Kondenzációs kazán - az előnye és hátránya, a működés elve

Az állandóan növekvő energiaköltség a tudósokat és a mérnököket egy új típusú hőgenerátor létrehozására kényszerítette - kondenzációs kazán. Alacsony hőmérsékletű fűtőrendszerbe történő beépítés esetén a kondenzátum kondenzátor 100% fölötti hatékonyságot mutathat. Hogyan érjük el ezt? Mi a kondenzációs gázkazán működése? Milyen előnyei és hátrányai vannak? Miután elolvasta a cikkünket, akkor mindent megtudhat vagy majdnem mindent.

A kondenzációs kazán működése

A kondenzációs kazán a leggyakoribb gázüzemű konvekciós kazán fiatalabb testvére. Ez utóbbi elve rendkívül egyszerű, és így érthető még azok számára is, akik a fizikában és a technikában rosszul járatosak. A gázkazán üzemanyaga, ahogyan azt a neve is jelzi, természetes (törzs) vagy cseppfolyósított (ballon) gáz. A kék tüzelőanyag, valamint egyéb szerves anyagok égése során szén-dioxid és víz képződik, és nagy mennyiségű energiát szabadít fel. A kibocsátott hő a fűtési rendszeren keresztül keringő hűtőfolyadék - műszaki víz melegítésére szolgál.

A gázkonvekciós kazán hatékonysága ~ 90%. Ez legalább annyira rossz, mint a folyékony és szilárd tüzelőanyagú hőgenerátoroké. Az emberek azonban mindig arra törekedtek, hogy ezt a számot a lehető legközelebb hozzák a 100% -os értékhez. Ebben a tekintetben felmerül a kérdés: hová mennek a másik 10%? Sajnos a válasz prózai: repüljen be a csőbe. Valóban, a kéményen keresztül a rendszerből kilépő gázégő termékek nagyon magas hőmérsékletre (150-250 ° C) vannak felmelegedve, ami azt jelenti, hogy az általunk elveszett energia 10% -át a házon kívüli levegő fűtésére fordítjuk.

A tudósok és mérnökök már régóta keresik a teljesebb hővisszanyerés lehetőségét, de elméleti fejlődésük technológiai megvalósítását csak 10 évvel ezelőtt találták meg, amikor kondenzációs kazánt hoztak létre.

Milyen alapvető különbség van a hagyományos konvekciós gázmelegítővel? Az üzemanyag fő égési folyamatának kidolgozása és a hőcserélőbe kibocsátott hő jelentős részének átvitele után a kondenzátum az égéstermékeket 50-60 ° C-ra kondenzálja, azaz a víz kondenzációs folyamatának kezdetéig. Ez már elég ahhoz, hogy jelentősen növelje a hatékonyságot, ebben az esetben - a hűtőfolyadékba átvitt hőmennyiséget. Ez azonban nem minden. Hagyományos gázkazán

56 ° C-on - az úgynevezett harmatpontban - a víz egy gőzállapotból folyadékba megy át, vagyis vízgőz kondenzációja következik be. Ezzel egyidejűleg további energiát szabadítanak fel, egy időben a víz elpárologtatására fordítva, és a szokásos gázkazánokban az illékonyító gőz-keverékkel együtt elveszik. A kondenzációs kazán képes „felvenni” a vízgőz kondenzációs folyamatában keletkező hőt, és átviheti azt a hűtőfolyadékba.

A kondenzációs hőtermelők gyártói mindig felhívják a potenciális ügyfeleik figyelmét az általuk gyártott eszközök szokatlanul magas hatékonyságára - 100% fölé. Hogyan lehetséges ez? Valójában nincs ellentmondás a klasszikus fizika kanonjaival. Csak ebben az esetben használjon más számítási rendszert.

Gyakran, a fűtőkazánok hatékonyságának becslése alapján kiszámítjuk, hogy a kibocsátott hő mennyi része kerül a hűtőfolyadékba. A szokásos kazánban vett hő és a füstgázok mélyhűtéséből származó hő 100% -os hatékonyságot eredményez. De ha itt hozzáadjuk a gőz kondenzációja során felszabaduló hőt, ~ 108-110% -ot kapunk.

