Popis kondenzačního kotle, doporučení k použití

Prodejci kondenzačních generátorů tepla tvrdí, že účinnost námi nabízeného inovativního zařízení přesahuje 100 %. Ale musíte uznat, že to trochu odporuje zákonu zachování energie, který všichni známe z našeho školního kurzu fyziky. V čem tedy spočívá ta záhada?

Na jednu stranu jsou taková prohlášení marketingovým tahem. Na druhé straně je však v jejich ujištěních, které kupujícího přesvědčí, zrnko pravdy. Podrobně prozkoumáme, jak je kondenzační kotel konstruován: jeho výhody a nevýhody, jeho specifický provoz a provedení si zaslouží podrobné prostudování.

Abychom si udělali úplný obrázek o kondenzačním typu zařízení, srovnejme jej s klasickým typem generátoru tepelné energie. Pojďme si představit vlastnosti jeho připojení a provozu. Pojďme odhalit tajemství ultra vysokého výkonu.

Plynový kondenzační kotel

Vysoká účinnost kondenzačního plynového generátoru tepla je zajištěna přítomností dodatečného výměníku tepla v jeho konstrukci. První teplosměnná jednotka, standardní pro všechny topné kotle, přenáší energii spáleného paliva do chladicí kapaliny. A druhý k tomu přidává teplo z rekuperace výfukových plynů.

Kondenzační kotle fungují na „modré palivo“:

• hlavní (směs plynů s převahou metanu);
• plynová nádrž nebo láhev (směsi propanu a butanu s převahou buď první nebo druhé složky).

Je přijatelné použít jakýkoli druh plynu. Hlavní věc je, že hořák je navržen pro práci s jedním nebo druhým typem paliva.

Kondenzační plynové kotle jsou dražší než konvenční konvekční modely, ale vítězí z hlediska nákladů na palivo díky 20–30% snížení spotřeby plynu

Kondenzační generátor tepla vykazuje nejlepší účinnost při spalování metanu. Směs propan-butan je zde mírně podřadná. Navíc čím vyšší je podíl propanu, tím lépe.

V tomto ohledu poskytuje „zimní“ plyn pro plynovou nádrž o něco vyšší účinnost na výstupu než „letní“ plyn, protože složka propanu je v prvním případě vyšší.

Na rozdíl od kondenzačního plynového kotle jde u konvekčního kotle část tepelné energie spolu se zplodinami spalování do komína. Proto se účinnost klasických provedení pohybuje kolem 90 %. Dá se to zvednout výš, ale je to technicky příliš náročné.

Není to ekonomicky opodstatněné. Ale v kondenzátorech se teplo získané spalováním plynu využívá racionálněji a plněji, protože teplo uvolněné při zpracování páry se akumuluje a přenáší do topného systému. Tím se navíc ohřívá chladicí kapalina, což umožňuje snížení spotřeby paliva na 1 kW přijatého tepla.

Zařízení a princip činnosti

Kondenzační kotel je z hlediska konstrukce v mnohém podobný konvekčnímu kotli s uzavřenou spalovací komorou. Pouze uvnitř je doplněn sekundárním výměníkem a rekuperační jednotkou.

Hlavní rysy kondenzačního generátoru tepla jsou přítomnost druhého výměníku tepla a uzavřené spalovací komory s ventilátorem.

Plynový kondenzační kotel se skládá z:

• uzavřené spalovací komory s modulačním hořákem;
• primární výměník tepla č. 1;
• chladicí komory výfukových plynů do +56–57 0 C (rosný bod);
• sekundární kondenzační výměník tepla č. 2;
• komín;
• ventilátor přívodu vzduchu;
• nádrž na kondenzát a její odvodňovací systém.

Dotyčné zařízení je téměř vždy vybaveno vestavěným oběhovým čerpadlem chladicí kapaliny. Obvyklá možnost s přirozeným průtokem vody topnými trubkami je zde málo použitelná. Pokud čerpadlo není součástí soupravy, bude nutné s ním počítat při přípravě projektu potrubí kotle.

Další procenta účinnosti v kondenzačním kotli jsou generována ohřevem zpětného toku v důsledku ochlazování spalin v komíně.

Kondenzační kotle jsou k dispozici v jednookruhové a dvouokruhové verzi a také v provedení na podlahu a na stěnu. V tomto ohledu se neliší od klasických konvekčních modelů.

Princip činnosti kondenzačního plynového kotle je následující:

1. Ohřátá voda získává hlavní teplo ve výměníku tepla č. 1 spalováním plynu.
2. Poté chladicí kapalina prochází topným okruhem, ochlazuje se a vstupuje do sekundární jednotky tepelného výměníku.
3. V důsledku kondenzace spalin ve výměníku č. 2 je ochlazená voda ohřívána rekuperovaným teplem (úspora až 30 % paliva) a vrací se zpět do č. 1 pro nový cirkulační cyklus.

