Jaký je rozdíl mezi kondenzačním kotlem a konvekčním kotlem?

Kondenzační kotle, které se objevily na ruském trhu před více než 10 lety, pokaždé s uvedením dalšího nového modelu vyvolávají diskusi o „výhodách“ a „nevýhodách“ technologie, opodstatněnosti investic a provozních funkcích. . Spotřebitelé mají na toto téma mnoho otázek a my se v tomto článku pokusíme na některé z nich odpovědět.

Myšlenka využití kondenzačního tepla, nebo, jak se také krásně říká, latentního tepla fázového přechodu, není nová. Tento jev se u chladicích strojů vyskytuje již více než 100 let. V topné technice však donedávna tradiční, známé také jako konvekční kotle, zcela uspokojovaly spotřebitele jako jednoduchý a spolehlivý zdroj tepla. Kde se tedy vzala potřeba vyvinout zásadně novou úroveň technologie? Recyklovat každou jednotku, aby se shromáždilo další kondenzační teplo?

Od nápadu k činu

Důvodem číslo jedna, jakkoli se to může zdát zvláštní, byla a je touha zachovat životní prostředí. Málokomu se to líbilo, ale mnozí si pamatují léto 2010, kdy požáry zachvátily téměř všechny regiony evropské části Ruska. Teď si představte, že takové léto bude každý rok. Že se vedro, hurikány, tornáda a záplavy stanou v našich zeměpisných šířkách normou. Mnozí spojují tyto přírodní katastrofy s globální změnou klimatu. I když skeptici tento názor zpochybňují, ujišťujíce, že člověk spolu se svými auty, průmyslem a „vypařováním“ megaměst je pro globální přírodu neviditelný a změna ledových a horkých období je přirozeným vzorem. Lidé však nechtějí věřit ve svou nevinu a snaží se něco změnit, začnou především u sebe. Od změny jejich postoje k prostředí, ve kterém žijí, k jejich přítomnosti a budoucnosti. V oblasti vytápění vedly takové myšlenky k vytvoření energeticky efektivních zařízení, mezi které patří i kondenzační kotle.

Touha starat se o životní prostředí se mimochodem rodí v hlavách nejen Evropanů. Číňané například za posledních třicet let vykročili za posledních třicet let v mnoha otázkách ze 17. století rovnou do století 21. a v technologiích vytápění se snaží přeskočit z doby kamen na uhlí a petrolej do doby větrných generátorů. solární stanice a kondenzační technika.

Včera to bylo levnější

Druhým důvodem je cena plynu. Růst výroby a rozsáhlá plynofikace země přispívá ke zvýšení poptávky po plynu a v důsledku toho ke zvýšení nákladů na energetické zdroje, což se samozřejmě odráží na účtech spotřebitelů, kteří jsou začínají přemýšlet o tom, jak ušetřit své peníze. Obezřetnost koncového klienta nutí developery zahrnout do svého návrhu nejen cenu za metr čtvereční, ale také kalkulace nákladů na energie. Architekti a projektanti hledají řešení, jak minimalizovat budoucí účty – kvalitní tepelnou izolaci oken a obvodových plášťů budov, správný rozvod tepla atd. Topenáři pracují na technologiích, které sníží spotřebu paliva a zvýší výkon spotřebičů.

Neexistuje žádný limit k dokonalosti

Třetím důvodem je dostupnost. Před deseti lety stál kondenzační kotel pětkrát až šestkrát více než běžný konvekční kotel. Ale každým rokem přibývalo nabídek na trhu, technologie zlevňovaly, což výrazně snižovalo rozdíl v ceně. Výrobcům se navíc podařilo dosáhnout požadované úrovně kvality jak jednotlivých komponentů, tak i designu jako celku. Mimochodem, z hlediska spolehlivosti, životnosti a účinnosti mají konstrukční prvky kondenzačních kotlů potenciál ke zlepšení, na rozdíl od konvekčních spotřebičů.

