Устройство и принцип работы газового конденсационного котла

Основные схемы монтажа дымоходов для конденсационных котлов

Все схемы дымоходов для конденсационных котлов делятся на два основных типа: с забором воздуха на горение из помещения и с улицы. Естественно, в отечественной нормативной документации описаны данные типы дымоудаления и требования к ним, но в документации на котлы обычно встречаются названия согласно европейским нормам. Дымоход с забором воздуха из помещения котельной обозначается как “Bxx”, с улицы — как “Cxx”. Первый индекс меняется в зависимости от конкретной схемы, второй — от расположения вентилятора относительно теплообменника котла. Во всех современных конденсационных котлах вентилятор расположен перед теплообменником, что обозначается индексом “3”. Ниже приведены основные схемы на примере настенных котлов:

Для бытовых мощностей расчет дымохода обычно необязателен, достаточно следовать рекомендациям производителя котла по максимальной длине с учетом фасонных элементов (колен, тройников и т.п.). В случае промышленных котельных расчет дымоудаления обязателен, за ним можно обратиться к производителю дымохода.
 

Забор воздуха на горение из помещения

Наиболее простой способ организации отвода дымовых газов. Почти всегда применяется для котельных большой мощности: промышленных или коммерческих, когда используются котлы напольного исполнения. Так же часто встречается в бытовом применении. Два главных требования при использовании таких схем: обеспечение необходимого притока воздуха в котельную и его чистоты. Для котельных больших мощностей это обычно не является проблемой, так как указанные моменты внимательно учитываются на этапе проектирования. В частных котельных часто встречается ситуация, когда достаточный приток воздуха не обеспечен; либо осуществляется через смежные помещения, где после запуска котла продолжаются отделочные работы, что способствует присутствию в воздухе мелкодисперсной пыли и засорению внутренних элементов котла. Естественно, такого положения вещей следует избегать или использовать специальные воздушные фильтры на котлах.

В данном случае дымовая труба обязательно должна быть выведена выше уровня крыши из зоны так называемого “ветрового подпора”.

Необходимо это для того, чтобы исключить влияние колебаний давления воздуха на процесс дымоудаления.
 

В данном случае применяются два основных подтипа дымохода: коаксиальный и раздельный.
 

Коаксиальный дымоход

Как было сказано выше, распространен в основном в бытовом применении с настенными котлами. В частном доме коаксиальный дымоход особенно удобен тем, что его достаточно просто вывести горизонтально за стену, без сооружения вертикального ствола, выходящего за уровень крыши. Возможно это благодаря тому, что участки забора воздуха и выброса дыма расположены рядом в одной зоне по давлению, и, таким образом, не подвержены воздействию ветра.

Остается, однако, вопрос рассеивания дымовых газов в атмосфере. Выбросы современных конденсационных котлов экологически чисты, но дымоход должен соответствовать нормам по расстояниям до окон, дверей, вентиляционных решеток и соседних участков землевладения. Для того чтобы совместить удобство монтажа коаксиального дымохода внутри помещения и использования двустенной трубы на улице можно использовать специальные переходные комплекты.

В случае модернизации существующей котельной с кирпичными дымоходами встречается вариант исполнения с коаксиальной трубой до зоны данного дымохода. Далее внутри него прокладывается новая труба из нержавеющей стали (можно использовать одностенную). Забор воздуха осуществляется через зазор между стальной трубой и кирпичным дымоходом.

Отдельная труба для забора воздуха на горение

Наиболее разнообразный с точки зрения вариантов исполнения вариант организации дымохода. Тем ни менее в частном строительстве и в промышленных котельных встречается редко. Так как для конденсационных котлов первом случае обычно проще использовать коаксиальный дымоход, во втором — забор воздуха из помещения.

Часто встречается в многоквартирных домах с отдельными теплогенераторами на каждую квартиру, по следующей схеме:

По вопросу выбора и покупки дымохода для конденсационного котла обращайтесь к нашим представителям.
 

