Действительно ли КПД конденсационных котлов выше 100%: факты. Кпд конденсационного котла

Конденсационные котлы их применение

Почему КПД газового конденсационного котла больше 100%? Нарушает ли это законы физики?

КПД не может быть больше 100%. Показатель КПД для конденсащионных котлов превышает 100%. Это связано не с нарушениями законов физики, а с особенностями методики расчета КПД. Данная методика была разработана для традиционных котлов и не учитывает теплоты, выделяемой при конденсации пара, который образуется при сгорании газа. В европейских странах уже отказались от этой методики и привели все показатели КПД к более привычному виду (меньше 100%).

Основное отличие работы конденсационных котлов.

Отличие работы конденсационного газового котла от традиционного газового котла заключается в использовании не только тепла, выделяемого при сгорании газа, но и тепла, выделяемого при конденсации пара, образующегося при сгорании газа.

При расчете КПД отопительного котла используется отношение полезной теплоты, переданной теплоносителю, к теплоте сгорания топлива.

Для органического топлива различают низшую и высшую теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания связана только с прямым теплом, выделяемым при сгорании. Высшая теплота сгорания учитывает теплоту, выделяемую при конденсации образовавшегося пара. При сгорании природного газа (метана) выделяется углекислый газ и вода:Ch5 + 2 O2 = CO2 + 2 h3O. Вода при высокой температуре в области горения превращается в пар. Если этот пар затем охладить до температуры точки росы, то он опять превращается в воду и выделяет энергию в виде тепла. Размер этой теплоты составляет до 12% от основной теплоты сгорания газа.

При расчете КПД конденсационных котлов используется низшая теплота сгорания газа для того чтобы иметь возможность сравнить с КПД традиционных котлов. В итоге конденсационный котел использует всю низшую теплоту сгорания газа (98%) и плюс теплоту конденсации (12%), поэтому КПД конденсационных котлов достигает 110%.

Конструктивно газовые конденсационные котлы отличаются от традиционных котлов. Продукты сгорания проходят через теплообменник из нержавеющего материала и по мере прохождения остывают до температуры обратки системы отопления, которая должна быть меньше температуры точки росы (50-60°С). Образующийся конденсат имеет пониженную кислотность (РН=3,5-4,5, нормальная кислотность РН=7), поэтому при большом объеме конденсата (по итальянским нормам при суммарной мощности котлов более 116 кВт, по немецким - более 200 кВт) необходимо устанавливать специальные нейтрализаторов конденсата.

Количество конденсата: при работе конденсационного котла мощностью 35 кВт может образовываться конденсат в размере максимум 6,5 л/ч.

Конденсационные котлы - это новая технология в отопительной технике. Их КПД на 15-17% выше, чем у обычных котлов, причем КПД имеет максимальное значение при комфортном низкотемпературном отоплении (50/30 °С), в т.ч. отоплении теплыми полами; срок службы в 2 - 3 раза больше, чем у обычных навесных котлов; широкий диапазон модуляции; конденсационные навесные котлы могут иметь мощность свыше 100 кВт (обычные навесные котлы - не более 35 кВт).

У традиционных котлов образующиеся при сгорании топлива водяные пары вместе с дымовыми газами, имеющими температуру 100 - 170 °С, удаляются в атмосферу. Теплота сгорания топлива, которая используется в традиционных котлах, называется низшей теплотворностью топлива. В существующих на сегодняшний день методиках расчета КПД котлов она принимается за 100%. Энергия, выделяемая при конденсации паров воды, содержащихся в дымовых газах, составляет дополнительные 11%. Конденсационные котлы, благодаря внедрению новых технологий, используют эту дополнительно энергию конденсации пара для нагрева воды, поэтому они и называются конденсационными. Следуя такому расчету максимальный, теоретически возможный КПД конденсационных котлов составляет 111%. А полная энергия сгорания топлива, включающая энергию конденсации водяных паров, называется высшей теплотворностью топлива. Очевидно, что КПД конденсационных котлов превышающий 100% является условным, а правильное и понятное для всех значение КПД будет иметь, если при его расчетах за 100% принять высшую теплотворность топлива.