Voda má v přírodních podmínkách tři fyzikální skupenství: kapalné (vlastně samotná voda), plynné (pára) a pevné (led). Při přechodu z jednoho stavu do druhého voda vydává nebo absorbuje teplo. Jednoduchý příklad odpařovacího procesu je, když v horkém létě vyleze z vody člověk, který se právě vykoupal, a je mu zima. Vlivem tělesné teploty a slunce se voda odpařuje a odebírá teplo z povrchu kůže. Ve větrném počasí se zvyšuje odpařování, odebírá se stále více tepla a ruka okamžitě sahá po ručníku. Totéž platí pro přechod z plynného do kapalného skupenství. Pokud vytáhnete studenou láhev z lednice, okamžitě se na jejím povrchu vytvoří kapky. To je vodní pára, která byla ve vzduchu a zkondenzovala a láhev se trochu zahřála. Na stejném principu se rosa objevuje v letním večeru, kdy se vzduch ochlazuje a na povrchu trávy se tvoří kapky a teplo se přenáší na okolní těla a předměty.

Stojí za zmínku, že čím vyšší je nasycení párou, tím více tepla se uvolňuje při kondenzaci. Vzpomeňte si na téměř zapomenutou obyčejnou, nerychlovarnou konvici. Pokud zkondenzujete páru unikající z hubice konvice, pak teplo získané kondenzací dokáže ohřát k varu objem vody výrazně větší, než je objem samotné konvice.

Teplo vznikající při spalování paliva není nic jiného než proces oxidace hořlavých složek paliva za účasti kyslíku. Uvažujme nejběžnější plyn – metan (CH4).

CH4 +O2 = CO2 + 2H2O + teplo

V důsledku reakce s kyslíkem spolu s teplem a oxidem uhličitým vzniká voda ve formě páry. Podle uznávané terminologie se teplo, které se uvolňuje při spalování paliva, nazývá nižší výhřevnost paliva. Pokud začnete ochlazovat vodní páru, pak během kondenzace můžete získat teplo, nazývané teplo vypařování/kondenzace. Součet nižšího spalného tepla a kondenzačního tepla se bude nazývat vyšší spalné teplo paliva.

Celým smyslem technologie kondenzačního vytápění je ochlazení zplodin hoření pod rosný bod a dobré využití kondenzačního tepla. Ale na rozdíl od čisté vodní páry má vodní pára ve spalinách mírně odlišné vlastnosti, protože jsou smíchány s jinými plyny. V důsledku toho závisí teplota, při které začíná kondenzace, na složení spalin. A ty jsou zase určeny typem paliva a stupněm nasycení spálené směsi plynu a vzduchu vzduchem. Například při spalování metanu bude rosný bod (začátek kondenzace) 55 °C a pro motorovou naftu – 45 °C.

Pamatujete na konvici? Takže nasycení vodní páry závisí také na typu paliva. Z níže uvedené tabulky je vidět, že největší kondenzační teplo lze získat spalováním metanu:

Druh paliva Nižší výhřevnost Vyšší výhřevnost Rozdíl, %

Motorová nafta 10,600 10,210 kcal/kg 3,82 XNUMX kcal/kg XNUMX

Petrolej 10,700 10,290 kcal/kg 3,98 XNUMX kcal/kg XNUMX

Metan 9,530 8.570 kcal/m³ 11,20 XNUMX kcal/m³ XNUMX

Propan 23,850 kcal/m³ 21,600 kcal/m³ 10,42

Butan 30,500 28,300 kcal/m³ 7,77 XNUMX kcal/m³ XNUMX

Při uvádění technických charakteristik konvenčního tradičního konvekčního kotle obvykle najdete následující ukazatele:

Maximální tepelný příkon: 26,7 kW (teplo vyrobené spalováním paliva).

Maximální užitečný tepelný výkon: 24,03 kW (teplo předané chladivem do topného systému).

Rozdíl je 2,67 kW, neboli 2,67/0,267 = 10 %! Kde jsou? 2 % jsou ztráty stěnami kotle, 8 % připadá na spaliny. Ve výsledku je účinnost (faktor účinnosti) 90 %. A to je dobrý ukazatel. Ve skutečnosti je však tato hodnota vypočítána na základě nižší výhřevnosti paliva bez zohlednění kondenzačního tepla. A když k tomu připočteme latentní teplo získané v kondenzačních kotlích, tak při výpočtu na základě nižší výhřevnosti může jejich účinnost přesáhnout 100 %.

