Кондиционный котел отопления – Конденсационный котел – плюсы и минусы, принцип работы

Конденсационные котлы

От 50 м² до ∞

Снова возьмём некий традиционный котёл с полезной тепловой мощностью 24 кВт. Минимальная мощность, которую он может выдать, — 11 кВт. Но для небольшого дома площадью 80 м2 такого количества теплоты избыточно. В результате дом перегревается, потребителю некомфортно, он открывает форточки, но при этом продолжает тратить газ. Конденсационный котёл можно настроить так, чтобы он работал в пределах 4–12 кВт. И дело здесь в теплообменнике, применяемом в таком теплогенераторе. Конструктивно теплообменники у разных производителей, конечно, разные, но их общее «идейное» отличие от стальных и чугунных, применяемых в традиционной технике, — устойчивость к конденсату. Чем меньше мощность, тем ниже температура. А где низкая температура, там и конденсат, которого традиционные сталь и чугун боятся. Для небольшого дома подойдёт самое распространённое и простое решение — конденсационный настенный котел с «полной комплектацией», включающей насос, расширительный бак, элементы безопасности и управления. Мощность таких котлов обычно до 35 кВт. Для одной-двух точек ГВС в доме достаточно встроенного теплообменника. Если горячей воды требуется больше, можно установить внешний бойлер, объём которого подбирается по расходу.

Возьмём дом большей площадью. Например 300 м2, с бассейном, баней и другими сооружениями, где требуется больше тепловой мощности, и где 35 кВт уже будет недостаточно. В этом случае котлы можно объединить в каскад или выбрать настенный котёл большей мощности — от 50 до 100 кВт.

Альтернатива каскаду — конденсационный котёл в напольном исполнении. Мощность выбирается в диапазоне от 110 кВт до нескольких мегаватт (при объединении в каскаде). Ещё недавно подобные конденсационные предложения были редкостью, но сейчас они есть в линейке практически всех производителей.

Естественно, что такие экономичные генераторы тепла как конденсационные котлы, так же легко комбинируются с другими «зелёными» источниками генерации — тепловыми насосами, солнечными коллекторами или котлами на другом виде топлива.

Богатый выбор автоматики и приложений даёт возможность всё это собрать и управлять котельной дистанционно со смартфона или планшета.

И не забывайте, чтобы грамотно сделать тепловой расчёт дома и проект необходимых инженерных сетей, требуется помощь специалиста. Не стоит пренебрегать и услугами профессионалов при первом запуске котла. Настройка конденсационного оборудования — дело тонкое. И, к сожалению, не все монтажники этими знаниями обладают. Именно поэтому стоит выбирать те организации, которые рекомендует производитель.

 

 

www.viessmann.ru

Что такое конденсационный газовый котел

Для обогрева своего дома вы решили приобрести самое современное котельное оборудование, использующее в качестве топлива природный газ. Благодаря новейшим техническим решениям эта водогрейная установка должна быть экономичной, экологичной, надежной и обеспечивать максимальный уровень комфорта при эксплуатации. Тогда конденсационный газовый котел – это то что вам нужно, среди агрегатов, сжигающих природный газ, ему нет равных.

Дополнительная энергия от сгорания газа

В действительности энергия выделяется в процессе горения, а фокус заключается в том, чтобы ее применить для нагрева воды. Чтобы понять суть процесса, достаточно вспомнить школьный курс физики. Для того чтобы воду превратить в пар, нужно затратить дополнительную энергию на переход из одного агрегатного состояния в другое. Эта энергия – удельная теплота парообразования и для воды ее значение равно 2256 кДж/кг или 627 Вт/кг, величина немалая. Конденсируясь, водяной пар отдает это же количество теплоты.

Устройство конденсационного котла

Горение – это химический процесс, в результате которого выделяется тепло, используемое для обогрева жилища. Природный газ СН

4 распадается, атомы углерода соединяются с кислородом, образуя углекислый газ СО₂. Атомы водорода также окисляются и получается вода Н₂О. Она тут же превращается в водяной пар, поскольку реакция проходит в зоне выделения большого количества теплоты.

Вода переходит в пар, забирая ощутимую долю теплоты на парообразование, а конструкция конденсационного котла позволяет отобрать эту энергию обратно.

