Как работает конденсационный газовый котел

Кто не хочет, чтобы используемый котел отопления работал эффективно, выделяя большое количество тепловой энергии, но при этом меньше расходовал топливо? Спросите у любого потребителя, и все будут говорить одно и то же – да, такой прибор бы не помешал. Итак, в этой статье будем разбирать котел газовый конденсационный, который, как уверяют производители, имеет коэффициент полезного действия больше 100%. Как такое возможно? Об этом чуть ниже.

Устройство и принцип работы конденсационного котла

Начнем с того, как работают обычные газовые котлы отопления. Топливо подается на горелку и сжигается в камере сгорания. Образующаяся тепловая энергия нагревает воду в системе отопления и в системе горячего водоснабжения. Получается так, чтобы нагреть воду до температуры +95С, необходимо создать условия, при которых в камере сгорания образовался температурный режим не меньше +200С. Если данный показатель упадет, то резко уменьшится тяга.

Какие негативные последствия могут при этом возникнуть, многие знают не понаслышке. Проблема же газовых котлов заключается в том, что определенное количество тепловой энергии улетучивается через дымоход с влажными парами воздуха. А из школьного курса физики известно, что пары в любом случае будут конденсировать, при этом выделяя тепло.

Так вот в конденсационных газовых котлах специально установлена дополнительная камера, где происходит сбор и конденсация влажных паров. От этого выделенная тепловая энергия направляется опять-таки на нагрев воды в системе отопления. Конечно, сравнивать тепло от сжигания газа с энергией от конденсации влажных паров невозможно в плане сравнения их величин. Но специалисты говорят, что процентное содержание тепла от конденсации составляет 8-9% от тепловой энергии при сжигании газа. Скажем прямо, это большой плюс.

Как работает конденсационный котел

В конструкции прибора устанавливается два теплообменника. В некоторых моделях присутствует один, но двухступенчатый.

• Первый теплообменник работает по тому же принципу, как и в обычных газовых котлах. То есть тепло с продуктами сгорания газа проходят сквозь него, нагревая металлические стенки, которые в свою очередь отдают энергию воде.
• Второй теплообменник, который называется конденсационным, забирает тепло у проходящих сквозь него охлажденных продуктов сгорания, за счет конденсации паров. Почему это происходит? Дело все в том, что через второй теплообменник проходит охлажденный теплоноситель по обратному контуру системы отопления. Получается так, что стенки теплообменника – это точка росы с температурой 55-58С. А, значит, именно здесь и будет происходить полная конденсация влажных паров угарных газов, в процессе которой они будут отдавать скрытую энергию стенкам прибора.

Внимание! Запомните, что второй теплообменный прибор должен быть изготовлен из металла, который может выдержать агрессивное воздействие химически активных веществ. Эти вещества находятся в конденсате. Обычно это нержавеющая сталь или сплав из алюминия и кремния.

Куда уходит и где собирается конденсат? Для этого в конструкции конденсационного котла предусмотрена специальная камера. А оттуда он выводится в систему канализации. Скажем прямо, конденсат очень агрессивен, поэтому в разных странах действуют свои требования и нормы. К примеру, в Германии сбрасывать его в канализацию строго запрещается. Там требуют проводить его частичную утилизацию с понижением процентного содержания агрессивных компонентов. В России же таких требований нет. К примеру, газовый конденсационный котел мощность 30 кВт сбрасывает ежедневно до 30 л конденсата, и это все идет в канализацию.

Правда, сегодня в продаже появились котлы, к конструкции которых добавлен специальный резервуар, заполненный гранулятом из кальция или магния. Это своеобразный нейтрализатор, который очищает конденсат от химически активных веществ.

Особенности конструкции

• Начнем с того, что два теплообменника – это серьезный барьер для свободного прохождения продуктов сгорания к дымоходу, что является причиной снижения тяги. Поэтому конденсационные котлы изготавливаются только с принудительным отводом угарных газов.
• Поэтому все котлы данного типа – это приборы с закрытой камерой сгорания. Отсюда их высокая безопасность, потому что топка полностью изолирована от помещения, где котел установлен.
• Установка коаксиального дымохода – оптимальный вариант для таких котлов.
• Сегодня на рынке присутствуют напольные и настенные газовые конденсационные котлы.

КПД котла

Этот вопрос хотелось бы обсудить более подробно. В чем тут дело? Откуда КПД выше 100%?

Принцип работы конденсационного газового котла основан на использовании двух видов тепла. В теплотехнике КПД измеряется соотношением тепла, которое выделяется радиаторами отопления, и теплом, которое образуется в процессе сжигания топлива. Но у всех видов топлива есть высшая и низшая точка сгорания. Высшая температура – это низшая плюс температура конденсации. Именно высшая теплота и определяет КПД.

Но в любой системе есть потери: тепловое излучение, та же температура конденсации, температура уходящих газов и прочее. То есть получается так, что не вся тепловая энергия передается воде. Поэтому КПД обычных котлов никогда не будет больше 100%.

Расчет КПД конденсационных котлов производится по той же схеме. Но в данном случае низшее тепло 100% забирается первым теплообменником, а тепло конденсации вторым. Получается так: 100%+8%=108%. Конечно, это только является правдой, если берется в расчет схема, основанная на этом способе подсчетов. На самом деле ни один котел не может дать КПД выше 100%. Это миф.