Prodejci tepelných generátorů kondenzačního typu tvrdí, že účinnost námi nabízených inovativních zařízení přesahuje 100 %. Ale musíte uznat, že to trochu odporuje zákonu zachování energie, který známe všichni ze školního kurzu fyziky. V čem tedy spočívá ta záhada?
Na jednu stranu jsou taková prohlášení trikem marketérů. Na druhé straně je však v jejich ujištěních, které kupujícího přesvědčí, zrnko pravdy. Podrobně rozebereme, jak kondenzační kotel funguje: výhody a nevýhody, jeho konkrétní provoz a provedení si zaslouží podrobnou studii.
Abychom si udělali úplný obrázek o kondenzačním typu zařízení, srovnejme jej s klasickým typem generátoru tepelné energie. Zde jsou vlastnosti jeho připojení a provozu. Pojďme odhalit tajemství ultra vysokého výkonu.
Plynový kondenzační kotel
Vysoká účinnost kondenzačního plynového generátoru tepla je zajištěna přítomností dodatečného výměníku tepla v jeho konstrukci. První teplosměnná jednotka, standardní pro všechny topné kotle, přenáší energii spáleného paliva do nosiče tepla. A druhý k tomu přidává teplo z rekuperace výfukových plynů.
Kondenzační kotle fungují na „modré palivo“:
- hlavní (směsi plynů s převahou metanu);
- plynová nádrž nebo balón (směsi propanu s butanem s převahou buď první nebo druhé složky).
Je přijatelné použít jakýkoli druh plynu. Hlavní věc je, že hořák je navržen pro práci s jedním nebo druhým typem paliva.
Kondenzační plynové kotle jsou dražší než běžné konvekční modely, ale překonávají je z hlediska nákladů na palivo tím, že snižují spotřebu plynu o 20-30 %
Kondenzační generátor tepla vykazuje nejlepší účinnost při spalování metanu. Směs propan-butan je zde mírně podřadná. A čím více propanu, tím lépe.
V tomto ohledu dává „zimní“ plyn pro plynojem o něco vyšší účinnost na výstupu než „letní“, protože složka propanu je v prvním případě vyšší.
Na rozdíl od kondenzačního plynového kotle jde u konvekčního kotle část tepelné energie spolu se zplodinami spalování do komína. Proto se u klasických konstrukcí účinnost pohybuje kolem 90 %. Můžete to zvednout výš, ale je to technicky příliš obtížné.
Není to ekonomicky opodstatněné. Ale v kondenzátorech je teplo získané spalováním plynu využíváno racionálněji a plněji, protože teplo uvolněné při zpracování páry se akumuluje a přenáší do topného systému. Tímto způsobem je chladicí kapalina dodatečně ohřívána, což umožňuje snížit spotřebu paliva na 1 kW přijatého tepla.
Zařízení a princip činnosti
Konstrukčně je kondenzační kotel v mnoha ohledech podobný konvekčnímu protějšku s uzavřenou spalovací komorou. Pouze uvnitř je doplněn sekundárním výměníkem a rekuperační jednotkou.
Hlavní rysy zařízení kondenzačního generátoru tepla jsou přítomnost druhého výměníku tepla a uzavřené spalovací komory s ventilátorem
Plynový kondenzační kotel se skládá z:
- spalovací komory uzavřeného typu s modulovaným hořákem;
- primární výměník tepla č. 1;
- chladicí komory výfukových plynů do +56–57 0 С (rosné body);
- sekundární kondenzační výměník tepla č. 2;
- komín;
- ventilátor přívodu vzduchu;
- nádrž na kondenzát a drenážní systém.
Dotyčné zařízení je téměř vždy vybaveno vestavěným oběhovým čerpadlem chladicí kapaliny. Obvyklá možnost s přirozeným prouděním vody topnými trubkami je zde málo použitelná. Pokud v soupravě není žádné čerpadlo, pak je určitě nutné zajistit při přípravě projektu potrubí kotle.