Пример состава потерь в котлах и их типичные значения КПД приведены в таблице.

Как видно из таблицы в конденсационных котлах не только реализована возможность получать дополнительную теплоту конденсации, но и снижены другие потери. Суммарный выигрыш для КПД составляет в среднем 15-17%.

Температура конденсации водяных паров в отходящих дымовых газах - около 57 °С. Именно ниже этой температуры в конденсационных котлах начинает выделяться дополнительная теплота конденсации. Для обеспечения конденсации пара в конденсационных котлах используется вода обратной линии отопительной системы. Чем ниже температура обратной воды в котле, тем больше выделяется теплоты конденсации, тем выше КПД котла. Максимальный КПД конденсационных котлов указывается обычно для температурного режима 50/30 °С.

Такие результаты получены, благодаря внедрению новейших технологий. Теплообменник конденсационных котлов, выполненный из высококачественной нержавеющей стали, имеет замкнутую спиральную конструкцию с множеством отверстий для прохождения газа. Дымовые газы после нагрева подающей воды, попадают в область низкотемпературной обратной воды. Благодаря этому достигается низкая температура охлажденных газов, что позволяет получить наибольшую теплоту конденсации водяных паров и наименьшие потери с уходящими дымовыми газами. Горелка из нержавеющей стали с предварительным смешением газа и воздуха обеспечивает также наиболее полное сгорание топлива.

rimko.org

КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ГАЗОВЫЕ КОТЛЫ КПД DE DIETRICH

ГАЗОВЫЕ КОНДЕНСАЦИОННЫЕ КОТЛЫ

Конденсационный котел DE DIETRIC INNOVENS MCA

Все последние годы отмечается заметный рост продаж газовых конденсационных котлов. Продажи этого вида оборудования растут как в мире, так и в России.Попробуем разобраться какие достоинства этого вида котлов обьеспечивают такую позитивную динамику. В первую очередь это очень высокий КПД (коэффициент полезного действия). Немаловажно и то, что такие котлы обеспечивают минимальный объем выбросов вредных веществ.

Обычно КПД конденсационных котлов указывается на уровне порядка 108%. Естественно КПД не может быть больше 100%. Имеется в виду, что они способны отбирать от продуктов сгорания так называемую «скрытую» теплоту конденсации содержащихся в них водяных паров. В результате такой конденсации можно получить дополнительно до 10 % тепла. Еще примерно 6% выигрываются за счет того, что потери в окружающую среду и потери с уходящими газами в конденсационном котле ниже, чем в обычном. Итого разница в КПД конденсационного и обычного котла равна примерно 16%.

КПД хорошего газового не конденсационного котла составляет примерно 92%. Если прибавить к этой цифре дополнительные 16%, то и получим в результате КПД в 108%.

Особенности систем отопления с использованием конденсационных котлов.

Для того чтобы на поверхностях теплообмена образовался конденсат из водяного пара, содержащегося в отводящихся газах, эти поверхности должны иметь температуру ниже «точки росы».

В случае с традиционными котлами, обычно, наоборот борются за то, чтобы температура поверхности была выше «точки росы». Поэтому гидравлические системы при применении конденсационных котлов принципиально отличаются от схем обычных котлов.

Для конденсационного режима требуется обеспечить более низкую, чем в традиционных котлах, температуру в подаваемом для нагрева теплоносителе (обратке котла).

Поэтому при установке конденсационного котла важно помнить, что обеспечить его преимущества может только правильно созданная низкотемпературная система отопления!

Исходя из условий, необходимых для конденсации водяного пара нужно построить систему так, чтобы температура в обратной линии была ниже 55 град °С. Для этого из гидравлической схемы должны быть исключены все устройства, предназначенные для повышения температуры обратной линии и необходимые в обычных котлах как раз с целью предотвращения образования конденсата: так, четырехходовые смесители нужно заменить на трехходовые, устранить трехходовые краны на отопительных приборах.

