Kocioł gazowy kondensacyjny: zalety i wady, zasada działania + różnice w stosunku do innych konstrukcji

Sprzedawcy kondensacyjnych wytwornic ciepła deklarują, że sprawność oferowanego nam innowacyjnego sprzętu przekracza 100%. Ale trzeba przyznać, że jest to nieco sprzeczne z prawem zachowania energii, które jest nam wszystkim znane ze szkolnego kursu fizyki. Więc jaka jest tajemnica?

Z jednej strony takie stwierdzenia to sztuczka marketerów. Jednak z drugiej strony w ich zapewnieniach jest ziarno prawdy, które przekonują kupującego. Szczegółowo przeanalizujemy, jak działa kocioł kondensacyjny: zalety i wady, jego specyfika działania i konstrukcja zasługują na szczegółowe omówienie.

Aby uzyskać pełny obraz urządzenia typu kondensacyjnego, porównajmy go z klasycznym typem generatora energii cieplnej. Oto cechy jego połączenia i działania. Odkryjmy sekrety ultrawysokiej wydajności.

Gazowy kocioł kondensacyjny

Wysoką sprawność kondensacyjnego gazowego generatora ciepła zapewnia obecność w jego konstrukcji dodatkowego wymiennika ciepła. Pierwszy wymiennik ciepła, standardowo dla wszystkich kotłów grzewczych, przekazuje energię spalanego paliwa do nośnika ciepła. A druga dodaje do tego również ciepło z odzysku spalin.

Kotły kondensacyjne pracują na „niebieskim paliwie”:

• główny (mieszanina gazowa z przewagą metanu);
• pojemnik na gaz lub balon (mieszanina propanu z butanem z przewagą pierwszego lub drugiego składnika).

Można użyć dowolnej opcji gazu. Najważniejsze jest to, że palnik jest przeznaczony do pracy z takim lub innym rodzajem paliwa.

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

Pod tym względem gaz „zimowy” dla zbiornika na gaz daje nieco wyższą sprawność na wylocie niż gaz „letni”, ponieważ w pierwszym przypadku składnik propanowy jest wyższy.

W przeciwieństwie do kondensacyjnego kotła gazowego w kotle konwekcyjnym, część energii cieplnej trafia do komina wraz z produktami spalania. Dlatego w przypadku projektów klasycznych sprawność wynosi około 90%. Możesz podnieść go wyżej, ale technicznie zbyt trudny.

Nie jest to uzasadnione ekonomicznie. Ale w zbiornikach kondensacyjnych ciepło uzyskane ze spalania gazu jest wykorzystywane bardziej racjonalnie i pełniej, ponieważ ciepło uwalniane podczas obróbki parą jest akumulowane i przekazywane System grzewczy. W ten sposób chłodziwo jest dodatkowo podgrzewane, co pozwala zmniejszyć zużycie paliwa na 1 kW otrzymanego ciepła.

Urządzenie i zasada działania

Konstrukcja kotła kondensacyjnego jest pod wieloma względami podobna do analogu konwekcyjnego z zamkniętą komorą spalania. Tylko wewnątrz jest uzupełniony wtórnym wymiennikiem ciepła i jednostką rekuperacyjną.

Gazowy kocioł kondensacyjny składa się z:

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

Przedmiotowy sprzęt jest prawie zawsze wyposażony we wbudowaną pompę obiegową do płyn chłodzący. Zwykła wersja z naturalnym przepływem wody przez rury grzewcze na niewiele się tutaj zda. Jeśli w zestawie nie ma pompy, z pewnością będzie ona musiała zostać dostarczona podczas przygotowywania projektu orurowania kotła.

W sprzedaży kotły kondensacyjne są jednoprzewodowe i dwuobwodowy, a także w wersjach podłogowych i ściennych. Pod tym względem nie różnią się od klasycznych modeli konwekcyjnych.

Zasada działania gazowego kotła kondensacyjnego jest następująca:

1. Podgrzana woda odbiera główne ciepło w wymienniku nr 1 ze spalania gazu.
2. Następnie płyn chłodzący przechodzi przez obwód grzewczy, schładza się i wchodzi do wtórnego wymiennika ciepła.
3. W wyniku kondensacji produktów spalania w wymienniku nr 2 schłodzona woda jest podgrzewana ciepłem odzyskanym (oszczędność do 30% paliwa) i powraca do nr 1 w nowym obiegu.

W celu precyzyjnej kontroli temperatury spalin kotły kondensacyjne są zawsze wyposażone w palnik modulacyjny o mocy od 20 do 100% oraz wentylator nawiewny.

Niuanse działania: kondensat i komin

W kotle konwekcyjnym produkty spalania gazu ziemnego CO₂, tlenki azotu i para chłodzone są tylko do 140-160 ⁰Z. Jeśli schłodzisz je poniżej, ciąg w kominie spadnie, zacznie tworzyć się agresywny kondensat i palnik zgaśnie.

Taki rozwój sytuacji, wszyscy producenci klasyczne gazowe generatory ciepła starają się unikać, aby zmaksymalizować bezpieczeństwo operacyjne, a także przedłużyć żywotność swojego sprzętu.

W kotle kondensacyjnym temperatura gazów w kominie oscyluje w okolicach 40 ⁰Z. Z jednej strony zmniejsza to wymagania dotyczące odporności cieplnej materiału. komin, ale z drugiej strony nakłada ograniczenia na jego wybór pod względem odporności na kwasy.

Wymienniki ciepła w kondensacyjnych wytwornicach ciepła wykonane są z:

• Stal nierdzewna;
• silumin (aluminium z krzemem).

Oba te materiały mają zwiększoną odporność na kwasy. Żeliwo i zwykła stal całkowicie nie nadają się do skraplaczy.