A fizika szempontjából az ilyen számítások nem teljesen helyesek. A hatékonyság kiszámításánál figyelembe kell venni a kibocsátott hőt, de az adott összetételű szénhidrogének keverékének égésekor felszabaduló teljes energiát. Ez magában foglalja azt a energiát, amelyet a víz gázállapotba történő átvitelére fordítanak (később a kondenzáció folyamán szabadul fel).

Ebből az következik, hogy a 100% -ot meghaladó hatékonyság a forgalmazók elképesztő mozdulata, amely kihasználja az elavult képlet tökéletlenségét. Mindazonáltal fel kell ismerni, hogy a hagyományos konvekciós kazánnal ellentétben a kondenzvíz-kazán mindent, vagy szinte mindent ki tud nyomni az üzemanyag elégetéséből. A pozitív pontok nyilvánvalóak - nagyobb hatékonyság és alacsonyabb fosszilis erőforrások.

A kondenzációs kazán főegységei

Szerkezeti szempontból a kondenzációs kazán nem sok, de még mindig különbözik a normál gáztól.Fő elemei:

• égő kamra, tüzelőanyag-ellátó rendszer és ventilátor a levegő fújásához;
• 1. hőcserélő (elsődleges hőcserélő);
• kamra további gőz- és gázkeverék hűtése 56-57 ° C körüli hőmérsékletre,
• 2. hőcserélő (kondenzációs hőcserélő),
• kondenzvíz-gyűjtő tartály; füstgáz,
• egy szivattyú, amely keringeti a vizet a rendszerben.

3. Hőátadási felületek.
4. Modulált égő.

5. Égőventilátor.
6. Szivattyú.
7. Vezérlőpult.

Az égéstérrel összekapcsolt elsődleges hőcserélőben a keletkező gázokat a harmatpontnál lényegesen magasabb hőmérsékletre hűtjük (valójában a hagyományos konvekciós gázkazánok ilyenek). Ezután a füstkeveréket erőszakkal elküldik egy kondenzációs hőcserélőbe, ahol tovább hűtik a harmatpont alatt, azaz 56 ° C alatt. Ebben az esetben a vízgőz a hőcserélő falain kondenzálódik, „ez utóbbit feladva”. A kondenzátumot speciális tartályba gyűjtik, ahonnan lefolyik a csatornán.

A hűtőközeg szerepét betöltő víz a gőz-gáz keverékkel ellentétes irányban mozog. A hideg vizet (fűtővíz-visszatérés) kondenzációs hőcserélőben előmelegítjük. Ezután belép az elsődleges hőcserélőbe, ahol magasabb hőmérsékletre melegíti a felhasználó által beállított hőmérsékletet.

A kondenzátum sajnos nem tiszta víz, mint sokan úgy gondolják, hanem híg szervetlen savak keveréke. A kondenzátumban a savak koncentrációja alacsony, de mivel a rendszer hőmérséklete mindig magas, agresszív folyadéknak tekinthető. Ezért az ilyen kazánok (és elsősorban a kondenzációs hőcserélők) előállítása saválló anyagokat - rozsdamentes acélt vagy szilumint (alumínium-szilíciumötvözet) használ. A hőcserélőt általában öntötték, mert a hegesztések sebezhetőek - ez az, ahol megkezdődik az anyag korrozív megsemmisítése.

A gőznek kondenzálódnia kell a kondenzációs hőcserélőn. Minden, ami a kéménybe került, egyrészt a fűtés elveszik, másrészt - káros hatása van a kéményanyagra. Éppen az utóbbi ok miatt, hogy a kémény saválló, rozsdamentes acélból vagy műanyagból készült, és a vízszintes metszeteihez egy kis lejtő van csatlakoztatva, így a jelentéktelen mennyiségű gőz kondenzációjában keletkező víz, amely még a kéménybe kerül, visszavezethető a kazánba. Figyelembe kell venni, hogy a kondenzvízből kilépő füstgázok erősen lehűlnek, és bármi, ami nem kondenzálódik a kazánban, szükségszerűen kondenzálódik a kéményben.