Для того чтобы низкотемпературная система отопления обеспечила помещение необходимым количеством тепла, потребуются радиаторы с бОльшей поверхностью (с бОльшим количеством секций), чем для обычной системы. Благодаря тому, что температура теплоносителя в такой системе ниже, то она прослужит дольше обычного.

Стоит помнить, что при низкой температуре обратной линии и штатном для данного типа котлов образовании конденсата нужно предусмотреть систему его отвода. В тех случаях, когда в соответствии с требованиями нормативных документов (большие кислотность и объем) слив его во внешнюю среду или в канализацию невозможен — смонтировать станцию нейтрализации конденсата.

Материал теплообменника для конденсационного котла

Как уже говорилось выше, условия эксплуатации газовых конденсационных котлов сильно отличаются от условий эксплуатации обычных котлов. Так для увеличения срока службы традиционных котлов предпринимаются различные меры по защите от низкотемпературной коррозии, то для конденсационного котла наоборот, чем больше конденсата, тем эффективней его работа. Поэтому для теплообменника конденсационного котла нужен такой материал, который сможет долго не разрушаться в условиях агрессивной рабочей среды при контакте с конденсатом.

Обычно для производства теплообменника конденсационных котлов используют алюминиевые сплавы или нержавеющую сталь. Более популярны алюминиевые сплавы.

Сплав алюминия и кремния имеет наибольшее количество благоприятных характеристик для использования его в конструкции моноблочных котлов средней и большой мощности.

1) Сплав группы Al-Si имеет схожую с эвтектикой структуру, то есть, фактически, при плавлении он ведет себя как чистое вещество с очень хорошей текучестью. Эта способность к литью дает возможность производить теплообменники с очень сложной формой, а значит, увеличить поверхность теплообмена и улучшить проток теплоносителя. Компактность и малый вес теплообменников достигаются благодаря свойствам алюминия: его коэффициент теплопередачи в 5 раз выше, чем у стали, а вес, напротив, в 3 раза меньше.

2) Однородность и гибкость сплава Al-Si позволяют использовать его при работе с высокими разностями температур между подающей и обратной линией котла (до 30 оС) без риска усталости материала теплообменника котла, вызванной повторяющимися тепловыми напряжениями в течение отопительного сезона.

3) Хорошая коррозионная устойчивость алюминия связана со способностью его поверхности становиться пассивной, то есть быть инертной по отношению к коррозии. При контакте с водой или кислородом на поверхности образуется сплошной защитный слой оксида алюминия: окись алюминия или “пассивный слой”.

Именно это свойство алюминия защищает поверхность теплообменника котла от агрессивного воздействия конденсатов во время контакта с дымовыми газами и делает этот металл идеально подходящим для принципа конденсации. В фазе конденсации стекание конденсата вниз по поверхности теплообмена обеспечивает самоочистку теплообменника из сплава алюминия с кремнием и предотвращает отложение остатков и несгоревших частиц, которые могут ослабить теплопередачу, сохраняя тем самым защитный алюминиевый слой, который гарантирует коррозионную устойчивость.

Благодарю представительство французской фирмы De Dietrich за помощь в подготовке этого материала.

В гамме продукции компании De Dietrich представлены как настенные (от 6,1 до 115 кВт), так и напольные конденсационные котлы (от 18 до 1303 кВт) с теплообменниками из сплава алюминия и кремния.

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > resant.ru/otoplenie-dachi.html

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

profiy.ru

Конденсационный котел: как работает, как КПД котла может быть больше 100%?

Не секрет, что конденсационный котел — один из самых экономных. Как работает конденсационный котел? В чем секрет его энергоэффективности? И как относиться к показателям КПД выше 100%, которые нередко указывают производители в технических характеристиках?

Как работает конденсационный котел: плюсы конденсации

Энергоэффективность конденсационных котлов в полной мере раскрывается в режимах пониженной нагрузки. Как и в обычных газовых котлах, здесь можно регулировать мощность. Можно нагреть воду до максимальных 85 градусов, но именно в режимах пониженной нагрузки конденсационный котел демонстрирует все преимущества по части энергоэффективности и наиболее высокий КПД.