В обычных газовых установках водяные пары благополучно удаляются вместе с углекислым газом через дымоход наружу. Теплообменник с протекающей по нему водой, установленный на пути дымовых газов, заставляет пар конденсироваться на его поверхности, это и есть принцип работы конденсационного газового котла. При этом теплота парообразования, отобранная при горении газа, возвращается и передается теплоносителю. Соответственно, КПД простой водогрейной установки составляет 88—93%, а использующей принцип конденсации – 97—98%. Такая эффективность позволяет ощутимо экономить природный газ, стоимость которого неуклонно растет.

Особенности конструкции

Поскольку выпадающий конденсат содержит примеси кислот, теплообменники для отопительных агрегатов выполняются из нержавеющей стали. Теплоноситель из обратного трубопровода подводится к змеевику, его витки образуют кольцо, внутри которого располагается газогорелочное устройство. В идеале оно тоже имеет цилиндрическую форму, отверстия форсунок расположены по всей поверхности горелки и пламя распространяется во всех направлениях. Таким способом прогревается весь змеевик, водяной пар активно конденсируется на первой половине витков, где теплоноситель имеет низкую температуру.

Для выпадения конденсата требуется температура 59 ºС и ниже. В системах отопления температура воды в обратном трубопроводе колеблется от 30 до 60 ºС, что вполне приемлемо. Схема основных узлов, из которых состоит настенный газовый конденсационный котел, представлена на рисунке.

Камера сжигания – закрытого типа, с принудительным нагнетанием воздуха для горения. Поскольку вентилятор – самый шумный элемент конструкции, для конденсационных установок используются малошумящие модели, звук их работы практически не слышен. Воздух втягивается по наружному каналу двустенного коаксиального дымохода. Одновременно навстречу ему по внутреннему каналу выходят дымовые газы, отдавая тепло через металлическую стенку. Температура газов на выходе из конденсационного котла – менее 100 ºС.

Рекомендации по выбору конденсационного котла

Поскольку выбор типа котла сделан изначально, перед его покупкой следует найти ответы на вопросы:

1. Какова потребная тепловая мощность на обогрев дома в холодный период?
2. Есть ли необходимость подогревать воду для хозяйственных нужд, если да, то определить число ее потребителей.
3. Уточнить расположение котельной установки в доме и выяснить, сколько для нее есть места.
4. Заблаговременно предусмотреть возможность устройства дымохода и его тип.

Вопрос стоимости не затрагивается по умолчанию, поскольку конденсационные котлы выпускаются зарубежными производителями и имеют высокую цену.

Как правило, необходимую тепловую мощность высчитывают по упрощенному алгоритму: выясняют общую обогреваемую площадь дома и умножают ее на число 0,1, получая в результате мощность котла в киловаттах. Алгоритм исходит из того, что на отопление 100 м² здания требуется 10 кВт тепловой энергии. Способ пригоден для помещений высотой не более 3 м и довольно точен для районов с умеренным климатом.

В силу своей конструкции конденсационные газовые котлы отопления имеют переменную мощность, которая зависит от температурного графика работы системы отопления.

Чем ниже температура теплоносителя в обратном трубопроводе, тем эффективнее работа конденсационной установки. Поэтому производители в техническом паспорте на изделие могут указывать две тепловых мощности:

• для температурного графика работы 80/60 ºС;
• для температурного графика работы 50/30 ºС.

У некоторых производителей эти графики могут несколько отличаться, — 75/60 ºС и 40/30 ºС соответственно. Как пример, приведем значения тепловой мощности для котла FERROLIEconceptTech. Для первого графика диапазон мощностей установки составляет 3.7–17.6 кВт, а для второго – 4—19 кВт, на это следует обратить внимание при выборе отопительного агрегата. В южных районах температура в подающем трубопроводе редко превышает 50 ºС и системы отопления там работают по второму графику, в то время как в северных регионах нормальная температура подачи – 80 ºС (1-й график).

Расположение котла

Конструкция газового котла с принудительной подачей воздушной смеси позволяет расположить его практически в любом помещении, так как он не забирает воздух из комнаты и оборудован закрытой камерой сгорания. Это позволяет установить агрегат, к примеру, на кухне. Лучше, когда он находится неподалеку от наружной стены, чтобы не пришлось делать длинный горизонтальный участок дымохода. В зависимости от интерьера можно выбрать настенный котел, вписав его между бытовой техникой либо напольную версию. Например, внешний дизайн напольного конденсационного агрегата Vitodens 222 – F бренда Viessmann отлично подходит для кухни, так как с виду он похож на большой холодильник.

Перед покупкой стоит внимательно изучить все конденсационные котлы конкретного производителя не только на предмет мощности, но и дизайна. Как настенные, так и напольные установки разных брендов имеют большой диапазон мощностей. Настенный агрегат можно приобрести от 3.5 до 110 кВт тепловой мощности, что позволит отапливать как несколько комнат, так и трехэтажный коттедж. Мощность бытовых напольных установок еще больше – до 320 кВт.

Если требуется обеспечить нагрев воды на хозяйственные нужды, есть смысл приобрести двухконтурный газовый котел конденсационного типа. Подбирать его следует по количеству потребителей горячей воды. Агрегаты с проточным теплообменником могут обеспечить 2—3 потребителя, если же их количество больше, стоит рассмотреть вариант со встроенным бойлером.

Определив место установки котла, нужно убедиться, что к нему есть возможность подвести дымоход. Самый простой вариант – вывести трубу горизонтально сквозь наружную стену, — такой вариант подойдет для одноэтажного дома. Для двух и более этажей он может стать неприемлемым, поскольку дым может задуваться ветром в окна верхних помещений. Здесь лучше установить традиционный вертикальный дымоход. Некоторые производители продают детали дымовой трубы в комплекте со своими котельными установками.

Заключение

Поскольку любой одноконтурный конденсационный газовый котел имеет достаточно высокую стоимость, его выбор сводится к подбору производителя, определению мощности, способу установки и наружному дизайну. Автоматикой и опциями, повышающими удобство и комфорт эксплуатации, снабжены все конденсационные агрегаты начиная от выносных пультов управления и заканчивая приложениями для мобильного телефона, с помощью которых можно управлять котлом на любом расстоянии.

cotlix.com

Конденсационный котел — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

В обычном газовом котле продукты сгорания проходят через теплообменные поверхности котла, где отдают свою энергию теплоносителю (но не всю). Продукты сгорания уходят из котла и через дымоотводную систему выбрасываются в атмосферу. При этом некоторое количество теплоты теряется, поскольку вместе с газами уходит водяной пар, образовавшийся при сгорании топлива из воды, находящейся в природном газе в нормальном состоянии. Этот пар уносит с собой скрытую энергию парообразования, которую способен отобрать и передать системе отопления конденсационный котел.

Конденсационные котлы имеют перед теплообменником нагнетающий вентилятор с изменяемым числом оборотов, поэтому они сделаны с закрытой камерой сгорания и выбросом продуктов сгорания через коаксиальный дымоход. Управление числом оборотов вентилятора дает возможность всегда поддерживать оптимальное для сгорания соотношение воздуха и газа. Такое управление позволяет большинству котлов некоторое время без переналадки работать на сжиженном газе (его можно использовать как резервный). Конденсационный котел не всегда работает с максимально возможной эффективностью. Чтобы потери тепла с дымовыми газами были минимальными, в теплообменнике котла должна происходить конденсация водяных паров из дымовых газов. Это возможно тогда, когда температура хотя бы части теплообменной поверхности равна или ниже температуры точки росы. Для природного газа при обычных условиях она равна +57°С. Поэтому, чтобы котел работал в режиме конденсации, температура теплоносителя в обратной линии (по которой он возвращается из системы отопления в котел) должна быть не выше +57°С. Если это условие не выполняется, то тогда КПД конденсационного котла уменьшается, но все равно оно будет на 4-5% выше, чем КПД неконденсационного котла (за счет большой площади теплообмена и контроля соотношения газ/воздух во всем диапазоне мощности). КПД конденсационного котла тем выше, чем ниже температурный режим системы отопления. Поэтому наиболее эффективен такой котел при работе на водяные теплые полы (с температурой подачи +40…45°С). Отсутствие минимальной рекомендуемой температуры теплоносителя позволяет такому котлу работать с теплыми полами без специальных понижающих температуру приспособлений (но только при большой площади полов и, соответственно, большой тепловой инерционности системы отопления).

Практические рекомендации по применению конденсационных котлов:

• устанавливать их на специально рассчитанные под конденсационный котел низкотемпературные системы отопления (желательно не выше 60/40°С, максимум 70/50°С)
• применять только пластиковые (от специализированного производителя) или керамические дымоходы.

Применение конденсационного котла для отопления частного дома позволяет повысить комфорт системы отопления (за счет возможности работы котла при более низких температурах) и уменьшить расход газа на 15-20% (при правильном расчете системы отопления). При дифференцированном тарифе на природный газ в некоторых случаях уменьшение расхода газа на 20% приводит к уменьшению расходов на отопление в 1,5-2 раза.

Сравнение конструкции и характеристик 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.

Основное отличие конденсационного котла от неконденсационного – в специальном теплообменнике увеличенной площади, в котором продукты сгорания охлаждаются до значительно более низкой температуры (иногда ниже +40°С), чем у обычного котла. При охлаждении до низкой температуры водяной пар, содержащийся в дымовых газах, превращается в жидкость, высвобождая при этом определенное количество теплоты. Конденсация происходит в теплообменнике, который сделан из коррозионностойкого материала:

Для получения большой площади сгорания (для мощных котлов) из силумина делают отдельные секции, которые затем стягивают в один теплообменник (подобно чугунным напольным котлам).

Виды конденсационных котлов

Конденсационные котлы могут быть:

• • настенными В настенном исполнении котлы обычно бывают мощностью до 100 кВт (в отдельных случаях до 120 кВт)
  • напольными,

• • одноконтурными
  • двухконтурными

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 теплота для системы отопления. Количество теплотаты, 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.

Преимущества конденсационных котлов

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». 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 40⁰С, 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.

Преимущество конденсационного котла

Конденсационные котлы обеспечивают КПД 110%

Отопительная система с конденсационным котлом благодаря особой конструкции поверхностей нагрева теплообменника отбирает у продуктов сгорания не только явное тепло, но и теплоту конденсации водяного пара и передает это суммарное тепло в отопительную систему. Используя принятые термины, можно сказать, что в конденсационном котле располагаемым теплом является не низшая теплота сгорания топлива, которая упоминалась в предыдущих разделах и выпусках, а высшая теплота сгорания, которая включает также теплоту конденсации, или «скрытую теплоту парообразования», водяного пара, образующегося при сгорании углеводородного топлива. Обе эти величины относятся к количеству тепла, высвобождающемуся при сгорании. При этом высшая теплота сгорания дополнительно включает теплоту конденсации, которая в случае обычных котлов безвозвратно покидает отопительную установку через дымовую трубу.

Количественная оценка разности между высшей и низшей теплотой сгорания зависит от вида топлива. Для природного газа она составляет около 11%. Это приводит к тому, коэффициент полезного действия, который принято определять по низшей теплоте сгорания, при полной конденсации может теоретически доходить до 111%. В высокоэффективном теплообменнике конденсационного котла уходящие газы охлаждаются почти до температуры воды в обратной линии. При этом КПД приближается к 110% и, стало быть, практически достигает физической границы.

Степень использования теплоты конденсации зависит, в первую очередь, от температурного режима системы отопления. Чем ниже температура воды на входе в конденсационный аппарат, тем глубже могут быть охлаждены дымовые газы и тем более полно может быть использован эффект конденсации. Этому вопросу придается большое значение при использовании конденсационного котла в составе отопительных установок как новых, так и модернизируемых. Целью проектирования такой установки должно быть обеспечение как можно более полной конденсации при любой температуре воды в обратной линии отопительной системы. Естественно, при реализации этой задачи следует уделять внимание и температуре точки росы. Чем выше температура точки росы, тем лучше возможности использования теплоты конденсации.

Удаление дымовых газов

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 низкой температуре, 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.

Практическое применение

Выбор системы отопления – теплый пол или радиаторное отопление – также влияет на экономичность конденсационной установки. Для отопительных систем с радиаторами часто принимают расчетную зимнюю температуру в подающей линии 70 градусов Цельсия и 50 градусов – в обратной линии. Решающей для создания условий конденсации является температура обратной воды. Она должна быть как можно ниже температуры точки росы. Даже если расчетная зимняя температура составляет минус 20 градусов, температура обратной воды как раз достигнет температуры точки росы. Таким образом, конденсационный котел весь год работает в области конденсации.

Чем ниже становится температура воды в обратной линии при уменьшении нагрузки, тем выше становится степень конденсации в конденсационном котле. Здесь необходимо отметить, что в течение отопительного сезона имеют место наружные температуры, превышающие расчетную зимнюю, поэтому обеспечиваются условия высокоэффективной эксплуатации конденсационного котла. Если вместо радиаторного отопления применяют систему теплого пола с температурой подачи 40 градусов и температурой в обратной линии 30 градусов, полнота конденсации становится еще выше. В результате в течение всего отопительного сезона температура обратной воды существенно ниже температуры точки росы. Условия работы конденсационного котла становятся оптимальными, и он работает еще более эффективно.

При использовании конденсационного котла образующийся конденсат составляет незначительную часть суммарного водоотведения и до теплопроизводительности 200 кВт может удаляться в канализационную сеть. При этом не следует ожидать отрицательного влияния на работу канализационной системы или осветлительных установок.

ru.teplowiki.org

схема работы, виды, преимущества и недостатки

Выбор отопительного оборудования с каждым годом ширится и дополняется новыми моделями и технологиями. В стремлении к увеличению производительности котлов отопления были разработаны газовые конденсационные котлы. В них, кажется, перевыполнен план по увеличению КПД тепловых машин, и это даже настораживает. Однако если разобраться, то все в порядке и законы физики не нарушены, и они эффективнее привычного газового оборудования, достаточно уяснить принцип их действия.

Принцип работы

В любом котле отопления кроме электрического используется энергия, выделяемая при сжигании топлива с последующей передачей тепла посредством теплообменника. Однако задействуется далеко не вся высвобожденная горением теплота. Часть бесцельно рассеивается, часть нужна для поддержания естественной тяги, то есть попросту вылетает в трубу. Даже закрытая камера сгорания и принудительный отвод выхлопа не помогает особенно повысить эффективность теплопередачи. Среднее значение КПД для газового котла – 92%. Повысить коэффициент практически невозможно, это потолок для классической конструкции газового котла.

Схема работы котла

Однако есть возможность задействовать источники тепла ранее игнорируемые конструкторами и разработчиками котельного оборудования. В выхлопе, в отработанных газах после сгорания природного газа имеется изрядное количество перегретого водяного пара и других включений (зола, смолы и т.п.).

Пар по большей части не из воздуха, поступающего извне, а полученный в результате самого горения, и, следовательно, он таит в себе существенный запас энергии. Прямой теплообмен в этом случае не особенно полезен, зато если заставить водяной пар конденсироваться, то выделится уже приличная по объему теплота, сопоставимая с энергией горения природного газа.

Оказалось, что сконденсировать пар из выхлопа газовой горелки просто. Достаточно на пути от камеры сгорания к дымоходу установить теплообменник с температурой поверхности не более 55°С, что соответствует приблизительно значению точки росы для продуктов сгорания природного газа.

Принцип действия конденсационного котла:

1. В камере сгорания сжигается природный газ.
2. Теплота от сгорания передается основному теплообменнику.
3. В верхней части котла устанавливается дополнительная камера с теплообменником, который нагревается не выше 55°С.
4. Пар из выхлопа конденсируется во второй камере и отдает дополнительное тепло.

Если взять классическую теплоту сгорания газа за 100%, то за счет конденсации получается еще дополнительно 15%. С учетом выхода обычных котлов – 92%, получаем 107% КПД для  конденсационного котла.

Чтобы реализовать нормальную работу конденсационного котла, теплоноситель в системе отопления не должен нагреваться свыше определенной температуры 50-55°С. Обратка, поступающая от радиаторов, в первую очередь подводится к конденсатору, а уже после этого к основному теплообменнику.

Плюсы и минусы

Переход с обычного котла на конденсационный – это достаточно сложный и затратный процесс. Легче, если отопление в доме формируется с нуля, тогда есть возможность скомпоновать экономически выгодную систему.

Конденсационные котлы существенно снижают затраты газа за отопительный сезон. Этому способствует существенно повышенный КПД. Если же говорить о полноценном обогреве, изначально сработанном для данного типа оборудования, то экономия становится еще заметнее, даже с учетом монтажных работ. Отопление строится с максимальным порогом температуры теплоносителя в 50(80)°С. Этого достаточно для поставленной задачи, и заодно дает широкий выбор по материалам и комплектующим.

Котлы по определению снабжаются функциональным блоком управления с возможностью тонкой настройки параметров обогрева. Это преимущество сказывается на комфорте жильцов и снова на экономичности.

За счет конденсации большей части выхлопа снижается вредный выброс в атмосферу.

Существенным недостатком конденсационных котлов остается стоимость, отбить которую даже в лучших условиях получится только за несколько лет.

Остальные особенности, иногда критикуемые со стороны, сложно назвать недостатками. Это эксплуатационные характеристики, которые отличаются от таковых у классического газового котла. Достаточно учесть эти моменты заблаговременно:

• Энергозависимость.
• Большой объем конденсата, который необходимо удалять вручную или пропускать через фильтр перед сливом в канализацию.
• Зависимость эффективности от параметров системы отопления. Для нормальной эксплуатации требуется перепад температуры между входом и выходом теплообменника по теплоносителю в 20-25°С.

