Kondensatsioonigaasikatel: toime spetsiifika, plussid ja miinused + erinevus klassikalistest mudelitest

Kondensatsioonitüüpi soojusgeneraatorite müüjad väidavad, et pakutud uuendusliku seadme kasutegur ületab 100%. Kuid nõustuge, see on veidi vastuolus energia jäävuse seadusega, mida me kõik tunneme koolifüüsika kursusest. MIs siis on saladus?

Ühest küljest on sellised väited turundajate trikk. Teisest küljest – nende ostjat veenvates kinnitustes on ka tõetera. Me analüüsime üksikasjalikult, kuidas kondensatsioonikatel on ehitatud: eelised ja puudused, selle töö ja konstruktsiooni spetsiifika väärib põhjalikku uurimist.

Selleks, et saada täielik ettekujutus kondensatsioonitüüpi seadmest, võrdleme seda klassikalise soojusenergia generaatori liigiga. Toome esile selle ühendamise ja kasutamise iseärasused. Avame ülikõrge tootlikkuse saladused.

Kondensatsioonigaasikatel

Kondensatsioonigaas-soojusgeneraatori kõrge kasutegur on tagatud täiendava soojusvaheti olemasoluga selle konstruktsioonis. Esimene, kõikide küttekatelde puhul tavapärane soojusvahetussõlm edastab soojuskandjale põletatava kütuse energia. Teine lisab sellele veel soojuse heitgaaside rekuperatsioonist.

Kondensatsioonikatel töötab «sinise kütusega»:

• peatorustiku gaas (gaaside segu, milles domineerib metaan);
• gaasihoidla või balloonigaas (propaani ja butaani segu, milles domineerib kas esimene või teine komponent).

Lubatud on kasutada mis tahes gaasivarianti. Peaasi, et põleti on ette nähtud töötama konkreetse kütusetüübiga.

Kondensatsioonigaasikatel on kallimad kui tavalised konvektsioonimudelid, kuid nad võidavad kütusekulude osas tänu gaasitarbimise vähenemisele 20–30%

Parima efektiivsuse näitab kondensatsioonsoojusgeneraator metaani põletamisel. Propaan-butaani segu jääb siin veidi alla. Mida suurem on propaani osakaal, seda parem.

Selles suhtes annab gaasihoidla «talvegaas» väljundis natuke kõrgema kasuteguri kui «suvegaas», kuna propaani komponent on esimesel juhul suurem.

Erinevalt kondensatsioonigaasikatlast läheb konvektsioonkatlas osa soojusenergiast koos põlemisproduktidega korstnasse. Seetõttu on klassikaliste konstruktsioonide kasutegur umbes 90%. Seda on võimalik tõsta, kuid tehniliselt liiga keeruline.

Majanduslikult ei ole see põhjendatud. Kondensaatkateldes aga kasutatakse gaasi põletamisel saadud soojust ratsionaalsemalt ja täielikumalt, sest auru töötlemisel eralduv soojus akumuleeritakse ja antakse edasi küttesüsteemile. Nii soojendatakse täiendavalt soojuskandjat, mis võimaldab vähendada kütusekulu saadava 1 kW soojuse kohta.

Ehitus ja tööpõhimõte

Konstruktsioonilt sarnaneb kondensatsioonikatel paljuski konvektsioonkatlale suletud põlemiskambriga. Sisemiselt on see täiendatud sekundaarse soojusvaheti ja rekuperatsiooniplokiga.

Kondensatsiooniga soojusgeneraatori peamised eripärad – teise soojusvaheti ja suletud põlemiskambri olemasolu koos ventilaatoriga

Kondensatsiooniga gaasikatel koosneb:

• suletud tüüpi põlemiskambrist moduleeritava põletiga;
• primaarsest soojusvahetist nr 1;
• heitgaaside jahutuskambrist kuni +56–57 ⁰C (kastepunkt);
• sekundaarsest kondensatsioon-soojusvahetist nr 2;
• korstnast;
• õhu sissepuhkeventilaatorist;
• kondensaadi mahutist ja selle ärajuhtimise süsteemist.

Vaadeldav seadmed on peaaegu alati varustatud sisseehitatud tsirkulatsioonipumbaga soojuskandjale. Tavaline variant vee loomuliku vooluga küttesüsteemi torudes on siin vähe rakendatav. Kui pump komplektis puudub, tuleb see kindlasti ette näha katla torustiku projekti ettevalmistamisel.

