С увеличением потребности в экономии энергии и снижении негативного воздействия на окружающую среду использование современных технологий в системах отопления приобретает все большее значение. Одной из таких передовых технологий являются конденсационные котлы, которые благодаря принципам оптимизации энергии обеспечивают значительно более высокий КПД по сравнению с обычными котлами. Эти котлы используют скрытую теплоту конденсации водяного пара в продуктах сгорания, снижая расход топлива и одновременно повышая эффективность.
Для первоначального ознакомления с промышленными котлами рекомендуется прочитать статью «Обзор промышленных котлов: конструкция, принцип работы и области применения».
Конденсационный котел благодаря своему уникальному дизайну и высокой эффективности является отличным выбором для различных систем отопления, включая отопление домов, бассейнов и промышленных объектов. В этой статье рассматриваются особенности, преимущества, виды и области применения этих котлов, чтобы показать, как данная технология может способствовать оптимизации энергопотребления и сокращению расходов.
Что такое конденсационный котел?
Конденсационный котел — это современный тип котла, который за счет технологии рекуперации скрытой теплоты водяного пара в продуктах сгорания обеспечивает более высокий КПД по сравнению с обычными котлами. Если конструкция котла позволяет снизить температуру отходящих газов до точки росы, водяной пар в этих газах конденсируется и превращается в жидкость. При этом, если температура воды на входе в котел ниже точки росы продуктов сгорания, водяной пар начинает конденсироваться. В процессе конденсации высвобождается скрытая теплота, которая передается воде внутри котла.
Благодаря утилизации этой скрытой теплоты котел может производить больше тепла при меньшем расходе топлива, что значительно повышает его эффективность. КПД конденсационных котлов может достигать около 98%. Однако из-за контакта конденсирующегося водяного пара, обладающего кислотными свойствами, с трубами и дымоходами необходимо использовать материалы, устойчивые к коррозии, такие как сталь марки AISI 316.
Преимущества конденсационных котлов
Конденсационный котел благодаря своей продуманной конструкции и использованию технологий оптимизации энергии обладает рядом преимуществ:
Высокий тепловой КПД: За счет использования скрытой теплоты водяного пара в отходящих газах такие котлы демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с неконденсационными моделями.
Снижение расхода топлива: Высокий КПД обеспечивает более эффективное использование энергии топлива. Это приводит к уменьшению потребления топлива и снижению затрат на энергоресурсы.
Компактный дизайн: Конденсационный котел обычно имеет компактную конструкцию, что требует меньше места в котельных. Это делает их особенно полезными для зданий с ограниченным пространством.
Снижение выбросов парникового газа (углекислый газ): Благодаря меньшему потреблению топлива и более эффективному использованию энергии снижается объем выбросов углекислого газа. Это способствует уменьшению вредного воздействия на окружающую среду и помогает в борьбе с изменением климата
Типы конденсационных котлов
Конденсационный котел с конструктивной точки зрения может быть жаротрубными и водотрубными. Конденсационный котел с теплообменником и компактные конденсационные котлы относятся к типу водотрубных, которые рассмотрены отдельно. Далее подробно описаны жаротрубные конденсационные котлы.
Конденсационный котел с теплообменником
Конденсационный котел с теплообменником относится к водотрубным котлам, в которых вода циркулирует внутри труб (змеевиков), а продукты сгорания находятся снаружи. В таких котлах используется спиральная система труб, через которые проходит вода. Нагрев воды происходит за счет поглощения тепла от пламени горелки, после чего вода покидает котел. Благодаря особенностям камеры сгорания рекомендуется использовать премикс-горелки (горелка Post-mix).
Для этих котлов подходят как премикс-горелки (горелка Post-mix), так и горелки с насадочным миксом. Модулируемые постмикс— и премикс-горелки Rаadman с предварительным смешением топлива, а также горелки с насадочным миксом компании Paсkman, оснащенные контроллерами Autoflame, помогают сократить расход топлива, предотвращая контакт пламени с трубами котла и минимизируя выброс вредных веществ.
Конденсационный котел RAYKA компании Paсkman является представителями типа котлов с теплообменником. Учитывая структуру камеры сгорания этих котлов, рекомендуется использовать газовые горелки. Из-за низкой температуры продуктов сгорания и их коррозионных свойств для теплообменных труб обязательно применение нержавеющей стали, устойчивой к коррозии. Также дымоход должен быть выполнен из антикоррозийных материалов.
Современные конденсационные котлы с теплообменником оснащены камерой, разделенной на две части с помощью перегородки:
- Камера сгорания (первая камера), где происходит процесс сжигания топлива.
- Камера конденсации (вторая камера), где осуществляется процесс конденсации. В этой камере скрытое тепло пара поглощается, повышая температуру воды на входе и улучшая общий КПД котла.
