Kondenzacijski plinski kotel: posebnosti delovanja, prednosti in slabosti + razlika od klasičnih modelov

Prodajalci kondenzacijskih generatorjev toplote trdijo, da učinkovitost ponujene inovativne opreme presega 100%. Vendar morate priznati, da je to nekoliko v nasprotju z zakonom o ohranitvi energije, ki ga vsi poznamo iz šolskega tečaja fizike. Kaj je torej skrivnost?

Po eni strani so takšne izjave zvijača tržnikov. Vendar pa je po drugi strani v njihovih zagotovilih, ki prepričajo kupca, tudi zrno resnice. Podrobno bomo analizirali, kako deluje kondenzacijski kotel: prednosti in slabosti, njegovo specifično delovanje in zasnova si zaslužijo podrobno študijo.

Da bi dobili popolno razumevanje kondenzacijskega tipa opreme, ga primerjajmo s klasičnim tipom generatorja toplotne energije. Tu so značilnosti njegove povezave in delovanja. Razkrijmo skrivnosti ultra visoke zmogljivosti.

Plinski kondenzacijski kotel

Visoka učinkovitost kondenzacijskega plinskega generatorja toplote je zagotovljena s prisotnostjo dodatnega toplotnega izmenjevalnika v njegovi zasnovi. Prva standardna enota za izmenjavo toplote za vse ogrevalne kotle prenaša energijo zgorelega goriva na hladilno tekočino. In drugi k temu doda toploto iz rekuperacije izpušnih plinov.

Kondenzacijski kotli delujejo na "modro gorivo":

• glavni (mešanice plinov s prevlado metana);
• plinski rezervoar ali jeklenka (mešanica propana in butana s prevlado prve ali druge komponente).

Sprejemljivo je uporabljati katero koli vrsto plina.Glavna stvar je, da je gorilnik zasnovan za delo z eno ali drugo vrsto goriva.

Kondenzacijski plinski kotli so dražji od običajnih konvekcijskih modelov, vendar jih premagajo pri stroških goriva, saj zmanjšajo porabo plina za 20–30 %.

Kondenzacijski generator toplote izkazuje najboljši izkoristek pri zgorevanju metana. Mešanica propan-butana je tukaj nekoliko slabša. Poleg tega večji kot je delež propana, tem bolje.

V zvezi s tem daje "zimski" plin za rezervoar za plin nekoliko večjo izhodno učinkovitost kot "poletni" plin, saj je komponenta propana v prvem primeru višja.

Za razliko od kondenzacijskega plinskega kotla gre pri konvekcijskem kotlu del toplotne energije skupaj s produkti zgorevanja v dimnik. Zato imajo klasične izvedbe približno 90-odstotni izkoristek. Možno ga je dvigniti višje, a je tehnično pretežko.

Ekonomsko to ni upravičeno. Toda v kondenzatorjih se toplota, pridobljena pri zgorevanju plina, uporablja bolj racionalno in popolno, saj se toplota, sproščena med obdelavo pare, akumulira in prenaša sistem ogrevanja. To dodatno segreje hladilno tekočino, kar omogoča zmanjšanje porabe goriva na 1 kW prejete toplote.

Zasnova in princip delovanja

Zasnova kondenzacijskega kotla je v marsičem podobna konvekcijskemu kotlu z zaprto zgorevalno komoro. Samo v notranjosti je dopolnjen s sekundarnim izmenjevalnikom toplote in rekuperacijsko enoto.

Glavne značilnosti zasnove generatorja kondenzacijske toplote so prisotnost drugega toplotnega izmenjevalnika in zaprte zgorevalne komore z ventilatorjem.

Plinski kondenzacijski kotel je sestavljen iz:

• zaprte zgorevalne komore z moduliranim gorilnikom;
• primarni toplotni izmenjevalnik št. 1;
• hladilne komore za izpušne pline do +56–57 ⁰C (rosišče);
• sekundarni kondenzacijski toplotni izmenjevalnik št. 2;
• dimnik;
• ventilator za dovod zraka;
• rezervoar za kondenzat in njegov drenažni sistem.

Zadevna oprema je skoraj vedno opremljena z vgrajeno obtočno črpalko za hladilna tekočina. Običajna možnost z naravnim tokom vode skozi ogrevalne cevi je tukaj malo uporabna. Če črpalka ni vključena v komplet, jo bo zagotovo treba zagotoviti pri pripravi projekta cevovoda kotla.