A nap különböző időszakaiban a fűtőkazánból különböző mennyiségű hő szükséges, amely égővel szabályozható. A kondenzációs kazánban lévő égő modulálható, vagyis azzal a lehetőséggel, hogy zökkenőmentes teljesítményváltozás következik be a működés során, vagy nem módosítható - rögzített erővel. Ez utóbbi esetben a kazán az égő frekvenciájának megváltoztatásával alkalmazkodik a tulajdonos igényeihez. A magánházak fűtésére tervezett korszerű kazánok szimulált égőkkel vannak felszerelve.

Tehát reméljük, hogy van egy általános elképzelésed arról, hogy mi a kondenzációs kazán, hogyan működik, és milyen elv szerint működik. A legvalószínűbb azonban, hogy ez az információ nem lesz elég ahhoz, hogy megértsük, hogy érdemes-e személyesen megvásárolni az ilyen berendezéseket. Annak érdekében, hogy ezt a döntést meghozhassuk, a kondenzációs kazán előnyeiről és hátrányairól, előnyeiről és hátrányairól beszélünk, összehasonlítva a hagyományos konvekciós kazánnal.

A kondenzációs kazán előnyei

A kondenzációs kazán előnyeinek listája lenyűgöző, ami végső soron az ilyen típusú fűtőberendezések növekvő népszerűségét magyarázza:

• Üzemanyag-takarékosság a hagyományos konvekciós kazánhoz képest 35% -ot érhet el.
• A káros emisszió csökkenése a hagyományos gáz és kondenzációs modellek közötti átmenet során átlagosan 70%.
• Az alacsony füstgáz-hőmérséklet lehetővé teszi a műanyag kémények beépítését, amelyek lényegesen olcsóbbak, mint a klasszikus acélok.
• Alacsony zaj növeli a házban élő emberek kényelmi szintjét.

Beszéljünk a kondenzációs kazánok felsorolt ​​előnyeiről.

Üzemanyag-takarékosság alacsony hőmérsékletű rendszereknél

Az üzemanyag-fogyasztás közvetlenül függ a berendezés teljesítményétől és a fűtési rendszer terhelésétől.Egy 250 m2-es területű ház felmelegítéséhez elegendő egy 28 kilowattos kondenzációs kazán, amelynek maximális gázáramlási sebessége 2,85133133 / h. Egy klasszikus, azonos kapacitású kazán 3,35133 / h-ot fogyaszt. Feltéve, hogy a kazán tizenkét hónapja hat hónapig üzemel, évente mintegy 3000 rubelt fog megtakarítani. (az orosz fogyasztók fő gázának aktuális árai). Valószínűleg nehéz megtakarítani az ilyen megtakarításokat - nem fedezi még a kazánok éves karbantartási költségeinek különbségét sem.

De nézzük meg a helyzetet egy átlagos európai fogyasztó szemében, akinek a földgáz 4-5 (vagy még több) alkalommal drágább. Ebben az esetben a megtakarítások összege körülbelül 300 euró, de érdemes harcolni.

Gázfogyasztás különböző kapacitású kondenzációs kazánokban:

A káros kibocsátások csökkentése

Fosszilis tüzelőanyagok tüzelésénél széndioxid gáz, ha kölcsönhatásba lép a vízzel. Ezen kívül minden üzemanyagban mindig vannak szennyeződések kénvegyületekből, foszforból, nitrogénből és számos más elemből. Az égés során a megfelelő oxidok képződnek belőlük, amelyek vízzel kombinálva savakat is termelnek.

A hagyományos konvekciós kazánokban a savakkal (szén, kén, nitrogén, foszforsav) kevert vízgőzök szabadulnak fel a légkörbe. A kondenzációs kazánoknak nincs ilyen hátránya: a savak a kondenzátumban maradnak. Tekintettel azonban a kondenzvíz elhelyezésével kapcsolatos problémákra, megkérdőjelezhető a berendezés hírneves környezetbarát jellege.

kondenzációs kazán hátrányai Az összes előnyével rendelkező kondenzációs kazán nem nevezhető ideális fűtőberendezésnek, mert nincs hátránya:

• magas ár;
• a hőcserélő magas költsége (és ennek következtében a teljes fűtési rendszer állapotának gondos figyelemmel kísérésének szükségessége);
• nem megfelelő használat magas hőmérsékletű rendszerekben;
• kondenzvíz-felhasználás nehézsége;
• érzékenység a levegő minőségére.

