Газов кондензен котел - монтаж, монтаж, комин

Какво представлява кондензационен газов котел?

Газовите кондензационни котли придобиват все по-голяма популярност на пазара, тъй като се доказаха като много ефективни устройства. Кондензационните котли имат доста сериозен коефициент на ефективност. Това е почти 96%. Докато при конвенционалните котли ефективността едва ли достига 85%. Кондензационните котли са много икономични. Тези котли са много популярни в Европа, тъй като европейците имат доста остър проблем с икономията на гориво. Въпреки малко по-високата цена на кондензен котел в сравнение с конвенционалния, кондензационните газови отоплителни агрегати се изплащат доста бързо. Котлите от този тип уверено гледат в бъдещето, защото принципът на тяхното функциониране е най-обещаващият днес.

Кой трябва да избере кондензен котел за отопление?

Това устройство ще бъде оценено от собствениците, които проявяват загриженост за околната среда и не забравят за рационалното използване на собствените си средства. Благодарение на обработката на кондензат, котелът отделя минимално количество вредни вещества в околната среда, поради което е един от най-екологичните нагреватели на пазара от водещи марки.

Рационалността на устройствата е, че те са в състояние да използват по-ефективно енергия от изгарянето на гориво, като газ или течно гориво. Дизелов или газов кондензационен котел, който може да бъде закупен в специализиран сервиз, събира част от топлината от рециклираните газове и я използва за загряване на вода от връщащата линия на отоплителната система. По този начин устройството изисква по-малко гориво за работа на горелката и отваря ресурси за икономия.

Историята на появата на кондензационния газов котел

През далечните петдесет години за първи път започват да се появяват модели на котли от кондензен тип. Тези модели не бяха перфектни както днес и са претърпели множество промени по време на своята еволюция. Е, вече в онези далечни години котлите от този тип показаха доста сериозни показатели за икономия на гориво. Този важен фактор все още е основният, който прави климатичните котли много привлекателни за купувачите.

В онези години се използват топлообменници от чугун или стомана, което ги прави краткотрайни. Под въздействието на кондензат котлите бързо се провалят поради силна корозия. Едва през седемдесетте години нови материали и технологии заместват чугуна от стомана. Много елементи на котела, включително топлообменници, започнаха да се изработват от неръждаема стомана. Подобна модернизация значително удължи експлоатационния живот на кондензационния котел. Много експерти са съгласни, че котлите от този тип в съвременната си форма са надеждни, много екологични и много ефективни отоплителни устройства по отношение на ефективността. Експертите също вярват, че климатичните котли имат много обещаващо бъдеще. В СССР също бяха проведени изследвания в тази посока, но тази технология не получи сериозно развитие.

Висока надеждност на кондензационни котли

В предишния раздел бяха посочени накратко основните изисквания към топлообменниците за кондензационни котли. Тук ще разгледаме основните последици от отчитането на тези изисквания при проектирането на котли.

Материали, използвани за топлообменника

Химическата формула, дадена по-горе в параграфа „кондензационни котли, функциониращ принцип“, отчита само основните компоненти на горивния процес.Сега е моментът да си припомним други компоненти, предимно азот във въздуха и серни съединения, които присъстват в горивото. В резултат на участието на тези елементи в горивния процес на тяхна основа се образуват киселини - сярна, сярна, азотна и азотна. Съответно тези киселини се съдържат в кондензата. По този начин материалите, използвани за производството на кондензационен топлообменник на котела, трябва да са устойчиви на кисела среда. Най-често използваните метали са алуминиеви силикатни сплави (силумин) и висококачествени неръждаеми стомани.

Силуминовите топлообменници се правят чрез отливане с евентуално последващо смилане. При производството на неръждаема стомана се заваряват предварително оформени части. Поради по-ниската цена на материала като такъв и по-евтината технология за производство на готови форми за леене, топлообменниците със силимин обикновено са малко по-евтини, но имат значително по-ниска дългосрочна устойчивост на киселинен кондензат.

Топлообменниците, изработени от подходяща неръждаема стомана, не са химически атакувани от киселини. Като допълнителна последица от използването на тези материали получаваме повишаване на общата надеждност на продукта, включително във връзка с качеството и вида на използвания топлоносител.

