Zasada działania gazowych kotłów kondensacyjnych ściennych. Kocioł kondensacyjny: zasada działania, wydajność, zalety. Zalety kotłów kondensacyjnych

Do ogrzewania prywatnego domu jest wielka różnorodność kotły przystosowane do spalania gazu, drewna, trocin, peletu, paliwo płynne lub prąd. Przy wyborze rodzaju paliwa, na którym będzie pracować urządzenie grzewcze, zasadniczą decyzję podejmuje się w oparciu o koszt i dostępność danego nośnika energii. Najpopularniejszym, ze względu na niski koszt, jest gaz ziemny. Dlaczego zatem kocioł kondensacyjny stał się tak popularny na rynku europejskim? W związku z corocznym wzrostem cen tego rodzaju paliwa rozwinęli się inżynierowie ciepłownicy nowy wygląd kocioł, który charakteryzuje się całkowitym wykorzystaniem energii paliwa.

Gazowe kotły kondensacyjne w odróżnieniu od kotłów konwekcyjnych (tradycyjnych) charakteryzują się wyższą wartością opałową dzięki odzyskowi energii resztkowej.

W pierwszych krokach proces jest bardzo podobny do działania konwencjonalnego kotła konwekcyjnego.

Podczas spalania paliwa ciekłego lub gazowego powstaje dwutlenek węgla i parę wodną. Para skrapla się w tylnej, chłodniejszej części wymiennika ciepła, ponieważ jest cieplejszy niż jego powierzchnia.

Podczas tworzenia się kondensatu uwalniane jest ciepło, które jest ponownie dostarczane obwód grzewczy i służy do podgrzewania wody lodowej na powrocie. Dzięki temu palnik jest już zasilany podgrzaną wodą z instalacji grzewczej. Dlatego ostatecznie do ogrzania tej samej objętości trzeba wydać mniej energii.

NA ostatni etap wykorzystywane jest również ciepło resztkowe z odpadów gazy spalinowe. Dopływ powietrza odbywa się poprzez rurę nawiewną umieszczoną w kominie świeże powietrze niezbędny do pracy palnika nagrzewa się pod wpływem ciepła gazów spalinowych. Zatem palnik już otrzymuje ciepłe powietrze, co zapewnia dodatkowe oszczędności.

Wizualna zasada działania kotła kondensacyjnego

Plusy i minusy urządzeń ogrzewania kondensacyjnego

Kocioł kondensacyjny ma znacznie więcej zalet w porównaniu z tradycyjnymi, co wyjaśnia wyższy koszt. Wyższa cena zostanie jednak w najbliższej przyszłości zrekompensowana niższym zużyciem gazu.

Zalety kotła kondensacyjnego

Wysoka wydajność
Często współczynnik przydatna akcja w kotłach przekracza zwykłe 100%, dodatkowe wartości procentowe uzyskuje się w wyniku ochłodzenia gazów spalinowych i kondensacji pary w drugiej części wymiennika ciepła. Dzięki temu następuje znaczna oszczędność zużycia energii sięgająca 35%.
Cicha praca
Kotły charakteryzują się bardzo niskim poziomem hałasu, co podnosi poziom komfortu.
Przyjazność dla środowiska
W porównaniu do kotły konwekcyjne, wówczas szkodliwe emisje zmniejszają się o 80%.

Wady kotła kondensacyjnego

Wysoki koszt
Cena będzie o 30-50% wyższa niż w przypadku tradycyjnych kotłów.
Usuwanie kondensatu
Konieczność usuwania kondensatu nie jest całkowicie wadą, ponieważ... dla kotłów o mocy mniejszej niż 28 kW istnieje możliwość odprowadzania go do kanalizacji.
Utrata wydajności w systemach wysokotemperaturowych
W warunkach wysokiej temperatury, gdy temperatury zasilania i powrotu wynoszą 80/60°C, wskaźniki sprawności spadną do 98-99%.

Kocioł o mocy 25 kW wytwarza średnio 70 litrów kondensatu dziennie

Porównanie kotłów kondensacyjnych

Modele kotłów należą do tego samego segmentu cenowego.

Warunki selekcji:

Moc: 24-25 kW
Wydajność: ponad 100%
Jednoprzewodowy
Cena: do 50 000 rubli

Uwzględniając te parametry, znaleziono dwa modele w pełni spełniające założone parametry.

	Kocioł gazowy Baxi Duo-tec Compact 1.24	Kocioł gazowy Protherm Lynx K 25 MKO
Koszt, wrzesień 2017 r	44590	49585
Maksymalna moc cieplna, kW	24	25
Minimalna moc cieplna, kW	3.4*	6
Efektywność, %	105.7	108.5**
Materiał wymiennika ciepła	stal nierdzewna	stop aluminium i krzemu
Konsumpcja gaz ziemny	2,61 m3/godz

*Według opinii, w Modele Baxi Minimalna moc cieplna jest niedoszacowana; w rzeczywistości wynosi 4,7 kW.

