Λέβητας αερίου συμπύκνωσης: ιδιαιτερότητες λειτουργίας, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα + διαφορά από τα κλασικά μοντέλα

Οι πωλητές γεννητριών θερμότητας τύπου συμπύκνωσης ισχυρίζονται ότι η απόδοση του καινοτόμου εξοπλισμού που μας προσφέρεται ξεπερνά το 100%. Αλλά πρέπει να παραδεχτείτε, αυτό έρχεται ελαφρώς σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, γνωστό σε όλους μας από το μάθημα της σχολικής φυσικής. Ποιο είναι λοιπόν το μυστήριο;

Αφενός, τέτοιες δηλώσεις είναι ένα τέχνασμα από τους εμπόρους. Ωστόσο, από την άλλη, υπάρχει ένας κόκκος αλήθειας στις διαβεβαιώσεις τους που πείθουν τον αγοραστή. Θα αναλύσουμε λεπτομερώς πώς λειτουργεί ένας λέβητας συμπύκνωσης: τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα, η συγκεκριμένη λειτουργία και ο σχεδιασμός του αξίζουν λεπτομερή μελέτη.

Για να κατανοήσουμε πλήρως τον τύπο του εξοπλισμού συμπύκνωσης, ας τον συγκρίνουμε με τον κλασικό τύπο γεννήτριας θερμικής ενέργειας. Εδώ είναι τα χαρακτηριστικά της σύνδεσης και της λειτουργίας του. Ας αποκαλύψουμε τα μυστικά της εξαιρετικά υψηλής απόδοσης.

Λέβητας συμπύκνωσης αερίου

Η υψηλή απόδοση μιας γεννήτριας θερμότητας αερίου συμπύκνωσης εξασφαλίζεται από την παρουσία πρόσθετου εναλλάκτη θερμότητας στο σχεδιασμό της. Η πρώτη τυπική μονάδα ανταλλαγής θερμότητας για όλους τους λέβητες θέρμανσης μεταφέρει την ενέργεια του καμένου καυσίμου στο ψυκτικό υγρό. Και το δεύτερο προσθέτει σε αυτό τη θερμότητα από την ανάκτηση καυσαερίων.

Οι λέβητες συμπύκνωσης λειτουργούν με «μπλε καύσιμο»:

• κύρια (μείγματα αερίων με υπεροχή μεθανίου).
• δεξαμενή αερίου ή κύλινδρος (μίγμα προπανίου και βουτανίου με υπεροχή είτε του πρώτου είτε του δεύτερου συστατικού).

Είναι αποδεκτή η χρήση οποιουδήποτε τύπου αερίου.Το κύριο πράγμα είναι ότι ο καυστήρας έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με τον ένα ή τον άλλο τύπο καυσίμου.

Οι λέβητες αερίου συμπύκνωσης είναι πιο ακριβοί από τα συμβατικά μοντέλα συναγωγής, αλλά τους ξεπερνούν σε κόστος καυσίμου μειώνοντας την κατανάλωση αερίου κατά 20-30%

Η γεννήτρια θερμότητας συμπύκνωσης παρουσιάζει την καλύτερη απόδοση κατά την καύση μεθανίου. Το μείγμα προπανίου-βουτανίου είναι ελαφρώς κατώτερο εδώ. Επιπλέον, όσο υψηλότερη είναι η αναλογία προπανίου, τόσο το καλύτερο.

Από αυτή την άποψη, το "χειμερινό" αέριο για μια δεξαμενή αερίου δίνει ελαφρώς υψηλότερη απόδοση εξόδου από το "καλοκαιρινό" αέριο, καθώς το συστατικό προπανίου στην πρώτη περίπτωση είναι υψηλότερο.

Σε αντίθεση με έναν λέβητα αερίου συμπύκνωσης, σε έναν λέβητα μεταφοράς, μέρος της θερμικής ενέργειας πηγαίνει στην καμινάδα μαζί με τα προϊόντα καύσης. Επομένως, τα κλασικά σχέδια έχουν απόδοση περίπου 90%. Είναι δυνατό να το ανεβάσουμε ψηλότερα, αλλά είναι τεχνικά πολύ δύσκολο.

