Jaké jsou vlastnosti provozu topného systému s kondenzačním kotlem?

Neuplynuly ani dvě desetiletí od doby, kdy kondenzační kotle začaly dobývat trh topné techniky. Během této doby však již mnoho spotřebitelů dokázalo ocenit jejich mimořádnou účinnost a hospodárnost: podle těchto ukazatelů tato zařízení výrazně převyšují konvenční konvekční kotle. Jak se takových výsledků dosahuje?

Jak víte, vytápění velkých domů vyžaduje výkonné podlahové generátory tepla, které musí být podle pravidel instalovány v samostatné, speciálně vybavené místnosti. Pokud z nějakého důvodu není vhodné místo pro kotelnu, pak nastává problém s výběrem nástěnné jednotky, která dokáže vytápět velkou plochu, a dokonce zásobovat objekt teplou vodou. Výkon konvekčních nástěnných jednotek je obvykle omezen na 40 kW, takže v případě chaty 150–200 m² s takovým úkolem s největší pravděpodobností nezvládnou. Ale pro vysoce účinné nástěnné kondenzační kotle s výkonem až 80–100 kW je tato mise proveditelná.

nemůže být?!

Každý ví, že účinnost žádného zařízení nemůže být vyšší než 100 %. V datovém listu kondenzačních kotlů je uvedena hodnota 108–110 %. Rozumná otázka zní – jak je to možné? Faktem je, že účinnost takových zařízení, abych tak řekl, v jejich čisté formě je asi 98% a dalších 10% se získá v důsledku odvodu tepla z výfukových plynů vznikajících při spalování paliva. A pokud u konvekčních kotlů toto teplo doslova jen letí do komína a ohřívá pouliční vzduch, pak je kondenzátory nutí pracovat na zvýšení účinnosti. Podstata procesu je následující: při ochlazení spalin na teplotu rosného bodu (≈ 55°C) dochází ke kondenzaci vodní páry v nich obsažené, což je doprovázeno uvolněním značného množství tepla. Tepelně technické výpočty ukazují, že díky tomu mohou úspory energie dosáhnout 11% při spalování zemního plynu, zkapalněného plynu (propan-butan) – 9%, motorové nafty – 6%.

K chlazení spalin jednotky využívají zpětný tok, tedy chladivo, které již prošlo potrubím a má teplotu pod 55 °C, nutnou pro kondenzaci páry. Tedy, kondenzační kotle budou pracovat se vší možnou účinností pouze v nízkoteplotních topných systémech (teplé podlahy, klimatické stěnové panely, kapilární rohože). V systémech pracujících v režimu 90/70°C předčí konvekční generátory tepla z hlediska účinnosti pouze o 3–5 %.

Kondenzační plynové kotle umožňují během topné sezóny ušetřit až 20–25 % paliva. Kromě toho se při spalování sníží emise oxidů dusíku a uhlíku do atmosféry o 90 %.

Je vhodné používat kondenzační kotel v systému radiátorového vytápění?

Kondenzační kotle jsou obvykle obviňovány, že nejsou vhodné pro vysokoteplotní radiátorové topné systémy. Ale je to pravda? Ostatně při vytápění domu radiátory ani v našich zimních podmínkách není prostě potřeba je po většinu topného období roztápět na více než 55°C. S výjimkou maximálně dvou až tří mrazivých týdnů je průměrná denní teplota za oknem asi 0 °C a v tuto chvíli nemá absolutně smysl „ohřívat“ baterie a spotřebovávat přebytečné palivo. Když tedy lze plně uspokojit potřeby vytápění domu při nižší teplotě chladiva, kondenzační kotel skvěle poslouží i radiátorovým topným systémům. No a pokud udeří pořádný mráz (-25. 30°C) a kotelna přejde do zvýšeného provozního režimu (třeba 90°C), tak se proces kondenzace zastaví a účinnost kotle se sníží. , ale stále, i když mírně, bude vyšší než konvekční zařízení.