Komin do kotła kondensacyjnego może być montowany wyłącznie ze stali nierdzewnej lub kwasoodpornego tworzywa sztucznego. Kominy ceglane, żelazne i inne nie nadają się do takiego wyposażenia.

Podczas pracy kotła kondensacyjnego o mocy 35-40 kW powstaje około 4-6 litrów kondensatu. W uproszczeniu wychodzi około 0,14-0,15 litra na 1 kW energii cieplnej.

W rzeczywistości jest to słaby kwas, którego nie wolno wypuszczać do autonomicznej kanalizacji, ponieważ niszczy bakterie biorące udział w przetwarzaniu odpadów. Tak, a przed wrzuceniem do systemu scentralizowanego zaleca się najpierw rozcieńczyć wodą w stosunku do 25:1. A potem możesz go już usunąć bez obawy o zniszczenie rury.

Jeśli kocioł jest zainstalowany w domku z szambo lub LZO, kondensat należy najpierw zneutralizować. W przeciwnym razie zabije całą mikroflorę w autonomicznym systemie oczyszczania.

„Neutralizator” wykonany jest w formie pojemnika z wiórami marmurowymi o łącznej wadze 20-40 kg. Gdy przechodzi przez marmur, kondensat z kotła zwiększa pH. Ciecz staje się obojętna lub nisko zasadowa, nie jest już niebezpieczna dla bakterii w szambie i dla samego materiału studzienki. Wypełniacz w takim neutralizatorze należy wymieniać co 4–6 miesięcy.

Skąd wydajność powyżej 100%?

Wyznaczając sprawność kotła gazowego producenci przyjmują za podstawę wskaźnik najniższej wartości opałowej gazu bez uwzględnienia ciepła powstającego podczas kondensacji pary wodnej. W konwekcyjnym wytwornicy ciepła ta ostatnia wraz z około 10% energii cieplnej przechodzi całkowicie w komin, dlatego nie jest brana pod uwagę.

Jeśli jednak dodasz wtórne ciepło kondensacji i główne ze spalonego gazu ziemnego, uzyskasz ponad 100% wydajności. Żadnych oszustw, tylko mała sztuczka w liczbach.

W rzeczywistości „niewłaściwa” sprawność wyższa niż 100% wynika z chęci producentów urządzeń wytwarzających ciepło do porównania porównywalnych wskaźników.

Po prostu w urządzeniu konwekcyjnym „para wodna” w ogóle nie jest brana pod uwagę, ale w urządzeniu kondensacyjnym należy to wziąć pod uwagę. Stąd drobne rozbieżności z logiką podstawowej fizyki, której uczy się w szkole.

Plusy i minusy grzejnika kondensacyjnego

Wśród zalet kotła kondensacyjnego są:

1. Redukcja szkodliwych emisji o 60–70% (większość dwutlenku węgla i tlenków azotu przechodzi do kondensatu).
2. W porównaniu z modelami konwekcyjnymi oszczędność do 30% paliwa gazowego na wytworzony 1 kW.
3. Mniejsze gabaryty urządzeń grzewczych gazowych o tej samej mocy.
4. Niska temperatura produktów spalania w kominie (tylko około 40 ⁰Z).
5. Możliwość instalacji kaskady kilku kotłów.
6. Uniwersalność (nadaje się zarówno do grzejników, jak i „ciepłych podłóg”).
7. Inteligentna automatyzacja i pełna autonomia gazowego generatora ciepła bez ingerencji człowieka.

System kaskadowy dwóch lub trzech generatorów ciepła umożliwia instalowanie kotłów małej mocy, które wytwarzają mniej hałasu i wibracji podczas pracy niż modele o większej mocy.

Upraszcza to instalację całego systemu grzewczego i pozwala na zmniejszenie rozmiaru domowa kotłownia. Dodatkowo, ze względu na możliwość bardziej elastycznej regulacji procesu wytwarzania ciepła, wzrasta ogólna efektywność użytkowania urządzeń wytwarzających ciepło.

Z minusów kondensacyjnych generatorów ciepła należy wymienić:

1. Wysoka cena sprzętu (1,5–2 razy wyższa niż w przypadku modeli klasycznego typu konwekcyjnego o podobnej mocy).
2. Problemy z usuwaniem kondensatu.
3. Zmniejszona sprawność przy użytkowaniu kotła w wysokotemperaturowych układach grzewczych.
4. Lotność - wentylator, automatyka i pompa obiegowa wymagają do działania energii elektrycznej.
5. Zakaz stosowania z płynem niezamarzającym.

Pomimo znacznych kosztów początkowych kocioł kondensacyjny jest ekonomicznie uzasadniony. Podczas pracy zwraca więcej niż wszystkie pierwotnie wydane pieniądze.

W Rosji taki sprzęt wciąż nie jest rozpowszechniony. Kocioł odzysknicowy jest wciąż zbyt nietypowy i mało zbadany na naszym rynku. Ale zainteresowanie takimi generatorami ciepła stopniowo rośnie.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak działa kondensacyjny generator ciepła:

Montaż kotłów gazowych z odzyskiem pary:

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 zrozumiałymi i uzasadnionymi liczbami.

Generator ciepła z rekuperacją spalin jest rzeczywiście bardziej wydajny niż konstrukcja konwencjonalna. Jego jedyną poważną wadą jest kondensat o wysokiej kwasowości, który trzeba gdzieś wyrzucić.

Proszę wpisać swoje uwagi w poniższym formularzu blokowym. Możliwe, że posiadasz informacje, które mogą uzupełnić zapas informacji przedstawionych w artykule. Zadawaj pytania, dziel się własnym doświadczeniem w doborze i eksploatacji kotłów kondensacyjnych, zamieszczaj zdjęcia na temat artykułu.