I přesto, že metan je nejúčinnějším typem paliva, lze plynové kondenzační kotle používat i s jinými plyny, a to propanem a butanem, jejichž směsí se plní plynojemy. Protože pravidelné plnění a údržba plynové nádrže vyžaduje stálé náklady, spotřebitel se podvědomě (nebo ne) vždy snaží šetřit plyn. V této situaci je kondenzační kotel vhodný nejen jako generátor sice malého, ale dodatečně vyrobeného tepla, ale také jako zařízení s širokým rozsahem modulace výkonu (bez ohledu na výrobce). Šetří se tak plyn, protože spotřebitel nepřetápí dům. Překonfigurování hořáku na zkapalněný plyn se navíc provádí přepnutím nastavení kotle bez zásahu do jeho konstrukce.

Na ruském trhu existují kondenzační kotle na kapalná paliva i biopaliva, které se bohužel příliš nepoužívají.

Úspory paliva, které odůvodňují náklady na zařízení, jsou patrné zejména u plynových kondenzačních kotlů. U kotlů na kapalná paliva jsou úspory téměř poloviční a u kotlů na biopaliva velmi malé. V režimu kondenzace však mohou dosáhnout až 15 % dodatečného užitečného tepla a až 97 % účinnosti. To se děje v důsledku skutečnosti, že v takových kotlích je energie kondenzace páry získaná v důsledku reakce doplněna energií kondenzace vlhkosti odpařené z paliva.

Vezměme si opět jistý tradiční kotel s užitečným tepelným výkonem 24 kW. Minimální výkon, který dokáže vyrobit, je 11 kW. Ale pro malý dům o rozloze 80 m2 je toto množství tepla nadměrné. V důsledku toho se dům přehřívá, spotřebitel se cítí nepříjemně, otevírá okna, ale zároveň dále plýtvá plynem. Kondenzační kotel lze nastavit na provoz mezi 4-12 kW. A tady jde o výměník tepla použitý v takovém generátoru tepla. Konstrukce výměníků tepla od různých výrobců se samozřejmě liší, ale jejich společným „ideologickým“ rozdílem od oceli a litiny používaných v tradiční technologii je odolnost proti kondenzaci. Čím nižší výkon, tím nižší teplota. A tam, kde je nízká teplota, dochází ke kondenzaci, které se tradiční ocel a litina bojí. Pro malý dům je vhodné nejběžnější a nejjednodušší řešení – kondenzační nástěnný kotel s „plným balením“ včetně čerpadla, expanzní nádoby, bezpečnostních a ovládacích prvků. Výkon takových kotlů bývá do 35 kW. Pro jeden nebo dva body TUV v domě postačí vestavěný výměník tepla. Pokud je potřeba více teplé vody, můžete nainstalovat externí bojler, jehož objem se volí podle průtoku.

Vezměme dům s větší plochou. Například 300 m2, s bazénem, ​​saunou a dalšími stavbami, kde je potřeba větší tepelný výkon, a kde už 35 kW nebude stačit. V tomto případě lze kotle kombinovat do kaskády nebo lze zvolit nástěnný kotel vyššího výkonu – od 50 do 100 kW.

Alternativou ke kaskádě je stojací kondenzační kotel. Výkon lze volit v rozsahu od 110 kW do několika megawattů (při kombinaci v kaskádě). Až donedávna byly takové zhušťovací nabídky vzácné, ale nyní jsou v nabídce téměř všech výrobců.

Samozřejmě, že tak ekonomické zdroje tepla, jako jsou kondenzační kotle, lze snadno kombinovat i s jinými „zelenými“ zdroji výroby – tepelnými čerpadly, solárními kolektory nebo kotli na jiné druhy paliv.

Široký výběr automatizace a aplikací umožňuje toto vše sestavit a ovládat kotelnu na dálku z chytrého telefonu nebo tabletu.

A nezapomeňte, abyste správně provedli tepelný výpočet domu a navrhli potřebné inženýrské sítě, potřebujete pomoc odborníka. Při prvním spuštění kotle byste neměli zanedbávat služby profesionálů. Nastavení kondenzačního zařízení je choulostivá záležitost. A bohužel ne všichni instalátoři mají tyto znalosti. Proto stojí za to vybrat ty organizace, které doporučuje výrobce.

Cena výměníku kondenzačního kotle včetně výměnných prací je srovnatelná s cenou klasického konvekčního kotle stejného výkonu. Jak minimalizovat dopad solí, suspendovaných látek, chladiva na výměník tepla a jaké jsou vlastnosti proplachování ucpaného výměníku?

