Kondensācijas gāzes katls: darbības specifika, plusi un mīnusi + atšķirība no klasiskajiem modeļiem

Kondensācijas tipa siltuma ģeneratoru pārdevēji apgalvo, ka mums piedāvāto inovatīvo iekārtu efektivitāte pārsniedz 100%. Bet jāatzīst, ka tas ir nedaudz pretrunā ar enerģijas nezūdamības likumu, kas mums visiem ir pazīstams no mūsu skolas fizikas kursa. Kas tad ir par noslēpumu?

No vienas puses, šādi izteikumi ir mārketinga speciālistu viltība. Tomēr, no otras puses, viņu pārliecībās ir patiesības grauds, kas pārliecina pircēju. Mēs detalizēti analizēsim, kā darbojas kondensācijas katls: priekšrocības un trūkumi, tā īpašā darbība un dizains ir pelnījuši detalizētu izpēti.

Lai iegūtu pilnīgu izpratni par kondensācijas iekārtu tipu, salīdzināsim to ar klasiskā tipa siltumenerģijas ģeneratoru. Tālāk ir norādītas tā savienojuma un darbības iezīmes. Atklāsim īpaši augstas veiktspējas noslēpumus.

Gāzes kondensācijas katls

Kondensācijas gāzes siltuma ģeneratora augsto efektivitāti nodrošina papildu siltummaiņa klātbūtne tā konstrukcijā. Pirmā standarta siltuma apmaiņas iekārta visiem apkures katliem nodod sadedzinātās degvielas enerģiju dzesēšanas šķidrumam. Un otrais tam pievieno siltumu no izplūdes gāzu atgūšanas.

Kondensācijas katli darbojas ar “zilo degvielu”:

• galvenais (gāzu maisījumi, kuros pārsvarā ir metāns);
• gāzes tvertne vai balons (propāna un butāna maisījums, kurā pārsvarā ir pirmā vai otrā sastāvdaļa).

Ir pieļaujams izmantot jebkura veida gāzi.Galvenais ir tas, ka deglis ir paredzēts darbam ar viena vai cita veida degvielu.

Kondensācijas gāzes katli ir dārgāki nekā parastie konvekcijas modeļi, taču tie pārspēj tos degvielas izmaksās, samazinot gāzes patēriņu par 20–30%.

Kondensācijas siltuma ģenerators parāda vislabāko efektivitāti, sadedzinot metānu. Propāna-butāna maisījums šeit ir nedaudz zemāks. Turklāt, jo lielāks ir propāna īpatsvars, jo labāk.

Šajā sakarā “ziemas” gāze gāzes tvertnei dod nedaudz augstāku izvades efektivitāti nekā “vasaras” gāze, jo propāna komponents pirmajā gadījumā ir augstāks.

Atšķirībā no kondensācijas gāzes katla, konvekcijas katlā daļa siltumenerģijas kopā ar sadegšanas produktiem nonāk skurstenī. Tāpēc klasisko dizainu efektivitāte ir aptuveni 90%. Var pacelt augstāk, bet tehniski tas ir par grūtu.

Ekonomiski tas nav attaisnojams. Bet kondensatoros gāzes sadegšanas rezultātā iegūtais siltums tiek izmantots racionālāk un pilnīgāk, jo tvaika apstrādes laikā izdalītais siltums tiek uzkrāts un nodots apsildes sistēma. Tas papildus uzsilda dzesēšanas šķidrumu, kas ļauj samazināt degvielas patēriņu uz 1 kW saņemtā siltuma.

Dizains un darbības princips

Kondensācijas katla konstrukcija daudzējādā ziņā ir līdzīga tā konvekcijas līdziniekam ar slēgtu sadegšanas kameru. Tikai iekšpusē tas ir papildināts ar sekundāro siltummaini un rekuperācijas bloku.

Kondensācijas siltuma ģeneratora konstrukcijas galvenās iezīmes ir otra siltummaiņa un slēgtas sadegšanas kameras ar ventilatoru klātbūtne.

Gāzes kondensācijas katls sastāv no:

• slēgtas sadegšanas kameras ar modulējošu degli;
• primārais siltummainis Nr.1;
• izplūdes gāzu dzesēšanas kameras līdz +56-57 ⁰C (rasas punkts);
• sekundārā kondensāta siltummainis Nr.2;
• skurstenis;
• gaisa padeves ventilators;
• kondensāta tvertne un tās drenāžas sistēma.

Attiecīgais aprīkojums gandrīz vienmēr ir aprīkots ar iebūvētu cirkulācijas sūkni dzesēšanas šķidrums. Parastā iespēja ar dabisku ūdens plūsmu caur apkures caurulēm šeit ir maz noderīga. Ja sūknis nav iekļauts komplektā, tad tas noteikti būs jāparedz, gatavojot katla cauruļvadu projektu.

