Kondenzačný plynový kotol: špecifiká prevádzky, klady a zápory + rozdiel od klasických modelov

Predajcovia tepelných generátorov kondenzačného typu tvrdia, že účinnosť nám ponúkaných inovatívnych zariadení presahuje 100 %. Ale musíte uznať, že to trochu odporuje zákonu zachovania energie, ktorý poznáme všetci z nášho školského kurzu fyziky. V čom je teda záhada?

Na jednej strane sú takéto vyhlásenia trikom obchodníkov. Na druhej strane je však v ich ubezpečeniach zrnko pravdy, ktoré kupujúceho presvedčí. Podrobne rozoberieme, ako kondenzačný kotol funguje: výhody a nevýhody, jeho špecifická prevádzka a dizajn si zaslúži podrobnú štúdiu.

Aby sme úplne pochopili kondenzačný typ zariadenia, porovnajme ho s klasickým typom generátora tepelnej energie. Tu sú vlastnosti jeho pripojenia a prevádzky. Poďme odhaliť tajomstvá ultra vysokého výkonu.

Plynový kondenzačný kotol

Vysoká účinnosť kondenzačného plynového generátora tepla je zabezpečená prítomnosťou dodatočného výmenníka tepla v jeho konštrukcii. Prvá štandardná jednotka výmeny tepla pre všetky vykurovacie kotly prenáša energiu spáleného paliva do chladiacej kvapaliny. A druhý k tomu pridáva teplo z rekuperácie výfukových plynov.

Kondenzačné kotly fungujú na „modré palivo“:

• hlavné (zmesi plynov s prevahou metánu);
• plynová nádrž alebo fľaša (zmes propánu a butánu s prevahou buď prvej alebo druhej zložky).

Je prijateľné použiť akýkoľvek druh plynu.Hlavná vec je, že horák je navrhnutý tak, aby pracoval s jedným alebo druhým druhom paliva.

Kondenzačné plynové kotly sú drahšie ako konvenčné konvekčné modely, ale prekonávajú ich v nákladoch na palivo znížením spotreby plynu o 20–30 %

Kondenzačný generátor tepla vykazuje najlepšiu účinnosť pri spaľovaní metánu. Zmes propán-bután je tu mierne podradná. Navyše, čím vyšší je podiel propánu, tým lepšie.

V tomto ohľade poskytuje „zimný“ plyn pre plynovú nádrž o niečo vyššiu výstupnú účinnosť ako „letný“ plyn, pretože propánová zložka je v prvom prípade vyššia.

Na rozdiel od kondenzačného plynového kotla ide v konvekčnom kotli časť tepelnej energie do komína spolu so splodinami horenia. Preto majú klasické konštrukcie účinnosť okolo 90 %. Dá sa to zdvihnúť aj vyššie, ale je to technicky príliš náročné.

Ekonomicky to nie je opodstatnené. Ale v kondenzátoroch sa teplo získané spaľovaním plynu využíva racionálnejšie a úplnejšie, pretože teplo uvoľnené pri spracovaní pary sa akumuluje a prenáša vykurovací systém. To dodatočne ohrieva chladiacu kvapalinu, čo umožňuje znížiť spotrebu paliva na 1 kW prijatého tepla.

Dizajn a princíp činnosti

Konštrukcia kondenzačného kotla je v mnohom podobná jeho konvekčnému náprotivku s uzavretou spaľovacou komorou. Len vo vnútri je doplnený o sekundárny výmenník tepla a rekuperačnú jednotku.

Hlavnými črtami konštrukcie kondenzačného generátora tepla sú prítomnosť druhého výmenníka tepla a uzavretej spaľovacej komory s ventilátorom

Plynový kondenzačný kotol pozostáva z:

• uzavreté spaľovacie komory s modulačným horákom;
• primárny výmenník tepla č. 1;
• komory chladenia výfukových plynov do +56–57 ⁰C (rosný bod);
• sekundárny kondenzačný výmenník tepla č. 2;
• komín;
• ventilátor prívodu vzduchu;
• nádrž na kondenzát a jej drenážny systém.

Predmetné zariadenie je takmer vždy vybavené vstavaným obehovým čerpadlom pre chladiaca kvapalina. Obvyklá možnosť s prirodzeným prietokom vody cez vykurovacie potrubia je tu málo užitočná. Ak čerpadlo nie je súčasťou súpravy, určite ho bude potrebné poskytnúť pri príprave projektu potrubia kotla.