Οικονομικά αυτό δεν δικαιολογείται. Αλλά στους συμπυκνωτές, η θερμότητα που λαμβάνεται από την καύση αερίου χρησιμοποιείται πιο ορθολογικά και πλήρως, καθώς η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την επεξεργασία ατμού συσσωρεύεται και μεταφέρεται σύστημα θέρμανσης. Αυτό θερμαίνει επιπλέον το ψυκτικό υγρό, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου ανά 1 kW λαμβανόμενης θερμότητας.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Ο σχεδιασμός ενός λέβητα συμπύκνωσης είναι από πολλές απόψεις παρόμοιος με τον αντίστοιχό του μεταφοράς με κλειστό θάλαμο καύσης. Μόνο στο εσωτερικό του συμπληρώνεται με δευτερεύοντα εναλλάκτη θερμότητας και μονάδα ανάκτησης.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του σχεδιασμού της γεννήτριας θερμότητας συμπύκνωσης είναι η παρουσία ενός δεύτερου εναλλάκτη θερμότητας και ενός κλειστού θαλάμου καύσης με ανεμιστήρα

Ένας λέβητας συμπύκνωσης αερίου αποτελείται από:

• κλειστοί θάλαμοι καύσης με ρυθμιζόμενο καυστήρα.
• πρωτεύων εναλλάκτης θερμότητας Νο. 1;
• θάλαμοι ψύξης καυσαερίων έως +56–57 ⁰C (σημείο δρόσου);
• δευτερεύων εναλλάκτης θερμότητας συμπύκνωσης Νο. 2;
• καμινάδα;
• ανεμιστήρας παροχής αέρα?
• δεξαμενή συμπυκνώματος και το σύστημα αποχέτευσης.

Ο εν λόγω εξοπλισμός είναι σχεδόν πάντα εξοπλισμένος με ενσωματωμένη αντλία κυκλοφορίας για ψυκτικό. Η συνηθισμένη επιλογή με φυσική ροή νερού μέσω σωλήνων θέρμανσης είναι ελάχιστη εδώ. Εάν η αντλία δεν περιλαμβάνεται στο κιτ, τότε θα πρέπει οπωσδήποτε να παρέχεται κατά την προετοιμασία του έργου σωληνώσεων του λέβητα.

Πρόσθετα ποσοστά απόδοσης σε λέβητα συμπύκνωσης σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της θέρμανσης της επιστροφής με ψύξη των καυσαερίων στην καμινάδα

Οι λέβητες συμπύκνωσης που πωλούνται περιλαμβάνουν μονοκύκλωμα και διπλού κυκλώματος, καθώς και σε εκδόσεις δαπέδου και τοίχου. Σε αυτό δεν διαφέρουν από τα κλασικά μοντέλα μεταφοράς.

Η αρχή λειτουργίας ενός λέβητα αερίου συμπύκνωσης είναι η εξής:

1. Το θερμαινόμενο νερό λαμβάνει την κύρια θερμότητα στον εναλλάκτη θερμότητας Νο. 1 από την καύση αερίου.
2. Στη συνέχεια, το ψυκτικό διέρχεται από το κύκλωμα θέρμανσης, ψύχεται και εισέρχεται στη δευτερεύουσα μονάδα ανταλλαγής θερμότητας.
3. Ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των προϊόντων καύσης στον εναλλάκτη θερμότητας Νο. 2, το ψυχρό νερό θερμαίνεται χρησιμοποιώντας ανακτώμενη θερμότητα (εξοικονόμηση έως και 30% του καυσίμου) και επιστρέφει στο Νο. 1 σε έναν νέο κύκλο κυκλοφορίας.