Pro přesnou regulaci teploty spalin jsou kondenzační kotle vždy vybaveny modulačním hořákem se zdvihem výkonu od 20 do 100 % a ventilátorem přívodu vzduchu.

Provozní nuance: kondenzát a komín

V konvekčním kotli jsou produkty spalování zemního plynu CO₂, oxidy dusíku a pára se ochladí pouze na 140–160 0 C. Při jejich ochlazení pod tuto teplotu klesne tah v komíně, začne se tvořit agresivní kondenzát a hořák zhasne.

Všichni výrobci klasických plynových generátorů tepla se snaží takovému vývoji situace vyhnout, aby maximalizovali bezpečnost provozu a prodloužili životnost svých zařízení.

V kondenzačním kotli se teplota plynů v komíně pohybuje kolem 40 0 ​​C to na jednu stranu snižuje požadavky na tepelnou odolnost materiálu komína, na druhou stranu to klade omezení na jeho volbu z hlediska odolnosti vůči kyselinám.

Při ochlazení tvoří výfukové plyny z plynového kotle agresivní, vysoce kyselý kondenzát, který snadno koroduje i ocel.

Výměníky tepla v kondenzačních generátorech tepla jsou vyrobeny z:

• nerezová ocel;
• silumin (hliník s křemíkem).

Oba tyto materiály mají zvýšenou odolnost vůči kyselinám. Litina a běžná ocel jsou pro nádrže na kondenzát zcela nevhodné.

Kouřovod pro kondenzační kotel smí být instalován pouze z nerezové oceli nebo kyselinovzdorného plastu. Cihlové, železné a jiné komíny nejsou pro takové zařízení vhodné.

Při rekuperaci se v sekundárním výměníku tvoří kondenzát, který je slabě kyselým roztokem a musí být z ohřívače vody odstraněn.

Při provozu kondenzačního kotle o výkonu 35–40 kW vzniká přibližně 4–6 litrů kondenzátu. Zjednodušeně to vychází na cca 0,14–0,15 litru na 1 kW tepelné energie.

Ve skutečnosti je to slabá kyselina, která se nesmí vypouštět do samostatné kanalizace, protože ničí bakterie, které se podílejí na zpracování odpadu. A před vypuštěním do centralizovaného systému se doporučuje nejprve naředit vodou v poměru až 25:1. A pak jej můžete odstranit bez obav z poškození potrubí.

Pokud je kotel instalován na chatě se septikem nebo čistírnou odpadních vod, je nutné nejprve zneutralizovat kondenzát. Jinak zabije veškerou mikroflóru v autonomním čisticím systému.

„Neutralizátor“ je vyroben ve formě nádoby s mramorovými štěpky o celkové hmotnosti 20–40 kg. Při průchodu mramorem zvyšuje kondenzát z kotle své pH. Kapalina se stává neutrální nebo mírně alkalickou, již není nebezpečná pro bakterie v septiku a pro materiál samotné usazovací nádrže. Plnivo v takovém neutralizátoru je třeba měnit každých 4–6 měsíců.

Odkud se bere účinnost nad 100 %?

Při specifikaci účinnosti plynového kotle výrobci vycházejí z ukazatele nižší výhřevnosti spalování plynu bez zohlednění tepla vznikajícího při kondenzaci vodní páry. V konvekčním generátoru tepla jde tento spolu s přibližně 10 % tepelné energie zcela do komína, a proto se nebere v úvahu.

Pokud však sečtete kondenzační sekundární teplo a hlavní teplo ze spalovaného zemního plynu, dostanete se na účinnost těsně nad 100 %. Žádný podvod, jen malý trik v číslech.

Při přepočtu účinnosti vyšší výhřevností konvekčního kotle se bude pohybovat kolem 83–85 %, u kondenzačního kotle – kolem 95–97 %.

V podstatě „nesprávný“ faktor účinnosti nad 100 % vychází z přání výrobců zařízení na výrobu tepla porovnávat srovnatelné ukazatele.

Jde jen o to, že v konvekčním zařízení se s „vodní párou“ vůbec nepočítá, ale v kondenzačním zařízení se s ní musí počítat. Odtud pramení drobné rozpory s logikou základní fyziky vyučované ve škole.

