Kondenzační plynový kotel: výhody a nevýhody, princip činnosti + odlišnosti od jiných návrhů

Prodejci kondenzačních generátorů tepla prohlašují, že účinnost námi nabízeného inovativního zařízení přesahuje 100%. Musíte ale uznat, že to trochu odporuje zákonu zachování energie, který je nám všem známý ze školního kurzu fyziky. Co je tedy záhadou?

Na jedné straně jsou taková prohlášení trikem obchodníků. Na druhé straně je však zrnko pravdy v jejich ujištění, které kupujícího přesvědčí. Podrobně rozebereme, jak kondenzační kotel funguje: výhody a nevýhody, jeho konkrétní provoz a provedení si zaslouží podrobnou studii.

Abychom získali ucelený obrázek o kondenzačním typu zařízení, srovnejme jej s klasickým typem generátoru tepelné energie. Zde jsou vlastnosti jeho připojení a provozu. Odhalme tajemství ultra vysokého výkonu.

Plynový kondenzační kotel

Vysoká účinnost generátoru kondenzačního plynového tepla je zajištěna přítomností přídavného výměníku tepla v jeho konstrukci. První jednotka výměny tepla, standardní pro všechny topné kotle, přenáší energii spáleného paliva na nosič tepla. A druhý k tomu přidává také teplo z rekuperace výfukových plynů.

Kondenzační kotle pracují na „modrém palivu“:

• hlavní (plynná směs s převahou metanu);
• držák plynu nebo balón (směs propanu s butanem s převahou první nebo druhé složky).

Lze použít jakoukoli možnost plynu. Hlavní věc je, že hořák je navržen tak, aby pracoval s jedním nebo jiným druhem paliva.

Generátor kondenzačního tepla vykazuje nejlepší účinnost při spalování metanu. Směs propan-butan je zde o něco nižší. Navíc čím větší je podíl propanu, tím lépe.

V tomto ohledu dává „zimní“ plyn plynojemu o něco vyšší účinnost na výstupu než „letní“, protože v prvním případě je propanová složka vyšší.

Na rozdíl od kondenzačního plynového kotle v konvekčním kotli jde část tepelné energie do komína společně se zplodinami hoření. Proto je u klasických návrhů účinnost v oblasti 90%. Můžete to zvýšit, ale technicky příliš obtížné.

To není ekonomicky odůvodněné. V kondenzačních nádržích je však teplo získané ze spalování plynu využíváno racionálněji a plněji, protože teplo uvolněné při zpracování páry se akumuluje a přenáší topení. Tímto způsobem se chladicí kapalina dodatečně ohřívá, což umožňuje snížit spotřebu paliva na 1 kW přijatého tepla.

Zařízení a princip činnosti

Konstrukčně je kondenzační kotel v mnoha ohledech podobný konvekčnímu analogu s uzavřenou spalovací komorou. Pouze uvnitř je doplněn sekundárním výměníkem tepla a rekuperační jednotkou.

Plynový kondenzační kotel se skládá z:

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

Dotyčné zařízení je téměř vždy vybaveno vestavěným oběhovým čerpadlem pro chladicí kapalina. Obvyklá verze s přirozeným tokem vody topnými trubkami je zde málo využitelná. Pokud v soupravě není žádné čerpadlo, pak bude určitě muset být poskytnuto při přípravě projektu potrubí kotle.

Kondenzační kotle v prodeji jsou jednokruhové a dvouokruhové, stejně jako v designu podlah a stěn. V tomto se neliší od klasických konvekčních modelů.

Princip činnosti kondenzačního plynového kotle je následující:

1. Ohřátá voda získává hlavní teplo ve výměníku tepla č. 1 ze spalování plynu.
2. Poté chladivo prochází topným okruhem, ochlazuje se a vstupuje do sekundární jednotky výměny tepla.
3. V důsledku kondenzace produktů spalování ve výměníku tepla č. 2 se ochlazená voda ohřívá zpětným získáváním tepla (úspora až 30% paliva) a v novém cirkulačním cyklu se vrací zpět na č. 1.

Aby bylo možné přesně regulovat teplotu spalin, jsou kondenzační kotle vždy vybaveny modulačním hořákem o výkonu 20 až 100% a ventilátorem přívodu vzduchu.

Nuance provozu: kondenzát a komín

V konvekčním kotli jsou produkty spalování zemního plynu CO₂, oxidy dusíku a pára se ochladí pouze na 140-160 ⁰S. Pokud je ochladíte níže, pak tah v komíně klesne, začne se tvořit agresivní kondenzace a hořák zhasne.

Takový vývoj situace, všichni výrobci klasické plynové generátory tepla snažit se vyhnout, aby se maximalizovala provozní bezpečnost a prodloužila životnost jejich zařízení.

V kondenzačním kotli se teplota plynů v komíně pohybuje kolem 40 ⁰S. Na jedné straně to snižuje požadavky na tepelnou odolnost materiálu. komín, ale na druhé straně ukládá omezení jeho výběru z hlediska odolnosti vůči kyselinám.

Výměníky tepla v kondenzačních generátorech tepla jsou vyrobeny z:

• nerezová ocel;
• silumin (hliník se silikonem).

