На этот миг приобретение большего КПД при иных неменяющихся условиях становится возможным за счет использования энергии окружающей среды. За данными технологиями перспектива, и уже в текущее время они все активней внедряются в нашу бытие. Но внедрение идет не в такой степени стремительно, чтобы изображать этот ход, как революцию. Популярностью это оборудование, разумеется же, пользуется, но, если сообщать о России, то это происходит только на теоретическом уровне. Единичные случаи применения скорее являются исключением и не приводят к массовому распространению на рынке. Поэтому из-за отсутствия немаленького спроса стоимость на это оборудование неконкурентна по сравнению с обширно распространенными газовыми котлами.

Если в обычном газовом котле принцип работы довольно прост — тепло от сгорания газа передается на теплообменник и сквозь него посредством теплоносителя по трубам на нагревательные приборы (радиаторы отопления), то в конденсатной технике совокупный отбор тепла отличается от традиционной схемы. Здесь для передачи тепла теплообменнику применяется не только явная, но и скрытая теплота продуктов сгорания — теплота конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания газа.

При сгорании природного газа в смеси с воздухом за счет разрыва молекулярных связей молекулы метана выделяется теплота, и образуются новые вещества: двуокись углерода СО2 — примерно 8% по объему, влага Н2О — 10–11% по объему и маленькое число окислов азота NOx и углерода СО. Остальной объем отходящих газов составляют не окислившийся азот и не прореагировавший кислород (2–3% остаточного О2).

Продукты сгорания отдают теплоту протекающему посредством теплообменник теплоносителю, нагревая его и охлаждаясь сами. При данном они отдают так называемую “явную” либо “ощущаемую” доля своей теплоты.

Если продукты сгорания охладить ниже определенного значения температуры до, так называемой, “точки росы”, то содержащийся в продуктах сгорания пар начнет конденсироваться, то есть перескакивать из газообразного состояния в жидкое. При данном выделяется “теплота фазового перехода” — теплота, которую нужно придать воде для изменения фазового состояния. Это численность теплоты является физическим свойством воды. Оно равняется 2260 кДж на кг испарившейся либо сконденсировавшейся воды и 334 кДж на кг замерзшей либо растаявшей воды.

Процесс поглощения либо выделения “скрытой” теплоты иллюстрирует образец, показанный на рис. 1.

Если ломоть льда массой 1 кг приступить нагревать, то лед будет повышать свою температуру до точки таяния, которая при нормальных условиях составляет 0°C (точка 1). После данного, несмотря на продолжающийся нагрев, лед не будет повышать свою температуру, а будет перескакивать из твердого состояния в жидкое, в то время как весь не растает (до точки 2). Количество израсходованной для нагрева теплоты, необходимое для совершения фазового перехода, будет численно равняться теплоте фазового перехода воды из твердого состояния в жидкое и составит 334 кДж. Продолжая нагревать воду, мы повысим ее температуру до тех пор, в то время как она не достигнет температуры точки кипения 100°C (точка 3). Несмотря на продолжающийся нагрев, влага не будет изменять свою температуру. Подводимая к ней в это миг теплота будет расходоваться на переход воды из жидкой фазы в газообразное состояние. За момент, в течение которого вся влага (1 кг) выкипит (точка 4), число теплоты составит 2260 кДж. Это и будет “скрытая” теплота фазового перехода, которой в настоящий момент обладает водяной пар, вообще его температура не изменилась и по-прежнему равняется 100°C.

После перехода всего количества воды в газообразное состояние разрешено продолжить нагрев наиболее пара (до точки 5). Перегретый водяной пар c температурой выше точки кипения и держится в горячих продуктах сгорания. Часть выделившейся при горении химической теплоты горения, а как раз 2260 кДж на кг образовавшегося пара, держится в них виде “скрытой” теплоты водяного пара, которая может быть использована только в результате обратного перехода воды из газообразной фазы в жидкую.

Если охлаждать 1 кг перегретого пара, его температура будет понижаться покуда не достигнет температуры конденсации (от точки 5 до точки 6). При атмосферном давлении данная температура для насыщенного пара ещё будет равняться 100°C. В течение некоторого времени температура пара, несмотря на отводимую от него теплоту, преображаться не будет. Это и есть ход “возвращения” затраченной при испарении “скрытой” теплоты. После того, как мы отведем от пара то численность теплоты, которое затратили на его испарение (2260 кДж), весь пар перейдет в жидкое состояние (точка 7) и температура образовавшегося конденсата (воды) при продолжающемся отводе теплоты будет уменьшаться, покуда не достигнет температуры замерзания 0°C. Для того, чтобы перевести 1 кг жидкой воды в твердое состояние понадобится отвести от нее такое же число теплоты, которое мы затратили некогда на то, чтобы растопить 1 кг льда, превратив его в воду (334 кДж).

На этом примере показан только принцип фазового перехода и расшифровано понятие “скрытой теплоты пара”. Здесь не учитываются наиболее всевозможные факторы, влияющие на ход в реальной жизни. Температура точки росы, в зависимости от конкретных условий, может быть различной.

Конденсатные котлы создают условия для выпадения конденсата водяных паров из продуктов сгорания, извлечения и дальнейшего использования их “скрытой” теплоты. Это производится путем охлаждения в специальном теплообменнике продуктов сгорания и содержащегося в них водяного пара ниже точки росы.