Dodatni odstotki izkoristka pri kondenzacijskem kotlu nastanejo zaradi ogrevanja povratka s hlajenjem izpušnih plinov v dimniku.

Kondenzacijski kotli v prodaji vključujejo enokrožne in dvojno vezje, kot tudi v talni in stenski izvedbi. V tem se ne razlikujejo od klasičnih konvekcijskih modelov.

Načelo delovanja kondenzacijskega plinskega kotla je naslednje:

1. Ogrevana voda prejme glavno toploto v toplotnem izmenjevalniku št. 1 iz zgorevanja plina.
2. Nato hladilna tekočina prehaja skozi ogrevalni krog, se ohladi in vstopi v sekundarno enoto za izmenjavo toplote.
3. Zaradi kondenzacije produktov zgorevanja v toplotnem izmenjevalniku št. 2 se ohlajena voda segreje z uporabo rekuperirane toplote (prihrani do 30 % goriva) in se vrne v št. 1 v novem krožnem ciklu.

Za natančno regulacijo temperature dimnih plinov so kondenzacijski kotli vedno opremljeni z modulacijskim gorilnikom z razponom moči od 20 do 100 % in ventilatorjem za dovod zraka.

Nianse delovanja: kondenzat in dimnik

V konvekcijskem kotlu produkti zgorevanja zemeljskega plina CO₂, se dušikovi oksidi in para ohladijo le na 140–160 ⁰C. Če jih spodaj ohladite, bo vlek v dimniku padel, začel se bo tvoriti agresiven kondenz in gorilnik bo ugasnil.

Pri tem razvoju situacije vsi proizvajalci klasični plinski generatorji toplote poskušajo izogniti, da bi povečali varnost delovanja in podaljšali življenjsko dobo svoje opreme.

Pri kondenzacijskem kotlu se temperatura plinov v dimniku giblje okrog 40 ⁰C. Po eni strani to zmanjšuje zahteve glede toplotne odpornosti materiala dimniška cev, po drugi strani pa nalaga omejitve pri izbiri v smislu odpornosti na kisline.

Pri ohlajanju izpušni plini iz plinskega kotla tvorijo agresiven, zelo kisel kondenzat, ki zlahka razjeda celo jeklo

Toplotni izmenjevalniki v kondenzacijskih generatorjih toplote so izdelani iz:

• nerjaveče jeklo;
• silumin (aluminij s silicijem).

Oba materiala imata izboljšane kislinsko odporne lastnosti. Litoželezo in navadno jeklo sta popolnoma neprimerna za kondenzatorske rezervoarje.

Dimniško cev za kondenzacijski kotel je dovoljeno vgraditi samo iz nerjavečega jekla ali kislinsko odporne plastike. Opečni, železni in drugi dimniki za takšno opremo niso primerni.

Med rekuperacijo se v sekundarnem izmenjevalniku toplote tvori kondenzat, ki je šibka kislinska raztopina in jo je treba odstraniti iz grelnika vode.

Pri obratovanju kondenzacijskega kotla z močjo 35–40 kW nastane približno 4–6 litrov kondenzata. Poenostavljeno, dobimo približno 0,14–0,15 litra na 1 kW toplotne energije.

Pravzaprav je to šibka kislina, ki jo je prepovedano vliti v avtonomni kanalizacijski sistem, saj bo uničila bakterije, ki sodelujejo pri predelavi odpadkov. In pred izpustom v centraliziran sistem je priporočljivo najprej razredčiti z vodo v razmerju do 25:1.In potem ga lahko odstranite brez strahu pred uničenjem cevi.

Če je kotel nameščen v koči z greznico ali VOC, je treba najprej nevtralizirati kondenzat. V nasprotnem primeru bo ubil vso mikrofloro v avtonomnem sistemu čiščenja.

"Nevtralizator" je izdelan v obliki posode z marmornimi drobci s skupno težo 20–40 kg. Ko kondenzat iz kotla prehaja skozi marmor, se njegov pH poveča. Tekočina postane nevtralna ali nizko alkalna, ni več nevarna za bakterije v greznici in za sam material jaška. Polnilo v takem nevtralizatorju je treba zamenjati vsakih 4–6 mesecev.

Od kod izkoristek nad 100%?