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

Komín pro kondenzační kotel smí být instalován pouze z nerezové oceli nebo plastu odolného vůči kyselinám. Pro takové zařízení nejsou vhodné cihlové, železné a jiné komíny.

Při provozu kondenzačního kotle o výkonu 35–40 kW se vytvoří asi 4–6 litrů kondenzátu. Zjednodušeně to vychází asi na 0,14-0,15 litru na 1 kW tepelné energie.

Ve skutečnosti se jedná o slabou kyselinu, kterou je zakázáno vypouštět do autonomního kanalizačního systému, protože zničí bakterie podílející se na zpracování odpadu. Ano, a před vypuštěním do centralizovaného systému se doporučuje nejprve zředit vodou v poměru až 25: 1. A pak ji už můžete odstranit bez obav ze zničení potrubí.

Pokud je kotel instalován v chatě se septikem nebo VOC, pak musí být kondenzát nejprve neutralizován. V opačném případě zabije veškerou mikroflóru v systému autonomního čištění.

"Neutralizátor" je vyroben ve formě nádoby s mramorovými štěpkami o celkové hmotnosti 20-40 kg. Při průchodu mramorem kondenzát z kotle zvyšuje pH. Kapalina se stává neutrální nebo málo zásaditou, již není nebezpečná pro bakterie v septiku a pro materiál samotné jímky. V takovém neutralizátoru je nutné měnit plnivo každé 4–6 měsíců.

Odkud pochází účinnost nad 100%?

Při udávání účinnosti plynového kotle výrobci berou jako základ ukazatel nejnižší výhřevnosti plynu, aniž by brali v úvahu teplo generované při kondenzaci vodní páry. V konvekčním generátoru tepla tento generátor společně s přibližně 10% tepelné energie zcela vstupuje do komín, proto není brán v úvahu.

Pokud však přidáte kondenzační sekundární teplo a hlavní ze spáleného zemního plynu, vyjde více než 100% účinnost. Žádné podvody, jen malý trik v číslech.

„Špatná“ účinnost nad 100% ve skutečnosti vyplývá z touhy výrobců zařízení generujících teplo porovnat srovnávané ukazatele.

Prostě v konvekčním zařízení se s „vodní párou“ vůbec nepočítá, ale v kondenzačním zařízení s tím musí být počítáno. Proto existují malé nesrovnalosti s logikou základní fyziky, která se vyučuje ve škole.

Výhody a nevýhody kondenzačního ohřívače

Mezi výhody kondenzačního kotle patří:

1. Snížení škodlivých emisí o 60–70% (většina oxidu uhličitého a oxidů dusičných jde do kondenzátu).
2. Ve srovnání s konvekčními modely úspora až 30% plynového paliva na generovaný 1 kW.
3. Menší rozměry plynových topných zařízení se stejným výkonem.
4. Nízká teplota spalin v komíně (jen asi 40 ⁰S).
5. Možnost instalace kaskády několika kotlů.
6. Všestrannost (vhodná jak pro topné radiátory, tak pro „teplé podlahy“).
7. Inteligentní automatizace a plná autonomie plynového generátoru tepla bez zásahu člověka.

Kaskádový systém dvou nebo tří generátorů tepla vám umožňuje instalovat kotle s nízkým výkonem, které během provozu produkují méně hluku a vibrací než výkonnější modely.

To zjednodušuje instalaci celého topného systému a umožňuje zmenšit velikost domácí kotelna. Navíc díky možnosti flexibilnější regulace procesu výroby tepla se zvyšuje celková účinnost využívání zařízení generujících teplo.

Z minusů kondenzačních generátorů tepla je třeba zmínit:

1. Vysoká cena za vybavení (1,5–2krát vyšší než u modelů klasického konvekčního typu podobného výkonu).
2. Problémy s likvidací kondenzátu.
3. Snížená účinnost při použití kotle ve vysokoteplotních topných systémech.
4. Volatilita - ventilátor, automatizace a oběhové čerpadlo vyžadují ke svému provozu elektrickou energii.
5. Zákaz použití s ​​nemrznoucí směsí.

I přes značné počáteční náklady je kondenzační kotel ekonomicky opodstatněný. Během provozu více než vrátí všechny původně vynaložené peníze.

V Rusku takové zařízení stále není rozšířené. Plynový rekuperační kotel je na našem trhu stále příliš neobvyklý a málo studovaný. Ale zájem o takové generátory tepla postupně roste.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak funguje kondenzační generátor tepla:

Instalace plynových kotlů s rekuperací páry:

Všechny výhody kondenzačních kotlů:

Pokud pečlivě porozumíte tomu, jak a podle jakých principů plynový kondenzační kotel funguje, pak se na první pohled „nesprávná“ 108–110% účinnost stane celkem srozumitelnými a oprávněnými čísly.

Tepelný generátor s rekuperací výfukových plynů je skutečně účinnější než konvenční konstrukce. Jeho jedinou vážnou nevýhodou je kondenzát s vysokou kyselostí, který musí být někde zlikvidován.

Své komentáře pište prosím do níže uvedeného blokového formuláře. Je možné, že vlastníte informace, které mohou doplnit zásoby informací uvedených v článku. Ptejte se, podělte se o své vlastní zkušenosti s výběrem a provozem kondenzačních kotlů, zveřejněte fotografie k tématu článku.