** W przypadku modelu Protherm tabela przedstawia wskaźnik w trybie obciążenia częstotliwościowego (około 30%) i temperaturze 40/30°C. Podczas pracy w trybie pełnej niskiej temperatury 50-30°C wydajność wyniesie 104%. Między innymi poziom hałasu turbiny jest znacznie wyższy niż w przypadku Baxi.

Ponieważ niedawno pojawił się model firmy Protherm Rynek rosyjski, to recenzji jest bardzo mało, ale jeśli weźmiesz pod uwagę recenzje kotłów konwekcyjnych tej samej marki, możesz założyć, że jakość jest na wysokim poziomie.

Dla wielu termin „kocioł kondensacyjny” jest synonimem niezawodności i ekonomii sprzęt grzewczy. Jednak nie każdy potrafi wyjaśnić, co oznacza ta koncepcja i czym jednostka kondensacyjna różni się od konwencjonalnego kotła gazowego.

Zasada działania i struktura wewnętrzna

W tradycyjnym gazie jednostki grzewcze gazy spalinowe o temperaturze +100-(+170 0 C) wraz z powstałą parą wodną są usuwane do atmosfery. Wartość opałowa paliwa stosowanego w takich instalacjach nazywana jest wartością opałową dolną. Kondensacja kotły gazowe, dzięki zastosowaniu w ich projektowaniu i produkcji najnowsze technologie, są w stanie przekształcić energię kondensacji pary wodnej w ciepło.

Definicja! Całkowita Energia spalanie paliwa gazowego, uwzględniające energię przemiany pary wodnej w ciecz, nazywane jest wartością opałową brutto paliwa.

Cechy wymienników ciepła urządzeń kondensacyjnych

Prawie każdy kocioł gazowy teoretycznie może być przystosowany do pracy w trybie kondensacyjnym poprzez doposażenie go w skraplacz/wymiennik ciepła i zapewnienie, że dodatkowy opór aerodynamiczny usuwanie produktów spalania.

Uwaga! Temperatura powierzchni kondensacyjny wymiennik ciepła musi znajdować się poniżej punktu rosy użytego paliwa.

Na początku rozwoju technologii kondensacyjnych produkcja tego typu urządzeń podążała właśnie tą drogą. Instalacje kotła eksploatacyjnego z reguły były urządzeniami natynkowymi wykonanymi z żeliwa i wyposażonymi w płytowe moduły skraplające wykonane ze stali odpornej na korozję.

Stosunkowo niedawno zaczęto tworzyć zunifikowane systemy grzewcze instalacje gazowe, pierwotnie zaprojektowany do pracy w trybie kondensacyjnym. Wymienniki ciepła takich jednostek muszą:

zapewnić intensywne i efektywne usuwanie energii kondensacji pary;
być odporny na kondensat, który wywołuje procesy korozyjne.

Definicja! Kondensat z kotłów gazowych jest mieszaniną niskostężonego węgla, kwasów azotowego i siarkowego.

Gazowy kocioł kondensacyjny produkowany jest z jednym lub dwoma wymiennikami ciepła:

W pierwszym przypadku jest to podwójny wymiennik ciepła o rozgałęzionej powierzchni wymiany ciepła, wykonany ze stali nierdzewnej.
W drugim przypadku wysokotemperaturowy wymiennik ciepła wykonany jest ze stopów aluminiowo-krzemowych, miedzi i stali nierdzewnej. Zazwyczaj taki wymiennik ciepła jest wykonany ze stali nierdzewnej.

Uwaga! W kotły ścienneŻeliwo nie jest stosowane do wysokotemperaturowych wymienników ciepła ze względu na jego znaczną masę.

Zalety kondensacyjnych urządzeń do ogrzewania gazowego

Innowacyjna konstrukcja palników zapewnia niemal całkowite spalanie paliwa; dzięki wysokiej sprawności zmniejsza się ilość zużywanego gazu (o 10-15%), a co za tym idzie, zmniejsza się ilość emisji do atmosfery.

Uwaga! Maksymalną wydajność uzyskuje się stosując jednostki tego typu w ogrzewanie niskotemperaturowe na przykład w systemach ogrzewania podłogowego.

Sprzęt, dzięki cechy konstrukcyjne, jest prawie cicho.
Modele ścienne mogą mieć moc do 100 kW, natomiast tradycyjne ścienne kotły gazowe wytwarzają maksymalną moc 35 kW.
Żywotność tego sprzętu grzewczego jest 2-3 razy dłuższa niż w przypadku konwencjonalnych urządzeń gazowych.

Producenci urządzeń grzewczych danego typu

Wysokiej klasy sprzęt do ogrzewania kondensacyjnego obejmuje produkty niemieckich firm Viessmann i Buderus oraz włoskiej firmy Baxi.