Pri navedbi delovne učinkovitosti plinskega kotla proizvajalci vzamejo kot osnovo indikator nižje kurilne vrednosti plina, ne da bi upoštevali toploto, ki nastane pri kondenzaciji vodne pare. V konvekcijskem generatorju toplote se slednja skupaj s približno 10 % toplotne energije popolnoma izgubi v dimniška cev, zato se ne upošteva.

Če pa seštejete kondenzacijsko sekundarno toploto in glavno toploto iz zgorelega zemeljskega plina, boste dobili nekaj več kot 100% izkoristek. Brez prevare, le malo zapletene številke.

Pri izračunu izkoristka glede na višjo kurilno vrednost konvekcijskega kotla bo ta okoli 83–85 %, pri kondenzacijskem kotlu pa okoli 95–97 %.

V bistvu "napačna" učinkovitost nad 100% izhaja iz želje proizvajalcev opreme za proizvodnjo toplote, da primerjajo primerljive kazalnike.

Samo v konvekcijski napravi se "vodna para" sploh ne upošteva, v kondenzacijski napravi pa jo je treba upoštevati. Od tod rahla odstopanja z logiko osnovne fizike, ki se poučuje v šoli.

Prednosti in slabosti kondenzacijskega grelnika

Prednosti kondenzacijskega kotla vključujejo:

1. Zmanjšanje škodljivih emisij za 60–70 % (večina ogljikovega dioksida in dušikovih oksidov gre v kondenzat).
2. V primerjavi s konvekcijskimi modeli prihranek do 30 % plinskega goriva na proizvedeni kW.
3. Manjše dimenzije opreme za plinsko ogrevanje z enako močjo.
4. Nizka temperatura produktov izgorevanja v dimniku (le okoli 40 ⁰Z).
5. Možnost vgradnje kaskade več kotlov.
6. Vsestranskost (primerna tako za radiatorje kot za "topla tla").
7. Prisotnost pametne avtomatizacije in popolna avtonomija plinskega generatorja toplote brez človeškega posredovanja.

Kaskadni sistem dveh ali treh generatorjev toplote vam omogoča namestitev kotlov z nizko močjo, ki med delovanjem povzročajo manj hrupa in vibrirajo kot močnejši modeli.

To poenostavi montažo celotnega ogrevalnega sistema in omogoča zmanjšane dimenzije. domača kotlovnica. Poleg tega se zaradi možnosti bolj prilagodljive regulacije procesa proizvodnje toplote poveča splošna učinkovitost uporabe opreme za proizvodnjo toplote.

Stroški kondenzacijskega kotla se v primerjavi s klasičnim konvekcijskim kotlom zaradi prihranka zemeljskega plina povrnejo v 5–6 letih.

Slabosti kondenzacijskih generatorjev toplote vključujejo:

1. Visoka cena opreme (1,5–2-krat višja od klasičnih konvekcijskih modelov podobne moči).
2. Težave z odvajanjem kondenzata.
3. Zmanjšana učinkovitost pri uporabi kotla v visokotemperaturnih ogrevalnih sistemih.
4. Energijska odvisnost - ventilator, avtomatika in obtočna črpalka za delovanje potrebujejo električno energijo.
5. Prepovedana uporaba z antifrizom.

Kljub znatnim začetnim stroškom je kondenzacijski kotel z ekonomskega vidika povsem upravičen. Med delovanjem več kot povrne ves prvotno porabljen denar.

V Rusiji takšna oprema še vedno ni razširjena. Plinski kotel z rekuperacijo je na našem trgu še vedno preveč nenavaden in malo raziskan. Toda zanimanje za takšne generatorje toplote postopoma narašča.

Zaključki in uporaben video na to temo

Kako deluje kondenzacijski generator toplote:

Izdelava plinskih kotlov z rekuperacijo vodne pare:

Vse prednosti kondenzacijskih kotlov:

Če natančno razumete, kako in po kakšnih načelih deluje plinski kondenzacijski kotel, potem na prvi pogled "napačna" učinkovitost 108–110% postane povsem razumljiva in upravičena s številkami.

Generator toplote z rekuperacijo izpušnih plinov je res bolj učinkovit v primerjavi s klasično izvedbo. Njegova edina resna pomanjkljivost je močno kisli kondenzat, ki ga je treba nekam odložiti.

Komentarje napišite v spodnji blok obrazec. Možno je, da imate informacije, ki lahko dopolnijo zalogo informacij, predstavljenih v članku. Postavite vprašanja, delite svoje izkušnje pri izbiri in delovanju kondenzacijskih kotlov, objavite fotografije na temo članka.