Další procenta účinnosti v kondenzačním kotli se tvoří jako výsledek ohřevu zpětného toku chlazením spalin v komíně
V prodeji jsou jednookruhové a dvouokruhové kotle, stejně jako podlahové a nástěnné verze. V tom se neliší od klasických konvekčních modelů.
Princip činnosti kondenzačního plynového kotle je následující:
- Hlavní teplo ohřáté vody je přijímáno ve výměníku č. 1 spalováním plynu.
- Poté chladicí kapalina prochází topným okruhem, ochlazuje se a vstupuje do sekundární jednotky tepelného výměníku.
- V důsledku kondenzace spalin ve výměníku č. 2 se ochlazená voda ohřívá rekuperovaným teplem (úspora až 30 % paliva) a vrací se v novém cirkulačním cyklu zpět do č. 1.
Pro přesnou regulaci teploty spalin jsou kondenzační kotle vždy vybaveny modulačním hořákem se zdvihem výkonu 20 až 100 % a ventilátorem přívodu vzduchu.
Nuance provozu: kondenzát a komín
V konvekčním kotli vznikají produkty spalování zemního plynu CO2, oxidy dusíku a pára jsou ochlazovány pouze na 140–160 0 C. Pokud jsou ochlazeny níže, klesne tah v komíně, začne se tvořit agresivní kondenzát a hořák zhasne.
Všichni výrobci klasických plynových generátorů tepla se snaží takovému vývoji situace vyhnout, aby maximalizovali bezpečnost práce a prodloužili životnost svých zařízení.
V kondenzačním kotli se teplota plynů v komíně pohybuje kolem 40 0 C. To na jednu stranu snižuje požadavky na tepelnou odolnost materiálu komína, na druhou stranu to omezuje jeho volbu v z hlediska odolnosti vůči kyselinám.
Výfukové plyny z plynového kotle při ochlazení tvoří agresivní kondenzát s vysokou kyselostí, který snadno koroduje i ocel
Výměníky tepla v kondenzačních generátorech tepla jsou vyrobeny z:
- nerezová ocel;
- silumin (hliník s křemíkem).
Oba tyto materiály mají zlepšené vlastnosti odolné vůči kyselinám. Litina a obyčejná ocel jsou pro kondenzátory zcela nevhodné.
Komín pro kondenzační kotel musí být vyroben pouze z nerezové oceli nebo kyselinovzdorného plastu. Cihlové, železné a jiné komíny nejsou pro takové zařízení vhodné.
Během rekuperace se v sekundárním výměníku tepla tvoří kondenzát, což je roztok slabé kyseliny a musí být odstraněn z ohřívače vody
Při provozu kondenzačního kotle o výkonu 35-40 kW vzniká cca 4-6 litrů kondenzátu. Zjednodušeně to vychází asi 0,14–0,15 litru na 1 kW tepelné energie.
Ve skutečnosti se jedná o slabou kyselinu, kterou je zakázáno vypouštět do autonomní kanalizace, protože zničí bakterie podílející se na zpracování odpadu. Ano a před vypuštěním do centralizovaného systému se doporučuje nejprve naředit vodou v poměru až 25:1. A pak ji již můžete odstranit bez obav ze zničení potrubí.
Pokud je kotel umístěn na chatě se septikem nebo VOC, pak je nutné nejprve zneutralizovat kondenzát. Jinak zabije veškerou mikroflóru v autonomním čisticím systému.
„Neutralizér“ se vyrábí ve formě nádoby s mramorovými štěpky o celkové hmotnosti 20–40 kg. Když kondenzát z kotle prochází mramorem, pH stoupá. Kapalina se stává neutrální nebo málo alkalickou, již není nebezpečná pro bakterie v septiku a pro materiál samotné jímky. Výplň v takovém převodníku je nutné měnit každých 4-6 měsíců.
Proč je účinnost vyšší než 100 %?
Při uvádění účinnosti plynového kotle výrobci vycházejí z ukazatele nižší výhřevnosti plynu bez zohlednění tepla vznikajícího při kondenzaci vodní páry. U konvekčního generátoru tepla jde ten spolu s přibližně 10 % tepelné energie zcela do komína, takže se s ním nepočítá.
