Použití kondenzačních kotlů: cena úspory |

V prodejnách topné techniky jste se pravděpodobně setkali s modely plynových kotlů s účinností vyšší než 100 %. Zdálo by se, že takové ukazatele výkonnosti jsou nereálné. Je to pravda? Zkusme přijít na to, zda jsou kondenzační kotle opravdu dobré, nebo jde jen o chytrý marketingový tah.

Princip činnosti kondenzačního kotle

Tento typ plynového topného zařízení je schopen získávat tepelnou energii jak ze spalovacího paliva, tak ze spalin (z kondenzátu).

Při spalování se ze vzduchu uvolňuje vodní pára. Konvenční kotel jej uvolňuje do atmosféry komínovým systémem. V tomto případě však dochází ke ztrátě určitého množství energie, která vzniká při ochlazení páry a vysrážení kapaliny (kondenzátu). Tepelná ztráta může činit až 10 % promarněného plynu, za který majitelé domu či bytu platí měsíčně v topné sezóně. Na rozdíl od tradičních kotlů zachycují kondenzační kotle páru ve speciálním výměníku tepla se zvětšenou plochou, kde kondenzát vypadává a vzniklá tepelná energie se využívá k ohřevu chladiva.

U kondenzačních kotlů jsou uvedeny ukazatele účinnosti vyšší než 100 % ve srovnání s tradičními modely. Například ukazatel 109 % znamená, že kotel využívá 100 % nižšího tepla ze spalování paliva a 9 % tepla kondenzátu. Skutečná účinnost kondenzačního kotle samozřejmě nemůže přesáhnout 100%, jde tedy částečně o marketingový tah. Rozdíl v účinnosti je však přítomen a dosahuje v průměru +7-9%.

Rozdíly mezi kondenzačními kotli a klasickými kotli

• Tepelný výměník kondenzačních topných jednotek musí být žáruvzdorný i kyselinovzdorný. Proto se vyrábí z kovů odolných vůči kyselinám (nerez, silumin). Vodní kondenzát má destruktivní účinek na litinu a ocel.
• Další forma výměníku tepla. U kondenzačních kotlů je výměník tepla navržen tak, že teplosměnná plocha je větší. Lze použít trubky se složitými průřezy a spirálovými žebry.
• Přítomnost ventilátoru pro nucený přívod směsi plynu a vzduchu do hořáku. Hořák s nuceným oběhem vzduchu je umístěn tak, aby na něj nepadala kondenzace.
• Hospodárný. Pomocí energie kondenzátu kotel spálí méně plynného paliva při stejných rychlostech ohřevu chladicí kapaliny. Díky tomu můžete ušetřit až 15 % paliva.
• Šetrné k životnímu prostředí, nízké emise do atmosféry. Dnes je v mnoha zemích instalace nekondenzačních plynových kotlů zakázána z důvodu přísné ekologické legislativy. V Evropě jsou nejžádanější a nejoblíbenější modely kondenzačních kotlů.

Klady a zápory kondenzačních kotlů

Kondenzační kotle mají mnoho výhod.

• Spotřebovávají méně paliva a snižují spotřebu plaza v průměru o 5-35 % (v závislosti na regionu, kde se dům nachází, stupni izolace, počtu žijících lidí atd.).
• Velkou výhodou kotlů kondenzačního typu je jejich vysoká provozní účinnost při nízkých teplotách. Tradiční kotle se doporučuje provozovat při teplotách ne nižších než +60-65 stupňů Celsia. Horké spaliny se dostávají do kontaktu se stěnami nedostatečně horkého výměníku, čímž dochází ke kondenzaci, která nejprve způsobí tvorbu plaku a následně může dojít k destrukci stěny výměníku. Proto je nemožné často provozovat tradiční kotel při nízkých teplotách. Kondenzační kotle naopak dobře interagují s kondenzátem a získávají z něj energii, jsou přizpůsobeny na nízkoteplotní vytápění a v takových podmínkách nedochází k urychlenému opotřebení.
• Kotle, které využívají energii kondenzátu, perfektně fungují s automatizací kompenzovanou počasím. I když automatika z důvodu úspory plynu změří teplotu venku a na kotli nastaví nízkou teplotu, zařízení se nepoškodí. Mikroklima v domě bude pro obyvatele příjemnější.
• U mnoha dvouokruhových kotlů má modulační hořák zvýšený rozsah spínání výkonu, což umožňuje zařízení pracovat při nízkých výkonech (10-20 %). To umožňuje kotli konzistentně ohřívat vodu i při nízkém tlaku (například pokud potřebujete umýt malé množství nádobí). V tomto případě kotel nemusí cyklovat (zapínat a vypínat hořák) ani přehřívat vodu. Nedochází k urychlenému opotřebení součástí a sestav kotle v důsledku častého zapínání a vypínání. Zvýšená účinnost.
• Kondenzační modely převyšují tradiční modely v účinnosti o 7-9 % i více.
• Splňuje přísné ekologické normy. Mají nižší teplotu spalin.
• Díky kompaktním rozměrům mají kondenzační topné kotle vysoký výkon.
• Široká škála modelů vám umožňuje vybrat si variantu pro každou místnost, ať už je to byt, dům nebo komerční objekt.
• Kondenzační kotle jsou vybaveny spolehlivou a moderní automatizací.
• Není pro ně potřeba vybavovat samostatnou kotelnu.