Gazowe kotły kondensacyjne Viessmann Vitodens dostępne są w zakresie mocy od 4 do 66 kW. Urządzenia te są produkowane w oparciu o całkowicie nową konstrukcję powierzchni grzewczej. Wymiennik ciepła Inox-Radial ma kształt równoległościanu skręconego w wężownicę. Do jego produkcji wykorzystuje się stal nierdzewną. Firma całkowicie zrezygnowała z instalacji aluminiowe wymienniki ciepła ze względu na niższą odporność na korozję i w związku z tym krótszą żywotność.

Uwaga! Konstrukcja wymienników ciepła Inox-Radial przewiduje możliwość zamontowania w razie potrzeby urządzeń neutralizujących kondensat.

Kotły Vitodens 300, 333, 343 są wyposażone w oszczędzające paliwo palniki modulacyjne i modulowane pompy obiegowe, redukując zużycie energii do minimum. Jednostki o mocy 26 kW kosztują około 1800 dolarów.

Niemiecka firma Buderus jest pionierem w dziedzinie technologii kondensacyjnej. Modele Logamax plus GB 112 produkowane są w mocach 80 i 100 kW, co jest rekordem wśród gazowych kotłów ściennych. Jednocześnie jednostki charakteryzują się kompaktowymi wymiarami – ich szerokość jest równa szerokości kotłów konwencjonalnych o mocy 24 kW. W tym urządzeniu zastosowano żebrowany wymiennik ciepła wykonany ze stopów krzemowo-aluminiowych. Przybliżona cena kotły tej marki o mocy 24 kW - 1400 dolarów.

Modele marki BAXI stanowią połączenie doskonałych parametrów użytkowych i rozsądnych cen. Model Prime HT o mocy 28 kW kosztuje około 1500 dolarów. Ten ekonomiczny, kondensacyjny kocioł ścienny, wyposażony jest w możliwość elektronicznej modulacji płomienia, zarówno w trybie grzania, jak i w trybie przygotowania ciepłej wody.

Kondensacyjne kotły grzewcze to innowacyjne rozwiązanie, które z powodzeniem stosowane jest w krajach UE. Dzięki zwiększonej wydajności urządzenie pozwala zaoszczędzić na ogrzewaniu, co jest bardzo ważne w naszych czasach. W tym artykule omówię jego strukturę i funkcje.

Kotły kondensacyjne

Zasada działania

Gazowe kotły kondensacyjne to rodzaj urządzeń grzewczych przeznaczonych do podgrzewania instalacji grzewczej i wody użytkowej (w przypadku konstrukcji dwuprzewodowej).

Podobnie jak kotły konwencjonalne posiada:

komora spalania gazu;
wymienniki ciepła;
zbiornik wyrównawczy;
komin współosiowy;
automatyzacja sterowania;
pompa obiegowa.

Istnieją jednak również istotne różnice.

Zasada działania urządzenia opiera się na tym, że w momencie uwolnienia ciepła spalonego paliwa następuje kondensacja oparów powstałych z wody w gazie ziemnym. Dzięki temu energia parowania ukryta w tych parach nie jest uwalniana przez komin na ulicę, ale jest wykorzystywana do dodatkowego podgrzania chłodziwa.

Jak wiadomo, aby woda mogła się skroplić, wymagana jest temperatura punktu rosy. W warunkach kotła gazowego wynosi ona 57°C. Dlatego, aby system działał, wymiennik ciepła lub jego część musi zostać schłodzony poniżej temperatury punktu rosy.

W tym celu temperatura powrotnego zasilania chłodziwem musi wynosić 40–50°C lub mniej. Oznacza to, że kocioł kondensacyjny będzie wydajnie pracować tylko z niskotemperaturowym systemem grzewczym o wysokiej bezwładności. Może to być ogrzewanie podłogowe lub ogrzewanie panelowe.

Kolejny warunek wydajna praca urządzenie jest obecność specjalnego wymiennik ciepła, który może wystarczająco schłodzić produkty spalania paliwa. Najpierw produkty te przechodzą przez część wymiennika ciepła najdalej od powrotu, są wstępnie schładzane, następnie ponownie przechodzą przez najzimniejszą i najbliższą powrotnej część ekonomizera i są schładzane poniżej 57 ° C.

Para wodna zawarta w produktach spalania skrapla się na ściankach wymiennika ciepła i uwalnia się energia cieplna uwalniany podczas kondensacji. Na pierwszy rzut oka jest to niewielka ilość ciepła może zwiększyć wydajność kotła o 9 - 11% w porównaniu do konwencjonalnego urządzenia konwekcyjnego.

Tak więc przed nami kocioł, który odbiera dodatkowe ciepło w wyniku dodatkowego chłodzenia produktów spalania gazu. W rezultacie Para skrapla się na ściankach wymiennika ciepła, a uwolniona energia jest wykorzystywana do podgrzewania chłodziwa.

Urządzenie

Ogólnie konstrukcja agregatu skraplającego przypomina konstrukcję konwencjonalnego kotła gazowego.