Этим конденсационные котлы и отличаются от обычных. В обычных двухконтурных котлах при установке невысоких значений мощности всегда есть риск, что котел не успеет произвести достаточное количество горячей воды по причине меньшего КПД. В результате покупателю обычного двухконтурного котла приходится выбирать между более мощным котлом, который будет менее экономным и более экономичной моделью, но с риском, что она будет не успевать произвести необходимое количество горячей воды.

Конденсационный котел не имеет таких проблем. Их максимальный КПД при нагрузке составляет порядка 30%, и вам не нужно бояться, что можно купить котел слишком высокой мощности. Это не приведет к перерасходу газа. Более того, коденсационный котел с системой погодной регулировки в режиме неполной загрузки просто подает в систему отопления воду более низкой температуры. Следовательно охлаждение продуктов сгорания происходит более эффективно, конденсация — более интенсивная, а теплопотери через корпус котла — ниже.

Как КПД конденсационного котла зависит от режима мощности?

На иллюстрации видно, что КПД газовых котлов более ранних лет выпуска значительно ниже, чем у современных моделей. Наиболее очевидной разница становится при переходе от старых котлов советского периода к современным. Например, в период, когда котел потребляет порядка 20% мощности (в межсезонье), разница КПД доходит до 25%.

Даже в режиме максимальной мощности, когда КПД сводится фактически к нулю, разница в КПД все равно на уровне 8% в пользу конденсационных котлов. График наглядно показывает, что конденсационные котлы работают с более высоким КПД в режиме невысокой нагрузки, а большую часть отопительного сезона она именно такая.

Обратите внимание! На максимальой мощности (например, при нагреве горячей воды), конденсационный котел не конденсирует, поэтому и не раскрывает в полной мере своей энергоэффективности. Но даже в этом режиме его КПД выше, чем у обычного котла в тех же условиях. Причина в том, что у конденсационных котлов более эффективно работает теплообменник, где лучше охлаждаются продукты сгорания. 

КПД конденсационного котла выше 100%?

Очень часто в технических характеристиках конденсационных котлов указывается, что их КПД составляет 107-109%. Рзначает ли это, что котел выделяет больше, чем потребляет, иными словами, представляет собой вечный двигатель? Конечно же, нет. Речь идет об обычной маркетинговой уловке.

КПД котла — это соотношение объема тепла, передаваемого воде, к количеству тепла, которое получается в результате сжигания газа. Для обычного двухконтурного котла за 100 процентов принимают только объем котла, который тратится на нагрев воды за вычетом теплопотерь, которые обычно на уровне 5-6 процентов.

Но на самом деле далеко не все выработанное тепло передается воде. Так, порядка 11% этого тепла уходит на испарение влаги, уносимой с продуктами сгорания. Эти 11% в обычных котлах не имеют практической пользы, потому они и не принимаются в рачет. Но в конденсационных котлах как раз это тепло, затраченное на испарение конденсата, тоже применяется для нагрева воды. Не удивительно, что это тепло производители прибавляют к эталонным 100%, получая красивую цифру в 107, 109 или 111 процентов. Тем не менее, с точки зрения законов физики, такая цифра, конечно же, не является верной. Чаще всего все же указывается цифра КПД конденсационного котла в 107-109%, поскольку 2-4% списываются на неизбежные теплопотери.

domodel.net

Действительно ли КПД конденсационных котлов выше 100%: факты

Действительно ли КПД конденсационных котлов выше 100%?

Здравствуйте! Наша семья заканчивает строительство загородного дома. Собираемся подводить газ. Сейчас пытаемся определиться с отопительным оборудованием, которое нужно заказать. Многие фирмы рекомендуют поставить конденсационный котёл. Менеджеры утверждают, что КПД у них достигает 110% и такие котлы расходуют топлива намного меньше. Знакомый сантехник говорит, что КПД не может превышать 100% по законам физики и такие котлы не дают экономии в наших условиях. Подскажите, кто прав?

Правы оба.

