacyjny musi pracować w określonym zakresie temperatur. Jeśli temperatura pracy będzie wynosić od 60 do 80°C, nastąpi niewielka kondensacja pary wodnej, a sprawność kotła kondensacyjnego wyniesie około 98%. Dla porównania tradycyjny kocioł gazowy kominowy ma sprawność na poziomie 92% – jest różnica, ale nie jest ona znacząca. Jeśli temperatura pracy instalacji grzewczej będzie wynosić od 53 do 30°C, wówczas nastąpi znaczna kondensacja pary wodnej i wydajność wzrośnie do 107-111%. Przy obliczaniu sprawności energię cieplną ze spalania gazu przyjmuje się jako 100%, a do niej dodaje się energię otrzymaną z procesu kondensacji, tak że uzyskuje się wartość większą niż 100%.

Głównym warunkiem osiągnięcia maksymalnej wydajności jest użytkowanie kotły kondensacyjne w niskiej temperaturze systemy grzewcze, najlepiej specjalnie dla nich zaprojektowane, o reżimie temperaturowym nie wyższym niż 60-40°C, maksymalnie 70-50°C).

Najbardziej odpowiednie dla tych wymagań są systemy ogrzewania podłogowego z temperaturą zasilania czynnikiem chłodzącym 40-45°C i temperaturą powrotu 35-30°C; systemy ogrzewania grzejnikowego z temperaturą zasilania czynnikiem chłodzącym do 70°C i temperaturą powrotu 50°C są mniej odpowiednie.

Nowoczesne technologie energooszczędne pozwalają na znaczne oszczędności na ogrzewaniu, kotły kondensacyjne pozwalają na dalsze obniżenie kosztów energii i poprawę komfortu życia.

Być może zainteresują Cię poniższe materiały