Aby zrealizować opisaną powyżej zasadę, muszą być obecne następujące węzły:

Specjalny wymiennik ciepła wykonany z materiału odpornego na korozję (miedź lub silumin), który jest podzielony na dwie sekcje. W jednej z sekcji następuje główne nagrzewanie chłodziwa, następnie produkty spalania kierowane są do dodatkowej sekcji z największą ilością zimna woda, gdzie para wodna skrapla się i uwalnia swoją energię;
Zamknięta komora spalania z kominem współosiowym pozwala na bardziej precyzyjną kontrolę procesu przemieszczania się produktów spalania gazu i nasycenia mieszaniny tlenem;
Konserwację umożliwia dmuchawa znajdująca się przed wymiennikiem ciepła o zmiennej prędkości optymalny stosunek naturalne powietrze/gaz;
Komin wykonany z ceramiki lub tworzywa żaroodpornego. Można tu zastosować tworzywo sztuczne, gdyż temperatura dymu nie przekracza 70°C;
Pompa do usuwania spalin z elektroniczną regulacją mocy. Optymalizuje pracę urządzenia, redukuje hałas i pomaga ustawić optymalny tryb;
System usuwania kondensatu. Woda osadzona na ściankach wymiennika ciepła jest odprowadzana do kanalizacji.

Na zdjęciu komin koncentryczny z tworzywa sztucznego.

Aby zapewnić najbardziej produktywną i wygodną pracę urządzenia, konieczne jest posiadanie niskotemperaturowego systemu grzewczego, na przykład „
Możesz skonfigurować urządzenie samodzielnie, ale lepiej zadzwonić do specjalisty.

Wśród zalet stosowania agregatów kondensacyjnych zwykle wyróżnia się następujące cechy:

Najbardziej efektywne wykorzystanie energii cieplnej ze spalania paliw;

Najwyższa wydajność ze wszystkich znanych kotłów grzewczych;

Prosta instrukcja obsługi urządzenia;

Znaczące oszczędności w kosztach energii;

Niezawodne i trwałe działanie.

Ważne jest, aby zrozumieć, że nie jest to innowacja w powijakach. Urządzenia są z powodzeniem stosowane w wielu krajach Europy, a ich mieszkańcy już dawno nie pytali, co to jest. W niektórych krajach, np. w Wielkiej Brytanii, sprzedawane są wyłącznie kotły kondensacyjne, gdyż rządowi zależy na oszczędnościach i ogólnym dobrobycie obywateli.

Jedyną wadą jest wysoka cena urządzenia, ale cóż szybko się zwraca dzięki oszczędnościom gazu, który jest bardzo drogi w krajach europejskich. Biorąc pod uwagę, że problem wysokich kosztów surowców energetycznych stopniowo staje się istotny dla wszystkich, obywatele Rosji również powinni bliżej przyjrzeć się tej technologii.

Wniosek

Przyjrzeliśmy się kotłowi kondensacyjnemu i sprawdziliśmy zasadę jego działania. Urządzenie to pozwala osiągnąć maksymalną wydajność i znaczne oszczędności na ogrzewaniu. Możesz uzyskać jeszcze więcej informacji z filmu w tym artykule i zadać pytania w komentarzach.

W normalnym kocioł gazowy produkty spalania przechodzą przez powierzchnie wymiany ciepła kotła, gdzie oddają swoją energię czynnikowi chłodzącemu (ale nie całą). Produkty spalania opuszczają kocioł i poprzez system spalin są uwalniane do atmosfery. W tym przypadku traci się pewną ilość ciepła, ponieważ para wodna powstająca podczas spalania paliwa z wody znajdującej się w gazie ziemnym w stanie normalnym opuszcza wraz z gazami. Para ta niesie ze sobą utajoną energię parowania, którą kocioł kondensacyjny jest w stanie wybrać i przekazać do systemu grzewczego.