Правила монтажа конденсационного котла и частые ошибки при монтаже

Монтаж конденсационного котла необходимо выполнять с учётом следующих правил и требований:

рекомендуется выбирать хорошо вентилируемое помещение для установки котла, отвечающее всем требованиям пожарной безопасности: высота потолков не менее 2,2 м, объём помещения – от 7,5 м3, площадь вентиляционного окна 0,025 м2;
расположение котла должно быть строго вертикальным;
перед выполнением крепления, важно разметить место для установки, чтобы подвести необходимые коммуникации заранее и продумать этапы установки;
крепить котёл нужно на специальный каркас, который имеется в комплекте поставки (только для высшего класса оборудования), либо на монтажную планку;
дымоход должен быть изготовлен из термостойкого пластика или коррозионностойкой стали;
горизонтальная часть дымохода от котла должна идти с небольшим наклоном в сторону помещения;
организовать отвод конденсата можно следующими способами: в централизованную канализационную систему или в отдельную ёмкость с последующей утилизацией.

Подключение конденсационного котла без наличия опыта проведения подобных работ может привести к следующим ошибкам:

1. Отвод конденсата выполнен за пределы отапливаемого пространства. В холодный период года это может быть чревато образованием ледяной пробки в трубке, в результате чего возрастёт вероятность выхода из строя котла.
2. Отвод конденсата выполняется в непредназначенную для этих целей ёмкость или вовсе не организован. Это является большой ошибкой, так как в конденсате могут содержаться токсичные или едкие вещества, требующие специальной утилизации.
3. Конструкция касается нагреваемой частью легко воспламеняемых или горючих веществ, что приводит к нарушению правил противопожарной безопасности.
4. Подключение газа выполнено без применения специальных герметизирующих прокладок, не установлены газовые фильтры. Последствия могут быть следующими: утечка газа либо засорение горелки внутри камеры сгорания соответственно. Эксплуатация при таких ошибках запрещена, так как повышается уровень взрывоопасности в помещении.
5. Не соблюдён угол наклона котла, который указан в требованиях по установке производителем. Это приведёт к нарушению режимов конденсации и циркуляции, может вызвать повышенный расход газа или снижение мощности нагрева.
6. Установка газового счётчика, который не соответствует мощностным характеристикам котла. В таких случаях либо будет недостаточным поток газа, либо выйдет из строя сам счётчик с вероятностью утечек.

Разновидности оборудования

По типу установки выделяют 2 вида конденсационных котлов:

1. Настенные – подходят в тех случаях, когда нужно экономить место в комнате, так как размеры устройства небольшие, а вес не превышает 50 кг. Циркуляционный насос и расширительный бак встроены в агрегат.
2. Напольные – имеют большую массу и габариты. Дополнительные приспособления устанавливаются отдельно рядом, из-за чего котел становится еще более громоздким. Конструкция простая, но обвязка сложная. Имеют мощность выше 1000 кВт, поэтому их используют в крупных цехах и на заводах.

Все настенные и напольные газовые котлы можно подразделить на следующие виды:

1. Одноконтурные – имеют один теплообменник, который функционирует на отопление дома. Чтобы получать горячую воду, придется приобрести бойлер и установить его рядом с агрегатом. Отличаются малой мощностью и простотой конструкции.
2. Двухконтурные – устанавливаются только на пол. Имеют два теплообменника, один из которых предназначен для ГВС, а другой – для отопления. Есть встроенный трехходовой клапан, регулирующий поток жидкости. Однако если кто-то открывает кран горячей воды, то работа отопительного контура моментально прекращается, и агрегат будет функционировать только на ГВС.