Променливи и критични режими на работа

Поради факта, че топлообменниците на кондензационни котли първоначално са проектирани въз основа на широк диапазон от температури на охлаждащата течност (по-ниската температура не е ограничена) и високи стойности на температурни напрежения в камината на топлообменника, на изхода получаваме оборудване който е устойчив на резки промени в режимите на работа и изходите на различни параметри (температури, дебит на охлаждащата течност, налягане) извън допустимите граници. Несъмнено компонентите за безопасност на оборудването, електронни и механични, задължително осигуряват контрол на тези параметри, но дизайнът на котлите осигурява допълнителна гаранция за дълготрайността на инсталацията.

Принципът на работа на кондензационния котел

Принципът на действие на кондензационния котел

Принципът, по който работят много отоплителни котли, е много прост. Той включва само едно действие - изгаряне на гориво. Както знаете, при изгаряне на гориво се отделя определено количество топлинна енергия. С помощта на топлообменник топлинната енергия се прехвърля към охлаждащата течност и след това, с помощта на циркулацията, тя постъпва в отоплителната система. Циркулацията може да се извърши както принудително, така и чрез гравитация. По-голямата част от съвременните котли използват принудителна циркулация на охлаждащата течност.

В конвенционален котел през коминната тръба се отделя определено количество топлинна енергия. Тази топлина може да бъде премахната и използвана повторно. Просто конвенционалният котел частично загрява атмосферата с водна пара, която се образува при изгаряне на газа. Най-важната характеристика е скрита тук. Според принципа на своята работа, кондензиращите газови котли са в състояние да съхраняват и насочват отново в отоплителната система онази пара енергия, която в обикновен котел просто отива в комина. Целият трик на кондензационен котел се крие в неговия топлообменник.

Кондензационният котел е фокусиран върху абсорбирането на енергията, която се отделя, когато парата кондензира. Същата топлинна енергия се абсорбира от водата, която идва във връщащата линия и която предварително охлажда парата до температурата на оросяване, освобождавайки по този начин топлинна енергия. Тази топлинна енергия трябва да се върне в отоплителната система, като по този начин се увеличава ефективността на кондензационния котел.

В момента всички топлообменници за кондензни котли са изработени от антикорозионни материали. Те включват силумин или неръждаема стомана. Предвиден е специален контейнер за събиране на кондензат в кондензационни котли.Излишният кондензат се изхвърля в канализационната система.

Кондензатът се счита за доста корозивна течност. Следователно в някои страни кондензатът трябва да бъде неутрализиран, преди да бъде източен в канализацията. За тази процедура има неутрализатори. Неутрализаторът е вид контейнер, който се пълни със специални гранули. Тези гранули могат да съдържат магнезий или калций.

Газов кондензен котел

Високата ефективност на кондензиращия газов топлинен генератор се осигурява от наличието на допълнителен топлообменник в неговата конструкция. Първият топлообменник, стандартен за всички отоплителни котли, прехвърля енергията на изгорялото гориво към топлоносителя. И вторият добавя към това също топлината от възстановяването на отработените газове.

Кондензационните котли работят на "синьо гориво":

• основен (газова смес с преобладаване на метан);
• газодържател или балон (смес от пропан с бутан с преобладаване на първия или втория компонент).

Може да се използва всяка опция за газ. Основното е, че горелката е проектирана да работи с един или друг вид гориво.

Кондензационните газови котли са по-скъпи от конвенционалните конвекционни модели, но ги превъзхождат по отношение на разходите за гориво, като намаляват разхода на газ с 20-30%

Генераторът на кондензираща топлина показва най-добра ефективност при изгаряне на метан. Тук сместа от пропан-бутан е малко по-ниска. Освен това, колкото по-голям е делът на пропан, толкова по-добре.

В това отношение "зимният" газ за газодържателя дава малко по-висока ефективност на изхода от "летния", тъй като пропановият компонент е по-висок в първия случай.

За разлика от кондензационния газов котел в конвекционен котел, част от топлинната енергия отива в комина заедно с продуктите от горенето. Следователно за класически дизайн ефективността е около 90%. Можете да го вдигнете по-високо, но технически твърде трудно.