Kotły kondensacyjne posiadają przed wymiennikiem wentylator nadmuchowy o zmiennej prędkości obrotowej, dlatego są wykonane z zamkniętą komorą spalania i odprowadzaniem produktów spalania przez komin współosiowy. Sterowanie prędkością wentylatora pozwala zawsze zachować optymalny stosunek powietrze/gaz do spalania. Sterowanie to pozwala większości kotłów pracować przez pewien czas bez konieczności ponownej regulacji. gaz skroplony(może służyć jako kopia zapasowa). Kocioł kondensacyjny nie zawsze pracuje z najwyższą możliwą wydajnością. Aby straty ciepła ze spalinami były minimalne, w wymienniku ciepła kotła musi nastąpić kondensacja pary wodnej ze spalin. Jest to możliwe, gdy temperatura przynajmniej części powierzchni wymiany ciepła jest równa lub niższa od temperatury punktu rosy. Dla gazu ziemnego w normalnych warunkach wynosi +57°C. Dlatego też, aby kocioł mógł pracować w trybie kondensacyjnym, temperatura czynnika w przewodzie powrotnym (przez który wraca z instalacji grzewczej do kotła) nie może być wyższa niż +57°C. Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, to sprawność kotła kondensacyjnego spada, ale nadal będzie o 4-5% wyższa od sprawności kotła niekondensacyjnego (ze względu na dużą powierzchnię wymiany ciepła i kontrolę przepływu gaz/powietrze). współczynnik w całym zakresie mocy). Im niższa temperatura instalacji grzewczej, tym wyższa sprawność kotła kondensacyjnego. Dlatego taki kocioł jest najbardziej efektywny przy pracy na podłogach ogrzewanych wodą (o temperaturze zasilania +40...45°C). Brak minimalnej zalecanej temperatury płynu chłodzącego pozwala na pracę takiego kotła ciepłe podłogi bez specjalnych urządzeń obniżających temperaturę (ale tylko z dużą powierzchnią podłogi i odpowiednio dużą bezwładnością cieplną systemu grzewczego).

instalować je na niskotemperaturowych instalacjach grzewczych specjalnie zaprojektowanych dla kotłów kondensacyjnych (najlepiej nie wyższej niż 60/40°C, maksymalnie 70/50°C)
Stosuj wyłącznie kominy plastikowe (od wyspecjalizowanego producenta) lub ceramiczne.

Zastosowanie kotła kondensacyjnego do ogrzewania domu prywatnego pozwala na podniesienie komfortu instalacji grzewczej (dzięki możliwości pracy kotła w niższych temperaturach) i zmniejszenie zużycia gazu o 15-20% (przy odpowiednim obliczeniu instalacja grzewcza). Przy zróżnicowanej taryfie na gaz ziemny w niektórych przypadkach zmniejszenie zużycia gazu o 20% prowadzi do 1,5-2-krotnego obniżenia kosztów ogrzewania.

Porównanie konstrukcji i charakterystyki kotłów kondensacyjnych i konwencjonalnych

W konwencjonalnym kotle gazowym produkty spalania w postaci gorących gazów spalinowych przechodzą przez wymiennik ciepła kotła, gdzie wydzielają się większość swoją energię do chłodziwa. Większość, ale nie wszystko. Gazy spalinowe są uwalniane do atmosfery przez komin, a część niewykorzystanego ciepła jest tracona, ponieważ wraz z gazami opuszcza również para wodna powstająca podczas spalania paliwa. To właśnie ta para odprowadza ukrytą energię, którą kocioł kondensacyjny jest w stanie magazynować i przekazywać do systemu grzewczego.

Główną różnicą pomiędzy kotłem kondensacyjnym a kotłem niekondensacyjnym jest specjalny wymiennik ciepła o zwiększonej powierzchni, w którym produkty spalania schładzane są do znacznie niższej temperatury (czasami poniżej +40°C) niż w kotle konwencjonalnym. Po ochłodzeniu do niskiej temperatury para wodna zawarta w spalinach zamienia się w ciecz, uwalniając pewną ilość ciepła. Kondensacja zachodzi w wymienniku ciepła, który jest wykonany z materiału odpornego na korozję:

stal nierdzewna (spawana). Wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej jest spawany, co oznacza, że jest mechaniczny i właściwości chemiczne materiał jest nierówny, co z czasem może doprowadzić do jego zniszczenia.
silumin (odlew). Wymiennik ciepła siluminowy jest odlewany, dzięki czemu nie ma nierównych właściwości materiałowych, ale odporność siluminu na agresję chemiczną podczas spalania paliwa jest niższa niż stali nierdzewnej.

Aby uzyskać dużą powierzchnię spalania (dla kotłów o dużej mocy), wykonuje się oddzielne sekcje z siluminu, które następnie łączy się w jeden wymiennik ciepła (podobnie jak w żeliwnych kotłach stojących).

Rodzaje kotłów kondensacyjnych

Kotły kondensacyjne mogą być:

- naścienne W kotłach naściennych kotły mają zwykle moc do 100 kW (w w niektórych przypadkach do 120 kW)
- podłoga,

- jednoobwodowy
- podwójny obwód

Zasada działania kotła kondensacyjnego

Zalety kotłów kondensacyjnych

W specyfikacje techniczne Sprawność kotłów kondensacyjnych wynosi około 108-109%, ale w każdym razie ponad 100%. Oczywiste jest, że zgodnie z prawami fizyki straty energii są nieuniknione, a wydajność nie może przekroczyć stuprocentowego „bara”. Na tym polega istota tej wartości sprawności: aby móc porównać sprawność cieplną kotłów kondensacyjnych i konwencjonalnych kotłów gazowych, obliczenia przeprowadza się w oparciu o wartość dolnej wartości opałowej. Historycznie rzecz biorąc, wszystkie obliczenia fizyczne przeprowadzano w oparciu o zmierzoną wartość wartości opałowej netto. Nie jest to więc efektywność rzeczywista, ale porównawcza, czyli warunkowa. Ale nawet przy obliczaniu sprawności na podstawie wartości wyższej wartości opałowej, wartość sprawności kotłów kondensacyjnych okazuje się dość wysoka i znacznie wyższa niż w przypadku konwencjonalnych kotłów gazowych.