По типу исполнения камеры сгорания котлы бывают следующих видов:

1. Открытые – воздух поступает из помещения, а выхлопные продукты удаляются на улицу через дымоход. Такой тип камеры требует обеспечения хорошей вентиляции в комнате. Длина трубы должна быть более 4 м.
2. Закрытые – воздух в камеру поступает с улицы, и туда же отправляются продукты сгорания. Для этого сооружают специальный дымоход коаксиального типа: одна труба, вложенная в другую. Внутренняя отвечает за поступление атмосферного воздуха в котел, а внешняя – за вывод выхлопных продуктов. Преимущество агрегатов с такой камерой заключается в том, что они не требовательны к качеству вентиляции в помещении.

Суть процесса

Идея заключается в следующих постулатах:

• газ – неоднородный источник тепла, в своём составе он имеет и водяной пар;
• оказывается, при сжигании газа мы выбрасываем наружу не только продукты сгорания, но и этот самый пар;
• и возникает идея – а почему бы этот пар не конденсировать и получающуюся горячую воду тоже не использовать для нагрева теплоносителя в системе отопления.

Так и было сделано – на свет появились новейшие газовые отопительные котлы конденсационного типа. Котлы, так широко завоёвывающие популярность, что по статистике более 30% всех газовых котлов в Германии именно компенсационные.

Конденсационные газовые котлы отопления имеют очень много всевозможных модификаций, а, учитывая их популярность, модификации часто связаны и с дизайном корпусов таких котлов

Родившись в пору, когда на создаваемые в мире изделия стали предъявляться повышенные требования с точки зрения дизайна, конденсационные котлы разрабатываются с упором и на эту характеристику – все они страшно привлекательно выглядят.

Ну, а то, что скрывается внутри, благодаря такой «двойной очистке» газа и позволяет достичь реального расчётного КПД от 105 до 110%. Другими словами, конденсационные котлы, по сути процесса работы, являются двухконтурными.

Преимущества конденсационных котлов

Среди преимуществ бытовых газовых котлов отопления следующие:

у них максимальный КПД из всех возможных устройств аналогичного назначения – а, значит, вы имеете возможность уменьшить потребление газа при тех же калориях выработанной энергии; по статистике, потребление газа у конденсационных котлов на 15-20% меньше, чем у обычных;

гораздо больший диапазон регулировки температуры теплоносителя – такая регулировка возможна на всех котлах, но работающие с газом и «попутным» паром, имеют максимальный диапазон от 30 до 85 градусов (кстати, такой максимум, как правило, нет необходимости подавать в систему, обычная температура теплоносителя в отопительных системах не превышает и 40 градусов);

меньший выход вредных веществ в атмосферу – газовая смесь сгорает в гораздо большем объёме;

инновационная технология подстегивает и конструкторов, и технологов – все конденсационные котлы изготавливаются по самых передовым технологиям, что обеспечивает им гораздо больший срок службы при тех же нагрузках.

Не составляет труда подобрать конденсационный котёл, который прекрасно впишется в любой дизайн помещения

Из недостатков

Но надо отдавать себе отчёт, что такие котлы имеют и некоторые недостатки, больше житейского плана:

самое главное – они стоят минимум в два раза дороже обычных газовых котлов; и это на сегодняшний день – главный тормоз их массового использования;

во-вторых, такие агрегаты очень привередливы к материалу, из которого сделан дымоход – необходимо использовать только высококачественный пластик и керамику;

в-третьих, требует специального расчёта системы отопления под более низкие внутренние температуры (не выше 70 градусов) – это требование уже выдвигает необходимость конденсирования пара внутри;

в-четвёртых, требуется специальный водовод для вывода наружу, как правило, в канализацию, скопившейся внутри воды (обычно, не более 30 литров в день при постоянной работе котла); тут необходимо отметить, что в той же Германии существуют ограничения на вывод подобной воды в общую канализационную систему;

в-пятых, требует наличия опытного персонала для их установки и сопровождения.