Това не е икономически обосновано. Но в кондензатите топлината, получена от изгарянето на газ, се използва по-рационално и пълноценно, тъй като топлината, отделена по време на обработката на пара, се натрупва и прехвърля в отоплителната система. По този начин охлаждащата течност се загрява допълнително, което прави възможно намаляването на разхода на гориво на 1 kW получена топлина.

Устройство и принцип на действие

По дизайн кондензационен котел в много отношения е подобен на конвекционен аналог със затворена горивна камера. Само отвътре е допълнен с вторичен топлообменник и рекуператор.

Основните характеристики на устройството за кондензиране на топлинен генератор са наличието на втори топлообменник и затворена горивна камера с вентилатор

Газовият кондензен котел се състои от:

• затворени горивни камери с модулираща горелка;
• първичен топлообменник No1;
• охладителни камери за отработени газове до + 56-57 0С (точка на оросяване);
• вторичен кондензен топлообменник # 2;
• комин;
• вентилатор за подаване на въздух;
• резервоар за кондензат и дренажна система.

Въпросното оборудване е почти винаги оборудвано с вградена циркулационна помпа за охлаждащата течност. Обичайната версия с естествен поток на вода през отоплителните тръби тук е малко полезна. Ако в комплекта няма помпа, тогава определено ще трябва да се предостави при изготвяне на проект за тръбопровод на котел.

Допълнителни проценти на ефективност за кондензен котел се образуват в резултат на нагряване на обратния поток чрез охлаждане на отработените газове в комина

Кондензационните котли в продажба са едноконтурни и двуконтурни, както и в подови и стенни версии. По това те не се различават от класическите конвекционни модели.

Принципът на работа на кондензен газов котел е както следва:

1. Нагрятата вода получава основната топлина в топлообменник № 1 от изгарянето на газ.
2. След това охлаждащата течност преминава през отоплителния кръг, охлажда се и постъпва във вторичния топлообменник.
3. В резултат на кондензация на продуктите от горенето в топлообменник №2 охладената вода се нагрява чрез рекуперирана топлина (спестявайки до 30% от горивото) и се връща към номер 1 в нов циркулационен цикъл.

За да се контролира точно температурата на димните газове, кондензационните котли са винаги оборудвани с модулираща горелка с мощност от 20 до 100% и вентилатор за подаване на въздух.

Нюанси на работа: кондензат и комин

В конвекционен котел продуктите от горенето на природен газ CO2, азотни оксиди и пара се охлаждат само до 140–160 ° C. Ако ги охладите отдолу, тогава тягата в комина ще падне, ще започне да се образува агресивен кондензат и горелката ще изгасне.

Всички класически газови топлинни генератори [/ anchor] се стремят да избегнат подобно развитие на ситуацията, за да максимизират безопасността на работата, както и да удължат експлоатационния живот на своето оборудване.

В кондензационен котел температурата на газовете в комина варира около 40 ° C. От една страна, това намалява изискванията за топлоустойчивост на коминния материал, но от друга страна, налага ограничения върху избора му по отношение на устойчивост на киселини.

Отработените газове от газов котел по време на охлаждане образуват агресивен, силно киселинен кондензат, който лесно корозира дори стомана

Топлообменниците в кондензиращите топлинни генератори са направени от:

• неръждаема стомана;
• силумин (алуминий със силиций).

И двата материала имат подобрени киселинно-устойчиви свойства. Чугунът и обикновената стомана са напълно неподходящи за кондензатори.

Коминът за кондензационен котел може да бъде монтиран само от неръждаема стомана или устойчива на киселини пластмаса. Тухлени, железни и други комини не са подходящи за такова оборудване.

По време на рекуперацията във вторичния топлообменник се образува кондензат, който е слабо кисел разтвор и трябва да се отстрани от бойлера

При експлоатация на кондензен котел с мощност 35–40 kW се образуват около 4–6 литра кондензат. Опростено, излиза около 0,14-0,15 литра на 1 kW топлинна енергия.

Всъщност това е слаба киселина, която е забранена за изхвърляне в автономна канализационна система, тъй като тя ще унищожи бактериите, участващи в преработката на отпадъците. Да, и преди изхвърляне в централизирана система, се препоръчва първо да се разрежда с вода в съотношение до 25: 1. И тогава вече можете да го премахнете, без да се страхувате от разрушаване на тръбата.