Do zalet kotłów kondensacyjnych zalicza się także ich wyższa sprawność, o około 15-20% wyższa w porównaniu do kotłów konwencjonalnych. Dodatkowo w kotłach tego typu zastosowano nowoczesne palniki, które zapewniają przygotowanie mieszanki paliwowo-powietrznej w optymalnych dla danego trybu spalania proporcjach (przy ciągłej kontroli stosunku gazu do powietrza), co minimalizuje prawdopodobieństwo niecałkowitego spalenia paliwa . Dzięki temu ilość szkodliwych emisji w spalinach ulega znacznemu zmniejszeniu, a niska temperatura spalin, często poniżej 40 0°C, pozwala na zastosowanie kominów plastikowych, co obniża koszty ich montażu. Kotły kondensacyjne swoją konstrukcją przypominają kotły tradycyjne. Zwykle wykonuje się je w wersja ścienna, chociaż produkowane są również stojące kotły kondensacyjne duża moc, które są używane w przemyśle lub pomieszczenia biurowe. Różnią się od konwencjonalnych kotłów tym, że wymiennik ciepła w nich jest inny i wykonany jest z materiałów kwasoodpornych, takich jak silumin czy stal nierdzewna. Wszak powstały kondensat wodny, ze względu na zwiększoną kwasowość, może powodować korozję stali i żeliwa stosowanych do produkcji kotłów niekondensacyjnych. Kształt wymiennika ciepła może być wykonany np. w postaci rur o złożonym przekroju poprzecznym z dodatkowymi żebrami spiralnymi. Wszystko to ma na celu zwiększenie powierzchni wymiany ciepła i odpowiednio zwiększenie wydajności kotła. Ponadto w kocioł kondensacyjny Przed palnikiem zamontowany jest wentylator, który „zasysa” gaz z gazociągu, miesza go z powietrzem i kieruje roboczą mieszaninę gazu i powietrza do palnika.

Zaleta kotła kondensacyjnego

Kotły kondensacyjne zapewniają sprawność na poziomie 110%.

Instalacja grzewcza z kotłem kondensacyjnym, dzięki specjalnej konstrukcji powierzchni grzewczych wymiennika ciepła, odbiera nie tylko ciepło jawne z produktów spalania, ale także ciepło kondensacji pary wodnej i przekazuje to całkowite ciepło do systemu grzewczego . Używając konwencjonalnych określeń, można powiedzieć, że w kotle kondensacyjnym ciepłem dostępnym nie jest niższa wartość opałowa paliwa, o której była mowa w poprzednich rozdziałach i numerach, ale wyższa wartość opałowa, do której zalicza się także ciepło kondensacji, czyli „ utajone ciepło parowania” pary wodnej powstającej podczas spalania paliw węglowodorowych. Obie te wielkości odnoszą się do ilości ciepła wydzielanego podczas spalania. W tym przypadku do wyższej wartości opałowej wlicza się dodatkowo ciepło kondensacji, które w przypadku kotłów konwencjonalnych bezpowrotnie opuszcza instalację grzewczą przez komin.

Ilościowa ocena różnicy pomiędzy wyższą i dolną wartością opałową zależy od rodzaju paliwa. Dla gazu ziemnego jest to około 11%. Prowadzi to do tego, że sprawność, którą zwykle określa się na podstawie niższej wartości opałowej, teoretycznie przy całkowitej kondensacji może osiągnąć 111%. W wysokosprawnym wymienniku ciepła kotła kondensacyjnego gazy spalinowe schładzane są do temperatury prawie takiej samej jak woda powrotna. W tym przypadku wydajność zbliża się do 110%, a zatem praktycznie osiąga granicę fizyczną.

Stopień wykorzystania ciepła kondensacji zależy przede wszystkim od reżim temperaturowy systemy grzewcze. Im niższa temperatura wody wpływającej do skraplacza, tym głębiej można schłodzić spaliny i pełniej wykorzystać efekt kondensacji. Ta kwestia jest podana wielka wartość przy zastosowaniu kotła kondensacyjnego w instalacjach grzewczych, zarówno nowych, jak i modernizowanych. Celem projektowania takiej instalacji powinno być zapewnienie możliwie całkowitej kondensacji przy dowolnej temperaturze wody na powrocie instalacji grzewczej. Naturalnie przy realizacji tego zadania należy zwrócić uwagę także na temperaturę punktu rosy. Im wyższa temperatura punktu rosy, tym lepsze możliwości wykorzystanie ciepła kondensacji.