Ár

További energiamennyiségekért fizetnie kell. Technikailag a kondenzációs kazán bonyolultabb, ezért drágább. Egy jól ismert gyártó jó hazai kondenzátumának költsége többszöröse, mint egy azonos kapacitású klasszikus egység költsége. Természetesen az ilyen berendezéseket több mint egy évtizede vásárolják, ami azt jelenti, hogy érdemes előnyben részesíteni az innovatív technológiákat, amelyek növelik a működési komfortot.

Hagyományos módon a kondenzációs kazánok minden modellje három árkategóriára osztható: prémium, közép- és gazdaságosztály:

1. A prémium osztály néhány vásárló számára készült. A prémium kategóriájú kondenzációs kazánok közé tartoznak például a német márkamodellek. Ez a berendezés hatékony és működőképes, megfelel az európai környezetvédelmi előírásoknak, kiváló minőségű anyagokból készül. A "prémium" kazánok számos hasznos funkcióval rendelkeznek, amelyek jelentősen növelik a kényelem szintjét működésük során: a működési módok programozása (például a helyiség hőmérsékletének fenntartása minimális szinten a tulajdonosok hiányában vagy az éjszakai enyhe hőmérséklet-csökkenés), időjárásfüggő szabályozás, intelligens kölcsönhatás más hőgenerátorokkal , távirányító speciális program segítségével mobiltelefonon, stb. Az egyetlen negatív a magas ár. 2

2 A középosztály olcsóbb termékeket tartalmaz, de valamivel szerényebb fogyasztói tulajdonságokkal. Ezek gazdaságos és környezetbarát egységek, amelyek megfelelnek az összes követelménynek és kiváló teljesítményt nyújtanak. A funkciók széles skálája különböztethető meg, és egy automata vezérlőrendszerrel vannak ellátva, amely a hőátadó közeg és a helyiség levegőjének hőmérsékletétől függően egymástól függetlenül megváltoztatja a paramétereket.

2 A gazdaságossági osztály azok számára készült, akik hajlandóak alacsonyabb szintű kényelmet elfogadni a gazdaság kedvéért. A „tömeg” termék mindig az értékesítés szempontjából vezet. A gazdasági osztályba tartozó kondenzációs kazánok piacának vezető pozíciói a koreai és a szlovák cégek. Termékeik két vagy több alkalommal olcsóbbak, mint a prémium modellek. A berendezés másik előnye az orosz működési feltételekhez való alkalmazkodás. Az alacsony funkcionalitású, alacsony funkcionalitású kondenzátoregységek csendben elviselik az áramellátás megszakításait és a nyomásesések, amikor a drága automatizálás leáll.

A pénzügyi lehetőségeinek kiértékelése során figyelembe kell venni a berendezések telepítésének és üzembe helyezésének elkerülhetetlen költségeit, ami szintén nagyon, nagyon drága költségeket jelent.

Emlékeztetni kell arra, hogy üzem közben a kondenzációs kazán gázt takarít meg.Ez a megtakarítás azonban annyira illúzió, hogy a beruházás nem fog hamarosan kifizetni. Ez azt jelenti, hogy a kondenzációs hő vásárlása előtt érdemes előzetes értékelést készíteni: a megtakarított üzemanyag költsége igazolja-e a berendezés magas árát.

Az ilyen kazán beszerzéséből származó pozitív gazdasági hatást csak bizonyos körülmények között kell várni - ha azt egy állandóan tervezett, új (olvasott "építés alatt álló") házban szerelik fel, amely szervezett alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerrel rendelkezik. A hatás nagysága közvetlenül függ az átlagos téli hőmérséklettől, vagyis attól a régiótól, ahol a ház található (az elv egyszerű: minél több hőt igényel, annál több értelme van ebben a technikában).

A használt hőcserélő magas költsége A hőcserélő műszakilag összetett és drága elem. A meghibásodás esetén, ahogy azt mondják, "kapja meg a fejlécet". Az új hőcserélő megvásárlására fordított pénzért és annak cseréjéért fizetett pénzért könnyen megvásárolhat egy új, azonos kapacitású konvekciós kazánt.