До какой температуры нужно вырабатывать охлаждение продуктов сгорания, чтобы достичь выпадения конденсата, нахождения “точки росы”, зависит от состава отработанных газов и содержания в них водяных паров. Практическое значимость, и все-таки, представляет не содержание влаги в продуктах сгорания, которое с трудом поддается измерению, а прямо связанные с ним величины содержания двуокиси углерода СО2 (в % от объема) в продуктах сгорания и коэффициент воздуха. Зависимость точки росы от вида сгораемого топлива, процентного содержания СО2 и влажности водяных паров в процентах по объему представлена на рис. 2.

С процентным содержанием СО2 в продуктах сгорания напрямую связана габаритность коэффициента избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха (лямбда) — это касательство по сути дела содержащегося в газовоздушной смеси количества воздуха к по идее необходимому для полного сгорания газа. Как видно из рис. 3, чем ниже тот самый коэффициент, тем выше лежит точка начала конденсации водяных паров из продуктов сгорания (например, при лямбда = 1,1 конденсация начинается при охлаждении продуктов сгорания до 56°C, а при лямбда = 2 — только при 40°C). Из выше сказанного вытекают условия максимального использования “скрытой” теплоты водяных паров конденсирующими аппаратами:
1. Система отопления, в которой установлен газовый конденсатный теплогенератор, должна трудиться как разрешено с больше низкими температурами теплоносителя (особенно важна температура обратной линии, так как конденсация начинается в хвостовых частях котла, омываемых обратным теплоносителем). 2. Конденсатный теплогенератор должен располагать высокоэффективный теплообменник, чтобы поспеть охладить продукты сгорания ниже точки росы за миг их прохождения сквозь него.
3. Конденсатный теплогенератор должен вкалывать с как позволительно меньшим коэффициентом избытка воздуха лямбда.

Из данного вытекает, что максимального эффекта — максимально полного использования энергии сжигаемого топлива — разрешается достигнуть только при эксплуатации конденсатного котла в низкотемпературной системе отопления, работающей немаленькую доля отопительного сезона, когда температура обратной линии поддерживается ниже температуры точки росы.

Исходя из 2-го и 3-го условий, конденсатный котел должен обладать ещё высокоэффективную горелку, которая позволила бы обрести качественную, ладно смешанную газовоздушную мешанина более того при небольшом коэффициенте избытка воздуха, поддерживала тот самый коэффициент на минимальном уровне в процессе работы и была бы способна одолеть высокое аэродинамическое сопротивление поверхностей специального теплообменника. По данной причине в конденсатных котлах используют вентиляторные горелки с полным предварительным смешением газа и воздуха.

При выполнении выше названных условий за счет частичного извлечения скрытой теплоты конденсации водяных паров и передачу ее в систему отопления инновационные конденсирующие теплогенераторы способны полезно применять до 6–9% (в зависимости от расчетных значений температуры систем отопления) скрытой теплоты, содержащейся в продуктах сгорания смеси воздуха и природного газа, в которой скрыто 11% от всей теплоты, образующейся при сгорании.

Зависимость количества образующегося конденсата и связанно с данным КПД от меняющейся в течение отопительного периода температуры обратной линии показана на рис. 4. В среднем за отопительный период инновационные конденсирующие газовые котлы способны добиваться КПД до 106–108%, рассчитанного сравнительно низшей удельной теплоты сгорания.

Описание принципа работы конденсатного котла дает четкое представление о частичной невозможности как можно больше результативно применять его в российских условиях. Как уже было отмечено выше, наибольшая эффективность, а сообразно увеличенный КПД, достигается при работе котла в низкотемпературной системе отопления. Когда речь идет о странах с довольно мягкими климатическими условиями, где для отопления помещений довольно применения низкотемпературных отопительных контуров, применение эдакий техники на самом деле целесообразно. Но более того в средней полосе России, при температуре окружающей среды зимой –20°C, эксплуатация отопительного котла в низкотемпературном режиме для отопления отдельного здания не принята — воздух в помещении может несложно не прогреться.

Положительные стороны низкотемпературной системы отопления в подлинное час все больше пропагандируются. Действительно, температура в помещении больше комфортна по сравнению с обычными системами, растёт срок эксплуатации оборудования, возникает вероятность использования современных полимерных материалов (труб, фитингов), рассчитанных на невысокую температуру, пропадает угроза случайного ожога и т.д.

С одной стороны, все преимущества налицо. Но с прочий стороны, это является привнесенным с европейского рынка и адаптировано в первую очередность к европейским условиям. Практически всякий европейский производитель газового отопительного оборудования в своем ассортименте имеет конденсатную технику.

Конденсационные котлы Baxi (Италия) настенные и напольные

Конденсационные котлы Ferroli (Италия) настенные и напольные

Конденсационные котлы Ariston (Италия) настенные

Конденсационные котлы Vaillant (Германия) настенные и напольные

Конденсационные котлы Viessmann (Германия) настенные и напольные

Конденсационные котлы Buderus настенные и напольные

Конденсационные котлы Bosch настенные

Конечно, проникновение передовых технологий на русский рынок это ладно, но когда все плюсы данных новшеств не могут всецело реализоваться либо ограничены территориальным использованием, толковать о повсеместном внедрении таковый продукции наравне с традиционными установками до срока.

Высокая цена конденсатных котлов при низкой стоимости газа — единственный из факторов, ограничивающих спрос на них в России.