Usuwanie gazów spalinowych

Usuwanie gazów spalinowych odbywa się zwykle poprzez współosiowe przewody kominowe, zwykle wykonane z żaroodpornego tworzywa sztucznego. Elektronicznie sterowana pompa optymalizuje moc grzewczą, oszczędza energię i redukuje hałas powodowany przez płyn chłodzący przepływający w systemie grzewczym.

Niezależnie od tego, jak doskonały jest kocioł, efektywność jego działania w dużej mierze zależy od parametrów systemu grzewczego. Im niższa temperatura wody, tym pełniejsza będzie kondensacja pary wodnej, co oznacza, że większa część ciepła utajonego zostanie zwrócona do systemu. Tym samym wyższa będzie wydajność kotła. Oczywiście należy zastosować odpowiedni system ogrzewania dla kotła kondensacyjnego, zaprojektowany na niższą temperaturę płynu chłodzącego. Projektując należy ustalić warunek, aby temperatura była jednakowa w zależności od mocy instalacji, środków neutralizacji, urządzenia zabezpieczające a także zestawy rurociągów kotłowych oraz przyłącza punktów hydraulicznych i systemów odprowadzania spalin. W Europie jest to najpopularniejszy typ urządzenia grzewcze, a w wielu krajach zabronione jest instalowanie jakichkolwiek innych kotłów gazowych, z wyjątkiem kotłów kondensacyjnych. Powodem jest mniejsza emisja szkodliwych substancji i wyższa wydajność. Tak niektóre państwa dbają o swoich obywateli zabraniając sprzedaży sprzętu nieekonomicznego i nieekologicznego.

Praktyczne zastosowanie

Wybór systemu grzewczego – ogrzewanie podłogowe lub grzejnikowe – również wpływa na efektywność agregat skraplający. Dla systemy grzewcze w przypadku grzejników obliczona temperatura zimowa na zasilaniu często wynosi 70 stopni Celsjusza i 50 stopni na powrocie. Temperatura wody powrotnej ma decydujące znaczenie dla stworzenia warunków kondensacji. Temperatura punktu rosy powinna być możliwie najniższa. Nawet jeśli szacowana temperatura w zimie wynosi minus 20 stopni, temperatura wody powrotnej osiągnie temperaturę punktu rosy. Dzięki temu kocioł kondensacyjny pracuje w strefie kondensacyjnej przez cały rok.

Im niższa temperatura wody powrotnej przy spadku obciążenia, tym wyższy stopień kondensacji w kotle kondensacyjnym. Należy przy tym zaznaczyć, że w sezonie grzewczym występują temperatury zewnętrzne przekraczające projektową temperaturę zimową, dlatego też zapewnione są warunki dla bardzo wydajnej pracy kotła kondensacyjnego. Jeśli zamiast ogrzewania grzejnikowego zostanie zastosowany system ogrzewania podłogowego z temperaturą zasilania 40 stopni i temperaturą powrotu 30 stopni, stopień kondensacji staje się jeszcze wyższy. W efekcie na całej długości sezon grzewczy temperatura wody powrotnej jest znacznie niższa niż temperatura punktu rosy. Warunki pracy kotła kondensacyjnego stają się optymalne i pracuje on jeszcze wydajniej.

W przypadku stosowania kotła kondensacyjnego powstający kondensat stanowi niewielką część całkowitego odprowadzania ścieków i można go odprowadzić w instalacji o mocy grzewczej do 200 kW sieć kanalizacyjna. Nie należy się jednak spodziewać żadnego negatywnego wpływu na wydajność. kanalizacja lub instalacje klarujące.

Kotły kondensacyjne opierają się na prosta zasada działanie: produkty spalania schładzane są poprzez przejście przez komorę kondensacyjną. W rzeczywistości jest to dodatkowy wymiennik ciepła, w którym podgrzewany jest zużyty płyn chłodzący. Pozwala to na maksymalne wykorzystanie energii gorących produktów spalania do wytworzenia ciepła.

Ten typ kotła jest aktywnie wykorzystywany w Kraje europejskie. Wynika to z wymogów środowiskowych (mniej emisji) i efektywności energetycznej (zużywają mniej gazu, aby wytworzyć taką samą ilość energii cieplnej, jak proste analogi gazów).

Przyjrzyjmy się bliżej. Schemat działania i konstrukcja są następujące:

1. Jak we wszystkich kotłach, znajduje się komora spalania, przez którą przechodzi rura z wodą, gdzie chłodziwo jest podgrzewane i trafia do systemu grzewczego.

2. Wciąż bardzo gorące gazy ogrzewają atmosferę. Zostało w nich mnóstwo ciepła. Na trasie inżynierowie postanowili zainstalować pułapkę ciepła - komorę kondensacyjną, przez którą przepływa strumień powrotny.

3. W komorze kondensacyjnej zużyty płyn chłodzący jest wstępnie podgrzewany i dostarczany do palnika. Dzięki temu możesz zmniejszyć dopływ paliwa - wydawaj mniej na ogrzewanie powrotu. (Średnia oszczędność dla tej grupy kotłów wynosi 11%).