Anatolij Viktorovič Kharitonov, asistent na Viessmann Academy v Rusku (značka Viessmann)

U kotlových zařízení řady pro domácnost se jako chladicí kapalina používá pitná voda. Pokud je tvrdý (více než 3,0 mol/m3), je nutné provést opatření k jeho změkčení instalací vhodného filtru s mechanickou předfiltrací. Často se však do systému nalévá nepřipravená voda, což vede k negativním důsledkům, a to k usazování solí tvrdosti na teplosměnném povrchu. A čím „tvrdší“ voda, tím větší vrstva sedimentu.

Tyto usazeniny vedou ke zhoršení přenosu tepla, což vede ke zvýšení spotřeby plynu a také k přehřívání samotného výměníku tepla. A to má přímý dopad na životnost zařízení, protože výměník tepla je „srdcem“ kotle.

Každý kondenzační kotel Viessmann má vestavěný systém pro neustálé sledování stavu výměníku tepla. Detekce usazenin soli ve výměníku tepla (prostřednictvím vodního okruhu) je diagnostikována v rané fázi neustálým sledováním teploty spalin. Při překročení maximální hodnoty se kotel vypne a toto překročení zobrazí na ovládacím panelu.

Výměník tepla Inox-Radial patentovaný Viessmannem z vysoce kvalitní nerezové oceli, který je instalován na všech nástěnných kondenzačních kotlích Vitodens, je jedna obdélníková spirála s jednoprůchodovým pohybem chladicí kapaliny, takže čištění takového výměníku není obtížný. Tato operace se provádí pomocí konvenční pračky a speciálních roztoků. Správná příprava kotlové vody a včasná údržba zvyšuje životnost kotle a odpadá výměna výměníku, což majiteli šetří peníze!

Přetrvává stereotyp, že kondenzační kotel může pracovat pouze s vyhřívanými podlahami. Ať už je to pravda nebo ne, pokusíme se to zjistit.

Účinnost a množství tepla získaného během kondenzačního procesu závisí na projektovaných hodnotách topného systému. Pro dosažení maximálního efektu kondenzace je nutné přivést teplotu spalin na rosný bod a tedy na hodnotu 55 °C.

Při vytápění domu podlahovým vytápěním se používají následující výpočty teplot: přívod 50–45 °C, zpátečka – 35–20 °C. Tyto hodnoty jsou ideální pro kondenzaci. Ale nemůžete instalovat teplé podlahy všude. Zejména pokud není kompletně rekonstruován otopný systém, ale pouze se mění zdroj tepla. Co se stane, když je starý topný systém dimenzován na přívodní hodnotu 90 °C a vratnou hodnotu 70 °C? Pokud je regulace teploty v topném systému závislá na venkovní teplotě, pak 80 % celé doby provozu bude kotel pracovat v kondenzačním režimu.

Majitelé soukromých venkovských domů si musí zajistit vytápění svých domů sami. Nejlepší možností pro vytápění je použití zemního plynu, protože je považován za levnější palivo než elektřina, topný olej a palivové dřevo. Moderní průmysl nabízí velké množství plynových kotlů Viessmann, ze kterých si majitel může vybrat ten vhodný. Svůj domov můžete vytápět pomocí kondenzačního nebo konvekčního topného zařízení. Pokusme se pochopit výhody každého z nich.

Plynové klimatizační jednotky

Uživatelé autonomních topných systémů mají zájem o výběr topných zařízení s vysokou účinností.

Kotel využívá ocelový komín

Zařízení na kondenzační plyn

Konstrukce kondenzačního systému se liší od konvekčního systému přítomností přídavného výměníku tepla. U kondenzačního kotle se teplo z odpadních produktů spalování znovu využívá, protože ve výměníku tepla, když chladivo dosáhne rosného bodu, se pára ochladí a přemění na kapalinu. Dodatečná energie získaná tímto procesem ohřívá kotel. Účinnost takového kotle je tedy vysoká. Pokud chcete instalovat vytápěné podlahy, je třeba dát přednost kondenzačnímu typu kotle.