Kondensatsioonikatla täiendavad kasuteguri protsendid saadakse tagasivoolu soojendamisel heitgaaside jahutamise abil korstnas

Kondensatsioonikatelde müügil on üheahelalised ja kaheahelalised, samuti põranda- ja seinakinnitusega. Selles ei erine need klassikalistest konvektsioonmudelitest.

Kondensatsiooniga gaasikatla tööpõhimõte on järgmine:

1. Kuumutatav vesi saab põhisoojuse soojusvahetis nr 1 gaasi põletamisel.
2. Seejärel läbib soojuskandja kütteringi, jahtub ja jõuab sekundaarsesse soojusvahetusplokki.
3. Põlemisproduktide kondenseerumise tulemusel soojusvahetis nr 2 soojendatakse jahtunud vesi rekupereeritud soojuse arvelt (säästades kuni 30% kütust) ja suundub uuesti nr 1 uude tsirkulatsioonitsüklisse.

Et täpselt kontrollida heitgaaside temperatuuri, on kondensatsioonikateldel alati moduleeritav põleti võimsusega 20–100% ja õhu sissepuhkeventilaator.

Ekspluatatsiooni nüansid: kondensaat ja korsten

Konvektsioonkatlas jahutatakse maagaasi põlemisproduktid CO₂, lämmastikoksiidid ja aur ainult 140–160 ⁰C. Kui neid jahutada veel madalamale, langeb korstnas tõmme, hakkab tekkima agressiivne kondensaat ja põleti kustub.

Sellist olukorra arengut püüavad kõik tootjad klassikaliste gaasisoojusgeneraatorite vältida, et maksimaalselt tõsta tööohutust ja pikendada oma seadmete eluiga.

Kondensatsioonikatlas kõigub gaaside temperatuur korstnas umbes 40 ⁰C juures. Ühelt poolt vähendab see nõudeid korstnatoru materjali kuumuskindlusele, kuid teiselt poolt seab piirangud selle valikule hapete toimele vastupidavuse osas.

Gaasikatlast väljuvad heitgaasid moodustavad jahtumisel kõrge happesusega agressiivset kondensaati, mis sööb kergesti isegi terast.

Kondensatsioonsoojusgeneraatorites valmistatakse soojusvahetid:

• roostevabast terasest;
• silumiinist (alumiiniumist koos räniga).

Mõlemal materjalil on kõrged happekindlad omadused. Malm ja tavaline teras ei sobi kondensatsioonikatelde jaoks üldse.

Kondensatsioonikatla korstnatoru tohib paigaldada üksnes roostevabast terasest või happekindlast plastist. Tellistest, rauast ja muud tüüpi korstnad ei sobi sellise seadme jaoks.

Rekuperatsioonil sekundaarses soojusvahetis tekib kondensaat, mis on nõrk happelahus ja tuleb eemaldada veesoojendist.

Kondensatsioonikatla töötamisel võimsusega 35–40 kW tekib umbes 4–6 liitrit kondensaati. Lihtsustatult tuleb umbes 0,14–0,15 liitrit 1 kW soojusenergia kohta.

Tegelikult on see nõrk hape, mida on keelatud valada autonoomse kanalisatsiooni, kuna see hävitab jäätmete töötlemises osalevad bakterid. Ja enne tsentraliseeritud süsteemi laskmist on soovitatav see esmalt veega lahjendada vahekorras kuni 25:1. Seejärel saab selle eemaldada kartmata toru kahjustada.

Kui katel paigaldatakse kottidžisse, kus on septik või kohalik reoveepuhasti, siis tuleb kondensaat esmalt neutraliseerida. Vastasel juhul tapab see kogu mikrofloora autonoomses puhastussüsteemis.

Neutralisaator on valmistatud marmorpuruga täidetud mahutina kogumassiga 20–40 kg. Läbides marmori, tõuseb katla kondensaadi pH. Vedelik muutub neutraalseks või nõrgalt aluseliseks, mis ei ole enam ohtlik septiku bakteritele ega settiti enda materjalile. Sellise neutralisaatori täitematerjali tuleb vahetada iga 4–6 kuu järel.

Kust tuleb kasutegur üle 100%?

Gaasikatla töö efektiivsuse märkimisel võtavad tootjad aluseks gaasi madalama kütteväärtuse, arvestamata soojust, mis tekib veeauru kondenseerumisel. Konvektsioonsoojusgeneraatoris läheb viimane koos ligikaudu 10% soojusenergiast täielikult korstnatorru, mistõttu seda ei arvestata.