Действительно, с точки зрения физики, КПД не может быть выше 100%. Прав ваш знакомый, но ведь и менеджер не лукавит. Дело в том, что отечественная методика определения коэффициента полезного действия такова, что изначально учитывается не вся тепловая энергия, образующаяся при сгорании топлива. Раньше считалось, что часть тепла априори «вылетит в трубу» вместе с паром, горячим воздухом и прочими продуктами сгорания. Принималась во внимание только первичная энергия, которую можно получить от пламени.

По отечественным нормам эффективность конденсационных котлов действительно превышает физически возможную величину. В ЕЭС методика расчёта давно изменена и, если вы посмотрите документацию на отопительное оборудование для европейского и российского рынков, значения КПД будут разными.

Дополнительные, якобы невозможные с точки зрения закона сохранения энергии, проценты КПД конденсационный котёл получает за счёт использования тепловой энергии конденсации жидкости и отходящих газов

Реальный КПД конденсационных котлов, определяемый по европейским методам расчёта, составляет примерно 95%. Эффективность обычных газовых котлов ниже на 12-17%. Теоретически, конденсационный котёл должен расходовать ощутимо меньше топлива. Однако, ваш знакомый сантехник отчасти прав, не всё так просто.

Мы уже упоминали, что в конденсационных котлах утилизируется энергия отходящих газов. За счёт специальной конструкции теплообменника в нём происходит отбор тепла от воздушной среды и конденсация водяного пара, которая также сопровождается выделением тепла. Кстати, это позволяет сэкономить на дымоходе: его диаметр меньше обычного, ведь объём «выхлопа» существенно ниже. К тому же, температура отходящих газов всего-навсего 30-50?С, можно использовать даже пластиковые трубы.

Принципиальная схема конденсационного котла. От обычного отличается верхней частью теплообменника. Обратите внимание на то, что газоотводная труба коаксиальная (двойная), присутствует слив образующейся жидкости

Но есть одна особенность: конденсация (а значит и экономия топлива) происходит лишь при условии, что температура теплоносителя не превышает 56?С. А у нас стандартной рабочей температурой считается 60/80?С. Если встроить конденсационный котёл в существующую традиционную систему отопления, в конденсационном режиме он будет работать лишь в межсезонье, и экономия вряд ли превысит 3-5% для центральных регионов.

Но в вашем случае можно обеспечить полную отдачу от инновационного оборудования. Для этого необходимо, чтобы система отопления, которую вы установите, была целиком низкотемпературной. Рекомендуемое значение теплоносителя — 35-40?С. В такие системы наилучшим образом встраиваются тёплые полы, ведь они изначально имеют ограничение по входящему теплу в 40?С. А вот батареи и радиаторы придётся рассчитать по-иному. Так как температура их будет ниже принятой, для обеспечения требуемой теплоотдачи придётся увеличить площадь. То есть, поставить больше секций.

На вопрос о целесообразности установки в загородном доме конденсационного котла мы однозначно можем ответить: да! Современное оборудование позволит сэкономить до 20% топлива. Но лишь при условии, что вся система будет выполнена в низкотемпературном варианте. А это вопрос «сегодняшних» и «завтрашних» денег. Конденсационные котлы на 10-25% дороже обычных аналогов, необходимо учесть и дополнительные расходы на отопительные приборы больших размеров. Эти деньги нужно будет отдать сейчас. Экономию вы получите ощутимую, но только завтра.

В Европе сегодня более 90% частного жилья оснащается низкотемпературными системами отопления на основе конденсационных котлов. Наши рачительные соседи умеют считать свои денежки. Нас же ещё не клюнул петух, цены на природный газ пока относительно низкие. В странах ЕЭС подобные системы сполна окупаются за год-два, в России пока за четыре-шесть лет.

Видео-обзор кондиционного котла Victrix 26 2 I

По материалам сайта: http://stroy-aqua.com

fix-builder.ru

Смотрите также

• 
  Котел пк 41
• 
  Запчасти котел ру
• Запчасти roca котлы
• 
  Газовый котел брэдфорд
• 
  Брэдфорд котел газовый
• 
  Galmet твердотопливные котлы
• 
  Котел тп 80
• 
  Каскад котлов отопления
• 
  Котлы твердотопливные николаев
• 
  Котел ткан 1
• 
  Lamborghini пеллетный котел