Plynový kotel je tedy technologickým a komfortním „srdcem“ topného systému. A kondenzační plynový kotel díky své modernější konstrukci dělá vytápění ještě hospodárnějším a komfortnějším. Porovnejme konstrukce a charakteristiky kondenzačních a klasických kotlů.
U běžného plynového kotle procházejí produkty spalování ve formě horkých výfukových plynů přes výměník tepla kotle, kde odevzdávají většinu své energie chladicí kapalině. Většina z toho, ale ne všechno. Výfukové plyny jsou uvolňovány do atmosféry komínem a část nevyužitého tepla se ztrácí, protože spolu s plyny odchází i vodní pára vznikající při spalování paliva. Právě tato pára odnáší skrytou energii, kterou je kondenzační kotel schopen uložit a předat do topného systému.
Princip činnosti kondenzačního kotle.
Po ochlazení se pára změní na kapalinu, to znamená, že kondenzuje a uvolňuje určité množství tepla. U konvenčního kotle je boj proti kondenzaci, ale v této verzi je kondenzace pouze vítána. Ke kondenzaci dochází ve speciálním výměníku tepla se zvětšenou plochou, který odebírá teplo pro topný systém. Množství tepla, které lze získat úplným spálením jednotky paliva, včetně podílu uvolněného kondenzací páry, se nazývá „vyšší“ výhřevnost paliva, zatímco stejné množství tepla, ale bez tepla kondenzace, se nazývá palivo s „nižší“ výhřevností. Mimochodem, princip činnosti kondenzačního kotle byl znám již před více než sto lety, ale efektivně se začal používat relativně nedávno – jakmile bylo možné použít korozivzdorné slitiny a různé druhy nerezové oceli v výroba kotlů.
Tento rozdíl spočívá v přítomnosti technických charakteristik kondenzačních kotlů s účinností asi 108-109%, ale v každém případě více než 100%. Je jasné, že podle fyzikálních zákonů jsou energetické ztráty nevyhnutelné a účinnost nemůže překročit sto procent „bar“. Ale starověcí filozofové říkali, že před zahájením sporu by se měl člověk dohodnout na identitě termínů. To je podstata této hodnoty účinnosti: aby bylo možné porovnat tepelnou účinnost kondenzačních a klasických plynových kotlů, je výpočet proveden na základě hodnoty spodní výhřevnosti. Historicky byly všechny fyzikální výpočty prováděny na základě naměřené hodnoty čisté výhřevnosti. Nejedná se tedy o skutečnou účinnost, ale o srovnávací nebo podmíněnou účinnost. Ale i při výpočtu účinnosti na základě hodnoty nejvyšší výhřevnosti se hodnota účinnosti kondenzačních kotlů ukazuje jako poměrně vysoká a výrazně vyšší než u běžných plynových kotlů.
Mezi výhody kondenzačních kotlů patří také jejich vyšší účinnost, přibližně o 15-20% vyšší oproti klasickým. Navíc tyto kotle využívají high-tech hořáky, které zajišťují přípravu směsi paliva a vzduchu v poměrech optimálních pro daný režim spalování (s plynulou regulací poměru plyn-vzduch), což minimalizuje pravděpodobnost nedokonalého spalování paliva . Díky tomu se výrazně snižuje množství škodlivých emisí ve výfukových plynech a nízká teplota výfukových plynů, často pod 40 °C, umožňuje použití plastových komínů, což snižuje náklady na instalaci. Kondenzační kotle jsou designově podobné tradičním. Vyrábějí se většinou v nástěnném provedení, i když se vyrábějí i vysokovýkonné podlahové kondenzační kotle, které se používají v průmyslových nebo kancelářských prostorách. Od běžných kotlů se liší tím, že výměník tepla v nich je jiný a je vyroben z kyselinovzdorných materiálů, jako je silumin nebo nerezová ocel. Vzniklý vodní kondenzát totiž může vlivem zvýšené kyselosti způsobit korozi oceli a litiny používané při výrobě nekondenzačních kotlů. Tvar výměníku tepla může být proveden například ve formě trubek složitého průřezu s přídavnými spirálovými žebry. To vše se provádí za účelem zvětšení plochy výměny tepla a tím i zvýšení účinnosti kotle. Kondenzační kotel navíc využívá ventilátor instalovaný před hořákem, který „nasává“ plyn z plynovodu, míchá jej se vzduchem a směruje pracovní směs plynu a vzduchu do hořáku.