Ebből következik, hogy gondosan figyelemmel kell kísérni a hőcserélő állapotát. Öblítse le, amikor eltöm, nagyon nehéz lesz. A kondenzációs kazán telepítésekor szükség van a teljes fűtési rendszer ellenőrzésére - nincs benne rozsdás cső és radiátor.

A hőcserélő biztonsága az alkalmazott hűtőfolyadék minőségétől függ. A víznek puhanak kell lennie, különben a csövek gyorsan felhalmozódnak a mérlegen belül. A rozsda, idegen anyagok, kalcium és vas sók jelenléte vízben elfogadhatatlan.

Mivel a kondenzátum savakat tartalmaz, a hőcserélőnek képesnek kell lennie ellenállni a hatásoknak. Leggyakrabban a hőcserélők sziluminból és kiváló minőségű rozsdamentes acélból készülnek. A szilumin hőcserélője fémből készült. Az alacsonyabb anyag- és gyártási technológia miatt ezek a hőcserélők olcsóbbak a rozsdamentes acél hőcserélőkhöz képest. Ezeknek a hőcserélőknek azonban hátránya van - kevésbé ellenállnak az agresszív savas környezetnek.

A rozsdamentes acélból készült hőcserélők egyedi alkatrészek hegesztésével készülnek. Az ilyen hőcserélők végső költsége magasabb, mint a sziluminoké. Azonban jobban ellenállnak a savas környezetnek, és megbízhatóságot adnak a berendezéshez.

Nem megfelelő használat magas hőmérsékletű rendszerekben A megengedett 108-110% -os hatékonyság nem mindig érhető el - a valós érték a fűtési rendszertől függ. Két alapvetően különböző fűtési rendszer létezik - magas hőmérséklet és alacsony hőmérséklet. Ezek a hűtőközeg hőmérséklet-tartományában különböznek a hőgenerátor bemenetén és kimeneténél.

A hagyományos, magas hőmérsékletű fűtési rendszerekben a mellékelt víz és a visszatérő áramkör vízének aránya általában 75-80 ° C és 55-60 ° C között van. A kondenzációs kazánnal működő rendszer csak alacsony hőmérsékletű üzemmódban működik, azaz amikor a táp- és visszatérő hőmérsékletek aránya 50-55 ° C és 30-35 ° C között van. Ez az arány ideális, ha az otthoni melegítést meleg padlók segítségével végzik. Ellenkező esetben a helyiség felmelegítéséhez további radiátorokat kell telepíteni, amelyek 2-szeresére 5-3-szorosára növelik a hőhordozó hőmérsékletének 50 ° C-nál nem magasabb hőmérsékletét. A kondenzációs kazán hatásfokát elsősorban a bemeneti hűtőközeg hőmérséklete határozza meg. Az ok egyszerű: minél alacsonyabb a víz hőmérséklete a visszatérő áramkörben, annál intenzívebb a kondenzáció. Az alacsony hőmérsékletű fűtőrendszerben a kazán hatékonysága (bemeneti / kimeneti hőmérséklet kb. 30/50 ° C) elérheti a 108-110% -ot. Ha egy ilyen kazán magas hőmérsékletű rendszerben működik (60/80 ° C), akkor nem lesz kondenzátum, és a hatékonyság 98-99% -ra csökken - ez több, mint a hagyományos konvekciós kazánok, de kevesebb, mint amennyire lehetséges.

Ha tehát a kondenzvízből maximálisan ki szeretné szerezni a felhasználást, a telepítés döntését a ház tervezési szakaszában kell meghozni. Ha ilyen kazánot vásárol egy meglévő házhoz egy meglévő fűtési rendszerrel, ez azt jelenti, hogy az épület elkerülhetetlen rekonstrukciója helyettesíti a magas hőmérsékletű radiátor fűtési rendszert egy alacsony hőmérsékletű padlófűtési rendszerrel (és az ilyen nagyjavítás ismét jelentős költség, és az egész vállalkozás gazdasági hatása elveszik).

Kondenzátum használata nehéz

A kondenzációs kazán használata a kondenzátum eltávolítását foglalja magában. Ez utóbbi jelentős mennyiségben alakul ki - egy liter köbméter égett gáz. Például: egy 25 kW / óra kapacitású kazán körülbelül 2,8 m 3 3,35 gázt fogyaszt, vagyis csak egy óra múlva a működéséből valamivel kevesebb, mint 3 liter kondenzátum áll ki, egy nap - 70 liter.