Για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας των καυσαερίων, οι λέβητες συμπύκνωσης είναι πάντα εξοπλισμένοι με ρυθμιζόμενο καυστήρα με εύρος ισχύος από 20 έως 100% και ανεμιστήρα παροχής αέρα.

Αποχρώσεις λειτουργίας: συμπύκνωμα και καμινάδα

Σε έναν λέβητα συναγωγής, τα προϊόντα καύσης του φυσικού αερίου CO₂, τα οξείδια του αζώτου και ο ατμός ψύχονται μόνο στους 140–160 ⁰Γ. Αν τα κρυώσετε από κάτω, το ρεύμα στην καμινάδα θα πέσει, θα αρχίσει να δημιουργείται επιθετική συμπύκνωση και ο καυστήρας θα σβήσει.

Σε αυτή την εξέλιξη της κατάστασης, όλοι οι κατασκευαστές κλασικές γεννήτριες θερμότητας αερίου προσπαθούν να αποφεύγουν για να μεγιστοποιήσουν τη λειτουργική ασφάλεια, καθώς και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού τους.

Σε ένα λέβητα συμπύκνωσης, η θερμοκρασία των αερίων στην καμινάδα κυμαίνεται γύρω στους 40 ⁰Γ. Από τη μία πλευρά, αυτό μειώνει τις απαιτήσεις για αντοχή στη θερμότητα του υλικού σωλήνας καμινάδας, αλλά από την άλλη επιβάλλει περιορισμούς στην επιλογή του ως προς την αντοχή στα οξέα.

Όταν ψύχονται, τα καυσαέρια από έναν λέβητα αερίου σχηματίζουν επιθετικό, εξαιρετικά όξινο συμπύκνωμα, το οποίο διαβρώνει εύκολα ακόμη και τον χάλυβα

Οι εναλλάκτες θερμότητας στις γεννήτριες θερμότητας συμπύκνωσης κατασκευάζονται από:

• ανοξείδωτο ατσάλι;
• σιλουμίνιο (αλουμίνιο με πυρίτιο).

Και τα δύο αυτά υλικά έχουν ενισχυμένα χαρακτηριστικά αντοχής στα οξέα. Ο χυτοσίδηρος και ο συνηθισμένος χάλυβας είναι εντελώς ακατάλληλοι για δεξαμενές συμπυκνωτή.

Ο σωλήνας καμινάδας για λέβητα συμπύκνωσης επιτρέπεται να εγκατασταθεί μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα ή πλαστικό ανθεκτικό στα οξέα. Τούβλο, σίδερο και άλλες καμινάδες δεν είναι κατάλληλες για τέτοιο εξοπλισμό.

Κατά την ανάκτηση, σχηματίζεται συμπύκνωμα στον δευτερεύοντα εναλλάκτη θερμότητας, το οποίο είναι διάλυμα ασθενούς οξέος και πρέπει να αφαιρεθεί από τον θερμοσίφωνα

Κατά τη λειτουργία ενός λέβητα συμπύκνωσης ισχύος 35–40 kW, σχηματίζονται περίπου 4–6 λίτρα συμπυκνώματος. Απλοποιημένα, βγαίνει σε περίπου 0,14–0,15 λίτρα ανά 1 kW θερμικής ενέργειας.

Στην πραγματικότητα, πρόκειται για ένα ασθενές οξύ, το οποίο απαγορεύεται να χυθεί σε αυτόνομο αποχετευτικό σύστημα, καθώς θα καταστρέψει τα βακτήρια που εμπλέκονται στην επεξεργασία των απορριμμάτων. Και πριν από την εκφόρτωση σε ένα κεντρικό σύστημα, συνιστάται πρώτα να αραιωθεί με νερό σε αναλογία έως και 25:1.Και μετά μπορείτε να το αφαιρέσετε χωρίς φόβο να καταστρέψετε τον σωλήνα.