Kondenzační kotle nemají téměř žádné nevýhody. Potřebují koaxiální komín („pipe-in-pipe“), ale jeho montáž je jednodušší než klasický vertikální. Nepříjemnosti mohou nastat pouze v případě, že starý dům již má klasický komín.

Cena kondenzačního kotle je většinou vyšší než u klasického kotle, ale to je kompenzováno úsporou nákladů na vytápění při provozu. Doba návratnosti se pohybuje od několika do 10+ let a závisí na mnoha okolnostech. Proto se doporučuje nejprve kontaktovat specialisty v oblasti projektování topných systémů pro výpočet budoucích přínosů.

Výrobci kondenzačních kotlů

Technologii získávání tepelné energie z kondenzátu využívá většina známých výrobců topné techniky, například Baxi, Protherm, Vaillant, Viessmann, Buderus atd.

Populární řada kondenzačních kotlů:

• Vaillant ecoTEC plus a ecoTEC pro, ecoVIT
• Protherm Lynx MKO, MKV
• Buderus Logamax plus
• Viessmann Vitodens
• Bosch kondenzuje
• a další.

Kde koupit kondenzační kotel?

V internetovém obchodě Teplo-Comfort si můžete objednat kondenzační kotle a související příslušenství. Dodávka se provádí v Moskvě a po celém Rusku.

Objednávku můžete zadat přímo na webu. Pokud máte další dotazy, můžete je položit telefonicky: +7 (495) 106-15-16.

Efektivní využití kondenzační techniky vyžaduje dodržení některých speciálních podmínek. Pokusme se je představit na základě analýzy otevřených zdrojů – tištěných materiálů od předních výrobců a dodavatelů. V článku je navíc uveden výpočet úspory nákladů při provozu kondenzačního kotle

Vznik a rozvoj kondenzační topné techniky byl způsoben potřebou efektivnějšího využívání drahého paliva v evropských zemích. Je totiž jasné, že čím dražší palivo, tím naléhavější je potřeba jeho co nejefektivnější spotřeby. V současné době již tato technika není na našem trhu topných zařízení exotická. Stále však dochází k častým případům, kdy se používají staré přístupy k organizaci topného systému nebo kdy chtějí stávající topný systém zhospodárnit jednoduchou výměnou topného kotle za kondenzační. Bez dodržení některých základních podmínek souvisejících se zvláštnostmi kondenzační techniky je v takových případech možné získat nulový nebo nevýznamný ekonomický efekt, který nebude splňovat očekávání investora.

<em><strong>Kondenzace znamená plyn?</strong></em>

V současné době je drtivá většina kondenzačních kotlů plynových. To je dáno takovými vlastnostmi zemního plynu, jako je výhodnost jeho dodávky a regulace, vysoká spolehlivost dodávky, umožňující vyhnout se jeho zásobování a skladování, lehkost a dobrá mísitelnost s okysličovadlem (vzdušný kyslík), čistota, stabilita a úplnost spalování , velký rozdíl mezi nejvyšší (dále jen HCV) a nižší (dále jen NCV) výhřevností.