Návrhové prvky

Strukturálně se kondenzační kotle příliš neliší od tradičních plyno-palivových jednotek, ale deklarovaná vysoká účinnost, účinnost a spolehlivost tohoto zařízení přímo závisí na tom, jaký typ zařízení používají jako nejdůležitější komponenty.

výměník tepla, sloužící k chlazení výfukových plynů, neustále zažívá agresivní účinky kondenzátu, což je kapalina obsahující žíravinu, proto je hlavním požadavkem na tento konstrukční prvek vysoká chemická odolnost. Výměníky tepla jsou vyrobeny z nerezové oceli nebo siluminu (slitina hliníku a křemíku) a nejlepší možností by byly lité výrobky, protože šev se sebemenší vadou je potenciálním zdrojem koroze.

Kondenzační generátory tepla mají uzavřená spalovací komora a jsou obvykle vybaveny vysokým výkonem ventilátorové (foukané) hořáky, nastavitelný v širokém rozsahu výkonu, což umožňuje co nejpřesněji řídit teplotu výfukových plynů (ne vyšší než 57°C). Za provoz hořáku je zodpovědná automatizace, která hlídá všechna nastavení a bezpečnostní parametry zařízení.

Některé modely kotlů mají modulační oběhová čerpadla s plynulým nastavením výkonu motoru a výšky tlaku chladicí kapaliny. To jim umožňuje pružně se přizpůsobovat zadaným hydraulickým a teplotním parametrům i při částečném zatížení topného systému. Konvenční čerpadla zajišťují konstantní průtok chladicí kapaliny, což znamená, že její teplota ve zpětném potrubí může překročit hodnoty nutné pro kondenzaci vodní páry z výfukových plynů. Kondenzační kotel tak ve skutečnosti začíná fungovat jako jednoduchý konvekční kotel, to znamená, že účinnost zařízení klesá.

Pro organizaci horkovodního systému založeného na kondenzačním kotli vyrábí mnoho výrobců jednotky s vestavěným sekundárním výměníkem tepla a expanzní nádrží. Kompaktní nástěnné jednotky jsou vybaveny nádrží o objemu pouze 30–40 litrů, zatímco modely na podlahu pojmou 150–200 litrů vody nebo více

Automatizace řízení

Automatické ovládání, zejména dálkové ovládání, výrazně zvyšuje úroveň komfortu při obsluze kotlového zařízení a také poskytuje možnost připojení kotle k integrovanému systému vytápění a ohřevu vody, organizovanému na základě několika zdrojů tepla. Automatizace Logamatic EMS plus RC300, která je vybavena jednotkami značky Buderus, tak může řídit systém sestávající ze čtyř topných okruhů, dvou okruhů TUV a solární instalace. Buderus implementuje princip dálkového ovládání pomocí elektronického termostatu Logamatic TC100 a např. De Dietrich k tomu používá nástěnný panel Diematic VM ISystem.

Řídicí modul je připojen ke kotli pomocí nízkonapěťového vodičového připojení. A interakce uživatele s jakýmikoli prvky systému (nastavování parametrů a provozních režimů, krátkodobé nebo dlouhodobé programování atd.) probíhá přes Wi-Fi nebo prostřednictvím speciální aplikace v počítači nebo chytrém telefonu.

Kondenzační kotle většiny značek lze spojovat do kaskád – skupin několika (v běžném životě obvykle až čtyř) zařízení. Tato kaskáda umožňuje velmi přesně regulovat výkon zařízení

Pozor – kondenzace!

Kolik kondenzátu vznikne za den provozu kotle lze určit rychlostí 0,14 kg na 1 kWh. Tedy např. 24 kW jednotka pracující v nízkoteplotním režimu s 50% zátěží (a díky přesnému nastavení parametrů lze zařízení v závislosti na podmínkách využít pouze na čtvrtinu svého zdroje). ) vyprodukuje 40 litrů kondenzátu .

Na terén je zakázáno vylévat kapalinu obsahující kyselinu, jinak v tomto místě vznikne „mrtvé pole“. Kondenzát z nízkopříkonových kotlů lze odvádět do centrální (vesnické) kanalizace a ředit jej v poměru minimálně 10:1, nejlépe 25:1.