Kui aga liita kokku kondensatsiooniline sekundaarne soojus ja põlenud maagaasist saadav põhisoojus, tuleb tulemuseks just üle 100% kasutegur. Mingit pettust pole, lihtsalt väike trikk numbrites.

Konvektsioonkatla kasuteguri arvutamisel kõrgema kütteväärtuse järgi jääb see 83–85% kanti, kondensatsioonkatlal aga 95–97% juurde.

Sisuliselt tekib «vale» kasutegur üle 100% soojusgeneraatorite tootjate soovist võrrelda omavahel võrreldavaid näitajaid.

Konvektsiooniseadmes ei arvestata «veeauru» üldse, kondensatsiooniseadmes tuleb seda arvestada. Sellest tulenevad väikesed lahknevused koolifüüsika põhiloogikaga.

Kondensatsioonküttekeha plussid ja miinused

Kondensatsioonkatla eeliste hulka kuuluvad:

1. Kahjulike heitmete mahu vähenemine 60–70% võrra (suurem osa süsihappegaasist ja lämmastikoksiididest läheb kondensaati).
2. Võrreldes konvektsioonmudelitega säästetakse kuni 30% gaasikütusest toodetud 1 kW kohta.
3. Väiksemad gaasiküttekeha mõõtmed sama võimsuse juures.
4. Põlemisproduktide madal temperatuur korstnas (ainult umbes 40 ⁰C).
5. Võimalus paigaldada mitme katla kaskaad.
6. Universaalsus (sobib nii kütteradiaatoritele kui ka «põrandaküttele»).
7. Nutika automaatika olemasolu ja gaasisoojusgeneraatori täielik autonoomne töö ilma inimese sekkumiseta.

Kahe-kolme soojusgeneraatori kaskaadsüsteem võimaldab paigaldada väikese võimsusega katlaid, mis töötades teevad vähem müra ja vibreerivad vähem kui võimsamad mudelid.

See lihtsustab kogu küttesüsteemi paigaldamist ja võimaldab vähendada kodukatlamaja mõõtmeid. Lisaks, tänu võimalusele soojuse genereerimise protsessi paindlikumalt reguleerida, tõuseb soojusgeneraatori seadmete üldine kasutegur.

Kulud kondensatsioonkatlale võrreldes tavalise konvektsioonkatlaga tasuvad end 5–6 aastaga tänu maagaasi kokkuhoiule.

Kondensatsioonsoojusgeneraatorite miinustest tuleks mainida:

1. Seadmete kõrge hinnasilt (1,5–2 korda kõrgem kui klassikalise konvektsioonitüüpi sama võimsusega mudelitel).
2. Probleemid kondensaadi utiliseerimisega.
3. Efektiivsuse langus katla kasutamisel kõrge temperatuuriga küttesüsteemides.
4. Energiasõltuvus – ventilaatori, automaatika ja tsirkulatsioonipumba tööks on vaja elekirit.
5. Keeld kasutada koos antifriisidega.

Vaatamata olulistele esialgsetele kulutustele on kondensatsioonkatel majanduslikust vaatepunktist täiesti õigustatud. Kasutamise käigus tagastab ta kõik algselt kulutatud raha kuhjaga.

Venemaal on selline seade veel vähe levinud. Gaasikatel rekuperatsiooniga on veel liiga ebatavaline ja vähe uuritud meie turul. Kuid huvi selliste soojusgeneraatorite vastu kasvab järk-järgult.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kuidas töötab kondensatsioonsoojusgeneraator:

Gaasikatelde seade veeauru rekuperatsiooniga:

Kõik kondensatsioonikatelde eelised:

Kui tähelepanelikult uurida, kuidas ja millistel põhimõtetel töötab gaasikondensatsioonikatel, siis esmapilgul «ebakorrektsed» 108–110% kasutegur muutuvad täiesti arusaadavateks ja õigustatud numbriteks.

Soojusgeneraator heitgaaside rekuperatsiooniga on tõepoolest efektiivsem võrreldes klassikalise konstruktsiooniga. Selle ainus tõsine puudus on kõrge happesusega kondensaat, mis tuleb kuhugi utiliseerida.

Palun kirjutage kommentaare allolevasse plokivormi. Võimalik, et Te omate teavet, mis võiks täiendada artiklis esitatud teadmisi. Esitage küsimusi, jagage oma kogemusi kondensatsioonitüüpi katelde valikul ja kasutamisel, lisage artikli teemaga seotud fotosid.