Когда инновация содержания вдруг поддерживается и инновацией формы, то получается вот такая оригинальная конструкция, тоже вполне работоспособная, а главное, всё с тем же КПД под 110%

Несмотря на то, что эти котлы изначально разрабатывать как двухконтурные, существуют и одноконтурные модели. Но самое главное, разработано несколько модификаций конденсационных котлов в зависимости от места их установки.

Конденсационные агрегаты прекрасно вписываются в любую систему отопления, они «дружат» и со всем существующим контролирующим оборудованием и с бойлерами

Существует модификации:

• напольные – самые мощные и распространённые; мощность подобных котлов может составлять 100-120 кВатт;
• настенные газовые котлы отопления – очень изящно выглядящие аппараты с мощностью в 30-40 кВатт, чего часто с лихвой и хватает.

Чаще применяется более мощные напольные конденсационные котлы, обеспечивающие большие возможности контроля своей работы

Что такое конденсационный газовый котел и как он работает

Сегодня газогорелочное оборудование представлено большим количеством агрегатов. Выделяют несколько видов отопительных котлов, каждый из которых обладает своим преимуществами и недостатками.

Электрические котлы – это простые в монтаже конструкции, для функционирования которых нет необходимости проводить газ в дом. При этом стоимость эксплуатации такой техники выше, нежели моделей, работающих на газе.

Жидкотопливные котлы – отличная альтернатива электрическим моделям. Они идеально подходят для отопления помещений без газоснабжения. При этом большинство моделей данного типа комплектуются двумя горелками для жидкого топлива и для природного газа, что делает их универсальным оборудованием.

Сегодня все большие обороты популярности набирают конденсационные котлы, принцип работы которых отличается новаторством и технической продвинутостью. Появились они на рынке относительно недавно, но успели завоевать свою нишу, в которой их объем продаж стабильно растет. Рассмотрим подробнее, в чем же заключается особенность конденсационных котлов.

Принцип работы традиционного отопительного оборудования достаточно прост. Теплообменные поверхности пропускают горячий дым, и тем самым отдается часть энергии теплоносителю. Через узел отвода дыма продукты горения выводятся на улицу. КПД таких систем недостаточно высок, так как водяной пар, который образуется при сгорании топлива, выводится вместе с газами. Стандартный котел не в состоянии отдать эту энергию теплоносителю, в то время как конденсационная техника способна это делать. Выброс дыма осуществляется через специальный коаксиальный дымоход.

Такие агрегаты оснащаются вентилятором, который нагнетает воздух, с изменяемой частотой оборотов. Это позволяет автоматике подбирать нужные условия для создания наиболее эффективной смеси воздуха и газа. Конденсационные индивидуальные котлы в большинстве своем способны функционировать от сжиженного газа, что очень актуально для регионов с неразвитой инфраструктурой.

Далеко не всегда конденсационная техника работают с предельной эффективностью. Для минимизации потерь тепла в котле происходит конденсация пара. КПД подобного агрегата повышается с понижением температурного режима отопительной системы. Именно поэтому конденсационные котлы являются лучшим выбором для отопления полов. В данном случае температура теплоносителя будет составлять около сорока пяти градусов.

Производители котлов рекомендуют агрегировать конденсационное оборудование с системами отопления, рассчитанными на невысокую температуру теплоносителя, а также комплектовать керамическим или специальным пластиковым дымоходом.

Покупка такого инновационного котла целесообразна для повышения удобства использования отопительной системы, поскольку оборудование способно функционировать при невысоких температурах. Кроме того, подобные агрегаты позволяют сократить потребление топлива на 20%. Чтобы понять их преимущества в сравнении с традиционным оборудованием, имеет смысл сопоставить технические характеристики обычных и конденсационных котлов, принципы работы которых очень отличаются.

Стандартный газовый агрегат функционирует следующим образом: в специальной камере происходит сгорание топлива, газы проходят по специальному теплообменнику, отдавая при этом энергию воде, играющей роль теплоносителя. Затем газы через отводящий контур уходят на улицу. Происходит потеря энергии вместе с водяным паром, который всегда образуется при сгорании газа.

