Gazowy kocioł kondensacyjny: specyfika działania, zalety i wady + różnica w stosunku do klasycznych modeli

Sprzedawcy generatorów ciepła typu kondensacyjnego deklarują, że wydajność oferowanego nam innowacyjnego sprzętu przekracza 100%. Ale trzeba przyznać, że jest to nieco sprzeczne z prawem zachowania energii, znanym nam wszystkim ze szkolnego kursu fizyki. Więc jaka jest tajemnica?

Z jednej strony takie oświadczenia są chwytem marketingowców. Z drugiej jednak strony, w ich zapewnieniach nabywców, które przekonują kupującego, jest ziarno prawdy. Przeanalizujemy szczegółowo sposób rozmieszczenia kotła kondensacyjnego: zalety i wady, jego specyfika pracy i konstrukcja zasługują na szczegółowe studium.

Aby uzyskać pełny obraz sprzętu kondensacyjnego, porównujemy go z klasyczną formą generatora energii cieplnej. Oto cechy jego połączenia i działania. Odkryj sekrety bardzo wysokiej wydajności.

Gazowy kocioł kondensacyjny

Wysoką wydajność kondensacyjnego generatora ciepła gazowego zapewnia obecność w jego konstrukcji dodatkowego wymiennika ciepła. Pierwsza jednostka wymiany ciepła, standardowa dla wszystkich kotłów grzewczych, przenosi energię spalonego paliwa na nośnik ciepła. A drugi dodaje do tego również ciepło z odzysku spalin.

Kotły kondensacyjne działają na „niebieskim paliwie”:

• główny (mieszanina gazowa z przewagą metanu);
• zbiornik gazu lub balon (mieszanina propanu i butanu z przewagą pierwszego lub drugiego składnika).

Dozwolone użycie dowolnego rodzaju gazu. Najważniejsze jest to, że palnik jest zaprojektowany do pracy z jednym lub innym rodzajem paliwa.

Gazowe kotły kondensacyjne są droższe niż konwencjonalne modele konwekcyjne, ale czerpią korzyści z kosztów paliwa poprzez zmniejszenie zużycia gazu o 20-30%

Kondensacyjny generator ciepła wykazuje najlepszą wydajność przy spalaniu metanu. Mieszanina propan-butan jest tutaj nieco gorsza. Co więcej, im większy udział propanu, tym lepiej.

Pod tym względem gaz „zimowy” do zbiornika gazu daje nieco wyższą wydajność niż zbiornik „letni”, ponieważ składnik propanowy w pierwszym przypadku jest wyższy.

W przeciwieństwie do kondensacyjnego kotła gazowego, część konwekcyjna energii cieplnej trafia do komina wraz z produktami spalania. Dlatego skuteczność klasycznych wzorów wynosi około 90%. Możesz go podnieść wyżej, ale technicznie zbyt trudny.

Z ekonomicznego punktu widzenia nie jest to uzasadnione. Ale w skraplaczach ciepło odbierane ze spalania gazu jest wykorzystywane bardziej racjonalnie i w pełni, ponieważ ciepło wytwarzane podczas przetwarzania pary jest gromadzone i przekazywane system grzewczy. W ten sposób płyn chłodzący jest dodatkowo podgrzewany, co pozwala zmniejszyć zużycie paliwa na 1 kW otrzymanego ciepła.

Urządzenie i zasada działania

Z założenia kocioł kondensacyjny jest pod wieloma względami podobny do konwekcyjnego analogu z zamkniętą komorą spalania. Tylko wewnątrz jest on uzupełniony przez wtórny wymiennik ciepła i jednostkę odzysku.

Główne cechy kondensacyjnego generatora ciepła to obecność drugiego wymiennika ciepła i zamkniętej komory spalania z wentylatorem

Gazowy kocioł kondensacyjny składa się z:

• zamknięte komory spalania z modulowanym palnikiem;
• pierwotny wymiennik ciepła nr 1;
• komory chłodzenia spalin do + 56–57 ⁰C (punkt rosy);
• wtórny kondensacyjny wymiennik ciepła nr 2;
• komin;
• wentylator nawiewu;
• zbiornik kondensatu i jego system odwadniający.

Sprzęt, o którym mowa, prawie zawsze jest wyposażony w zintegrowaną pompę obiegową płyn chłodzący. Zwykła opcja z naturalnym przepływem wody przez rury grzewcze jest tu mało przydatna. Jeśli w zestawie nie ma pompy, na pewno trzeba ją przewidzieć podczas przygotowywania projektu instalacji rurowej kotła.