Pokud je dům vybaven autonomním kanalizačním systémem se septikem, stejně jako v případě kotle s vysokým výkonem, musí kondenzát před likvidací projít kyselou neutralizací ve speciální nádrži. Jeho plnivem jsou mramorové třísky, které vyžadují výměnu každých pár měsíců. (Pokud jde o možnost vypouštění neutralizovaného kondenzátu do VOC, je nutné tuto otázku vyjasnit s dodavatelem čistírny.)

Je možné předělat topný systém z klasického kotle na kondenzační?

Jak při instalaci, tak při výměně jakéhokoli zařízení na plynové palivo budete muset shromáždit příslušný balík dokumentů a projít stanovenými povolovacími postupy. Ale za prvé, reorganizace systému by měla být odůvodněna inženýrskými výpočty. Přeměna kotelny z jednoho typu plynového zařízení na jiný bude samozřejmě vyžadovat materiální investice. Lví podíl na všech nákladech budou mít náklady na samotný kondenzátor a samotná instalace a zapojení nového kotle nebude velkou nákladovou položkou (např. firma Buderus k tomu poskytuje celou sadu speciálního příslušenství).

Hlavním problémem může být nutnost výměny komína. Plyny z kondenzačního kotle musí být odváděny kanálem, jehož materiál odolá destruktivnímu působení kyselin obsažených v kouři. Pro tyto provozní podmínky jsou navrženy keramické stavebnicové systémy, dvouokruhové izolované „sendvičové“ konstrukce z nerezové oceli a potrubí z tuhých polymerů. Pro snížení nákladů lze stávající komín modernizovat jeho obložením jednoplášťovou trubkou z nerezové oceli nebo pružnou plastovou manžetou.

Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram, aby vám nic neuniklo!

V současné době je podíl použití konvekčních nástěnných plynových kotlů v segmentu autonomních systémů zásobování teplem v Rusku asi 98%. Zbývající 2 % zabírají kondenzační plynové kotle. Pokusme se zjistit, co je důvodem tohoto konkrétního poměru.

Existuje několik hlavních mýtů a několik objektivních důvodů, které brání používání kondenzačních kotlů u nás. Média často upozorňují na nebezpečí používání kondenzačních kotlů kvůli tomu, že kondenzát vznikající při jejich provozu údajně ničí potrubí stavebních kanalizací. Toto tvrzení spadá do kategorie mýtů. Nástěnné plynové kotle však mají řadu vlastností z hlediska problematiky odvádění kondenzátu.

Spaliny z konvekčních nástěnných plynových kotlů s atmosférickými hořáky mají teplotu cca 14 0 °C. Přání využít tuto teplotu pro efektivnější provoz kotle vznikla již dávno, protože teplota zpátečky autonomního topného systému při použití radiátorů není větší než 6 0 °C. Boj o zvýšení účinnosti a možnosti regulace výkonu nízkoteplotních konvekčních plynových kotlů v širokém rozmezí (od 40 do 10 0 %) vedl k tomu, že teplota spalin je v některých režimech nižší než 10 0 °C a na jakémkoli předmětu, který je v kontaktu se spalinami a má teplotu nižší než 55–5 7 °C (rosný bod), dochází ke kondenzaci (fázový přechod z plynného skupenství do kapalného s uvolňováním latentního tepla fázový přechod). Tato kapalina stéká dolů v souladu se zákony gravitace. Pokud se v jeho cestě objeví předměty se slabou odolností proti korozi, nevydrží dlouho. Oblasti, kde se může objevit kondenzace v konvekčním kotli, jsou komín a výměník tepla.

Výměník tepla je ve většině případů vyroben z mědi jako materiálu s velmi vysokou tepelnou vodivostí. Ale měď není odolná proti korozi. Právě nedostatek levných konstrukčních materiálů pro výměníky tepla, které by odolávaly dlouhodobému agresivnímu působení kondenzátu, byl důvodem, který bránil použití kondenzačních kotlů. Kromě toho existovalo několik dalších omezujících důvodů:

• nízké náklady na palivo;
• špatná plynofikace oblastí, kde žije obyvatelstvo;
• použití litiny jako hlavního konstrukčního materiálu pro vnitřní inženýrské sítě odvodňovacích systémů budov;
• vyšší náklady na kondenzační kotle ve srovnání s konvekčními kotli.