Všechny druhy paliv používaných v generátorech tepla produkují při svém spalování spaliny, které nutně obsahují vodní páru. Tato voda vzniká jak při chemické reakci oxidace vodíku, který je součástí paliva, tak je obsažena ve vzduchu sloužícím k podpoře spalovacího procesu paliva. Vzhledem k tomu, že spaliny opouštějí spalovací komoru za vysokých teplot, je veškerá voda ve formě páry. Celkové množství tepla uvolněného při spalování jednotky měření paliva (kilogram, litr nebo metr krychlový) s přihlédnutím ke kondenzačnímu teplu uvolněnému při ochlazení spalin na teplotu 20 °C se nazývá vyšší výhřevnost. hodnota (HCV) paliva. A to bez zohlednění kondenzačního tepla vodní páry – nižší výhřevnosti (NCC) paliva.

Je zřejmé, že čím více vodní páry je ve spalinách, tím větší je rozdíl mezi vyšším a nižším spalným teplem paliva. Množství vodní páry zase závisí na složení paliva. U některých druhů paliv jsou hodnoty vyšších a nižších výhřevnosti uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1. Hodnoty vyšších a nižších výhřevností pro některé druhy paliv

Jak je patrné z tabulky, největší potenciální účinnost využití latentního tepla kondenzace vodní páry má palivové dřevo s běžnou vlhkostí 40 % (více než 80 % rozdílu mezi HTS a LTS) a metan (11,2 %). Pokud jde o dřevo, použití ekonomizéru/kondenzátoru není u domácích kotlů obvyklé kvůli vysoké ceně takového zařízení (používají se oceli odolné kyselinám a zásadám) a nízké ceně paliva. Ale pro průmyslové kotle, kde je spotřeba nízkokalorického paliva velmi významná, se takové kondenzační výměníky tepla používají poměrně často.

Vrátíme-li se k domácím kondenzačním kotlům na zemní plyn, je třeba poznamenat, že ne všechny možné rozdíly mezi vyššími a nižšími výhřevnostmi uvedenými v tabulce lze technicky využít. Dochází ke ztrátám jako neúplná kondenzace veškeré vodní páry ve spalinách, ztráty při výměně tepla atd.

Výhoda v provozní účinnosti kondenzačních plynových kotlů oproti nekondenzačním plynovým kotlům je dobře patrná při porovnání tepelných ztrát kotlů (obr. 1). Technologie kondenzačních kotlů dnes umožňují dosáhnout účinnosti 108–109 % (vzhledem k nižší výhřevnosti).

<img src=”https://aw-therm.com.ua/images/uploaded/images/otoplenie/.thumbs/eca9947037475750cbb3e774f86310b4_0_500_0.jpg” /><em><strong>Rýže. 1. Výhody v provozní účinnosti kondenzačních plynových kotlů oproti nekondenzačním: a) užitečné teplo a ztráty u nekondenzačních kotlů; b) užitečné teplo a ztráty v kondenzačních kotlích (PCI = NTS)</strong></em>

Tak vysoké hodnoty jsou však dosažitelné pouze za určitých podmínek.

<em><strong>Podmínky provozu kondenzačního kotle</strong></em>

Ze školní fyziky víme, že k přeměně čisté vody na páru je nutné ji nejprve zahřát na saturační (varnou) teplotu, která je při normálním atmosférickém tlaku 100°C, a následně za dalšího přívodu tepla ohřátou voda se odpařuje při konstantní teplotě. Poté, co se všechna voda přemění na páru, s dalším přívodem tepla se vodní pára ohřeje. Při kondenzaci dochází k obráceným procesům. Nejprve se musí ohřáté spaliny obsahující vodní páru ochladit na teplotu, při které začíná kondenzace (rosný bod), a poté, zatímco se pokračuje v odebírání latentního tepla vypařování, musí být vodní pára ze spalin kondenzována při konstantní teplotě. Procesy přenosu tepla v kotli probíhají nepřetržitě stěnou výměníku tepla a jsou kvantitativně popsány základní rovnicí přenosu tepla:

kde Q je množství tepla (tepelný tok, tepelné zatížení výměníku tepla), W; k – součinitel prostupu tepla, W/(m 2 K); F – plocha teplosměnné plochy výměníku tepla, m2; Δt_ženatý – průměrný rozdíl teplot chladicí kapaliny, °C.