Papildu efektivitātes procenti kondensācijas katlā veidojas atdeves sildīšanas rezultātā, atdzesējot izplūdes gāzes skurstenī

Pārdošanā esošie kondensācijas katli ietver vienas ķēdes un dubultā ķēde, kā arī grīdas un sienas versijās. Šajā ziņā tie neatšķiras no klasiskajiem konvekcijas modeļiem.

Kondensācijas gāzes katla darbības princips ir šāds:

1. Uzsildītais ūdens saņem galveno siltumu siltummainī Nr.1 ​​no gāzes sadegšanas.
2. Pēc tam dzesēšanas šķidrums iziet cauri apkures lokam, atdziest un nonāk sekundārajā siltummaiņas blokā.
3. Sadegšanas produktu kondensācijas rezultātā siltummainī Nr. 2 atdzesētais ūdens tiek uzkarsēts, izmantojot reģenerēto siltumu (ietaupot līdz 30% kurināmā), un jaunā cirkulācijas ciklā tiek atgriezts atpakaļ uz Nr. 1.

Lai precīzi kontrolētu dūmgāzu temperatūru, kondensācijas katli vienmēr ir aprīkoti ar modulējošu degli ar jaudas diapazonu no 20 līdz 100% un gaisa padeves ventilatoru.

Darbības nianses: kondensāts un skurstenis

Konvekcijas katlā dabasgāzes CO sadegšanas produkti₂, slāpekļa oksīdus un tvaiku atdzesē tikai līdz 140–160 ⁰C. Ja tos atdzesēsiet zemāk, caurvējš skurstenī samazināsies, sāks veidoties agresīvs kondensāts un deglis nodzisīs.

Šajā situācijas attīstībā visi ražotāji klasiskie gāzes siltuma ģeneratori censties izvairīties, lai maksimāli palielinātu ekspluatācijas drošību, kā arī pagarinātu to aprīkojuma kalpošanas laiku.

Kondensācijas katlā gāzu temperatūra skurstenī svārstās ap 40 ⁰C. No vienas puses, tas samazina materiāla siltumnoturības prasības skursteņa caurule, bet, no otras puses, tas uzliek ierobežojumus tā izvēlei attiecībā uz izturību pret skābēm.

Atdzesējot, gāzes katla izplūdes gāzes veido agresīvu, ļoti skābu kondensātu, kas viegli korodē pat tēraudu

Siltummaiņi kondensācijas siltuma ģeneratoros ir izgatavoti no:

• nerūsējošais tērauds;
• silumīns (alumīnijs ar silīciju).

Abiem šiem materiāliem ir uzlabotas skābes izturības īpašības. Čuguns un parastais tērauds ir pilnīgi nepiemēroti kondensatora tvertnēm.

Kondensācijas katla skursteņa cauruli drīkst uzstādīt tikai no nerūsējošā tērauda vai skābes izturīgas plastmasas. Ķieģeļu, dzelzs un citi skursteņi šādām iekārtām nav piemēroti.

Reģenerācijas laikā sekundārajā siltummainī veidojas kondensāts, kas ir vājš skābes šķīdums un ir jānoņem no ūdens sildītāja.

Darbinot kondensācijas katlu ar jaudu 35–40 kW, veidojas apmēram 4–6 litri kondensāta. Vienkāršoti iznāk aptuveni 0,14–0,15 litri uz 1 kW siltumenerģijas.

Patiesībā šī ir vāja skābe, kuru aizliegts liet autonomā kanalizācijas sistēmā, jo tā iznīcinās atkritumu pārstrādē iesaistītās baktērijas. Un pirms izvadīšanas centralizētā sistēmā ieteicams vispirms atšķaidīt ar ūdeni proporcijā līdz 25:1.Un tad jūs varat to noņemt, nebaidoties iznīcināt cauruli.

Ja katls ir uzstādīts kotedžā ar septisko tvertni vai GOS, tad vispirms ir jāneitralizē kondensāts. Pretējā gadījumā tas iznīcinās visu mikrofloru autonomajā ārstēšanas sistēmā.

“Neitralizators” ir izgatavots konteinera veidā ar marmora skaidām ar kopējo svaru 20–40 kg. Kad kondensāts no katla iet cauri marmoram, tā pH palielinās. Šķidrums kļūst neitrāls vai vāji sārmains, vairs nav bīstams baktērijām septiskajā tvertnē un pašam tvertnes materiālam. Šāda neitralizatora pildviela ir jāmaina ik pēc 4–6 mēnešiem.

No kurienes nāk efektivitāte virs 100%?

Norādot gāzes katla darbības efektivitāti, ražotāji par pamatu ņem gāzes zemākās siltumspējas rādītāju, neņemot vērā siltumu, kas rodas ūdens tvaiku kondensācijas laikā. Konvekcijas siltuma ģeneratorā pēdējais kopā ar aptuveni 10% siltumenerģijas tiek pilnībā zaudēts skursteņa caurule, tāpēc tas netiek ņemts vērā.

