Принцип действия. 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 же, 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.
Тип котла | Обычный | Конденсационный |
---|---|---|
Максимально возможный КПД | 111% | 111% |
Потери с отходящими дымовыми газами | 6% | 2% |
Потери теплового излучения | 2% | 1% |
Потери теплоты конденсации | 11% | 1% |
Итого КПД | 92% | 107% |
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.
Эксплуатационные преимущества конденсационных котлов: