Конденсационные газовые котлы для отопления

Конденсационные газовые котлы отопления

Конденсационные газовые котлы появились и стали использоваться для отопления и горячего водоснабжения более 15 лет назад. Принцип, используемый в их работе, ориентирован на извлечение максимального КПД из работы агрегата. Статья рассматривает устройство и особенности работы, эффективность и место этого оборудования в современных комплексах отопления и ГВС.

Принцип работы конденсационного газового котла

Алгоритм работы конденсационного котла основан на реализации ступенчатого отбора тепла от топлива и продуктов сгорания. Основной КПД извлекается из массы сгораемого топлива – природного или сжиженного газа. Стандартные котлы, работающие на газе, достигают величины коэффициента полезного действия в 90 – 92 %.

Принцип работы конденсационного котла

Конденсационный котел реализует принцип отбора теплоты из дополнительных источников – от уходящих тепловых газов и тепло, затраченное на испарение воды, содержащейся в топливе. Теоретически, при полном отборе тепла из этих источников, КПД может достичь 100%.

Утилизация теплоты уходящих дымовых газов реализована давно на котлоагрегатах промышленного назначения. Горячие дымовые газы проходят через теплообменники, установленные на дымовой тракт. При этом подогреваются следующие компоненты:

  1. Воздух, идущий на горение;
  2. Вода, поступающая в водогрейный или паровой котел;
  3. Вода для нужд ГВС;
  4. Пар (осуществляется перегрев пара).

Мероприятие по утилизации теплоты дымовых газов повышает общий КПД теплогенерирующей установки. В конденсационных котлах теплота отбирается на подогрев теплоносителя из обратного трубопровода.

Второй источник тепла – теплота конденсации водяных паров, содержащихся в отводящихся продуктах сгорания. Дымовые газы состоят в основном из углекислого газа, азота, паров воды, несгораемых примесей. На испарение воды, содержащейся в топливе, затрачивается соответствующее количество теплоты, выделяемой при сгорании.

При охлаждении водяных паров до точки росы (примерно 560С) пар конденсируется и отдает тепло – теплоту конденсации. Производители некорректно приписывают это количество тепла (8 – 9%) сверх величины КПД в 100%, заявляя о КПД конденсационного котла в 108 – 109%. Естественно – это рекламное утверждение, не имеющее никакого теплотехнического и физического основания.

Можно утверждать, что конденсационные котлы близки к КПД в 98 – 99%, не более того (ведь дым охлаждается не до температуры топлива – это ограничивается КПД теплообменника). Но даже эта разница в эффективности работы дает неплохой результат в экономии топлива.

Устройство конденсационного котла

Устройство котла конденсационного типа близко к конструкции обычного газового котла. Отличие состоит в наличии второго теплообменника-конденсатора, отбирающего тепло дымовых газов и конденсирующего пары воды.

Устройство конденсационного котла отопления

Вторичный теплообменник стоит первым по ходу обратного теплоносителя, возвращающегося в котел. Теплоноситель приобретает теплоту из вышеописанных источников, поступает в основной теплообменник. При этом на входе во вторичный теплообменник он должен иметь температуру ниже температуры точки росы в 560С.

Кроме этого, при работе конденсационного котла образуется побочный продукт – конденсат. Он состоит из водного раствора кислот с низкой концентрацией и является агрессивной средой. Поэтому теплообменники теплогенераторов  выполняются из нержавеющей стали или алюминиево-кремниевого сплава.

В остальном принцип устройства конденсационного котла одинаков с конструкцией стандартного газового котла. Изделия выпускаются в настенном и напольном исполнении, имеют встроенное оборудование:

  1. Вентилятор;
  2. Группа безопасности;
  3. Циркуляционный насос;
  4. Комплект коаксиального или раздельного дымоудаления;
  5. Возможно наличие теплообменника ГВС (второго контура).

Эффективность и использование конденсационного котла

Конфигурация КПД котла рассмотрена в предыдущих разделах. Высокий КПД позволяет достигнуть экономии топлива почти в 20%. Это является основным достоинством конденсационного типа котлов.

Необходимо сказать о недостатках в применении конденсационного отопительного котла. Главные недостатки можно перечислить в следующих показателях:

  1. Высокая стоимость оборудования;
  2. Необходимость утилизации конденсата;
  3. Ограничения по температуре обратного теплоносителя.

Высокая стоимость котлов обусловлена тем, что теплообменники выполнены из дорогостоящих материалов и имеют сложную конфигурацию. Причем чаще всего они выполняются методом литья, так как сварные швы больше подвержены негативному влиянию агрессивного конденсата.

Образование конденсата – не менее весомый фактор при выборе данного оборудования. Нужно знать, что при сгорании 1 м3 природного газа образуется почти 1 литр водяного конденсата (после конденсации водяных паров). То есть при работе котла средней мощности в 24 кВт образуется примерно 55 – 60 литров конденсата в сутки.

Конденсат нужно утилизировать. В многоквартирных домах эта проблема решается довольно просто – конденсат сливается в централизованную систему канализации, где разбавляется большим количеством бытовых стоков. При этом следует заметить, что при наличии в квартире системы канализации из чугуна возможно его локальное повреждение агрессивным конденсатом.

При установке конденсационного котла в частном доме проблема утилизации конденсата потребует дополнительных затрат. Сливать конденсат в бактериальные септики автономной канализации нельзя – погибнет рабочая фауна устройства. Сброс в фильтровальные колодцы вызовет отравление почвы на участке.

Поэтому потребуется организация либо системы сбора, либо системы нейтрализации отхода. Это потребует сооружения емкости сбора с последующим вывозом разбавленного конденсата. В другом случае устанавливается химическая установка фильтрации и нейтрализации – стоит она тоже недешево.

Принцип работы котла реализуется на условии поддержания температуры обратного теплоносителя не выше 550С. Это возможно лишь в системах водяных теплых полов (t2 обычно не более 25 – 300С), высокотемпературное радиаторное отопление работает эффективно при диапазоне температур 75 – 600С (t1 = 75; t2 =600C). Это налагает дополнительные ограничения при выборе конфигурации системы отопления.

Решение о применении конденсационного котла следует принимать на основе конкретных показателей (возможность утилизации отходов, тип системы отопления, возможная экономия топлива и так далее). В целом оборудование отличается высокими техническими характеристиками, но следует учитывать и особенности эксплуатации конденсационного котла отопления.

(Просмотров 13 , 1 сегодня)