В свою очередь конденсационный котел способен извлекать дополнительную энергию из этого пара и оставлять ее в системе, повышая тем самым ее КПД.

Главное различие между обычным и конденсационным котлом заключается в том, что второй оснащается специальным теплообменником большой площади. За счет этого дым охлаждается эффективней, и его температура может опускаться до сорока градусов. Разумеется, в традиционном котле это невозможно. Пар, который содержится в дыму, становится жидким теплоносителем. Часть энергии, которая теряется в стандартном котле, остается в системе, повышая ее КПД.

Сегодня существует множество конструктивных вариаций конденсационных котлов. В частности, выделяют модели, которые монтируются на пол или фиксируются на стене. Также выделяют одно- и двухконтурные агрегаты. Такое разнообразие позволяет покупателю подобрать идеальное техническое решения для удовлетворения своих конкретных потребностей.

Преимущества использования конденсатных котлов

Настроить аппарат своими руками можно, но лучше позвать специалиста.

Среди преимуществ использования конденсатных агрегатов обычно выделяют такие особенности:

1. Наиболее эффективное использование тепловой энергии сгорания топлива;
2. Максимально высокий КПД из всех известных котлов отопления;
3. Простая инструкция эксплуатации аппарата;
4. Значительная экономия на оплате энергоресурсов;
5. Надежная и долговечная работа.

Конденсатный аппарат в интерьере кухни.

Панель управления и настройки.

Важно понимать, что это не инновация на стадии разработки. Устройства успешно применяются во многих странах Европы, и их жители уже давно не спрашивают, что это такое

В некоторых из стран, например, в Великобритании, продают только конденсационные котлы, так как правительство заботится об экономии и общем благополучии граждан.

Эргономичный дизайн – еще один плюс.

Единственным минусом является высокая цена устройства, однако она быстро окупается за счет экономии газа, который в странах Европы стоит очень дорого. Учитывая то, что проблема дороговизны энергоресурсов постепенно становится актуальной для всех, гражданам России тоже следует присмотреться к этой технологии.

https://youtube.com/watch?v=1YTU7h4zod4

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу

Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе

Сергей БугаевТехнический специалист компании Ariston

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии

В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

 И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

• Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
• Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 – 97%.

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.

Сергей Бугаев

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

• при сгорании природного газа – 11%;
• при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
• при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Конденсационный котел – что это?

Конденсационный котел работает на газе или масле и предназначен для повышения энергоэффективности. Это интересная альтернатива электроплите. Как на самом деле работает конденсационная печь и как она экономит энергию? Это делается путем преобразования конденсата в тепло.
Кроме того, тепло, которое теряется в традиционной печи, в этом случае восстанавливается из выхлопных газов, то есть скрытая теплота парообразования. Разница между конденсационным котлом и неконденсирующим котлом заключается в количестве полезного тепла, которое он производит, и в том, что он может обеспечить более 90% энергоэффективности.

Эффективность и использование конденсационного котла

Конфигурация КПД котла рассмотрена в предыдущих разделах. Высокий КПД позволяет достигнуть экономии топлива почти в 20%. Это является основным достоинством конденсационного типа котлов.

Необходимо сказать о недостатках в применении конденсационного отопительного котла. Главные недостатки можно перечислить в следующих показателях:

1. Высокая стоимость оборудования;
2. Необходимость утилизации конденсата;
3. Ограничения по температуре обратного теплоносителя.

Высокая стоимость котлов обусловлена тем, что теплообменники выполнены из дорогостоящих материалов и имеют сложную конфигурацию. Причем чаще всего они выполняются методом литья, так как сварные швы больше подвержены негативному влиянию агрессивного конденсата.

Образование конденсата – не менее весомый фактор при выборе данного оборудования. Нужно знать, что при сгорании 1 м3 природного газа образуется почти 1 литр водяного конденсата (после конденсации водяных паров). То есть при работе котла средней мощности в 24 кВт образуется примерно 55 – 60 литров конденсата в сутки.