Dodatočné percentá účinnosti v kondenzačnom kotli vznikajú ohrievaním spiatočky ochladzovaním spalín v komíne

Kondenzačné kotly v predaji zahŕňajú jednookruhové a dvojokruhový, ako aj v podlahových a nástenných verziách. V tomto sa nelíšia od klasických konvekčných modelov.

Princíp činnosti kondenzačného plynového kotla je nasledujúci:

1. Ohriata voda získava hlavné teplo vo výmenníku tepla č. 1 zo spaľovania plynu.
2. Potom chladiaca kvapalina prechádza vykurovacím okruhom, ochladzuje sa a vstupuje do sekundárnej jednotky výmeny tepla.
3. V dôsledku kondenzácie splodín horenia vo výmenníku č. 2 sa ochladená voda ohrieva rekuperovaným teplom (úspora až 30 % paliva) a vracia sa späť do č. 1 v novom cirkulačnom cykle.

Pre presné riadenie teploty spalín sú kondenzačné kotly vždy vybavené modulačným horákom s rozsahom výkonu od 20 do 100 % a ventilátorom prívodu vzduchu.

Nuansy prevádzky: kondenzát a komín

V konvekčnom kotle vznikajú produkty spaľovania zemného plynu CO₂, oxidy dusíka a para sa ochladzujú len na 140–160 ⁰C. Ak ich ochladíte nižšie, ťah v komíne klesne, začne sa vytvárať agresívna kondenzácia a horák zhasne.

V tomto vývoji situácie všetci výrobcovia klasické plynové generátory tepla snažiť sa vyhnúť s cieľom maximalizovať prevádzkovú bezpečnosť, ako aj predĺžiť životnosť svojich zariadení.

V kondenzačnom kotli teplota plynov v komíne kolíše okolo 40 ⁰C. Na jednej strane sa tým znižujú požiadavky na tepelnú odolnosť materiálu komínové potrubie, ale na druhej strane kladie obmedzenia na jeho výber z hľadiska odolnosti voči kyselinám.

Spaliny plynového kotla tvoria pri ochladzovaní agresívny, vysoko kyslý kondenzát, ktorý ľahko koroduje aj oceľ

Výmenníky tepla v kondenzačných generátoroch tepla sú vyrobené z:

• nehrdzavejúca oceľ;
• silumin (hliník s kremíkom).

Oba tieto materiály majú zvýšenú odolnosť voči kyselinám. Liatina a obyčajná oceľ sú pre kondenzačné nádrže úplne nevhodné.

Komínová rúra pre kondenzačný kotol môže byť inštalovaná len z nehrdzavejúcej ocele alebo kyselinovzdorného plastu. Tehlové, železné a iné komíny nie sú vhodné pre takéto zariadenie.

Počas regenerácie sa v sekundárnom výmenníku tepla tvorí kondenzát, ktorý je slabým kyslým roztokom a musí sa odstrániť z ohrievača vody

Pri prevádzke kondenzačného kotla s výkonom 35–40 kW vzniká asi 4–6 litrov kondenzátu. Zjednodušene to vychádza na cca 0,14–0,15 litra na 1 kW tepelnej energie.

V skutočnosti ide o slabú kyselinu, ktorá sa nesmie vylievať do autonómneho kanalizačného systému, pretože zničí baktérie, ktoré sa podieľajú na spracovaní odpadu. A pred vypustením do centralizovaného systému sa odporúča najskôr zriediť vodou v pomere až 25:1.A potom ho môžete odstrániť bez strachu, že zničíte potrubie.

Ak je kotol inštalovaný v chate so septikom alebo VOC, potom je potrebné najskôr neutralizovať kondenzát. V opačnom prípade zabije všetku mikroflóru v autonómnom liečebnom systéme.

„Neutralizátor“ je vyrobený vo forme nádoby s mramorovými trieskami s celkovou hmotnosťou 20–40 kg. Pri prechode kondenzátu z kotla cez mramor sa zvyšuje jeho pH. Kvapalina sa stáva neutrálnou alebo nízko alkalickou, už nie je nebezpečná pre baktérie v septiku a pre materiál samotnej žumpy. Plnivo v takomto neutralizátore je potrebné meniť každých 4–6 mesiacov.

Odkiaľ pochádza účinnosť nad 100%?

Pri uvádzaní prevádzkovej účinnosti plynového kotla výrobcovia vychádzajú z ukazovateľa nižšej výhrevnosti plynu bez zohľadnenia tepla vznikajúceho pri kondenzácii vodnej pary. V konvekčnom generátore tepla sa toto spolu s približne 10 % tepelnej energie úplne stratí komínové potrubie, tak sa to neberie do úvahy.