Напольные и настенные

Конденсационные котлы выпускаются в напольном и в настенном исполнении, при этом камера сгорания может быть открытой с атмосферной горелкой или закрытой. Это дает широкий выбор пользователю. Практически у любого производителя найдется котел требуемой мощности для жилого дома или квартиры с нужной комбинацией характеристик, чтобы установить оборудование самым оптимальным образом.

Некоторые модели подойдут для замены старых котлов в гравитационных системах отопления. Обязательное наличие перепада температуры на входе и выходе, а также наличие встроенной накопительной емкости, этому как раз способствуют. Преимущество конденсационных котлов в том, что при замене громоздкого напольного старого оборудования его вполне возможно заменить компактным настенной моделью.

Напольный конденсационный котел Viessmann

Одноконтурные и двухконтурные

Конденсационные котлы с одноконтурным теплообменником способны обеспечить нагрев только теплоносителя. Горячую воду в этом случае можно получить, подключив внешний бойлер косвенного нагрева который будет отбирать часть мощности на себя. Выбор одноконтурной модели – единственный разумный вариант, если есть централизованная подача ГВС без сбоев и длительных перерывов.

Если требуется горячая вода и для бытовых нужд, то лучше подойдет двухконтурный конденсационный котел со встроенным теплообменником ГВС. Отличительные особенности конденсационных двухконтурных котлов:

• Возможность нагрева воды до 60°С, так как используется теплообменник прямого действия без учета конденсационной камеры.
• Во время подготовки горячей воды контур отопления частично или полностью перекрывается, так что наличие накопительной емкости обязательно для снижения нагрузки на котел.
• Чаще используется внешняя накопительная емкость для ГВС, что следует учитывать при выборе места и способа установки.

С импульсным горением

Недавно наряду с уже описанными конденсационными котлами начался выпуск устройств с импульсным горением. Это совершенно новый подход в плане конструкции отопительных котлов. В них нет привычной горелки, и теплообменник используется специфический. Тепловая энергия вырабатывается при организации огромного числа микровзрывов подготовленной газовоздушной смеси в камере сгорания специальной формы. Это позволяет выработать больше энергии при меньшей затрате топлива, при этом значительная часть теплообмена происходит за счет конденсации выхлопа.

В котлах с импульсным горением камера сгорания располагается фактически внутри накопительной емкости, притом в верхней ее части. Внутрь подается подготовленная топливная смесь из газа и воздуха в строго заданной пропорции. Далее с помощью искры или впоследствии за счет перегретых стенок камеры провоцируются микровзрывы с частотой в несколько сотен за секунду.

Выхлоп под воздействием высокой температуры сильно расширяется, а в камере перекрывается входной клапан в верхней части. За счет создаваемого давления газы поступают в блок трубок, уходящих вниз через накопительную емкость с теплоносителем. Отдавая свое тепло воде, газы остываю, пар конденсируется. На выходе из такого своеобразного теплообменника отработанные газы уже имеют температуру менее 40°С и отводятся принудительно за пределы помещения. При этом используются обычные пластиковые трубы, а дымоход прокладывается любым удобным способом.

Заявлено, что расход газа снижен в три раза при неизменной тепловой мощности. Однако это скорее похоже на маркетинговый ход, чем на реальные показатели. Технология новая и еще не получила достаточно убедительных рецензий от потребителя.

Дымоходы

Для отвода отработанных газов в конденсационных котлах используется классический дымоход для открытой камеры сгорания и коаксиальный дымоход для закрытых камер с надувными горелками. Требования к дымоотводящей системе предписаны производителем для каждой модели, и отступать от этих условий категорически нельзя.

С учетом относительно низкой температуры выхлопа классический дымоход должен быть существенно выше и больше по диаметру, чем аналогичного котла с использование только низшей теплоты горения. Только так будет поддерживаться достаточная тяга для отвода продуктов горения без риска опрокидывания тяги или задымления помещения.

В случае с закрытой камерой сгорания все проще. Следует по наименьшему маршруту проложить коаксиальный дымоход требуемого сечения, и вывести его з пределы здания. Об остальном позаботится автоматика.

udobnovdome.ru

Что такое конденсационный котел отопления

 

Что такое конденсационный котел и на чем он работает

Чтобы понять высокие характеристики конденсационного котла по экономии топлива, вспомним, как работает любой котел отопления.

В любом котле отопления, происходит сгорание различных видов топлива, энергия от сгорания которого переходит в тепло теплоносителя. Но не всё тепло переходит к теплоносителю. Часть тепла отдается корпусу котла, часть тепла уходит с водяными парами, которые содержатся в продуктах горения.

