Конденсат в котле длительного горения. Почему появляется конденсат в трубе дымохода и как от него избавиться. Когда выпадает роса
Многим владельцам твердотопливных отопительных котлов приходится лицезреть неприятную картину - отвратительные подтеки на стыках частей дымовых труб и теплообменников своих тепловых агрегатов.
Это конденсат - злейший враг систем дымоудаления и вентиляции.
Что такое конденсат
В широком понимании этого слова, конденсат - это вещество, которое в результате своего охлаждения перешло (конденсировалось) из газообразного в жидкое или твердое агрегатное состояние. В нашем случае, конденсат - это вода и растворенные в ней летучие вещества, присутствующие в дымовых газах. Конденсат может собираться и накапливаться во внутренних полостях дымовых труб и теплообменников, проявляясь в виде капелек, ручейков и лужиц жидкости в самых неожиданных и неподходящих местах. Конденсат из дымовых газов - это всегда агрессивная среда, разрушающая материал камеры сгорания котла, его теплообменника и дымовых труб. Химический состав такого конденсата невероятно разнообразен, изменчив и противоречив.
Откуда берется конденсат из дымовых газов
Конденсат из дымовых газов возникает в результате конденсации водяных паров, содержащихся в отходящих газообразных продуктах горения (дымовых газах).
Откуда водяные пары в дымовых газах
Молекулы воды содержатся в самой топливной массе и синтезируются непосредственно в процессе её горения.
Любое доступное бытовое топливо имеет углеводородную природу
В процессе горения углеводородного топлива обязательно синтезируется вода в результате термического разложения (пиролиза) молекул углеводорода с последующим окислением (горением) полученных продуктов пиролиза топлива. Поэтому, газообразные продукты горения (дымовые газы) углеводородного топлива всегда содержат водяной пар, синтезированный в процессе пиролиза и горения топливного вещества:
CmHn + (m + n/4) O2 = mCO2 + (n/2) Н2O + Q
Где, (m) и (n) - число атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода
К углеводородному топливу относится вся органика (в т.ч. древесина), природный газ, нефть, уголь и продукты их переработки.
Наибольшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение дров, собенно сырых (влажностью до 45%). Влага, которая содержится в порах и полостях древесины, испаряется и переходит в состав дымовых газов, прибавляясь к синтезированной воде.
Наименьшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение угля. Уголь практически не содержит в своей массе молекул воды и имеет очень малую углеводородную составляющую. Основная масса состава угля - это чистый углерод (С), который не имеет стадии пиролиза топлива и горит (окисляется) напрямую, без синтеза воды:
С+О 2 =СО 2
2С+О 2 =2СО
2СО+О 2 =2СО 2
Газообразные продукты горения (дымовые газы) угля почти не содержат водяные пары, поскольку в угольной массе имеется крайне мало углеводородов для синтеза воды и практически полностью отсутствует обычная вода (H 2 O).
Зона конденсации водяного пара
Покинув высокотемпературную зону горения, дымовые газы начинают отдавать тепло и охлаждаться. Охладившись до температуры «точки росы», водяной пар начинает конденсироваться на поверхности теплообменника котла и его дымовых труб. Место, где температура дымовых газов соответствует «точке росы» и где начинается конденсация водяного пара - называется «зона конденсации».
Перемещение зоны конденсации водяного пара
Зона конденсации - очень подвижный участок, который никогда не стоит на месте. Сразу после розжига холодного котла - зона конденсации находится прямо в его теплообменнике или непосредственно за ним. По мере работы теплоагрегата - система дымоудаления прогревается и зона конденсации постепенно перемещается вдоль дымовой трубы, к ее краю. Перемещение зоны конденсации происходит тем быстрее, чем выше температура дымовых газов и меньше теплопотери на прогрев очередного холодного участка трубы. В конечном итоге, зона конденсации перемещается на самый край дымовой трубы, практически - в атмосферу. После полного прогрева внутренних поверхностей системы дымоудаления, образование конденсата непосредственно на них прекращается и происходит уже в атмосферном слое. Это есть «абсолютный зер гут», ибо в этом случае - полностью исключено воздействие агрессивной среды (конденсата) на стенки деталей котла и системы его вентиляции.
Таинственная «точка росы»
Точка росы напрямую связана с абсолютной, относительной и фактической влажностью.
Абсолютная влажность - максимальное возможное содержание влаги в воздухе. Абсолютная влажность измеряется в г/м3 и зависит от температуры воздуха. Каждому значению температуры воздуха соответствует свое значение показателя абсолютной влажности. Чем меньше температура воздуха, тем меньше влаги он может в себя вместить, и соответственно - тем меньше будет показатель абсолютной влажности.
Фактическая влажность - фактическое содержание влаги в воздухе. Фактическая влажность измеряется в г/м3, не зависит от температуры воздуха и отображает реальное содержание влаги в воздухе.
Относительная влажность - отношение содержания максимально-возможной (абсолютной) влаги к ее фактическому содержанию в воздухе. Относительная влажность измеряется в процентах и показывает процентное содержание влаги в воздухе от максимально возможного. Показатель относительной влажности не бывает больше 100%, и это - крайне неустойчивое состояние.