Εάν ο λέβητας είναι εγκατεστημένος σε εξοχική κατοικία με σηπτική δεξαμενή ή VOC, τότε το συμπύκνωμα πρέπει πρώτα να εξουδετερωθεί. Διαφορετικά, θα σκοτώσει όλη τη μικροχλωρίδα στο αυτόνομο σύστημα θεραπείας.

Ο «ουδετεροποιητής» κατασκευάζεται σε μορφή δοχείου με μαρμάρινα ροκανίδια συνολικού βάρους 20–40 kg. Καθώς το συμπύκνωμα του λέβητα περνά μέσα από το μάρμαρο, το pH του αυξάνεται. Το υγρό γίνεται ουδέτερο ή χαμηλό αλκαλικό, δεν είναι πλέον επικίνδυνο για τα βακτήρια στη σηπτική δεξαμενή και για το ίδιο το υλικό του κάρτερ. Το πληρωτικό σε έναν τέτοιο ουδετεροποιητή πρέπει να αλλάζεται κάθε 4-6 μήνες.

Από πού προέρχεται η απόδοση άνω του 100%;

Όταν υποδεικνύουν την απόδοση λειτουργίας ενός λέβητα αερίου, οι κατασκευαστές λαμβάνουν ως βάση τον δείκτη της χαμηλότερης θερμογόνου δύναμης του αερίου χωρίς να λαμβάνουν υπόψη τη θερμότητα που παράγεται κατά τη συμπύκνωση υδρατμών. Σε μια γεννήτρια θερμότητας συναγωγής, η τελευταία, μαζί με περίπου το 10% της θερμικής ενέργειας, χάνεται εντελώς σε σωλήνας καμινάδας, οπότε δεν λαμβάνεται υπόψη.

Ωστόσο, εάν προσθέσετε τη δευτερεύουσα θερμότητα συμπύκνωσης και την κύρια θερμότητα από το καμένο φυσικό αέριο, θα έχετε λίγο πάνω από 100% απόδοση. Όχι απάτη, απλά λίγο δύσκολα νούμερα.

Κατά τον υπολογισμό της απόδοσης με βάση την υψηλότερη θερμογόνο δύναμη ενός λέβητα μεταφοράς, θα είναι περίπου 83–85%, και για έναν λέβητα συμπύκνωσης θα είναι περίπου 95–97%

Ουσιαστικά, η «λανθασμένη» απόδοση άνω του 100% προκύπτει από την επιθυμία των κατασκευαστών εξοπλισμού παραγωγής θερμότητας να συγκρίνουν συγκρίσιμους δείκτες.

Απλώς σε μια συσκευή μεταφοράς ο "υδροατμός" δεν λαμβάνεται υπόψη καθόλου, αλλά σε μια συσκευή συμπύκνωσης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη. Εξ ου και οι μικρές αποκλίσεις με τη λογική της βασικής φυσικής που διδάσκεται στο σχολείο.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός θερμαντήρα συμπύκνωσης

Τα πλεονεκτήματα ενός λέβητα συμπύκνωσης περιλαμβάνουν:

1. Μείωση των επιβλαβών εκπομπών κατά 60–70% (το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα και των οξειδίων του αζώτου πηγαίνουν σε συμπύκνωμα).
2. Σε σύγκριση με τα μοντέλα συναγωγής, εξοικονόμηση έως και 30% καυσίμου αερίου ανά 1 kW που παράγεται.
3. Μικρότερες διαστάσεις εξοπλισμού θέρμανσης αερίου με την ίδια ισχύ.
4. Χαμηλή θερμοκρασία προϊόντων καύσης στην καμινάδα (μόνο περίπου 40 ⁰ΜΕ).
5. Δυνατότητα τοποθέτησης καταρράκτη πολλών λεβήτων.
6. Ευελιξία (κατάλληλο τόσο για θερμαντικά σώματα όσο και για "ζεστά δάπεδα").
7. Παρουσία έξυπνου αυτοματισμού και πλήρης αυτονομία της γεννήτριας θερμότητας αερίου χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.