Устройство конденсационного котла, позволяет конденсировать водяные пары из продуктов горения. Физический процесс конденсации, сопровождается выделением тепла, которое и возвращается в систему отопления. Это позволяет достигать 10-15% экономию тепла по сравнению с обычными котлами, как следствие снизить расход топлива.

Примечание: Основное топливо конденсационных котлов это газ.

Особенности конденсационного котла

Для осуществления процесса конденсации нужна температура от 30 до 50°C. В нижней границе диапазона начинается процесс конденсации, в верхней границе температур пар достигает «точку росы» и переходит в жидкое состояние. Поэтому эффективно конденсационный котел работает при 30°Cв обратной трубе и 50°cв прямой трубе теплоносителя.

Не нужно путать, конденсационные котлы с низкотемпературными газовыми котлами, это два разных типа котла.

Экологичность конденсационного котла

Создание, почти, замкнутого цикла значительно снижает выбросы в атмосферу CO2 на 40% по сравнению с обычным котлом и на 20% по сравнению с котлом низкотемпературным. Так же снижен выброс окиси азота на 90% и 60% соответственно.

В блокнот читателя

Нужно понимать, что конденсат это угольная кислота и требованиями надзорных органов (Мосводоканала), требуется химическая нейтрализация кислой среды, если соотношение кислоты в воде больше, чем 1/25.

Приведем пример. Конденсационный котел мощностью 60 кВатт, выделяет 0,0070м³ конденсата в час. За это же время, система отопления дома 480 метров (где стоит этот котел) выделяет воды 0,680 куб метров в час. Отношение конденсата и воды составляет 1/95, что проходит по нормам.

©Obotoplenii.ru

Другие статьи по теме

 

obotoplenii.ru

принцип работы и особенности эксплуатации

Те, кто хоть раз сталкивался с необходимостью того, что требуется качественно и эффективно обогреть загородный дом или коттедж, останавливают свой выбор на таком оборудование, как конденсационный котел. Это наиболее популярное приспособление, которые отличается высокими показателями экономичности. Благодаря этому, а также большому количеству иных положительных эксплуатационных характеристик оборудование оптимально подходит для большого количества разнообразных помещений.

Конденсат на теплообменнику

Особенности конденсационного котла

Подобный котел не всегда целиком использует свою энергию, которая производится в процесс выработки топлива. Какая-то ее часть, которая называется теплом, уходит вместе с водяным паром, который может содержаться в продуктах от испарения. Но именно это тепло используется для качественного нагрева воды, которая находится в котле, так как полученный пар имеет свойство конденсироваться. Данный процесс может быть осуществлен только благодаря тому, что происходит охлаждение продуктов сгорания до какой-то определенной температуры, имеющей название точки росы, она обычно составляет 55 градусов.

Данный котел работает таким образом, что все продукты сгорания, находящиеся внутри него, под влиянием воды охлаждаются, вода в свою очередь возвращается из общей системы отопления. Именно по этой причине температура воды в системе центрального отопления, обслуживаемой котлом, должна быть немного ниже при сравнении ее с традиционными котлами.

Процесс горения в обычном и конденсационном котле

klivent.biz

Конденсационные котлы отопления настенные

Конденсационные котлы основаны на простом принципе действия: продукты сгорания охлаждаются за счет прохождения через конденсационную камеру. Это, по сути, дополнительный теплообменник, в котором подогревается отработавший теплоноситель. Это позволяет максимально использовать энергию горячих продуктов сгорания топлива для создания тепла.

Данный тип котлов активно применяется в европейских странах. Связано это с требованием экологии (они производят меньше выбросов) и энергоэффективности (меньше потребляют газа для выработки того же количества тепловой мощности, что и простые газовые аналоги).

Конструкция и принцип работы

Рассмотрим подробнее. Схема работы и конструкции следующие:

1. Как во всех котлах, есть камера сгорания, через которую проходит труба с водой, где и подогревается теплоноситель и уходит в систему отопления.

Внутреннее содержание конденсационного котла

2. Еще очень горячие газы уходят на дымоход – греть атмосферу. Тепла в них остается предостаточно. По пути следования инженеры решили установить тепловую ловушку – конденсационную камеру, через которую проходит обратка.

Строение конденсационного котла

3. В конденсационной камере отработавший теплоноситель предварительно подогревается и поступает к горелке. За счет этого можно уменьшить подачу топлива – меньше тратить на подогрев обратки. (Средняя экономия по этой группе котлов – 11%).