Ако котелът е инсталиран в къща с септична яма или VOC, тогава кондензатът трябва първо да бъде неутрализиран. В противен случай ще унищожи цялата микрофлора в автономна система за пречистване.

"Неутрализаторът" е направен под формата на контейнер с мраморни стърготини с общо тегло 20-40 кг. Когато преминава през мрамора, кондензатът от котела повишава рН. Течността става неутрална или слабо алкална, вече не е опасна за бактериите в септичната яма и за материала на самия картер. Необходимо е да се сменя пълнителят в такъв неутрализатор на всеки 4–6 месеца.

Откъде идва ефективността над 100%?

Когато посочват ефективността на газов котел, производителите вземат за основа показателя за най-ниската калоричност на газа, без да вземат предвид топлината, генерирана по време на кондензация на водни пари. При конвекционен топлинен генератор последният, заедно с приблизително 10% от топлинната енергия, изцяло отива в комина, поради което не се взема предвид.

Ако обаче добавите кондензационната вторична топлина и основната от изгорелия природен газ, тогава ще излезе повече от 100% ефективност. Без измами, само малък трик в цифрите.

Когато се изчислява ефективността за най-висока топлина на горене за конвекционен котел, тя ще бъде в района на 83-85%, а за кондензен котел - около 95-97%

Всъщност „грешната“ ефективност над 100% възниква от желанието на производителите на оборудване за генериране на топлина да сравняват сравнените показатели.

Просто в устройство за конвекция „водна пара“ изобщо не се разглежда, но в устройство за кондензация трябва да се вземе предвид. Следователно има малки несъответствия с логиката на основната физика, която се преподава в училище.

Как да се определи ефективността на кондензен котел

Днес съществуват нискотемпературни и традиционни отоплителни системи. Системите с ниска температура включват, да речем, подово отопление. Кондензационните устройства се интегрират много добре в тези отоплителни системи и показват резултати с висока ефективност в такива системи. Това е така, защото тези отоплителни системи осигуряват много добри условия за най-добра кондензация. Ако правилно монтирате тандем от кондензен котел плюс топъл под, тогава в този случай изобщо не можете да използвате радиатори. "Топъл под" ще се справи отлично със задачата за отопление на помещение, не по-лошо от система, която използва радиатори. Всичко това благодарение на високата ефективност на кондензационния котел.

Често се смята, че кондензационните газови котли имат невероятна ефективност, която дори надхвърля 100%. Разбира се, че не е така. Известните закони на физиката работят навсякъде и все още никой не ги е отменил. Следователно подобни изявления на производителите не са нищо повече от маркетинг.

Ако все пак да подходим към въпроса за оценка на ефективността с цялата обективност кондензен газов котел, тогава получаваме някъде около 95% ефективност. Този показател до голяма степен зависи от условията за използване на това оборудване. Също така, ефективността може да се увеличи, като се използва автоматизация, зависима от времето. С това оборудване е възможно да се постигне диференцирано управление на котела въз основа на средната дневна температура.

Разположение на основните възли на кондензационния котел

От структурна гледна точка кондензационният котел не е много, но все пак се различава от конвенционалния газов котел. Основните му елементи са:

• горивна камера, снабдена с горелка, система за подаване на гориво и вентилатор;
• топлообменник No1 (първичен топлообменник);
• камера за допълнително охлаждане на парогазовата смес до температура, възможно най-близка до 56-57 ° C;
• топлообменник No2 (кондензиращ топлообменник);
• резервоар за събиране на кондензат;
• комин за отстраняване на студените димни газове;
• помпа, която циркулира вода в системата.

1. Комин. 2. Разширителен резервоар.

3. Топлообменни повърхности. 4. Модулираща горелка.

5. Вентилатор на горелката. 6. Помпа. 7. Контролен панел.

В първичния топлообменник, свързан с горивната камера, отделените газове се охлаждат до температура значително по-висока от точката на оросяване (всъщност така изглеждат конвенционалните газови котли с конвекция). След това димната смес се насочва принудително към кондензиращия топлообменник, където допълнително се охлажда до температура под точката на оросяване, т.е. под 56 ° С. В този случай водната пара се кондензира по стените на топлообменника, „отказвайки се от последния“. Кондензатът се събира в специален резервоар, откъдето тече по дренажната тръба в канализацията.