Spaliny jsou obvykle odváděny koaxiálními komíny, obvykle vyrobenými z tepelně odolného plastu. A elektronicky řízené čerpadlo optimalizuje topný výkon, šetří energii a snižuje hluk od chladicí kapaliny proudící v topném systému.
Bez ohledu na to, jak dokonalý je kotel, účinnost jeho provozu do značné míry závisí na parametrech topného systému. Čím nižší je teplota vody, tím úplněji dojde ke kondenzaci vodní páry, což znamená, že tím větší podíl latentního tepla se vrátí do systému. Čím vyšší tedy bude účinnost kotle. Samozřejmostí by měl být vhodný topný systém pro kondenzační kotel, navržený pro nižší teplotu chladicí kapaliny. Při návrhu je nutné nastavit podmínku, aby teplota chladiva ve vratném okruhu nepřesáhla za jakýchkoliv venkovních podmínek 60 °C. V tomto případě při relativně malém mrazu bude teplota ve vratném potrubí asi 45-50 °C a kotel bude pracovat v kondenzačním režimu. Všechny potřebné podmínky jsou splněny v systémech podlahového vytápění nebo v systémech nízkoteplotního panelového vytápění. Režim kondenzace je v tomto případě zajištěn po celou dobu vytápění. Nezbytnou podmínkou pro provoz kotle v úsporném režimu kondenzace je, aby teplota chladicí kapaliny na vstupu do kotle byla nižší než 57 °C, čím nižší je teplota, tím lépe dochází ke kondenzaci a tím vyšší bude účinnost kotle.
Ale i když takový kotel nainstalujete na místo starého konvenčního, bez změny topného systému, většinou bude pracovat s kondenzačním efektem, tedy efektivněji než ten starý. Je to dáno tím, že nejchladnější dny v našem podnebném pásmu tvoří asi 10 % trvání topného období, takže během devíti desetin tohoto období je možná kondenzace.
Konečně kondenzační plynové kotle mohou být buď jedno- nebo dvouokruhové, slouží jak pro vytápění, tak pro ohřev teplé vody a jejich výkon může být 20-100 kW. Pro domácí účely je to více než dostačující a pro průmyslové nebo kancelářské použití jsou k dispozici výkonnější modely na podlahu. Dále nabízíme sady pro připojení kotlů, expanzních nádob, neutralizátorů kondenzátu v závislosti na výkonu instalace, prostředky pro neutralizaci, zabezpečovací zařízení, dále sady pro kotlové potrubí a přípojky pro hydraulické šipky a systémy odtahu spalin. V Evropě se jedná o nejrozšířenější typ topného zařízení a v mnoha zemích je zakázána instalace jakýchkoli jiných plynových kotlů kromě kondenzačních. Důvodem jsou nižší emise škodlivých látek a vyšší účinnost. Některé státy se takto starají o své občany tím, že zakazují prodej zařízení, které není ekonomické ani ekologické.
Servis v našem servisním středisku Teplomaster46 je zárukou dlouhého, bezpečného a stabilního servisu vašeho zařízení.
Kursk, sv. Sumskaja, 23, tel. 33-10-26
Energeticky úsporné technologie a hospodárné využití s maximální účinností energetických zdrojů se stávají stále aktuálnějšími tématy. Kondenzační kotle – to je výsledek použití nejnovějších unikátních technologií v zařízeních používaných k vytápění. Mají nejvyšší účinnost – o 15-17% vyšší než klasické atmosférické kotle, životnost je 2 – 3x delší, a široký výkonový rozsah (až 100 kW i více).
Vzhledem k jeho účinnosti kondenzační kotle jsou v Evropě velmi oblíbené, například v Německu tvoří 70 % topných kotlů kondenzační kotle.
Princip činnosti kondenzačního kotle je založen na příjmu a předávání dodatečné tepelné energie uvolňované při kondenzaci vodní páry do chladiva.
