В обычных котлах энергия водяного пара теряется, не принося пользы, - уходит с отходящими газами через дымовую трубу. Конструктивное исполнение конденсационных котлов отличается либо особой конструкцией теплообменника, либо наличием дополнительного теплообменника по ходу отходящих газов. Это обеспечивает процесс отбора теплоты из отходящих газов в двух стадиях теплообмена. При этом процессе отходящие газы охлаждаются до температуры ниже так называемой точки росы. Как только достигнута эта температура, водяной пар отходящих газов конденсируется, а освобождающаяся при этом тепловая энергия (теплота конденсации или скрытая теплота) передается воде системы отопления. Обобщая, можно сказать, что только вследствие применения конденсационной техники стало возможным использование скрытой теплоты, при этом и явная теплота используется эффективнее, чем в котлах другого типа. Каким образом КПД и коэффициент использования у конденсационных приборов выше 100%? В.С.: Принципиальные отличия между низшей и высшей теплотой сгорания топлива состоит в следующем: высшая теплота сгорания представляет собой все количество теплоты, которое может быть использовано при сжигании топлива, включая и ту его долю, которая содержится в водяном паре отходящих газов. Низшая теплота сгорания - количество теплоты без учета конденсации отходящих газов. В обычных теплогенероторах, вследствие конструкционных особенностей теплообменника, используется только низшая теплота сгорания. Именно этот показатель является базисом для расчета КПД и коэффициента использования. Поскольку технически невозможно передать 100 % низшей теплоты сгорания воде (например, из-за потерь, связанных с отходящими газами, на тепловое излучение и др.), то КПД и коэффициенты использования для обычных приборов всегда будут � %. Однако высшая теплота сгорания заметно выше нижней (для природного газа на 11 %) и, благодаря конденсации паров воды в конденсационных аппаратах, воде передается больше энергии. Для того, чтобы иметь возможность сопоставить конденсационные приборы с обычными, для конденсационной техники КПД и коэффициент использования указываются на базисе низшей теплоты сгорания. Поскольку в конденсационных котлах наряду с использованием скрытой теплоты лучше используется и явная теплота, то КПД и коэффициент использования составляют примерно 108 %, т.е. в среднем примерно на 16 % выше, чем для современных низкотемпературных котлов, для которых нормальным коэффициентом использования считается 92 %. Насколько высок коэффициент использования в каждом конкретном случае, в существенной мере зависит от расчетных температур системы отопления. В общем, справедливо следующее утверждение: чем ниже температура системы, тем выше КПД и коэффициент использования. Например, для котла VAILLANT есоТЕС коэффициент использования в системе при 40-30°С равен 108 %, а для систем с температурой 75-60°С его величина падает до значения 104 %. Очевидно, что применение конденсационной техники имеет смысл и в системах отопления даже с более высокой температурой. Поскольку по сравнению с современным низкотемпературным отопительным котлом с коэффициентом использования 92 %, КПД будет все равно выше. Есть ли у газа по сравнению с другими видами топлива особые преимущества, способствующие более эффективной конденсации? В.С.: Для газов различие между показателями низшей и высшей теплоты сгорания особенно велико. Разница, например для природного газа, составляет 11 %, для легкого жидкого топлива EL - всего 6 %. Уже по этой причине имеет смысл использование природного газа в конденсационных аппаратах: выигрыш в использовании оборудования более высокий. Еще одно преимущество газа перед жидким топливом - несущественное содержание серы, что исключает коррозию дымоотводящих элементов, неизбежнуюв случае контакта с сернокислым конденсатом. Кроме того, отвод конденсата существенно менее проблематичен, чем в жидкотопливных конденсационных котлах. Точка росы (температура конденсации) природного газа выше, чем у жидкого топлива, что означает возможность эффекта конденсации при более высокой температуре обратной линии. Имеются ли факторы, которые оказывают позитивное или негативное влияние на использование теплоты конденсации? В.С.: Важным фактором для возможности использования теплоты конденсации является температура обратной линии котла. Чем ниже температура обратной воды, тем больше теплоты может быть передано воде от отходящих газов. Конденсация отходящих газов происходит только при определенном уровне температур, что соответственно влияет на возможность использования высшей теплоты сгорания. Чем больше водяного пара будет сконденсировано, тем выше будут КПД и коэффициент использования прибора. Для достижения оптимального коэффициента использования при проектировании новых систем отопления необходимо рассчитывать их на максимально низкие температуры, например, 40-30°С (наилучшим образом это реализуется в напольных системах отопления). За счет этого обеспечивается конденсация отходящих газов в течение всего отопительного периода и используется высшая теплота сгорания. При модернизации уже существующих систем отопления, рассчитанных, например, на 90/70°С, тоже имеет смысл применять конденсационные приборы, поскольку в этом случае около 50 % годового периода эксплуатации отопления используется высшая теплота сгорания. Сколько выпадает конденсата при эксплуатации конденсационных приборов? В.С.: При полном использовании высшей теплоты сгорания может быть рассчитано теоретическое максимальное количество конденсата по следующей формуле: Vк = Vг Нсгор. 򖅀,12, где Vк - максимальное количество конденсата, л; Vг - годовой расход газа, м3/год; Нсгор. - высшая теплота сгорания, кВт⋅ч/м3; 0,12 - удельное теоретическое количество конденсата, л/(кВт⋅ч). По этой формуле получается, например, для дома на одну семью с годовым расходомгаза 1700 м3 теоретическое количество конденсата: Vк = 1700 �,46 򖅀,12 = 2337 л/год. На практике из-за различий при эксплуатации образуется 50-60 % от максимального теоретического количества конденсата. Реальное количество конденсата для этого случая, таким образом, будет около 1285 л/год. Конденсат, выпадающий при эксплуатации конденсационных приборов, является слабокислым. На практике величина рН составляет 3,5-5,5. Об этом следует помнить при создании систем отвода конденсата. При мощности теплогенератора до 50 кВт допускается слив конденсата в городскую канализацию. Однако при большей мощности требуется применение устройств нейтрализации. Возможно, они понадобятся также и в частных домах с автономными системами утилизации сточных вод, в которых концентрация слабощелочных растворов, образующихся от применения моющих средств, может оказаться недостаточной для нейтрализации получающегося объема конденсата. Материал труб канализации должен быть стойким к данной среде. Для каких систем отопления предназначены конденсационные котлы? В.С.: Конденсационные котлы могут применяться для любых систем водяного отопления. Однако то, какую долю от суммарного годового времени эксплуатации будет занимать режим конденсации, в существенной степени зависит от температуры, на которую рассчитывается система отопления, т.е. при какой температуре подающей и обратной линий она будет эксплуатироваться. Чем ниже температура подающей/обратной воды системы отопления, тем чаще оборудование будет эксплуатироваться в режиме конденсации, и, соответственно, тем выше будут КПД и коэффициент использования, а, следовательно и экономичность системы. Для низкотемпературных систем отопления с температурой обратной линии около 40°С (например, напольное отопление - 35-45°С) достигается наибольший годовой коэффициент использования, поскольку в этом случае в течение всего годового периода эксплуатации происходит использование эффекта конденсации. Практика показывает, что старые системы отопления, как правило, оснащены отопительными приборами (например, радиаторами) избыточной мощности и поэтому работают даже в самые холодные дни с температурой в подающем контуре не более 70°С. Часто проводятся дополнительные мероприятия по теплоизоляции наружных фасадов старых строений, устанавливаются новые окна с многослойным остеклением. В таких случаях требуется более низкаятемпература в подающей линии, чем рассчитанная изначально. В таких системах конденсационная техника может также применяться с хорошими результатами.