Блог

На данный момент все чаще при выборе отопительной техники люди задаются вопросом: какой котел выбрать, водогрейный или конденсационный? Эта тема является актуальной, так как конденсационный котел имеет более высокий КПД по сравнению с традиционным, а значит, является более экономным с точки зрения потребления газа. Вместе с этим возникает следующий вопрос: может ли КПД конденсационного котла быть более 100%?

Как водогрейный, так и конденсационный котел выполняют одну и ту же функцию: нагревать теплоноситель для отопления и, при необходимости, готовить горячую воду. Так в чем разница?

В выражении «КПД конденсационного котла больше 100%» ключевым словом является «больше». В котле теплоноситель нагревается за счет тепла, выделенного при сжигании газа:

• Q_G = Н₁ * V — количество теплоты, полученное при сжигании газа объемом V и низшей теплотворной способностью Н₁(Дж);
• Q_T = С * M * (Т₂—Т₁) количество теплоты, отданное на нагрев теплоносителя массой М с удельной теплоемкостью С от температуры Т₁ до температуры Т₂ (Дж);
• η = Q_T / Q_G * 100% — КПД котла,
• η = 100% — КПД идеального водогрейного котла.

В конденсационном котле конденсационный режим наступает тогда, когда температура теплоносителя обратной магистрали будет ниже точки росы — температуры, до которой должны охладиться отходящие газы, чтобы содержащиеся в них пары‚ воды достигли состояния насыщения и начали конденсироваться в жидкость. Для природного газа эта температура Т_Р = 57 °С. 

При охлаждении отходящих газов ниже точки росы выпадает конденсат и выделяется дополнительная теплота, которая в водогрейном котле уходила с парами воды в атмосферу.

• Q_К = R*М_К — количество теплоты, выделившееся при конденсации водяных паров (Дж), где
• R — удельная теплота парообразования (конденсации) (Дж/КГ);
• М_К — масса выделившегося конденсата (кг);
• Q_ТК=О_Т+О_К количество теплоты, отданное на нагрев теплоносителя в конденсационном котле (Дж).

Таким образом, теплоносителю передано дополнительное количество теплоты за счет сконденсировавшихся водяных паров в отходящих газах, а значит, и сжигаемый газ мы использовали более эффективно, т. е.:

• Q_GK = Н_S*\/ — количество теплоты, полученное при сжигании газа объемом V в конденсационном котле (Дж), где
• Н_S — высшая теплотворная способность газа (количество теплоты, выделяемое при полном сгорании 1 м³ сухого природного газа, включая теплоту конденсации водяного пара при охлаждении продуктов сгорания).

Мы объяснили слово «больше», теперь разберемся в словосочетании «больше, чем 100%», В России за 100% принят КПД традиционного водогрейного котла. Мы выяснили, что в конденсационном котле выделяется дополнительная теплота на нагрев теплоносителя, а значит, и КПД его должен быть выше. Но КПД выше 100% быть не может?

Как же поступить?

Есть два пути. Первый — принять за 100% КПД конденсационного котла. Второй — считать, что КПД конденсационного котла может быть больше 100%. Так как первый путь требует изменения существующей системы расчета, выбираем второй. КПД больше 100% — КПД условный (за отсутствием нормативной базы), но хорошо работающий с точки зрения расчетов. Так каким же может быть максимальный КПД у конденсационного котла? Из приведенных выше вычислений можно записать:

• О_GK = Н_S * \/ — количество теплоты, полученное при сжигании газа в конденсационном режиме (ДЖ);
• О_G = H_I * \/ — количество теплоты, полученное при сжигании газа в водогрейном режиме (Дж);
• О_К = Н_S * \/ — H_I * \/  — количество теплоты, выделившееся при конденсации водяных паров (Дж):
• η = Q_TK/ Q_G * 100%  — КПД конденсационного котла;
• η_K = (Q_T+Q_К / Q_G) / 100% = (1 + Q_К / Q_G) * 100% = (1 + (Н_S - Н_I) / Н_I) * 100%

Подставив численное значение для высшей и низшей теплотворной способности природного газа, получим:

• η_K  = (1 + (З7,78 - 34,02 ) / З4,02) * 100% = (1+0,11) * 100%, η_K  = 111% — КПД идеального конденсационного котла.

Применение конденсационной техники позволяет снизить потребление невозобновляемых источников энергии, в нашем случае это природный газ, а также снизить выбросы МОх в атмосферу.

Владислав Дубченков, руководитель филиала ООО «Виссманн» (г. Екатеринбург)

Просмотров: (680 просмотров)