Водата, действаща като топлоносител, се движи в посока, обратна на движението на паро-газовата смес. Студената вода (връщаща се вода от отоплителната система) се загрява предварително в кондензационния топлообменник. След това той влиза в първичния топлообменник, където се загрява до по-висока температура, определена от потребителя.

Кондензат - уви, не чиста вода, както мнозина вярват, а смес от разредени неорганични киселини. Концентрацията на киселини в кондензата е ниска, но като се има предвид, че температурата в системата винаги е висока, тя може да се счита за агресивна течност.Ето защо при производството на такива котли (и предимно кондензиращи топлообменници) се използват киселинно-устойчиви материали - неръждаема стомана или силумин (алуминиево-силициева сплав). Топлообменникът обикновено е направен отливен, тъй като заварените шевове са уязвимо място - там първо започва процесът на разрушаване на материала от корозия.

Парата трябва да се кондензира върху кондензационния топлообменник. Всичко, което е преминало по-нататък в комина, от една страна, се губи за отопление, от друга страна, има разрушителен ефект върху материала на комина. Поради последната причина коминът е направен от устойчива на киселина неръждаема стомана или пластмаса, а хоризонталните му участъци имат лек наклон, така че водата, образувана по време на кондензацията на малки количества пара, която въпреки това е попаднала в комина, се източва обратно в котела. Трябва да се има предвид, че димните газове, напускащи кондензатора, са много охладени и всичко, което не е кондензирало в котела, със сигурност ще кондензира в комина.

По различно време на денонощието от отоплителния котел се изисква различно количество топлина, което може да се регулира с помощта на горелка. Горелката за кондензен котел може да бъде или модулираща, т.е. с възможност за плавна промяна на мощността по време на работа или несимулирана - с фиксирана мощност. В последния случай котелът се адаптира към изискванията на собственика, като променя честотата на включване на горелката. Повечето модерни котли, предназначени за отопление на частни къщи, са оборудвани със симулирани горелки.

И така, надяваме се, че имате обща представа за това какво представлява кондензационен котел, как работи и как работи. Най-вероятно обаче тази информация няма да е достатъчна, за да разберете дали си струва лично да закупите такова оборудване. За да ви помогнем да вземете това или онова решение, ние ще ви разкажем за всички предимства и недостатъци, плюсове и минуси на кондензационен котел, сравнявайки го с традиционния конвекционен котел.

Комин

Отстраняването на отработените газове и подаването на въздух в горивната камера в кондензен котел се извършва принудително, тъй като котлите от този тип имат затворена горивна камера. Кондензаторите са доста безопасни, защото не се нуждаят от традиционен комин, за да ги използват. Котлите от този тип използват коаксиална или двутръбна димоходна система. Тези системи са изработени от пластмаса, тъй като кондензационният резервоар има незначителна температура на димните газове. Използването на евтини материали при производството на системи за отстраняване на дим може значително да намали цената на котела.

Принцип на действие

Това устройство е проектирано на базата на конвенционален (конвекционен) топлинен генератор. Енергийният носител и за двата вида котли е природен или втечнен газ.

Принципът на работа на конвекционен котел е изключително прост. Горивото, изгаряйки, чрез топлообменник прехвърля енергия към охлаждащата течност (най-често обикновена вода). Нагрятата вода циркулира през отоплителната система, отоплявайки дома.

Продуктите от горенето с температура 140–150 ° C, състоящи се от въглероден диоксид и водни пари, се отстраняват през комина. В резултат на това ефективността на този генератор на топлина варира от 90 до 93%, а останалите 7-10% от неизползваната енергия излиза в атмосферата.

Важно е! При температура на димните газове под 140 ° C по стените на комина се образува конденз, който, когато попадне в котела, влияе отрицателно върху металните компоненти, намалявайки трайността на самия агрегат.

Различия в работата на конвенционалните и кондензационни котли
В кондензен котел продуктите от горенето, преминавайки през главния топлообменник, влизат в камерата за допълнително охлаждане с вторичен (кондензен) топлообменник, през който тече охладена вода (обратен поток). Преминавайки през този топлообменник, газовете се охлаждат.При температури под 56 ° C (точка на оросяване - температура на кондензация на парите), водната пара се превръща в конденз. Топлинната енергия, отделена в този случай, се използва за предварително подгряване на "връщането". Температурата на газовете, постъпващи в атмосферата през комина, е намалена до 40–60 ° C.