Dodatkowa procentowa wydajność kotła kondensacyjnego powstaje w wyniku podgrzania powrotu w wyniku chłodzenia gazów spalinowych w kominie

Sprzedawane kotły kondensacyjne są jednoprzewodowe i obejściea także wersje podłogowe i ścienne. Nie różnią się one od klasycznych modeli konwekcyjnych.

Zasada działania kondensacyjnego kotła gazowego jest następująca:

1. Ogrzana woda odbiera główne ciepło w wymienniku ciepła nr 1 ze spalania gazu.
2. Następnie płyn chłodzący przepływa przez obieg grzewczy, ochładza się i wchodzi do wtórnej jednostki wymiany ciepła.
3. W wyniku kondensacji produktów spalania w wymienniku ciepła nr 2 schłodzona woda jest podgrzewana przez odzyskane ciepło (oszczędzając do 30% paliwa) i wraca do nr 1 w nowym cyklu cyrkulacji.

Aby precyzyjnie kontrolować temperaturę spalin, kotły kondensacyjne są zawsze wyposażone w modulowany palnik o skoku mocy od 20 do 100% i wentylator nawiewny.

Niuanse operacji: kondensat i komin

W kotle konwekcyjnym produkty spalania gazu ziemnego CO₂, tlenki azotu i para są schładzane tylko do 140–160 ⁰C. Jeśli ostygniesz niżej, ciąg spadnie do komina, zacznie się tworzyć agresywny kondensat i palnik zgaśnie.

Taki rozwój, wszyscy producenci klasyczne gazowe generatory ciepła staraj się unikać, aby zmaksymalizować bezpieczeństwo pracy, a także przedłużyć żywotność ich sprzętu.

W kotle kondensacyjnym temperatura gazów w kominie waha się wokół 40 ⁰C. Z jednej strony zmniejsza to wymagania dotyczące odporności cieplnej materiału rury kominowej, ale z drugiej strony nakłada ograniczenia na jej wybór pod względem odporności na działanie kwasów.

Gazy spalinowe z kotła gazowego podczas chłodzenia tworzą agresywny kondensat o wysokiej kwasowości, który łatwo koroduje nawet stal

Wymienniki ciepła w kondensacyjnych generatorach ciepła są wykonane z:

• stal nierdzewna;
• silumin (aluminium z silikonem).

Oba te materiały mają zwiększoną odporność na kwas. Żeliwo i zwykła stal w ogóle nie nadają się do kondensatorów.

Komin kotła kondensacyjnego może być zainstalowany tylko ze stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego kwasoodpornego. Cegła, żelazo i inne kominy do takiego sprzętu nie są odpowiednie.

Podczas odzyskiwania kondensat tworzy się w wtórnym wymienniku ciepła, który jest roztworem słabo kwasowym i należy go usunąć z podgrzewacza wody

Podczas pracy kotła kondensacyjnego o mocy 35–40 kW powstaje około 4–6 litrów kondensatu. Uproszczona moc wynosi około 0,14-0,15 litra na 1 kW energii cieplnej.

W rzeczywistości jest to słaby kwas, którego zabrania się spuszczania do autonomicznego kanału ściekowego, ponieważ zniszczy on bakterie uczestniczące w przetwarzaniu odpadów. Tak, a przed zrzuceniem do scentralizowanego systemu zaleca się rozcieńczenie wodą w proporcji do 25: 1. A potem możesz go usunąć bez obawy o zniszczenie rury.

Jeśli kocioł jest zainstalowany w domku ze szambo lub LZO, kondensat musi najpierw zostać zneutralizowany. W przeciwnym razie zabije całą mikroflorę w autonomicznym systemie leczenia.

„Neutralizator” jest wykonany w postaci pojemnika z marmurowymi wiórami o łącznej masie 20–40 kg. Podczas przechodzenia przez marmur kondensat z kotła podnosi pH. Ciecz staje się obojętna lub mało zasadowa, już nie jest niebezpieczna dla bakterii w zbiorniku septycznym i dla materiału samej studzienki. Wymagana jest wymiana wypełniacza w takim konwerterze raz na 4-6 miesięcy.

Gdzie jest sprawność powyżej 100%?

Wskazując sprawność kotła gazowego, producenci biorą pod uwagę wskaźnik niższego ciepła spalania gazu, nie biorąc pod uwagę ciepła generowanego podczas kondensacji pary wodnej. W konwekcyjnym generatorze ciepła ten ostatni, wraz z około 10% energii cieplnej, jest całkowicie zużyty komindlatego nie jest brany pod uwagę.