Aby proces výměny tepla mohl proběhnout, musí existovat rozdíl teplot chladicích kapalin (teplotní tlak). Efektivní proces nastává při rozdílu teplot minimálně 10–15 K. U kondenzačního kotle jsou teplejším chladivem, které vydává teplo, spaliny a chladivem, které teplo přijímá, je voda. Plynné chladivo (spaliny) má výrazně horší charakteristiky přenosu tepla a hmoty ve srovnání s kapalinou (voda). Výhřevnost 1 kg mokrých spalin při teplotě 60°C je asi 64 kJ, přičemž výhřevnost stejné hmotnosti vody při stejné teplotě je 251 kJ. Molekuly plynu hůře přenášejí teplo jak mezi sebou, tak i na stěnu výměníku. Abychom pochopili, o kolik horší je přenos tepla ze spalin ve srovnání s vodou, aniž bychom se zabývali teorií přenosu tepla a úvahami o kriteriálních rovnicích, porovnáme pouze celkové koeficienty prostupu tepla obou médií. Pokud je tedy v případě přenosu tepla tenkou ocelovou stěnou z plynů do vody součinitel 11,3 W/(m 2 K), pak z vody do vody je to 340–400 W/(m 2 K).

Pro přenos stejného množství tepla, při stejném rozdílu průměrných teplot chladiv, tedy budeme potřebovat plochu výměníku tepla 30–40krát větší v případě přenosu tepla z plynů do vody než z vody do voda. To znamená, že v případě chlazení spalin kondenzačním výměníkem, čím blíže je teplota spalin rosnému bodu, tím efektivnější bude provoz výměníku a tím dokonalejší bude odběr latentního tepla. odpařování z kondenzovaných par bude.

Vzhledem k různému složení spalin pro různé druhy paliva je rozdílná i teplota rosného bodu (obr. 2).

Rýže. 2. Křivky rosného bodu pro metan a motorovou naftu v závislosti na poměru přebytku vzduchu

V budoucnu budeme předpokládat, že pro zemní plyn je rosný bod 55°C. Čím více se teplota spalin blíží této hodnotě, tím méně je třeba je chladit ve výměníku tepla plyn-voda, čímž se výrazně zmenší jeho teplosměnná plocha.

Na druhou stranu z výše uvedené rovnice přenosu tepla je zřejmé, že čím vyšší je rozdíl průměrných teplot chladiva, tím intenzivnější je přenos tepla. Odtud dostáváme druhou podmínku pro efektivní provoz kondenzačního kotle – teplota chladicí kapaliny by měla být co nejnižší než je rosný bod.

<em><strong>Komponenty účinnosti</strong></em>

Ve skutečných topných systémech pracuje kondenzační část kotle při teplotě vratné chladicí kapaliny. Proto jsou pro efektivní provoz kondenzačních kotlů nejžádanější provozní plány nízkoteplotního systému. Nejběžnější pro evropské území je nízkoteplotní režim 40/30°C (40°C je teplota přívodu chladiva do topného systému, 30°C je teplota zpátečky chladiva do kotle). Tento graf je typický pro plošné topné systémy („teplé podlahy“, stěnové topné panely) s velkou topnou plochou.

V případě kondenzačního kotle pracujícího v nízkoteplotních panelových topných systémech nebo s podlahovým vytápěním s plánem 40/30°C jsou nízké teploty vratné kapaliny vždy pod teplotou rosného bodu, takže v kotli neustále dochází ke kondenzaci. Kotel pracuje po celou topnou dobu s maximální účinností.

Jak je to ale s rozpisy s vyššími teplotami, například 75/60°C, které se nejčastěji vyskytují u radiátorového vytápění a v případě současné přípravy teplé vody topným kotlem pro domácí potřebu?

V tomto případě je možné efektivní využití kondenzačního tepla po dobu cca 97 % trvání topného období. To platí pro venkovní teploty mezi -11°C a +20°C. I v systémech s topným médiem 90/70°C a s provozním režimem, ve kterém je teplota kotlové vody regulována v závislosti na venkovní teplotě, je doba využití kondenzačního tepla 80 % doby ročního topného období. . Provozní účinnost kondenzačního kotle je zde samozřejmě o něco horší než u harmonogramu 40/30°C kvůli menšímu rozdílu mezi teplotou vratné chladicí kapaliny a rosným bodem.

Charakter změny celkové účinnosti (účinnosti) kondenzačního kotle nebo systému „plynový kotel + kondenzační sekce „Totaleco“ je znázorněn ve schématu na Obr. 3. Absolutní hodnoty účinnosti pro různé konstrukce a typy kondenzačních kotlů se samozřejmě budou mírně lišit, ale zákon nelineární změny zůstane stejný. Jak vidíte, nejúčinnějšího provozu kondenzačního kotle (maximální účinnosti) je dosaženo při nízkých teplotách vratné chladicí kapaliny (25–30 °C) a nelineárně klesá s rostoucí teplotou vratné chladicí kapaliny, přičemž dochází ke zlomu v rosném bodě. Dále se zvýšením teploty vratného chladiva nad rosný bod se účinnost kondenzační sekce kotle stává nulovou, tzn. Neexistuje žádný režim kondenzace.