U plynového kotle s přímým spalováním dochází k přenosu tepelné energie do chladicí kapaliny ohřevem výměníku tepla plynovým hořákem, ve kterém probíhá proces spalování plynu. Jednou ze složek plynů vznikajících při procesu spalování je vodní pára, která se zase objevuje jako výsledek spalování vodíku přítomného v zemním plynu. Část vodní páry z topného kotle spolu se spalinami odchází komínem do atmosféry a část ve formě kondenzátu je odváděna kondenzační trubkou komína (obvykle do koupelny).
U plynových kotlů s přímým spalováním je kondenzace negativním faktorem u kondenzačních kotlů je proces kondenzace vodní páry hlavní podmínkou, na které je provoz kotle založen.
kondenzační kotel navrženy tak, aby vodní pára o teplotě 130 až 150 °C byla ochlazována chladivem ze zpětného potrubí otopné soustavy na teplotu pod 57 °C. Právě při této teplotě voda kondenzuje a latentní tepelná energie z kondenzačního procesu se přenáší do samotného chladiva a přidává se k teplu získanému spalováním zemního plynu. Jak vidíte, k zajištění procesu kondenzace vodní páry se používá zpětné chladivo topného systému.
Čím nižší je teplota vratné chladicí kapaliny v kotli, tím více se uvolňuje kondenzační teplo, a tím vyšší je účinnost kotle – to je hlavní princip provozu jakéhokoli kondenzačního kotle.
Konstrukce kondenzačního kotle
Maximální účinnosti kondenzačního kotle je možné dosáhnout při teplotě zpátečky 50 – 30 °C. Při kondenzačním procesu vzniká mírně kyselé prostředí, 3-5 pH, proto materiály, ze kterých jsou komponenty kotle vyrobeny a použity ve zvlhčovacích zónách, musí být odolné vůči kyselosti. V oblastech s vysokou teplotou se nejčastěji používají slitiny hliníku a nerezová ocel, v oblastech s nízkou teplotou jsou nejvýhodnější plasty (např. polypropylen).
Výměníky kondenzačních kotlů jsou vyrobeny z nerezové oceli a hliníku, vybavené systémem sběru a odvodu kondenzátu a také ventilátorem s nuceným oběhem se stupňovitým systémem výkonu. Řízením otáček ventilátoru je dosaženo optimálního poměru vzduchu a plynu pro spalovací proces a je dosaženo vysoké účinnosti. Pro efektivní proces spalování plynu se používají vstřikovací hořáky s modulací plamene. Produkty spalování plynů jsou násilně odváděny koaxiálním potrubím. Teplota spalin je 40-50 °C
OPERACE
Pro dosažení maximální účinnosti kondenzační kotel musí být provozován v určitém teplotním rozsahu. Pokud se provozní teplota pohybuje od 60 do 80°C, dojde k mírné kondenzaci vodní páry a účinnost kondenzačního kotle bude přibližně 98%. Pro srovnání, tradiční komínový plynový kotel má účinnost 92% – rozdíl tam je, ale není podstatný. Pokud je provozní teplota topného systému od 53 do 30 °C, pak dojde k výrazné kondenzaci vodní páry a účinnost se zvýší na 107-111 %. Při výpočtu účinnosti se tepelná energie ze spalování plynu bere jako 100 % a k ní se připočítává energie přijatá z kondenzačního procesu, takže se získá hodnota větší než 100 %.
Hlavní podmínkou pro dosažení maximální účinnosti je použití kondenzační kotle na nízkoteplotních topných systémech, nejlépe pro ně speciálně navržených, s teplotním režimem ne vyšším než 60-40°C, maximálně 70-50°C).
Nejvhodnější pro tyto požadavky jsou systémy podlahového vytápění s teplotou přívodu chladiva 40-45°C a teplotou zpátečky 35-30°C systémy radiátorového vytápění s teplotou přívodu chladiva do 70°C a teplotou zpátečky; 50 °C jsou méně vhodné.
Moderní energeticky úsporné technologie umožňují výrazné úspory na vytápění, kondenzační kotle vám umožní dále snížit náklady na energie a zlepšit komfort bydlení.
- Vytápění soukromého domu
- Univerzální (vícepalivové) topné kotle
- Pyrolýzní kotle – konstrukce a princip činnosti
