Конденсационный газовый котел.

Конденсационные котлы используют принцип конденсации водяных паров и работают на газовом топливе. Данный вид котлов в последнее время начал получать очень широкое распространение из-за своей экологичности, энергосбережения и очень высокого КПД (100%). Европейские производители отопительного оборудования имеют в своем арсенале разработки данной технологии. А технология заключается в следующем - в отличие от обычных котлов, где в приемник тепла от источника передается энергия продуктов сгорания, в конденсатных котлах передается еще и неявная энергия, скрытая в теплоте конденсированных водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Когда топливо в котле сгорает, образуются дымовые газы, содержащие необходимые для данной технологии компоненты: СО2 - двуокись углерода 8%, Н2О - водяной пар 10%, NOx - окислы азота и углерода СО. Весь остальной объем представляет собой избыточный кислород О2 и  неокислившийся азот.

Дымовые газы, проходя через элементы теплообменника, отдают ему обычную составляющую тепла, а сами при этом охлаждаются. Если продолжить процесс охлаждения, то содержащийся в дымовых газах водяной пар начнет процесс конденсации, переходя из газообразного состояния в жидкое. Точка перехода в физике названа точкой росы. При переходе из одной фазы состояния в другую водяные пары поглощают или выделяют теплоту, названную «теплотой фазового перехода». Количественное значение зависит от физических свойств воды, при помощи справочной литературы можно вычислить назначение теплоты для данного процесса (испарения, таяния или замерзания).

В устройстве конденсационного котла расчет температуры, при которой начинается конденсация водяных паров, зависит от нескольких параметров, таких, как атмосферное давление, параметры теплоносителя системы и коэффициент избытка воздуха. Самое важное в таких системах - это создание условия охлаждения дымовых газов в теплообменнике котла. Самым важным решением в котлах такого типа - это обеспечение максимально возможного значения образованного конденсата в системах охлаждения дымовых газов, в отличие от котлов обычного типа, где появление конденсата не только не желательно, но и может привести к остановке в работе котла, к коррозии теплообменника и даже может разрушить дымоход при замерзании продуктов конденсации.

Для  реализации принципа фазового перехода в конденсационном котле необходимо достичь точки росы уже в самом теплообменнике котла. Это определяется составом продуктов сгорания и содержанием водяных паров в них. Практическое определение содержания водяных паров в дымовых газах связано с техническими трудностями, поэтому величину температуры, при которой происходит конденсация водяных паров, определяют по значению содержания двуокиси углерода СО2, непосредственно связанному с содержанием водяных паров. Кроме того, для практического определения точки росы используется значение коэффициента избытка воздуха, также имеющего непосредственную связь со значением содержания двуокиси углерода. Как мы уже рассматривали, коэффициент избытка воздуха - это отношение количества воздуха, фактически присутствующего в газовоздушной смеси котельного агрегата, к теоретически необходимому для полного сгорания топлива. Чем меньше коэффициент избытка воздуха, тем выше значение температуры, при которой начинается конденсация водяных паров из продуктов сгорания. Например, при коэффициенте избытка воздуха, равном 1,1 конденсация будет происходить при температуре дымовых газов 56 С, а если коэффициент избытка воздуха повысится до 2,0 конденсация начнется только при 40 С.