Rýže. 3. Změna účinnosti kondenzačního kotle v závislosti na teplotě zpátečky

<em><strong>Způsoby, jak zvýšit efektivitu</strong></em>

Účinnost kondenzačního kotle v systému bez výměny topných zařízení (radiátorů) lze zvýšit použitím přídavných výměníků tepla voda-voda v akumulačních nádržích s teplotním oddělením. A to je možné pouze u kondenzačních kotlů s hydraulicky izolovanou kondenzační sekcí (ekonomizérem) nebo s odděleným kondenzátorem. Na Obr. Obrázek 4 ukazuje hydraulické schéma takového kondenzačního kotle s vestavěnou kondenzační částí. Na obrázku není akumulační nádrž se schopností odsávat vodu různých teplot, ale lze si ji snadno představit na příkladu vysoké hydraulické jehly s odsávacími trubkami v různých výškách.

Rýže. 4. Hydraulické schéma kotle s vestavěnou kondenzační částí

V případě odběru vody z teplovodního systému je voda o teplotě 55–57 °C odebírána z horní zóny zásobníku, kde je instalován spirálový nebo teplovodní bojler, který je ohříván nejteplejší chladicí kapalina z kotle (červené potrubí). Voda je v tomto případě přiváděna do kondenzační sekce z nejnižšího místa odběru akumulační nádrže, kde (v závislosti na konstrukci kotle a průtoku teplé vody) není teplota vody o mnoho vyšší než teplota vody. z vodovodu (teplota vody z vodovodu 5–15 °C v závislosti na povětrnostních podmínkách, vodovodních systémech atd.). Toto je modrá čára na hydraulickém schématu. Pokud neteče voda ze systému TV, je kondenzační sekce napájena vodou ze stejného odběrného místa zásobníku. V tomto případě může dojít k mírnému snížení provozní účinnosti kondenzačního kotle v důsledku zvýšení teploty vratné chladicí kapaliny vstupující do kondenzační sekce. Teplo přijaté v kondenzační části a nekondenzační části je v tomto případě odváděno do střední části akumulační nádrže, do zóny střední teploty. K dalšímu oddělování vrstev vody v nádrži po výšce dochází v důsledku přirozené konvekce vody v důsledku rozdílu teplot a hustoty.

Až dosud jsme se nedotkli průtoků chladicí kapaliny za předpokladu, že v systému budou instalovány dobře navržené a vypočítané specializované kondenzační kotle. Ale vždy je tu duch invence, charakteristický pro země s nízkou životní úrovní. V tomto případě je pro efektivní využití kondenzačního tepla nutné pamatovat i na korespondenci průtoků chladiv (spalin a vody), které se určují z bilance tepelných toků.

<em><strong>Náklady na úsporu plynu</strong></em>

Návratnost použití kondenzační technologie lze snadno odhadnout na základě následujících úvah:

• Pro výpočet vezměme NTS zemního plynu jako 10 kWh/m 3 ;
• spotřeba zemního plynu za měsíc na vytápění a přípravu teplé vody – 800 m 3 ;
• tarif pro všechny kategorie odběratelů zemního plynu (UAH za 1 tis. m 3 s DPH) je roven 8 548,92 UAH;
• průměrná účinnost (účinnost) kondenzačního kotle za topnou sezónu – 102 %;
• průměrná účinnost (účinnost) nekondenzačního kotle za topnou sezónu je 92 %.

Rozdíl ve spotřebě zemního plynu za měsíc tedy bude:

800 – (800 ⋅ 92 %)/102 %=78,4 m3.

<strong>Úspora plynu za měsíc se rovná 78,4 m 3 ⋅ 8,55 UAH/m 3 = 670,32 UAH.</strong>

Nyní po výběru požadovaného kondenzačního kotle můžete určit jeho návratnost ve srovnání se stávajícím nebo navrženým nekondenzačním kotlem.

Úspěšné investice a správná rozhodnutí!

Důležitější články a novinky na kanálu Telegram a krásná videa na kanálu Youtube a TikTok. Udělejte to!