Tomēr, ja saskaitīsiet kondensācijas sekundāro siltumu un galveno siltumu no sadedzinātās dabasgāzes, jūs iegūsit nedaudz vairāk par 100% efektivitāti. Bez krāpšanas, tikai nedaudz viltīgi skaitļi.

Aprēķinot efektivitāti, pamatojoties uz konvekcijas katla augstāko siltumspēju, tā būs aptuveni 83–85%, bet kondensācijas katlam tā būs aptuveni 95–97%.

Būtībā “nepareizā” efektivitāte virs 100% rodas no siltumenerģijas ražošanas iekārtu ražotāju vēlmes salīdzināt salīdzināmus rādītājus.

Vienkārši konvekcijas ierīcē "ūdens tvaiki" vispār netiek ņemti vērā, bet kondensācijas ierīcē tas ir jāņem vērā. Līdz ar to nelielas neatbilstības ar skolā mācītās fizikas pamatloģiku.

Kondensācijas sildītāja plusi un mīnusi

Kondensācijas katla priekšrocības ietver:

1. Kaitīgo izmešu samazināšana par 60–70% (lielākā daļa oglekļa dioksīda un slāpekļa oksīdu nonāk kondensātā).
2. Salīdzinot ar konvekcijas modeļiem, ietaupījums līdz 30% gāzes degvielas uz 1 kW.
3. Gāzes apkures iekārtu mazāki izmēri ar tādu pašu jaudu.
4. Zema sadegšanas produktu temperatūra skurstenī (tikai aptuveni 40 ⁰AR).
5. Iespēja uzstādīt vairāku katlu kaskādi.
6. Daudzpusība (piemērota gan apkures radiatoriem, gan “siltajām grīdām”).
7. Viedās automatizācijas klātbūtne un pilnīga gāzes siltuma ģeneratora autonomija bez cilvēka iejaukšanās.

Divu vai trīs siltuma ģeneratoru kaskādes sistēma ļauj uzstādīt mazjaudas katlus, kas darbības laikā rada mazāku troksni un vibrāciju nekā jaudīgāki modeļi.

Tas vienkāršo visas apkures sistēmas uzstādīšanu un ļauj samazināt izmērus. mājas katlu telpa. Turklāt, pateicoties iespējai elastīgāk regulēt siltuma ražošanas procesu, palielinās kopējā siltumenerģijas ražošanas iekārtu izmantošanas efektivitāte.

Kondensācijas katla izmaksas, salīdzinot ar parasto konvekcijas katlu, atmaksājas 5–6 gados, pateicoties dabasgāzes ietaupījumam.

Kondensācijas siltuma ģeneratoru trūkumi ietver:

1. Augsta aprīkojuma cena (1,5–2 reizes augstāka nekā klasiskajiem līdzīgas jaudas konvekcijas tipa modeļiem).
2. Problēmas ar kondensāta novadīšanu.
3. Samazināta efektivitāte, izmantojot katlu augstas temperatūras apkures sistēmās.
4. Enerģijas atkarība - ventilatora, automatizācijas un cirkulācijas sūkņa darbībai nepieciešama elektrība.
5. Aizliegts lietot ar antifrīzu.

Neskatoties uz ievērojamajām sākotnējām izmaksām, no ekonomiskā viedokļa kondensācijas katls ir diezgan pamatots. Darbības laikā tas vairāk nekā atdod visu sākotnēji iztērēto naudu.

Krievijā šādas iekārtas joprojām nav plaši izplatītas. Gāzes katls ar rekuperāciju mūsu tirgū joprojām ir pārāk neparasts un maz pētīts. Bet interese par šādiem siltuma ģeneratoriem pamazām pieaug.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Kā darbojas kondensācijas siltuma ģenerators:

Gāzes katlu būvniecība ar ūdens tvaiku atgūšanu:

Visas kondensācijas katlu priekšrocības:

Ja rūpīgi saprotat, kā un pēc kādiem principiem darbojas gāzes kondensācijas katls, tad no pirmā acu uzmetiena “nepareizā” 108–110% efektivitāte kļūst diezgan saprotama un attaisnojama ar skaitļiem.

Siltuma ģenerators ar izplūdes gāzu atgūšanu patiešām ir efektīvāks salīdzinājumā ar klasisko dizainu. Tās vienīgais nopietnais trūkums ir ļoti skābs kondensāts, kas kaut kur ir jāiznīcina.

Lūdzu, ierakstiet komentārus zemāk esošajā bloka formā. Iespējams, ka jūsu rīcībā ir informācija, kas var papildināt rakstā sniegto informāciju. Uzdodiet jautājumus, dalieties pieredzē par kondensācijas katlu izvēli un ekspluatāciju, ievietojiet fotoattēlus par raksta tēmu.