Pokud však k tomu připočteme sekundární teplo kondenzátu a hlavní teplo ze spalovaného zemního plynu, pak vyjde účinnost těsně nad 100 %. Žádné podvádění, jen malý trik v číslech.
Při výpočtu účinnosti podle spalného tepla u konvekčního kotle se bude pohybovat v rozmezí 83–85 %, u kondenzačního kotle cca 95–97 %.
Ve skutečnosti „nesprávná“ účinnost nad 100 % vychází z přání výrobců zařízení na výrobu tepla porovnávat srovnávané ukazatele.
Jde jen o to, že v konvekčním zařízení se s „vodní párou“ vůbec nepočítá, ale v kondenzačním zařízení se s ní musí počítat. Odtud drobné rozpory s logikou základní fyziky, která se ve škole vyučuje.
Výhody a nevýhody kondenzačního ohřívače
Mezi výhody kondenzačního kotle patří:
- Snížení škodlivých emisí o 60–70 % (většina oxidu uhličitého a oxidů dusíku přechází do kondenzátu).
- Ve srovnání s konvekčními modely úspora až 30 % plynového paliva na vyrobený 1 kW.
- Menší rozměry topných zařízení na plyn při stejném výkonu.
- Nízká teplota spalin v komíně (pouze asi 40 0 С).
- Možnost instalace kaskády více kotlů.
- Všestrannost (vhodná pro radiátory i “teplé podlahy”).
- Přítomnost chytré automatizace a úplná autonomie plynového generátoru tepla bez lidského zásahu.
Kaskádový systém dvou nebo tří generátorů tepla umožňuje instalovat kotle s nízkým výkonem, které jsou méně hlučné a během provozu vibrují než výkonnější modely.
To zjednodušuje instalaci celého topného systému a zmenšuje velikost domovní kotelny. Navíc díky možnosti flexibilnější regulace procesu výroby tepla se zvyšuje celková efektivita využití zařízení na výrobu tepla.
Náklady na kondenzační kotel ve srovnání s konvenčním konvekčním kotlem jsou poraženy za 5-6 let díky úspoře zemního plynu
Z mínusů kondenzačních generátorů tepla je třeba zmínit:
- Vysoká cena zařízení (1,5–2krát vyšší než u klasických konvekčních modelů podobného výkonu).
- Problémy s likvidací kondenzátu.
- Snížená účinnost při použití kotle ve vysokoteplotních topných systémech.
- Energetická závislost – ventilátor, automatika a oběhové čerpadlo vyžadují k provozu elektřinu.
- Zákaz použití s nemrznoucí směsí.
Přes značné počáteční náklady je kondenzační kotel z ekonomického hlediska zcela oprávněný. V procesu provozu více než vrátí všechny původně vynaložené peníze.
V Rusku se takové zařízení stále příliš nepoužívá. Plynový kotel s rekuperací je na našem trhu stále příliš neobvyklý a málo prozkoumaný. Zájem o takové generátory tepla ale postupně roste.
Závěry a užitečné video k tématu
Jak funguje kondenzační generátor tepla:
Zařízení plynových kotlů s rekuperací vodní páry:
Všechny výhody kondenzačních kotlů:
Pokud pečlivě pochopíte, jak a na jakých principech plynový kondenzační kotel funguje, pak se na první pohled „nesprávná“ účinnost 108–110 % stává zcela pochopitelnou a odůvodněnou čísly.
Tepelný generátor s rekuperací výfukových plynů je skutečně účinnější než klasická konstrukce. Jeho jedinou vážnou nevýhodou je kondenzát s vysokou kyselostí, který se musí někam likvidovat.
Komentáře pište do blokového formuláře níže. Je možné, že máte informace, které mohou doplnit zásoby informací obsažených v článku. Ptejte se, podělte se o vlastní zkušenosti s výběrem a provozem kondenzačních kotlů, zveřejněte fotografie k tématu článku.