Конденсат нужно утилизировать. В многоквартирных домах эта проблема решается довольно просто – конденсат сливается в централизованную систему канализации, где разбавляется большим количеством бытовых стоков. При этом следует заметить, что при наличии в квартире системы канализации из чугуна возможно его локальное повреждение агрессивным конденсатом.

При установке конденсационного котла в частном доме проблема утилизации конденсата потребует дополнительных затрат. Сливать конденсат в бактериальные септики автономной канализации нельзя – погибнет рабочая фауна устройства. Сброс в фильтровальные колодцы вызовет отравление почвы на участке.

Поэтому потребуется организация либо системы сбора, либо системы нейтрализации отхода. Это потребует сооружения емкости сбора с последующим вывозом разбавленного конденсата. В другом случае устанавливается химическая установка фильтрации и нейтрализации – стоит она тоже недешево.

Принцип работы котла реализуется на условии поддержания температуры обратного теплоносителя не выше 55С. Это возможно лишь в системах водяных теплых полов (t2 обычно не более 25 – 30С), высокотемпературное радиаторное отопление работает эффективно при диапазоне температур 75 – 60С (t1 = 75; t2 =60C). Это налагает дополнительные ограничения при выборе конфигурации системы отопления.

Решение о применении конденсационного котла следует принимать на основе конкретных показателей (возможность утилизации отходов, тип системы отопления, возможная экономия топлива и так далее). В целом оборудование отличается высокими техническими характеристиками, но следует учитывать и особенности эксплуатации конденсационного котла отопления.

(Просмотров 879 , 7 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Контакты

Система автономного водяного отопления

Отопление

Плинтусные обогреватели

Как меньше платить за воду по счетчику

Газовое отопление частного дома

Теплообменник конденсационного котла

На данный момент существует достаточно большое разнообразие конструктивных решений в данной сфере у различных производителей котельного оборудования. Как относящихся к геометрии теплообменника, так и к используемым материалам. При более детальном рассмотрении можно выделить три основных направления, в которых ведутся разработки:

• Повышение количества образующегося конденсата;
• Повышение общей эффективности теплообменника (передача излучения от горящего топлива и тепла от дымовых газов);
• Обеспечение устойчивости оборудования к кислотному составу конденсата.

Ранее в конденсационных котлах использовалось два теплообменника — один для первичного охлаждения дымовых газов (неустойчивый к конденсату), и дополнительный для обеспечения конденсации паров воды, так называемый экономайзер. Такая конструкция до сих пор встречается в котлах больших мощностей (порядка нескольких мегаватт) и в устаревших моделях котлов малой (до 100 кВт) и средней (до 2 МВт) мощности.

В современных котлах используется один теплообменник отвечающий за два первых пункта из списка выше:

Устойчивость к кислотному конденсату обеспечивается за счет применяемых материалов. На сегодняшний день используют два типа материалов — высококачественные нержавеющие стали и сплавы алюминия с кремнием и магнием в качестве легирующих добавок (далее для краткости будем обозначать их как просто алюминий).

Каждый из указанных материалов имеет свои сильные и слабые стороны. Плюсы алюминия — высокая теплопроводность, малая плотность, возможность формовки литьем; сильные стороны нержавеющей стали — высокая механическая прочность, крайне высокая коррозионная устойчивость как к кислотным так и к щелочным средам, гладкая поверхность деталей.

С точки зрения устойчивости к конденсату алюминиевые теплообменники прекрасно себя проявляют во взаимодействии с азотной кислотой — при контакте с ней поверхность алюминия пассивируется, то есть образуется защитная пленка — так же как при нахождении алюминия в воздухе. Но при этом такие теплообменники крайне уязвимы даже к малым концентрациям серной кислоты, причем при контакте с ней защитная пленка разрушается и начинается взаимодействие с азотной кислотой. В большинстве случаев данный фактор не имеет критического значения в силу малого содержания серы в топливе, но в долгосрочной перспективе снижает срок службы теплообменника. Нержавеющая сталь соответствующих марок воздействию кислот не подвержена.