Výhody a nevýhody kondenzačního ohřívače

Mezi výhody kondenzačního kotle patří:

1. Snížení škodlivých emisí o 60–70 % (většina oxidu uhličitého a oxidů dusíku jde do kondenzátu).
2. Oproti konvekčním modelům úspora až 30 % plynového paliva na vyrobený 1 kW.
3. Menší rozměry plynových topných zařízení se stejným výkonem.
4. Nízká teplota spalin v komíně (jen cca 40 0°C).
5. Možnost instalace kaskády více kotlů.
6. Všestrannost (vhodné pro radiátory i podlahové vytápění).
7. Přítomnost chytré automatizace a úplná autonomie plynového generátoru tepla bez lidského zásahu.

Kaskádový systém dvou nebo tří tepelných generátorů umožňuje instalaci nízkopříkonových kotlů, které jsou při provozu méně hlučné a vibrují než výkonnější modely.

To zjednodušuje instalaci celého topného systému a umožňuje zmenšit rozměry domovní kotelny. Navíc díky možnosti flexibilnější regulace procesu výroby tepla se zvyšuje celková efektivita využití zařízení na výrobu tepla.

Náklady na kondenzační kotel se oproti klasickému konvekčnímu kotli vrátí za 5–6 let díky úspoře zemního plynu.

Nevýhody kondenzačních generátorů tepla zahrnují:

1. Vysoká cena zařízení (1,5–2krát vyšší než u podobných výkonových modelů klasického konvekčního typu).
2. Problémy s odváděním kondenzátu.
3. Snížená účinnost při použití kotle ve vysokoteplotních topných systémech.
4. Energetická závislost – ventilátor, automatika a oběhové čerpadlo potřebují ke svému provozu elektřinu.
5. Použití s ​​nemrznoucí kapalinou je zakázáno.

I přes značné počáteční náklady je kondenzační kotel cenově velmi efektivní. Během provozu více než vrátí všechny původně vynaložené peníze.

V Rusku takové zařízení zatím není široce dostupné. Plynový kotel s rekuperací je stále příliš neobvyklý a na našem trhu málo prozkoumaný. Zájem o takové generátory tepla ale postupně roste.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak funguje kondenzační generátor tepla:

Zařízení plynových kotlů s rekuperací vodní páry:

Všechny výhody kondenzačních kotlů:

Pokud pečlivě prozkoumáte, jak a na jakých principech plynový kondenzační kotel funguje, pak se na první pohled „nesprávná“ účinnost 108–110 % stávají zcela pochopitelnými a oprávněnými čísly.

Tepelný generátor s rekuperací spalin je ve srovnání s klasickou konstrukcí skutečně efektivnější. Jeho jedinou vážnou nevýhodou je silně kyselý kondenzát, který se musí někde likvidovat.

Své komentáře pište do blokového formuláře níže. Je možné, že máte informace, které mohou doplnit informace uvedené v článku. Ptejte se, podělte se o vlastní zkušenosti s výběrem a provozem kondenzačních kotlů, zveřejněte fotografie k tématu článku.

Mnoho lidí by chtělo získat další energii na vytápění a ušetřit tak spoustu peněz. Ukazuje se, že rezerva je ve spalinách, které jsou u klasického kotle odváděny do komína. Uvažujme, odkud se v kondenzačním kotli zázračně bere energie, „která dříve neexistovala“.

Odkud se bere energie navíc?

Plyny, které se uvolňují při spalování paliva, nebo jednodušeji řečeno kouře, obsahují asi 20 procent vodní páry. Když vodní pára kondenzuje zpět na vodu, uvolní určitou energii – teplo s fázovou změnou.

Láhev vyjmutá z lednice kondenzuje na svém povrchu vodu – objevují se kapky a rychle se zahřívá, protože vodní pára uvolňuje teplo, když se mění na kapky vody.

Množství energie, které může vodní pára uvolnit při přeměně ve vodu, je velmi významné.

Provoz kondenzačního kotle je založen na technologii získávání dodatečné energie z kondenzace vodní páry obsažené v plynech vznikajících při spalování paliva.

U klasického kotle jsou po spálení paliva výfukové plyny s teplotou vyšší než je rosný bod odváděny ven komínem. V komíně nebo na ulici „chytí“ rosný bod, v důsledku toho se tvoří mlha, kapalina kape z potrubí, stéká ze svahu .

U kondenzačního kotle se plyny dostávají také do druhého studeného výměníku tepla, kde se vodní pára přeměňuje na vodu.

Princip činnosti kondenzačního kotle

Teplota druhého výměníku tepla bude určena teplotou chladicí kapaliny v systému. Konvenční kotel často pracuje s následující teplotou kapaliny: přívod – 80 stupňů C, zpátečka – 60 stupňů C.

A pokud použijete tento režim: přívod – 50 stupňů C, zpátečka – 30 stupňů C, pak na takovém studeném výměníku začne kondenzace vodní páry a čím nižší je jeho teplota, tím bude úplnější.