4. Ponieważ w komorze kondensacyjnej tworzy się kondensacja wody, należy ją usunąć - do kanalizacji dodaje się drenaż.

5. Ściana i modele podłogowe można wyposażyć różne typy kominy: dwururowe, koncentryczne itp. Często system usuwania gazów spalinowych jest wymuszony.

Notatka: Zgodnie ze swoim układem kotły kondensacyjne dzielą się na dwie izolowane części: zwykły kocioł i komorę kondensacyjną. Łącznikiem tych dwóch sekcji jest układ usuwania produktów spalania. Zwykle komora kondensacyjna kotła znajduje się na górze jego głównej części.

Główną różnicą pomiędzy modelami są skraplacze wymienniki ciepła różni producenci kotły tej grupy (zarówno ścienne, jak i podłogowe), które producenci wyróżniają jako przewagę konkurencyjną. Sprawność jego działania zależy od rodzaju wymiennika ciepła. A zadaniem producenta jest takie zbilansowanie parametrów pracy komory, aby płyn chłodzący był zarówno skutecznie nagrzany, jak i miał czas szybko przejść przez tę część kotła.

O zasadzie działania kotła kondensacyjnego

Jeść modele ścienne(do domu, domku letniskowego, małego biura) i jednostki podłogowe do pełnego ogrzewania duże obszary budynki handlowe i przemysłowe.

Fakty na temat kotłów kondensacyjnych

Sprzęt ten jest dość innowacyjny, choć produkowany jest od dawna.

Pod względem ceny kotły kondensacyjne nie są droższe od wysokiej jakości jednostek gazowych o podobnej mocy. Ale pobili ich pod względem zużycia energii - jest niższe.
Modele naścienne produkowane są o mocy do 100 kW, z reguły większa moc dotyczy kotłów stojących.
Duży wybór modeli: prosty przegląd w Internecie pokazuje, że wszyscy wiodący producenci mają w swoim asortymencie szeroką gamę tego sprzętu. O rynek walczą Włosi, Niemcy, Chińczycy i krajowi producenci.

4. Ważna zaleta: zyskujesz większą moc przy mniejszych wymiarach kotła. W porównaniu z kotłami gazowymi, kondensacyjny kocioł ścienny może być mniejszy, ale mieć tę samą moc.

5. Im więcej odbiorców ciepła, tym lepiej widoczne są zalety kotła kondensacyjnego i tym więcej jest powodów, dla których warto go zainstalować. Skuteczny zarówno do ogrzewania, jak i podgrzewania wody.

6. Wydajność. W reklamach często piszą „Efektywność = 109-111%”. Piszą w ten sposób, porównując efektywność wykorzystania całego otrzymanego ciepła. W jednostki gazowe Nie wytwarza się mniej ciepła, kotły kondensacyjne po prostu lepiej je wykorzystują.

7. Rzeczywiście istnieje możliwość montażu kominów plastikowych – temperatura spalin wynosi około 40-60°C.

8. Zmniejsza się ilość szkodliwych emisji.

9. Kocioł jest bardzo zależny od prądu - wszystkimi procesami steruje elektronika. Bez elektroniki nie ma ani jednego modelu tego sprzętu wśród oferowanych przez producentów. (Jeśli, drogi czytelniku, znajdziesz podobne kotły kondensacyjne i pokażesz nam, chętnie poprawimy tę propozycję).

Demonstracja działania kotła kondensacyjnego „Vailant”

Warunki efektywnego wykorzystania

Prawidłowo zainstalowany system grzewczy o maksymalnej mocy cieplnej: im więcej odbiorców, tym lepiej.
Instalacje grzewcze dla kotłów kondensacyjnych muszą być specjalnie zaprojektowane: temperatura powrotu powinna być jak najniższa i w normalnych warunkach nie przekraczać 55°C. Tę temperaturę można osiągnąć na przykład poprzez masowe zastosowanie podgrzewanych podłóg w pomieszczeniu.
Projektant musi tak obliczyć działanie systemu, aby było ono korzystne dla eksploatacji i użytkowania ciepłe dni. Na przykład kontrolowane jest spalanie w kotle; można po prostu ustawić temperaturę na 80°C zamiast 100°C, tak aby woda powrotna na wejściu do komory kondensacyjnej miała wymaganą temperaturę.
Ponieważ istnieją kotły kondensacyjne dwuprzewodowe, należy przeliczyć, który model wybrać, aby kocioł efektywnie pracował zarówno przy ogrzewaniu domu, jak i podgrzewaniu wody. W tej sytuacji ważne jest, aby wybrać optymalną moc kotła, aby wystarczyło podgrzać wodę, ale nie przegrzać płynu chłodzącego i odwrotnie. W prostych kotłach gazowych jest to łatwiejsze - zużywają po prostu trochę więcej energii.