Как было отмечено выше, снижение температуры дымовых газов до точки росы — необходимое условие для образования конденсата и съема соответствующей тепловой энергии. Достигается это снижение за счет подачи в теплообменник обратного теплоносителя низкой температуры. Однако, не стоит полагать, что при соблюдении данного условия весь водяной пар, содержащийся в продуктах сгорания, конденсируется. Дело в том, что конденсация происходит только при непосредственном контакте дымовых газов с поверхностями теплообмена, соответственно, при равной температуре обратного теплоносителя эффективность образования конденсата сильно зависит от геометрии теплообменника.

Таким образом, главная инженерная задача при проектировании теплообменника с точки зрения повышения количества образующегося конденсата — увеличение поверхности контакта с дымовыми газами и обеспечение их качественного перемешивания в процессе прохождения через дымовой тракт (для отвода уже осушенных газов от теплообменных поверхностей). При этом необходимо придерживаться разумных аэродинамических потерь в теплообменнике. Поддержание баланса между всеми перечисленными требованиями делает проектирование геометрии теплообменника конденсационного котла достаточно сложной и интересной задачей.

При изготовлении теплообменника из алюминия указанные задачи решаются за счет внутреннего оребрения (по дымовому тракту).

Основной конструктивный элемент теплообменников из нержавеющей стали — трубки. Выполненные либо в форме спирали, либо в виде прямых отрезков с коллекторами.

Спиральная конструкция наиболее распространена, но подвержена засорению при использовании недостаточно качественного теплоносителя. Происходит это за счет центробежных эффектов при движении воды по трубкам. Причем механическая чистка таких засорений невозможна, а химическая, зачастую, не приводит к успеху. И в том и в другом случае суммарная площадь поверхности стальных трубок достаточно велика.

Образование конденсата

Полученный конденсат уже не является чистой H20, а представляет собой смесь из различных неорганических кислот с относительно невысокой концентрацией. Однако из-за постоянного повышения температуры внутренних узлов его относят к агрессивным составам. Чтобы предотвратить развитие деформации из-за воздействия конденсатов, конструкции котлов изготовляют из кислотостойких материалов. В их качестве может использоваться:

• нержавеющая сталь;
• симулин (алюминиево-кремниевый сплав).

Конденсация пара должна происходить только во вторичном теплообменнике. Если она пойдет дальше, в дымоход, это снизит тепловой потенциал установки, а также негативно повлияет на материал трубы. Из-за этого для производства дымоходов тоже принято использовать нержавейку или пластик, а отдельные горизонтальные узлы помещают под небольшим углом, чтобы конденсат сливался обратно в котел, а не выходил наружу

Важно понимать, что газы, которые выходят из конденсатника, остужены до невероятно низких температур, а все, что не перешло в состояние конденсации в котле, начнет конденсироваться непосредственно в дымоходе

В разную пору года и суток от котловой установки требуется определенный объем тепла, который регулируется горелкой. Этот элемент может быть как модулируемый, поддерживающий плавное изменение мощности, так и немоделируемый, у которого показатели мощности фиксированы в определенном диапазоне. Последний вариант подразумевает регулировку частоты включения горелки исходя из предпочтений хозяина. Однако в современных котлах для жилых помещений задействуются моделируемые горелки.

Получив общее представление об кондиционных котлах отопления, принципе их действия, а также типах горелок, можно более серьезно подходить к вопросу приобретения системы и последующего монтажа. Но в большинстве случаев базовой информации не хватает, чтобы убедиться, что предстоящий выбор оправдает себя. Поэтому многие люди желают подробно изучить основные преимущества и недостатки конденсационных котлов.