Така леко затоплена вода навлиза в основния топлообменник. В резултат на това котелът трябва да консумира по-малко гориво, за да загрее охлаждащата течност до необходимата стойност.

Производителите твърдят, че ефективността на тези единици достига 104-108%. От гледна точка на физиката това е невъзможно. Това значение е произволно и е маркетингов трик. В този случай енергията, отделяна при изгарянето на горивото, се приема като 100% ефективност.

Схема за формиране на ефективност в газови котли.

Неизползваната енергия се отнема от конвекционен (конвенционален) котел под формата на горещи димни газове, излизащи през комина (6–8%) и загуби на топлинна радиация (1–2%). Резултатът е ефективност от 90–94%.

При изчисляване на ефективността на кондензационните котли, 11% от топлината, отделена по време на кондензация на вода, се добавя към 100%. Загубата на топлина е 1–5% от неизползваната топлина по време на кондензация и 1–2% чрез топлоизолация. Следователно се появява ефективността от повече от 100%, рекламирана от производителя.

Важно е! При обективни изчисления ефективността на конвекционните котли е 83–87%, кондензацията (при идеални работни условия) - 95–97%.

Максималната ефективност на конвекционен котел се постига при работа в режим на висока температура 80–75 / 60, където първата цифра е температурата на охлаждащата течност, напускаща блока, втората е тази, която влиза в него (обратен поток). С намаляване на втория параметър в котела се образува кондензат, което влияе отрицателно върху функционирането и трайността на апарата.

За кондензационни котли най-подходящата настройка за ниска температура е 50/30.

Идеалните условия за използване на кондензационни котли е температурата на връщане не по-висока от 35 ° C. Точно тогава:

• Образува се най-голямо количество кондензат;
• Настъпва максимално първично нагряване на охлаждащата течност;
• Икономията на гориво достига 30–35%.

Това е възможно при инсталиране на отоплителна система с "топли подове".

Когато използвате радиатори в отоплителната система при силни студове, температурата на охлаждащата течност трябва да бъде повишена. Ако котелът получи „връщане“ над 60 ° C, кондензат няма да се образува. В този случай уредът работи в режим на конвенционален конвекционен котел с ефективност не по-висока от 90%. Икономията на гориво се намалява с до 5%.

Видео: как работи кондензационен котел

Сравнителна таблица на различни видове котли

Трябва ли да си купя кондензен котел?

Подобно на традиционните газови котли, има няколко вида кондензатори:

1. Първият тип са подовите котли. "Napolniki" имат по-висока мощност, която понякога достига 320 kW и повече.
2. Вторият тип са стенни котли, чиято мощност е до 120 kW.

Ако се наложи увеличаване на капацитета, тогава няколко отоплителни котли могат да бъдат комбинирани в един нагревателен клъстер. Кондензационните газови агрегати имат различни цели и следователно те са двуконтурни или едноконтурни. В допълнение към отоплението, двуконтурните кондензационни котли се занимават и с подготовката на топла вода, докато едноконтурните кондензационни котли се занимават само с отопление на помещенията.

Котлите от този тип имат много висока производителност, които напълно отговарят на всички най-сериозни изисквания, наложени от съответните органи за отоплителни котли. Кондензационните котли са много популярни в курортните зони, ваканционните домове и други туристически дестинации. Всичко е свързано с ефективност и устойчивост.

Кондензиращият газов котел има много по-малко вредни емисии, почти 10 пъти по-малко от конвенционалния газов котел.

Предимства на кондензационните котли

• Много компактен;
• Те са леки;
• Котлите от този тип са с висока ефективност;
• Кондензаторите имат доста дълбока модулация;
• Оборудван с евтина система за отвеждане на дим;
• Котлите от този тип имат много добри екологични показатели и не замърсяват околната среда;
• Тези котли практически нямат вибрации;
• Нисък шум и това свойство ги прави много удобни за използване;
• Кондензационните котли са много икономични. Икономията на гориво понякога достига до 40%, което силно ще зарадва потенциалните купувачи.