Jeśli jednak dodasz wtórne ciepło kondensacji i główny ze spalonego gazu ziemnego, wyjdzie ponad 100% wydajność. Bez oszustwa, tylko sztuczka w liczbach.

Przy obliczaniu wydajności najwyższej wartości opałowej kotła konwekcyjnego będzie on wynosił około 83–85%, a dla kotła kondensacyjnego będzie wynosił około 95–97%

W rzeczywistości „zła” wydajność powyżej 100% wynika z chęci producentów urządzeń wytwarzających ciepło do porównania porównywanych wskaźników.

Po prostu w urządzeniu konwekcyjnym „para wodna” nie jest w ogóle brana pod uwagę, ale należy ją wziąć pod uwagę w przypadku kondensacji. Stąd małe rozbieżności z logiką podstawowej fizyki nauczaną w szkole.

Plusy i minusy grzejnika kondensacyjnego

Wśród zalet kotła kondensacyjnego są:

1. Zmniejszenie o 60–70% ilości szkodliwych emisji (większość dwutlenku węgla i tlenków azotu przechodzi w kondensat).
2. W porównaniu z modelami konwekcyjnymi, oszczędność do 30% paliwa gazowego na jeden wygenerowany 1 kW.
3. Mniejsze wymiary opalanych gazem urządzeń grzewczych o tej samej mocy.
4. Niska temperatura produktów spalania w kominie (tylko około 40 ⁰C)
5. Możliwość zainstalowania kaskady kilku kotłów.
6. Wszechstronność (nadaje się zarówno do ogrzewania grzejników, jak i do „ciepłych podłóg”).
7. Obecność inteligentnej automatyzacji i pełna autonomia gazowego generatora ciepła bez interwencji człowieka.

System kaskadowy dwóch lub trzech generatorów ciepła pozwala instalować kotły małej mocy, które są mniej głośne i wibrują podczas pracy niż modele o większej mocy.

Upraszcza to instalację całego systemu grzewczego i zmniejsza rozmiar kocioł domowy. Ponadto, ze względu na możliwość bardziej elastycznej regulacji procesu wytwarzania ciepła, zwiększa się ogólna wydajność użytkowania urządzeń wytwarzających ciepło.

Koszty kotła kondensacyjnego w porównaniu z konwencjonalnym kotłem konwekcyjnym są zmniejszane w ciągu 5–6 lat z powodu oszczędności na gazie ziemnym

Z minusów kondensacyjnych generatorów ciepła należy wymienić:

1. Wysoka cena sprzętu (1,5–2 razy wyższa niż w przypadku modeli o podobnej mocy klasycznego typu konwekcyjnego).
2. Problemy z odprowadzaniem kondensatu.
3. Zmniejszona sprawność podczas korzystania z kotła w wysokotemperaturowych systemach grzewczych.
4. Lotność - do działania wentylatora, automatyki i pompy obiegowej wymagana jest energia elektryczna.
5. Zakaz stosowania z płynem niezamarzającym.

Pomimo znacznych kosztów wstępnych kocioł kondensacyjny jest uzasadniony z ekonomicznego punktu widzenia. Podczas operacji zwraca więcej niż pierwotnie wydane pieniądze.

W Rosji taki sprzęt nie jest jeszcze rozpowszechniony. Kocioł gazowy z odzyskiem jest wciąż zbyt niezwykły i mało badany na naszym rynku. Ale zainteresowanie takimi generatorami ciepła stopniowo rośnie.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak działa kondensacyjny generator ciepła:

Urządzenie kotłów gazowych z odzyskiem pary wodnej:

Wszystkie zalety kotłów kondensacyjnych:

Jeśli dokładnie zrozumiesz, jak i na jakich zasadach działa gazowy kocioł kondensacyjny, to na pierwszy rzut oka „nieprawidłowa” wydajność 108–110% staje się całkiem zrozumiała i uzasadniona liczbami.

Generator ciepła z odzyskiem spalin jest w rzeczywistości bardziej wydajny niż klasyczny projekt. Jego jedyną poważną wadą jest kondensat o wysokiej kwasowości, który należy gdzieś wyrzucić.

Proszę pisać komentarze w poniższym formularzu blokowym. Możliwe, że posiadasz informacje, które mogą uzupełnić zasoby informacji przedstawione w artykule. Zadawaj pytania, dziel się swoim doświadczeniem w wyborze i obsłudze kotłów kondensacyjnych, zamieść zdjęcie na temat artykułu.