XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Как известно, одним из перспективных направлений является повышение эффективности использования топливных ресурсов.

Применение традиционных (конвекционных) котлов не позволяет использовать скрытую теплоту парообразования: дымовые газы, температурой свыше 100 С, удаляются в атмосферу вместе с водяными парами, образовавшимися в результате горения углеводородов, поэтому важным направлением повышения энергоэффективности топливных установок является использование конденсационных теплообменников и конденсационных котлов, в целом.

Производители конденсационных теплогенераторов неизменно обращают внимание потенциальных клиентов на необычайно высокий КПД выпускаемых ими устройств – выше 100 %, что недопустимо с точки зрения законов термодинамики. Искажение происходит из-за того, что при расчете КПД конденсационного котла следует учитывать не выделившуюся теплоту, а полную энергию, которая высвободилась в результате горения смеси углеводородов. Также в расчете учитывается энергия, затраченная на перевод воды в газообразное состояние [1].

В качестве примера для сравнения использованы настенный котел Buderus Logamax U052-24 и конденсационный настенный котел Buderus Logamax Plus GB062-24К тепловой мощностью 24 кВт каждый [3].

Расчет КПД конденсационного котла был произведен согласно методики ГОСТ Р 56777-2015 Национальный стандарт РФ. Котельные установки. Метод расчета энергопотребления и эффективности.

В приложении Б данного ГОСТ приводится формула для расчета КПД нетто для конденсационного котла:

где - коэффициенты, взятые по таблице Б1 данного ГОСТ, как параметры для расчета КПД теплогенератора и температурного ограничения

– номинальная выходная мощность, ограниченная значением 400 кВт.

В таком случае, коэффициент полезного действия нетто конденсационного котла будет равен:

Таким образом, вычисленный коэффициент полезного действия конденсационного котла заметно отличается от значений, которые обычно бывают заявлены производителями в технических характеристиках котлов.

Помимо КПД, одним из важнейших параметров для выбора котла является расход топлива.

Расход топлива на каждый водогрейный котел был определен по формуле:

где – теплопроизводительность котельного агрегата, кВт; – располагаемая теплота топлива, кДж/м³; – коэффициент полезного действия, %

В таблице 1 приведены основные параметры и значения сравнения котлов Buderus Logamax U052-24 и Buderus Logamax Plus GB062-24К.

Таблица 1 - Котлы Buderus Logamax U052-24 и Buderus Logamax Plus GB062-24К

Параметр	Единица измерения	Значение параметра для котла Buderus Logamax U052-24	Значение параметра для котла Buderus Logamax Plus GB062-24К
Длина, a	мм	400	400
Ширина, b	мм	360	300
Высота, h	мм	745	815
Мощность,	кВт	24	24
КПД,	%	90	95,38
Совместимость с комнатными регуляторами		да	да
Использование дополнительного топлива		СУГ	антифриз
Цена	руб.	49 486	75 148
Расход топлива, В	м3/ч	2,55	2,18

В связи с тем, что конденсационные котлы целесообразно устанавливать в низкотемпературных системах отопления, следует учитывать увеличение площади теплоотдачи отопительных приборов, что неизменно приводит к увеличению финансовых расходов. Частичную экономию можно получить за счет уменьшения диаметра дымохода и использования пластиковых труб (т.к. температура уходящих газов составляет порядка 30-50 °С) [2].

Также использование конденсационного котла предполагает утилизацию конденсата. Сливать на грунт конденсат недопустимо – произойдет засоление почвы, поэтому должна быть предусмотрена система для нейтрализации кислот, содержащихся в конденсате. На Западе, где требования к соблюдению экологических стандартов более жесткие, чем в России, при установке конденсационного котла автоматически приобретается каталитический нейтрализатор [4]

Таким образом, установка конденсационного котла предполагает значительные финансовые затраты, которые окупаются в будущем за счет высокого КПД и уменьшения расхода топлива, что особенно актуально для стран с высокими ценами за газ.

Список использованных источников

Кудинов А.А. Повышение эффективности использования газа в котельных установках//Энергосбережение. – Ульяновск: Изд-во «Пресса», 1998. Выпуск № 4. – 82 с.

Использование конденсационных котлов [Электронный ресурс]. URL: https://www.teplomatica.ru/ (дата обращения: 15.11.2018)

Модели котлов Buderus [Электронный ресурс]. URL: http://будерус.рф/catalog/(дата обращения: 15.11.2018)

ГОСТ Р 56777-2015 Национальный стандарт РФ. Котельные установки. Метод расчета энергопотребления и эффективности.

Код для цитирования: Скопировать