8 800 333-52-51

Бесплатный звонок по России

8 (812) 244-45-05

   

Дополнительное тепло за счёт конденсации

Явная/скрытая теплота
 
 
Водяной пар - это следствие сжигания углеводородов. Чтобы воде испариться, она должна поглощать энергию. Однако, эта же энергия высвобождается в тот момент, когда водяной пар конденсируется - это и принято считать скрытой теплотой.
На картинке (с газом G 20) вы можете увидеть, что при сжигании 1 м3 газа, вырабатывается до 1 кВт*ч скрытой теплоты. 
В этом разница «теплоты сгорания»: 
 
Qнр : Низшая теплота сгорания = явная теплота (прим.10 кВт*ч/м3) 
Qвр : Высшая теплота сгорания = явная теплота (прим.10 кВт*ч/м3) + скрытая теплота (прим. 1 кВт*ч/м3)
 
Высшая/низшая теплота сгорания: Qвр / Qнр
 
Для того, чтобы рассчитать соотношение Qнр и Qвр, требуется вычислить максимальное количество тепла, которое получается по итогам конденсации водяных паров.
Соотношение между Qвр/ Qнр равняется 1,10 т.е. в результате конденсации водяных паров дополнительно можно получить до 10% тепла.
 
 
Точа росы
 
Точкой росы принято считать температуру охлаждения, при которой водяной пар в процессе сгорания топлива, переходит в вид конденсата. То есть теплообменник при помощи водяного контура охлаждается до определённой температуры и появляется конденсат.
 

 
Здесь все довольно просто, чем выше температура у точки росы (увеличения можно добиться с помощью контроля над избытком воздуха), тем проще получить конденсацию. На графике достаточно наглядно видно, что природный газ является самым подходящим, так как его точка росы ориентировочно составляет 55° C при 30% избытке воздуха.

Дополнительное тепло за счёт конденсации 

Водяной пар начинает конденсироваться и высвобождать скрытую теплоту при условиях, когда одновременно с реакцией горения температура воды в теплообменнике опускается ниже 55 градусов. 
Таким образом, КПД может увеличиться до 100%
 

 
КПД рассчитывается с помощью следующей формулы:
 
Так как газоанализатор не может измерить объем конденсата, то расчет КПД основан на интерполяции в зависимости от температуры уходящих газов.

Конденсат


 
В период процесса сгорания топлива выделяется углекислый газ, который в виде пара находится в течение всего процесса конденсации. Как следствие, образуется угольная кислота с pH от 3 до 5 (для газа).
При сжигании 1 м3 природного газа может выделиться до 1,6 литра конденсата. 
При потреблении газа 2000 м3 в год -> макс. объём конденсата до 3200 литров. 
Необходимо отметить, что любой слив или выброс вредных веществ в окружающую среду категорически запрещен.

Поэтому, требуется обратить внимание на следующие моменты:

  • Конденсат разбавляется водой бытовых стоков (очень частое явление) и, таким образом, трубопроводы защищены от коррозии (ПВХ). Допустимо отсутствие нейтрализации конденсата. 
  • Использование трубопроводов, подверженных коррозии (стальные, медные). Требуется дополнительнаяустановка станции нейтрализации конденсата с гранулированным наполнителем.
  • Если Pустановки > 70 кВт, удаляемый конденсат не разбавляется и направляется в канализацию с металлическим трубопроводами, то нейтрализация конденсата обязательна. 
  • Конденсат при сжигании жидкого топлива содержит остатки топлива и углеводородов. Кроме того, наличие серы в конденсате требует соответствующей нейтрализации.
     

Нейтрализация конденсата 

Известно, что при сжигании природного газа мы получаем конденсат объемом до 0,12 л/кВт*ч. Соответственно, если за основу взять отопительный период, который длится ориентировочно двести дней и котел, который работает примерно 30% от всего времени, то:
  • 25 кВт -> 4000 литров 
  • 100 кВт -> 17000 литров 
  • 200 кВт -> 34000 литров 
Нейтрализация конденсата состоит в пропускании его через емкость, в которой находятся минералы, способные существенно уменьшить кислотность.
Ниже представлены модели станций нейтрализации в соответствии с объемом/мощностью, для которых они рассчитаны:

 
Важно отметить, что для того, чтобы удалить конденсат через трубопровод, сами трубы должны быть устойчивы к кислотной среде. Именно по этой причине в период эксплуатации труб рекомендуется устанавливать станцию нейтрализации конденсата.
Так же, можно установить трубы из ПВХ. Они в течение времени не разрушаются.



Интересные статьи:




Смотреть все предложения:
Котлы
Конденсационные котлы


Версия для печати
Версия для печати