Ένα σύστημα καταρράκτη δύο ή τριών γεννητριών θερμότητας σάς επιτρέπει να εγκαταστήσετε λέβητες χαμηλής ισχύος που κάνουν λιγότερο θόρυβο και δονούνται κατά τη λειτουργία από τα πιο ισχυρά μοντέλα.

Αυτό απλοποιεί την εγκατάσταση ολόκληρου του συστήματος θέρμανσης και επιτρέπει μειωμένες διαστάσεις. σπίτι λεβητοστάσιο. Επιπλέον, χάρη στη δυνατότητα πιο ευέλικτης ρύθμισης της διαδικασίας παραγωγής θερμότητας, αυξάνεται η συνολική απόδοση της χρήσης εξοπλισμού παραγωγής θερμότητας.

Το κόστος ενός λέβητα συμπύκνωσης, σε σύγκριση με έναν συμβατικό λέβητα μεταφοράς, ανακτάται σε 5-6 χρόνια λόγω εξοικονόμησης φυσικού αερίου

Τα μειονεκτήματα των γεννητριών θερμότητας συμπύκνωσης περιλαμβάνουν:

1. Υψηλή τιμή για εξοπλισμό (1,5–2 φορές υψηλότερη από τα κλασικά μοντέλα τύπου μεταφοράς παρόμοιας ισχύος).
2. Προβλήματα με τη διάθεση των συμπυκνωμάτων.
3. Μειωμένη απόδοση κατά τη χρήση του λέβητα σε συστήματα θέρμανσης υψηλής θερμοκρασίας.
4. Ενεργειακή εξάρτηση - ο ανεμιστήρας, ο αυτοματισμός και η αντλία κυκλοφορίας απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.
5. Απαγορεύεται η χρήση με αντιψυκτικό.

Παρά το σημαντικό αρχικό κόστος, ένας λέβητας συμπύκνωσης είναι αρκετά δικαιολογημένος από οικονομική άποψη. Κατά τη λειτουργία, επιστρέφει περισσότερα από όλα τα χρήματα που δαπανήθηκαν αρχικά.

Στη Ρωσία, τέτοιος εξοπλισμός δεν είναι ακόμη ευρέως διαδεδομένος. Ένας λέβητας αερίου με ανάκτηση εξακολουθεί να είναι πολύ ασυνήθιστος και ελάχιστα μελετημένος στην αγορά μας. Αλλά το ενδιαφέρον για τέτοιες γεννήτριες θερμότητας αυξάνεται σταδιακά.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Πώς λειτουργεί μια γεννήτρια θερμότητας συμπύκνωσης:

Κατασκευή λεβήτων αερίου με ανάκτηση υδρατμών:

Όλα τα πλεονεκτήματα των λεβήτων συμπύκνωσης:

Εάν κατανοήσετε προσεκτικά πώς και με ποιες αρχές λειτουργεί ένας λέβητας συμπύκνωσης αερίου, τότε με την πρώτη ματιά η "λανθασμένη" απόδοση 108-110% γίνεται αρκετά κατανοητή και δικαιολογημένη από τα στοιχεία.

Μια γεννήτρια θερμότητας με ανάκτηση καυσαερίων είναι πράγματι πιο αποτελεσματική σε σύγκριση με την κλασική σχεδίαση. Το μόνο σοβαρό του μειονέκτημα είναι το πολύ όξινο συμπύκνωμα, το οποίο πρέπει να απορριφθεί κάπου.

Γράψτε σχόλια στην παρακάτω φόρμα μπλοκ. Είναι πιθανό να έχετε πληροφορίες που μπορούν να συμπληρώσουν το απόθεμα πληροφοριών που παρουσιάζονται στο άρθρο. Κάντε ερωτήσεις, μοιραστείτε τη δική σας εμπειρία στην επιλογή και τη λειτουργία λεβήτων τύπου συμπύκνωσης, δημοσιεύστε φωτογραφίες για το θέμα του άρθρου.