Emlékezzünk arra, hogy a kondenzátum savak oldata, ami azt jelenti, hogy a kérdés, hogy hová tegyük, egyáltalán nem üres. Nos, ha a ház egy központi csatornarendszerhez csatlakozik. Még szigorú európai szabványok szerint akár 28 kW teljesítményű kazánok sem igényelnek speciális kondenzvíz-felhasználást. Feltételezzük, hogy az ilyen mennyiségű kondenzátumot megfelelően hígítjuk a háztartási szennyvízzel annak érdekében, hogy ne károsítsa a csatornacsöveket.

De mi van az önálló csatornákkal rendelkező magánházak tulajdonosával? Lehetetlen önteni a szeptikus tartályba - a hasznos (és drága) baktériumok meghalnak. Elfogadhatatlan, hogy a talajba dobni - a talaj szikesedése következik be, és idővel semmi sem fog növekedni ezen a helyen. Rendkívül nehéz a 70 liter naponta történő újrahasznosítás. Csak egy kiút - a saját kondenzátumban lévő savak semlegesítésére szolgáló önálló rendszer biztosítása. Nyugaton, ahol a környezetvédelmi előírásoknak való megfelelés követelményei szigorúbbak, mint a miénk, a kondenzációs kazán telepítésekor a katalizátor automatikusan megszerezhető.

Érzékenység a beszívott levegő minőségére

Fontos szempont, hogy figyeljen arra, hogy a kazán normálisan működik - az égéstermékek eltávolítása és az égési levegő elérése.

A kondenzációs kazánok és a konvekciós kazánok közötti különbség egy zárt égéstér használata. A konvekciós kazánok levegőt szállítanak a szobából, kondenzálódnak - az utcáról. Az elsőben a levegő-üzemanyag keverék oxigénnel történő telítettségéhez természetes légáramlást (konvekciót) alkalmaznak, a másodikban pedig ventilátor van, amely a levegőt az égőre kényszeríti. Az égéstermékek eltávolítását is magukban erőszakkal végzik. A légtömegeket általában egy koaxiális kéményen keresztül keringtetjük, amely egy "csőcső" szerkezet. A beszívott levegő a kémény külső üregén, az égéstermék-kibocsátó termékeken keresztül halad át a belső.

Mindezekből következik, hogy a kondenzvíz csapdáknak nagyon érzékenyeknek kell lenniük a beszívott levegő minőségére. A levegőben jelentős mennyiségű por jelenléte a turbina (ventilátor) gyors kopását eredményezi.

Nemcsak a tisztaság, hanem a külső levegő hőmérséklete is nagy jelentőséggel bír a kondenzációs kazán normális működéséhez. Ha a levegő a koaxiális kéménycsőn keresztül jut be a rendszerbe, akkor, ahogyan azt a gyakorlat mutatja, a levegőbevezető csatorna télen, hideg időben, fagyhat fel, mivel a kipufogógázok hőmérséklete meglehetősen alacsony, és nem képesek felmelegíteni a kémény falát. Ez az üzemanyag elégetéséhez szükséges oxigénellátás csökkenéséhez vezet, és ennek következtében a berendezés hatékonyságának csökkenéséhez.

Ennek megakadályozása érdekében, és nem kell rendszeresen felmelegítenie a csöveket a fagymentesítése érdekében, a tanúsított szerviztechnikusoknak foglalkozniuk kell a rendszer kiszámításával, telepítésével, üzembe helyezésével és beállításával. A levegő áramlásáért felelős paraméter beállításához az adott teljesítményű kazánban az üzemanyag elégetéséhez szükséges mennyiségben gázelemzőt használnak. Ilyen speciális berendezés nélkül a kazán szükséges hatékonysága nem érhető el. Ezen túlmenően, a heves éghajlati viszonyokkal rendelkező területek lakói, amikor a kondenzációs kazán telepítéséről döntenek, meg kell kérniük a gyártó képviselőit, hogy tisztázzák, hogy a helyi kültéri hőmérsékletek adott tartományában ilyen berendezések működjenek.