Авторизация

Полезная информация Статьи Конденсационные котлы: миф или реальность?

Конденсационные котлы: миф или реальность?

Многие уже наслышаны о котлах конденсационного типа. И первое, что приходит в голову при упоминании о них, — это магические слова «КПД больше 100%». Хотелось бы познакомиться с человеком, который фразу придумал. Шутка ли, придумать вечный двигатель!

Да, действительно, КПД не может быть более 100%. Цифра 108% на самом деле не КПД, а КИТ — коэффициент использования топлива с учетом конденсации водяных паров, образовавшихся при сгорании топлива, по отношению к низшей теплоте сгорания. Специалисты знают, что это «небольшой подлог» — считать полезное тепло с учетом конденсации. В соответствующей формуле в знаменателе должна стоять высшая теплота сгорания, а подставляется низшая. Давайте все же разберемся, что такое конденсационная теплотехника. В этой статье структурированы наиболее частые вопросы, которыми интересуются специалисты в рамках заявленной темы статьи. На них отвечает инженер-консультант представительства VAILLANT GmbH в РФ Владимир Семушев.

- Что представляет собой конденсационная техника?

Владимир Семушев (далее — В. С.): В обычных котлах отходящие горячие газы проходят через тепло-обменник. Вода системы отопления отбирает посредством теплообменника энергию отходящих газов, вследствие чего они охлаждаются до определенной температуры. Количество энергии, полу- чаемое в этом процессе, определяется как явная или низшая теплота сгорания топлива. Отходящие газы содержат еще и скрытую теплоту. Она накапливается в водяном паре, который образуется при сжигании углеводородного топлива. В обычных котлах энергия водяного пара теряется, не принося пользы. Конструктивное исполнение конденсационных котлов отопления отличается либо особой конструкцией теплообменника, либо наличием дополнительного теплообменника по ходу отходящих газов. Это обеспечивает процесс отбора теплоты у отходящих газов в двух стадиях теплообмена. При этом процессе отходящие газы охлаждаются до темперауры ниже так называемой точки росы. Как только достигнута эта температура, водяной пар отходящих газов конденсируется, а освобождающаяся при этом тепловая энергия передается воде системы отопления.

- Каким образом КПД и коэффициент использования у конденсационных приборов выше 100%?

В. С.: Принципиальные отличия между низшей и высшей теплотой сгорания топлива состоят в следующем: высшая теплота сгорания представляет собой все количество теплоты, которое может быть использовано при сжигании топлива, включая и долю, содержащуюся в водяном паре отходящих газов. Низшая теплота сгорания — количество теплоты без учета конденсации отходящих газов. В обычных теплогенераторах, вследствие конструктивных особенностей теплообменника, используется только низшая теплота сгорания. Именно этот показатель является базисом для расчета КПД и коэффициента использования. Поскольку технически невозможно передать 100% низшей теплоты сгорания воде, то КПД и коэффициенты использования для обычных приборов всегда будут меньше 100%. Однако высшая теплота сгорания заметно выше нижней (для природного газа — на 11%) и, благодаря конденсации паров воды в конденсационных аппаратах, воде передается больше энергии. Чтобы иметь возможность сопоставить конденсационные приборы с обычными, для конденсационной техники КПД и коэффициент использования указываются на базисе низшей теплоты сгорания. Поскольку в конденсационных котлах наряду с использованием скрытой теплоты лучше используется и явная теплота, то КПД и коэффициент использования составляют примерно 108%. Насколько высок коэффициент использования в каждом конкретном случае, в существенной мере зависит от расчетных температур системы отопления. В общем, справедливо следующее утверждение: чем ниже температура системы, тем выше КПД и коэффициент использования. Например, для котла VAILLANT есоТЕС коэффициент использования в системе при 40-30°С равен 108%, а для систем с температурой 75-60° С его величина падает до значения 104%. Очевидно, что применение конденсационной техники имеет смысл и в системах отопления даже с более высокой температурой. Поскольку по сравнению с современным низкотемпературным отопительным котлом с коэффициентом использования 92%, КПД будет все равно выше.