Energie, která se uvolňuje při přeměně páry na vodu, se nazývá latentní energie. Dříve se při výpočtu účinnosti (poměr množství tepla, které se předá chladivu při spalování plynu v kotli a spalného tepla paliva) zařízení, ve kterých dochází ke spalování, nezohledňovalo.

Pokud tedy spočítáte účinnost starou metodou, tak u kondenzačního kotle dostanete 109 %. A nejde o reklamní trik, to jsou údaje, které uvádějí nejuznávanější elektrotechnické společnosti pro své kondenzační kotle.

Tak vysoké účinnosti bude přirozeně dosaženo pouze za nízkoteplotních provozních podmínek tohoto zařízení, potažmo celého topného systému.

Technické vlastnosti

Důležité také je, že kondenzační kotle jsou oproti klasickým ekologičtější a méně zatěžují životní prostředí. Oxidy dusíku, které vznikají při spalování, jsou z velké části vázány padající rosou a spolu s kondenzátem odcházejí do kanalizace.

Padající rosa je vůči kovu dost agresivní. Proto je sekundární výměník tepla v kondenzačních kotlích vyroben ze zvláště korozivzdorné oceli nebo slitin siluminu.

Nejoblíbenější pro soukromé domy a byty jsou jednookruhové plynové kondenzační kotle, které se zavěšují na zeď.

Není však těžké najít dvouokruhové kotle a podlahové výkonné jednotky s primární litinovou spalovací komorou, stejně jako podlahové jednotky kombinované s kotli v jednom krytu.

Kondenzační kotle využívají nejnovější technické inovace. Vyrábějí je nejznámější výrobci.

přihláška

V současné době přijala řada zemí zákony zaměřené na úspory energie a ochranu přírody, podle kterých je zakázáno používat zařízení na výrobu tepla bez sekundárního zpětného získávání tepla – kromě kondenzačních kotlů nejsou povolena žádná jiná.

Nyní je to akceptováno v Anglii a Holandsku, ale zavedení těchto zákonů se připravuje v Německu, Francii, Španělsku a dalších zemích. Například v Holandsku se počet kondenzačních kotlů používaných v soukromých domech blíží 100 %. V Německu toto číslo dosahuje asi 70 %.

V Rusku je trvalý trend postupného nahrazování konvenčních kotlů kotli kondenzačními.

I přes nadsazenou cenu tak můžeme doporučit instalaci těchto zařízení již nyní v souladu se světovou praxí jejich používání.

Existují celé řady takových zařízení od mnoha nejlepších značek, například: Buderus, Německo – řada Logamax; Ariston, Itálie – řada GENUS PREMIUM; De Dietrich, Francie – série Vivadens a mnoho dalších.

Mnohé z nich jsou přizpůsobeny ruským podmínkám a jsou vybaveny ruskojazyčnými instrukcemi.

Kondenzační kotel s vyhřívanou podlahou

Pro efektivní provoz kondenzačního kotle musí být teplota chladicí kapaliny ve zpátečce taková, aby povrch sekundárního výměníku nepřesáhl 56 stupňů – rosný bod pro vodu za těchto podmínek. Nejlepší aplikací je vyhřívaný podlahový systém. Má následující hlavní rozdíly:

• Podlahy s teplou vodou jsou velmi inerciální systém, při zahřátí kotel pracuje po dlouhou dobu v optimálním kondenzačním režimu s maximální účinností, protože teplota kapaliny v systému nemůže překročit 40 stupňů.
• Je zajištěno lepší rozložení teploty v místnosti a zároveň jsou sníženy tepelné ztráty v důsledku poklesu teploty pod stropem, což vede k výrazné úspoře paliva.

Aplikace s radiátorovým topným systémem

Tento kotel vyžaduje speciální topný systém navržený pro dostatečný výkon při nízkých teplotách chladicí kapaliny. To znamená, že výkon běžných vysokoteplotních radiátorů je třeba volit o 30 – 40 procent více.

Praxe ukazuje, že i u klasického topného systému pracuje kondenzační kotel v topné sezóně převážně v kondenzačním režimu, pokud je dům optimálně zaizolován.

A jen v určitých týdnech vrcholných mrazů se musíte zahřát nad rosný bod, abyste v domě udrželi příjemných 22 stupňů. Budova musí být řádně zaizolována a musí být přijata další opatření na zachování tepla, která naleznete na dalších stránkách.

Kondenzační kotel pro vytápění domácnosti je tedy dnes tou nejlepší volbou, i když jeho cena není zcela vyhovující.

Z odborných výpočtů vyplývá, že při jeho použití s ​​nízkoteplotním vytápěním (v našich podmínkách – ve většině případů) bude dosaženo úspory paliva až 20 %. Za sezónu pro průměrný dům – 50 dolarů. Vysoká cena této jednotky se proto vyplatí.