Použití kondenzačních kotlů má řadu výhod. Především je to vyšší energetická účinnost a nižší úrovně emisí skleníkových plynů vznikajících při spalování paliva.

Pokud jde o tvrzení o škodlivosti kondenzace z kondenzačních kotlů a její destrukci vnitřní kanalizace budov, tyto útoky proti nástěnným plynovým kotlům nemají opodstatnění.

Kondenzát spalin z nástěnných plynových kotlů je agresivní, kyselé prostředí. Kondenzát plynového kondenzačního kotle je však mírně kyselé médium s hodnotou pH od 5,3 do 3,8 a použití mědi, uhlíkové oceli a litiny pro díly ve styku s touto kapalinou je vyloučeno. Ten je však méně agresivní než kondenzace z olejového kondenzačního kotle. Nápoj Coca-Cola má například pH 2,5. To znamená, že je agresivnější než kondenzát z plynového kotle. Mnoho čisticích prostředků používaných k čištění vodovodních armatur, ztvrdlých usazenin soli, rzi a schválených pro prodej v maloobchodech má hodnotu pH 0–1,9. Po použití se doporučuje spláchnout je do odpadu. Úroveň kyselosti těchto chemikálií je výrazně vyšší než úroveň kyselosti kondenzátu plynového kotle. Domovní kanalizační systémy jsou v současné době instalovány z plastových trubek odolných vůči kyselinám. To znamená, že otázka zničení takových trubek kondenzátem není zvažována.

Domovní odpad vypouštěný kanalizací je obecně alkalické povahy a přidáním slabě kyselého kondenzátu při provozu nástěnných kotlů je tento odpad neutrálnější. Otázkou je, jaké je množství kondenzátu? Podle výrobců nástěnných kondenzačních kotlů je v závislosti na konstrukci a nastavení množství vzniklého kondenzátu cca 0,1–0,15 litru na 1 kWh přijaté energie.

S přihlédnutím k tomu, že kotle pracují na maximální výkon po dobu maximálně 1 % topného období a příprava teplé vody netrvá déle než dvě hodiny denně (při provozu na maximální výkon kondenzace prakticky není forma), můžeme předpokládat, že axiomem je, že průměrné množství kondenzátu v nástěnných kotlích používaných pro autonomní systémy zásobování teplem pro jednotlivé domácnosti o ploše do 0 m² je asi 200 litrů za den. Odpad z domácností do kanalizace od čtyřčlenné rodiny činí více než 20 litrů denně. Můžeme tedy konstatovat, že kondenzát plynového nástěnného kotle má malý vliv na celkový vodíkový index odpadních vod a dokonce je činí neutrálnějšími.

V systémech s centralizovanou likvidací odpadních vod nemůže být otázka nebezpečí kondenzátu dále diskutována. Například v Německu je povoleno odvádět kondenzát z kondenzačních plynových kotlů o výkonu do 200 kW do obecné kanalizace.

Ani pro autonomní systémy likvidace odpadních vod – ve formě septiků s biologickým rozkladem odpadních vod – není kondenzát prakticky nebezpečný. Ředí se právě těmito odpadními vodami, které vznikají v procesu lidského života. Problémy se septiky mohou nastat pouze při dlouhodobém provozu kotle v nepřítomnosti osob. Ale tento případ lze snadno vyřešit instalací nejjednodušších neutralizátorů odvodu kondenzátu, které se skládají z malé mezinádoby naplněné neutralizační směsí, která by měla být vyměněna jednou za sezónu.

Problematika nutnosti omezení používání kondenzačních nástěnných plynových kotlů z důvodu problémů s odváděním kondenzátu je spíše psychologického než technického rázu. Technologická nebezpečí jsou tedy v tomto případě skutečným mýtem.