- Есть ли у газа по сравнению с другими видами топлива особые преимущества, способствующие более эффективной конденсации?

В. С.: Для газов различие между показателями низшей и высшей теплоты сгорания особенно велико. Разница, например, для природного газа составляет 11%, для легкого жидкого топлива EL — всего 6%. Уже по этой причине имеет смысл использовать природный газ в конденсационных аппаратах:выигрыш в использовании оборудования более высокий. Еще одно преимущество газа перед жидким топливом — несущественное содержание серы, что исключает коррозию дымоотводящих элементов. Точка росы (температура конденсации) природного газа выше, чем у жидкого топлива, что означает возможность эффекта конденсации при более высокой температуре обратной линии.

- Сколько выпадает конденсата при эксплуатации конденсационных приборов?

В. С.: При полном использовании высшей теплоты сгорания может быть рассчитано теоретическое максимальное количество конденсата по следующей формуле:Vк = Vг × Н сгор. × 0,12, где Vк — максимальное количество конденсата, л; Vг — годовой расход газа, м/год; Н сгор. — высшая теплота сгорания, квт?ч/м ; 0,12 — удельное теоретическое количество конденсата, л/ (квт?ч). По этой формуле получается, например, для дома на одну семью с годовым расходом газа 1700 м теоретическое количество конденсата: Vк = 1700 × 11,46 × 0,12 = 2337 л/год. На практике из-за различий при эксплуатации образуется 50-60% от максимального теоретического количества конденсата. Реальное количество для этого случая — около 1285 л/год. Конденсат, выпадающий при эксплуатации конденсационных приборов, является слабокислым. На практике величина рН составляет 3,5-5,5. Об этом следует помнить при создании систем отвода конденсата. При мощности теплогенератора до 50 квт допускается слив конденсата в городскую канализацию. Однако при большей мощности требуется применение устройств нейтрализации. Возможно, они понадобятся также и в частных домах с автономными системами утилизации сточных вод, в которых концентрация слабощелочных растворов, образующихся от применения моющих средств, может оказаться недостаточной для нейтрализации получающегося объема конденсата. Материал труб канализации должен быть стойким к данной среде.

- Для каких систем отопления предназначены конденсационные котлы?

В. С.: Конденсационные котлы могут применяться для любых систем водяного отопления. Однако какую долю от cуммарного годового времени эксплуатации будет занимать режим конденсации, в существенной степени зависит от температуры, на которую рассчитывается система отопления, то есть при какой температуре подающей и обратной линий она будет эксплуатироваться. Чем ниже температура подающей/обратной воды системы отопления, тем чаще оборудование будет эксплуатироваться в режиме конденсации, и, соответственно, тем выше будут КПД и коэффициент использования, а, следовательно и экономичность системы. Для низкотемпературных систем отопления с температурой обратной линии около 40°С (например, напольное отопление — 35-45°С) достигается наибольший годовой коэффициент использования, поскольку в этом случае в течение всего годового периода эксплуатации происходит использование эффекта конденсации. Практика показывает, что старые системы отопления, как правило, оснащены отопительными приборами (например, радиаторами) избыточной мощности и поэтому работают даже в самые холодные дни с температурой в подающем контуре не более 70°С. Часто производятся дополнительные мероприятия по теплоизоляции наружных фасадов старых строений, устанавливаются новые окна с многослойным остеклением. В таких случаях требуется более низкая температура в подающей линии, чем рассчитанная изначально. В таких системах конденсационная техника может также применяться с хорошими результатами. Преимущества конденсационного оборудования бесспорны, и эта техника сегодня является одним из ключевых направлений. Еще год-два назад все говорили: «В Европе конденсационная техника актуальна, потому как там высокие цены на газ. Но у нас-то газ стоит копейки!» Сегодня так уже никто не скажет.

Рассказать друзьям

Подписаться на рассылку

Узнайте об инженерных решениях PIPEMAN первыми

Подписаться

Полезная информация


Подписаться

Заказать звонок

Восстановление пароля