Компактные конденсационные котлы
Эти котлы, известные как конденсационные теплообменники, представляют собой водотрубные конденсационные котлы с усовершенствованной конструкцией. Премикс-горелка расположена в верхней части котла, обеспечивая равномерное сгорание топлива. Горячие газы проходят через ряды оребренных пластин, увеличивая площадь теплопередачи и повышая эффективность теплообмена.
Вода циркулирует через специально разработанные каналы внутри котла, которые направлены перпендикулярно потоку горячих газов, что оптимизирует теплообмен и увеличивает общий КПД. В этих котлах используются исключительно премикс-горелки (горелка Pre-mix), такие как модулируемые горелки Rаadman компании Paсkman, отвечающие международным стандартам.
Жаротрубные конденсационные котлы
В этих котлах горячие газы от продуктов сгорания проходят через дымогарные трубы (или трубы огня), нагревая воду, окружающую их. Конструкция камеры сгорания позволяет использовать двухтопливные горелки для газа и жидкого топлива. Продукты сгорания после выхода из камеры поступают в дымогарные трубы, где происходит конденсация водяного пара. Конденсат отводится через специальное отверстие в канализацию.
Важно выбирать трубы из нержавеющей стали, устойчивые к коррозии, поскольку конденсат обладает высокой кислотностью. Дымоход также должен быть выполнен из антикоррозийных материалов.
КПД конденсационных котлов
Коэффициент полезного действия (КПД) котлов определяется как отношение полезной тепловой энергии, используемой для нагрева воды, к энергии потребленного топлива. КПД может оцениваться по двум теплотворным способностям топлива:
- Низшая теплотворная способность (LHV)
- Высокая теплотворная способность (HHV)
Высшая теплотворная способность (HHV): Это состояние, в котором водяной пар из продуктов сгорания считается жидкостью и, следовательно, содержит скрытую энергию испарения воды. Поскольку конденсационные котлы работают за счет рекуперации этой скрытой энергии, для точного и практичного расчета их эффективности эта эффективность должна измеряться на основе высшей теплотворной способности и обычно называется валовым КПД. Валовая эффективность всегда меньше 100.
Низшая теплотворная способность (LHV): Заявление об эффективности конденсационных котлов выше 100% (или чистой эффективности) делается в основном в рекламных целях. Эта эффективность рассчитывается на основе низшей теплоты сгорания (LHV), которая не учитывает скрытую теплоту водяного пара. По этой причине для более точной и реалистичной оценки КПД конденсационных котлов лучше рассчитывать на основе высшей теплотворной способности, которая представляет собой истинный КПД этих котлов и может достигать 98%.
Применение конденсационных котлов
Два наиболее распространенных применения конденсационных котлов включают: системы напольного отопления и обогрев воды в бассейнах, а кроме того, конденсационные котлы широко используются в следующих областях: химчистки, обеспечение горячей воды в лечебных учреждениях, пищевая промышленность и отопление теплиц.
Напольное отопление
Благодаря высокой эффективности и способности работать при низких температурах, конденсационные котлы являются отличным выбором для систем напольного отопления. В таких системах горячая вода циркулирует в трубах, расположенных в полу здания, и постепенно передает тепло окружающему пространству.
Так как температура теплоносителя в этих системах ниже точки росы продуктов сгорания, конденсационные котлы обеспечивают оптимальную эффективность.
При модернизации отопительных систем в старых зданиях, переходе на современные решения, такие как напольное отопление, одной из основных проблем может стать размер котлов. Компактная конструкция конденсационных котлов позволяет решить эту проблему, обеспечив простую замену старого оборудования.
Нагрев воды в бассейнах
Для поддержания комфортной температуры воды в бассейнах необходим надежный источник нагрева. Обычно температура воды доводится до 30°C, что обеспечивает комфортное плавание и предотвращает развитие бактерий.
Вода, возвращающаяся в котел из бассейна, обычно имеет низкую температуру. Конденсационные котлы, благодаря процессу конденсации водяного пара, демонстрируют высокий КПД, что делает их оптимальным выбором для обогрева воды в бассейнах.
Конденсационный котел как эффективное решение
Конденсационный котел представляет собой передовые системы отопления с высокой эффективностью и низким потреблением топлива. Использование скрытой теплоты водяного пара позволяет значительно снизить расход топлива, уменьшить затраты на энергию и сократить выбросы вредных веществ.
Компания Paсkman — один из ведущих производителей конденсационных котлов. Она предлагает высококачественные продукты и современные решения, помогая промышленным предприятиям внедрять эффективные и устойчивые системы отопления. Компания с богатым опытом в проектировании и производстве котлов предоставляет клиентам решения, адаптированные к их индивидуальным требованиям.