Plynový konvektor zabírá málo místa

Konvekční zařízení

Jedná se o klimatizační zařízení, které je žádané v soukromých venkovských domech, kde není připojení k centralizovanému vytápění.

Konvekce (od slova konvekce) – znamená druh výměny tepla, kdy se teplé vzduchové hmoty pohybují ventilátorem.

Kompaktní model konvekčního plynového kotle

Konvekční kotel je svým vzhledem podobný elektrickému krbu, uvnitř kterého je umístěn hořák ve spalovací komoře. Díky vzduchu vstupujícímu do komory dochází ke spalování plynu a odstraňování odpadních látek.

Výkonný kotel vyžaduje samostatnou místnost

O principu práce

Konvekční plynový kotel je topná jednotka skládající se z výměníku tepla a hořáku, vybavená automatikou pro regulaci spalovacích procesů a odstraňování odpadních látek. Spalovací komora může být otevřená nebo uzavřená. Po vstupu plynu do topného systému se zapalovací hořák automaticky zapálí a pracuje v konstantním režimu.

Z něj se zapálí hlavní hořák, teplota chladicí kapaliny se přivede na úroveň nastavenou termostatem. Poté se hlavní hořák vypne automatickým zařízením. Když teplota klesne, termočlánek se spustí, ventil se otevře a je dodáván plyn. Při spalování paliva se ohřívá výměník tepla uvnitř konvekčního topného zařízení, ze kterého je teplo distribuováno pomocí ventilátoru instalovaného uvnitř konstrukce.

Takové procesy probíhají v jednotce cyklicky. Stupeň ohřevu rychle klesá, jak se vzdalujete od konvektoru. Toto zařízení nemá schopnost udržet teplo po dlouhou dobu po vypnutí. Proto jsou takové kotle vhodnější pro malé místnosti, garáže, dílny, které nejsou neustále používány.

Porovnání klasického kotle a kondenzačního kotle

Domácí konvekční kotle pracující na plyn používají hořáky s mikroflórou. V nich se plamen láme do samostatných malých ohnišť v podobě malých pochodní. Takový plamen podporuje rovnoměrné zahřívání výměníku tepla, což má za následek úplné spálení plynu a minimální tvorbu sazí.

Výstavba konvekčního plynového kotle

Uzavřená komora konvekčního kotle je považována za bezpečnější. Systémový ventilátor vhání vzduch do topeniště a výfukové plyny jsou odváděny koaxiálním komínem pomocí přetlaku. To znamená, že produkty spalování se nemohou dostat do místnosti s kotlem. Pokud má topná jednotka výkon menší než 30 kW, lze komín vyrobit vyříznutím otvoru do zdi. Systém s vysokým výkonem kotle vyžaduje vertikální výfukové potrubí na střeše.

Typy konvekčních kotlů

Plynové konvekční kotle se dělí:

• Jednookruhový. Jsou určeny pouze pro vytápění místnosti. V případě potřeby k němu lze připojit externí bojler pro zajištění teplé vody.
• Dvouokruhový. Kromě hlavní funkce – vytápění, se ohřívá i voda pro potřeby obyvatel. V tomto případě je připojen kapacitní termotank. Přes léto je topení vypnuté a kotel slouží pouze jako ohřívač vody. Dvouokruhové konvekční kotle topného systému vyžadují přísná omezení kvality vody. Jsou energeticky závislé na zdrojích energie. Pokud dojde k přerušení napájení, kotel přestane fungovat. Některé modely lze připojit k solárním panelům pro napájení. Takovou jednotkou je Bosch gaz 3000 w od německých výrobců.

• S piezo zapalováním, spouštěné mechanicky ručně.
• Elektronické zapalování, které jsou spouštěny jiskrovým nábojem, regulovaným automaticky.

• Podlaha modely jsou instalovány na podlaze nebo na speciální plošině – stojanu. Tyto typy se často používají v průmyslových podnicích, protože mají významnou sílu.
• Na zeď Konvekční kotle jsou umístěny na stěně, upevněny upevňovacími prvky a vybaveny potrubním systémem.

Plynový konvektor lze považovat za prvek designu místnosti

Vlastnosti nástěnných a stojacích kotlů

Plynové konvekční topné kotle mají výkon nepřesahující 100 kW, takže je lze použít v soukromých domech s malou plochou.