Ak však spočítate kondenzačné sekundárne teplo a hlavné teplo zo spáleného zemného plynu, dostanete sa na niečo málo cez 100 % účinnosť. Žiadny podvod, len trochu ošemetné čísla.

Pri výpočte účinnosti na základe vyššej výhrevnosti konvekčného kotla sa bude pohybovať okolo 83–85 %, u kondenzačného kotla to bude cca 95–97 %.

V podstate „nesprávna“ účinnosť nad 100 % vyplýva zo snahy výrobcov zariadení na výrobu tepla porovnávať porovnateľné ukazovatele.

Ide len o to, že v konvekčnom zariadení sa „vodná para“ vôbec nezohľadňuje, ale v kondenzačnom zariadení sa s ňou musí počítať. Z toho vyplývajú drobné nezrovnalosti s logikou základnej fyziky vyučovanej v škole.

Výhody a nevýhody kondenzačného ohrievača

Medzi výhody kondenzačného kotla patrí:

1. Zníženie škodlivých emisií o 60–70 % (väčšina oxidu uhličitého a oxidov dusíka prechádza do kondenzátu).
2. V porovnaní s konvekčnými modelmi úspora až 30 % plynového paliva na vyrobený 1 kW.
3. Menšie rozmery plynových vykurovacích zariadení s rovnakým výkonom.
4. Nízka teplota spalín v komíne (iba asi 40 ⁰S).
5. Možnosť inštalácie kaskády viacerých kotlov.
6. Všestrannosť (vhodná pre radiátory aj „teplé podlahy“).
7. Prítomnosť inteligentnej automatizácie a úplná autonómia plynového generátora tepla bez ľudského zásahu.

Kaskádový systém dvoch alebo troch generátorov tepla umožňuje inštalovať kotly s nízkym výkonom, ktoré počas prevádzky vydávajú menej hluku a vibrujú ako výkonnejšie modely.

To zjednodušuje inštaláciu celého vykurovacieho systému a umožňuje zmenšenie rozmerov. domová kotolňa. Navyše vďaka možnosti flexibilnejšej regulácie procesu výroby tepla sa zvyšuje celková efektivita využívania zariadení na výrobu tepla.

Náklady na kondenzačný kotol sa v porovnaní s klasickým konvekčným kotlom vrátia za 5–6 rokov vďaka úspore zemného plynu

Nevýhody kondenzačných generátorov tepla zahŕňajú:

1. Vysoká cena zariadenia (1,5-2 krát vyššia ako klasické konvekčné modely podobného výkonu).
2. Problémy s odvádzaním kondenzátu.
3. Znížená účinnosť pri použití kotla vo vysokoteplotných vykurovacích systémoch.
4. Energetická závislosť – ventilátor, automatika a obehové čerpadlo vyžadujú na prevádzku elektrickú energiu.
5. Zakázané použitie s nemrznúcou zmesou.

Napriek značným počiatočným nákladom je kondenzačný kotol z ekonomického hľadiska celkom opodstatnený. Počas prevádzky viac ako vráti všetky pôvodne vynaložené peniaze.

V Rusku takéto vybavenie stále nie je rozšírené. Plynový kotol s rekuperáciou je na našom trhu stále príliš nezvyčajný a málo prebádaný. Ale záujem o takéto generátory tepla postupne rastie.

Závery a užitočné video na túto tému

Ako funguje kondenzačný generátor tepla:

Konštrukcia plynových kotlov s rekuperáciou vodnej pary:

Všetky výhody kondenzačných kotlov:

Ak dôkladne pochopíte, ako a na akých princípoch funguje plynový kondenzačný kotol, potom sa na prvý pohľad „nesprávna“ účinnosť 108–110% stáva celkom pochopiteľnou a odôvodnenou číslami.

Tepelný generátor s rekuperáciou výfukových plynov je skutočne efektívnejší v porovnaní s klasickou konštrukciou. Jeho jedinou vážnou nevýhodou je silne kyslý kondenzát, ktorý sa musí niekde likvidovať.

Komentáre napíšte do blokového formulára nižšie. Je možné, že máte informácie, ktoré môžu doplniť zásoby informácií uvedených v článku. Pýtajte sa, zdieľajte svoje vlastné skúsenosti s výberom a prevádzkou kondenzačných kotlov, uverejňujte fotografie k téme článku.