Составные части конденсационного котла

4. Так как в конденсационной камере образуется водяной конденсат, то необходимо его удалить – добавляется слив в канализацию.

Схема отопительной системы с участием конденсационного котла

5. Настенные и напольные модели могут оборудоваться различными типами дымоходов: двух трубными, коаксиальными и т.п. Часто система удаления дымных газов – принудительная.

Напольная модель конденсационного котла

Примечание: По компоновке конденсационные котлы разделены на две изолированные части: обычный котел и конденсационную камеру. Соединяет эти два участка – система отведения продуктов горения. Обычно конденсационная камера котла расположена поверх основной его части.

Настенный конденсационный котел в доме

Теплообменники конденсаторов – это основное отличие в моделях разных производителей котлов данной группы (и настенных, и напольных), которое производители выделяют, как конкурентное преимущество. От типа теплообменника зависит эффективность его работы. И задача производителя сбалансировать параметры работы камеры так, чтобы теплоноситель и эффективно подогревался, и успевал быстро проходить данный участок котла.

О принципе работы конденсационного котла

Есть настенные модели (для дома, коттеджа, небольшого офиса) и напольные агрегаты для полноценного отопления больших площадей коммерческих и производственных зданий.

Факты о конденсационных котлах

Оборудование это довольно инновационное, хотя производится давно.

1. По цене конденсационные котлы не дороже качественных газовых агрегатов с аналогичной мощностью. Но выигрывают у них по потреблению энергии – оно ниже.
2. Настенные модели производят с мощностью до 100 кВт, большая мощность, как правило – для напольных котлов.
3. Большой выбор моделей: простой обзор в сети интернет показывает, что все ведущие производители имеют в своем ассортименте широкие линейки данного оборудования. За рынок борются и итальянцы, и немцы, и китайцы, и отечественный производитель.

Современный конденсационный котел

4. Важное преимущество: вы получаете большую мощность при меньших габаритах котла. Если сравнивать с газовыми котлами, то конденсационный настенный котел может быть меньше, но такой же мощности.

5. Чем больше потребителей тепла – тем лучше видны преимущества работы конденсационного котла и больше оснований для его установки. Эффективен как для отопления, так и для нагрева воды.

Два котла конденсационного типа

6. КПД. В рекламе часто пишут «КПД = 109-111%». Пишут так, сравнивая эффективность использования всей полученной теплоты. В газовых агрегатах вырабатывается теплоты не меньше, просто конденсационные котлы используют ее лучше.

Эксплуатация настенного конденсационного котла в действии

7. Действительно можно устанавливать пластиковые дымоходы – температура отходящих газов порядка 40-60 °С.

8. Снижается количество вредных выбросов.

Модификация настенного конденсационного котла

9. Котел очень зависим от электроэнергии – всеми процессами управляет электроника. Без электроники нет ни одной модели данного оборудования среди предлагаемых производителями. (Если вы, уважаемый читатель, найдете подобные конденсационные котлы и покажите нам – с удовольствием исправим данное предложение).

Демонстрация работы конденсационного котла «Вайлант»

Условия эффективного применения

1. Правильно смонтированная система отопления с максимальной отдачей тепла: чем больше потребителей – тем лучше.
2. Системы отопления под конденсационные котлы надо именно проектировать: температура обратки должна быть как можно ниже и не превышать 55 °С при нормальных условиях. Такой температуры можно добиться, например, при массовом использовании теплых полов в помещении.
3. Проектировщик должен рассчитать работу системы так, чтобы она была выгодна для работы и в теплые дни. Например, горение в котле контролируемое, вы просто можете выставить температуру на уровне не 100 °С, а 80 °С, чтобы на входе в конденсационную камеру обратная воды была необходимой температуры.
4. Так как есть двухконтурные конденсационные котлы, то надо именно рассчитывать, какую модель выбрать, чтобы котел эффективно работал и на обогрев жилища, и на нагрев воды. В данной ситуации важно выбрать оптимальную мощность котла, чтобы ее хватало на нагрев воды, но при этом не перегревать теплоноситель и наоборот. В простых газовых котлах это сделать проще – просто берется чуть большая мощность.

Мощный конденсационный котел в интерьере

Примечание: Здесь так нельзя. Большая мощность может привести к нивелированию процесса конденсации, что понизит КПД.

О конденсационном котле и отоплении на полипропилене

opechi.com