Výhodou nástěnných plynových spotřebičů, například Vitopend 100-W, je jejich kompaktnost. Váží 50 kg a mají rozměry 850 x 500 x 400 mm, modely s otevřenou komorou nejsou závislé na elektřině a perfektně zapadnou do designu každé místnosti.

Použití koaxiálního komína

Instalace takových jednotek není obtížná, ušetří spoustu peněz, protože není třeba samostatně instalovat čerpadla a kotel s expanzní nádobou.

Model nástěnného kotle je dodáván kompletní, po zakoupení takového zařízení se u vás doma objeví opravdová malá kotelna! Ostatně tělo jednotky je jak topná podložka, tak výměník tepla, je zde kruhové čerpadlo, teploměr s manometrem, expanzní nádoba. V ceně nástěnného plynového kotle jsou všechna výše uvedená zařízení, bez nich kotel nemůže normálně fungovat!

Kotle podlahového vytápění mají zvýšený výkon a lze je použít k vytápění velkých ploch.

Pro podlahové konstrukce jsou výměníky tepla vyrobeny z litiny nebo oceli. Ocelové kotle jsou lehké a vydrží menší nárazy při nakládání a vykládání. Životnost výměníků litinových kotlů je dlouhá. Navíc materiál nekoroduje.

Podlahový nebo stěnový model se vybírá v závislosti na topné ploše s přihlédnutím k výkonu topného zařízení.

Vlastnosti komína

Při hoření paliva vzniká pára, která je odváděna komínem, který musí být vyroben z materiálů nepodléhajících korozi. Kotle s otevřenou spalovací komorou vyžadují komín, který poskytuje dobrý tah. Pro tyto účely není vhodný běžný zděný komín, materiál je hygroskopický a nestabilní vůči agresivnímu prostředí. Pro práci s uzavřenou komorou se doporučuje instalovat koaxiální typ komína. Komín musí být obložen nerezovými nebo kyselinovzdornými dlaždicemi.

Při instalaci zařízení je nutné navrhnout topný systém tak, aby teplota spalin na výstupu byla udržována na cca 57-58 stupních. Tento stav chrání před tvorbou agresivní kondenzace na spalovací komoře, výměníku tepla a uvnitř komína, která může zničit povrchy těchto prvků a vést k poruše celého topného zařízení.

Princip činnosti kondenzačního kotle

Při výběru konvekčního plynového kotle pro instalaci musíte pochopit, že asi 20 procent tepla uniká komínem.

Neutralizace kondenzátu při provozu plynového kotle

Výhody konvekčních kotlů

Konvekční plynové kotle mají mnoho výhod:

1. Vyznačují se jednoduchostí designu.

1. Kromě provedení pro montáž na podlahu jsou k dispozici kompaktní možnosti montáže na stěnu.
2. Při provozu kotlů s konvekčním systémem se tvoří malé množství kondenzátu, jehož převážná část je odváděna spolu se zplodinami spalování výfukovým potrubím.
3. Při otevřené spalovací komoře se ke spalování paliva používá okolní vzduch.
4. Instalace, demontáž a opravy nevyžadují složitost.
5. Během provozu nevytvářejí vysokou hladinu hluku.
6. Mají široký výběr jak jednookruhových, tak dvouokruhových modelů.

Jednou z nejdůležitějších výhod je nízká cena ve srovnání s kondenzačními typy, 1,5 – 2 krát.

Na co si dát pozor při výběru plynového kotle

Při nákupu plynového konvekčního kotle si musíte vybrat s ohledem na následující ukazatele:

• jednotka musí mít potřebný výkon dostatečný k vytápění požadované plochy;
• elektrická energie;
• spotřeba paliva pro pravidelný provoz kotle;
• dostupnost automatické ochrany proti nouzovým situacím, například při výpadku proudu nebo dodávky plynu;
• účinnost zařízení. Čím vyšší je, tím větší je návratnost zařízení;
• Nastavení denních a nočních provozních programů pro snížení nákladů na plyn.

Na jejich základě si můžete zakoupit vhodný model vytápění pro soukromý dům.

Některé modely lze ovládat pomocí mobilního telefonu

Závěr

Instalace konvekčního kotle pomůže vyřešit problém vytápění soukromého venkovského domu. Správně zvolený kotel zajistí pohodlné bydlení na mnoho let.