«точка росы» - это температура охлаждаемого воздуха, при которой его относительная влажность достигает отметки 100% и водяные пары начинают «выпадать в осадок», т.е. конденсироваться. Иными словами, «точка росы» - это температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы из него выделился водяной конденсат (появилась роса).
Точка росы зависима от температуры воздуха и фактического содержания влаги в нем
Зависимость точки росы
Зависимость точки росы можно проследить, теоретически проанализировав процесс охлаждения влажного воздуха.
(конденсация водяного пара происходит в интервале температур от 0°С до 100°С)
- При охлаждении влажного воздуха:
абсолютная влажность снижается и стремится к нолю,
фактическая влажность остается неизменной,
относительная влажность - растет и стремится к своему максимуму (100%)На этом этапе изменяются только параметры влажного воздуха, но не происходит никаких видимых изменений
абсолютная влажность снижается и стремится к нолю
фактическая влажность остается неизменной
рост относительной влажности достигает максимального предела (100%) и останавливаетсяЭто температура точки росы. На этом этапе наступает пересыщение воздуха водяным паром. Крайне неустойчивое состояние. Первые частицы водяного пара начинают конденсироваться в окружающей среде.
- При дальнейшем охлаждении влажного воздуха:
значение абсолютной влажности продолжает снижаться и стремится к нолю
значение фактической влажности - тоже снижается и стремится к нолю
значение относительной влажности - остается на отметке 100%.При дальнейшем охлаждении такого воздуха, относительная влажность будет оставаться неизменной (100%), а значение абсолютной и фактической влажности - уменьшаться. Уменьшение фактической влажности будет происходить за счет выпадения избыточной влаги в конденсат. Т.е., однажды достигнув температуры точки росы, воздушная среда все время будет пребывать в таком состоянии до полного своего осушения, при условии, что дальнейшее охлаждение не прекращается.
Таблица температур точки росы
За определение температуры точки росы, принимается такая температура, при охлаждении до которой, из воздуха, начинает конденсироваться водяной пар. Составим экспериментальным путем таблицу зависимости точки росы от влажности и температуры воздуха.
Таблица температуры значения точки росы (°С) для разных условий
| Относительная влажность % | Температура сухого термометра, °С (температура воздуха) | |||||||
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | |
| 20 | -20 | -16 | -12 | -7 | -3 | 0 | 5 | 15 |
| 30 | -15 | -10 | -6 | -2 | 2 | 6 | 10 | 18 |
| 40 | -12 | -7 | -2 | 2 | 6 | 10 | 15 | 22 |
| 50 | -9 | -4 | 0 | 5 | 10 | 14 | 17 | 26 |
| 60 | -6 | -2 | 3 | 7 | 12 | 16 | 21 | 30 |
| 70 | -5 | 0 | 5 | 9 | 14 | 19 | 23 | 32 |
| 80 | -3 | 2 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 35 |
| 90 | -1 | 4 | 9 | 14 | 18 | 23 | 28 | 38 |
| 100 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 |
Как нужно читать эту таблицу
Например, температура воздуха 10 °С, относительная влажность 30%. На пересечении этих граф мы видим цифру -6. Это значит, что если воздух, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, охладить до температуры -6 °С, то начнется выделение конденсата из него. Либо так - в воздухе, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, водяная роса появится на любом предмете, температура поверхности которого, будет равна или ниже -6 °С.
Как видим из таблицы, чем меньше относительная влажность воздуха, тем температура точки росы ниже температуры самого воздуха. По мере того, как повышается относительная влажность воздуха (воздух набирает, «впитывает» в себя влагу) - температура точки росы приближается к температуре самого воздуха и, при 100% относительной влажности, точка росы, фактически совпадает с температурой воздуха.
Точка росы в теплообменнике дровяного котла
При розжиге холодного дровяного котла, исходящие из камеры сгорания дымовые газы (продукты горения), имеют температуру, примерно 500-800 °С и относительную влажность, в среднем около 85%. Попадая в холодный теплообменник (20°С) и соприкасаясь с его холодной поверхностью, газы мгновенно охлаждаются, влагоемкость (максимально возможное содержание влаги) воздуха понижается и избыток влаги выпадает в виде росы на поверхности теплообменника.
Как защититься от конденсата в котле и дымовых трубах
Из вышесказанного ясно, что конденсация водяных паров - чисто физический процесс, который неизбежен при охлаждении дымовых газов. Защита от образования конденсата в котле и дымовых трубах может быть только одна:
- Не допустить охлаждения продуктов горения ниже «точки росы» до их полного выброса в атмосферу.
Все сводится к элементарному утеплению дымовых труб и соблюдению теплового режима эксплуатации котлоагрегата.
Соблюдение теплового режима эксплуатации котла
Практикой доказано, что если температура трубы обрата теплоносителя менее 40°С - возможно появление конденсата в теплообменнике твердотопливного котла. Таким образом, соблюдение теплового режима эксплуатации котлоагрегата сводится к максимально быстрому разогреву его водяной рубашки до температуры в теплообменнике 40°С и более, с последующим поддержанием ее на должном уровне, независимо от температуры теплоносителя в самой системе отопления. Такой тепловой режим достигается за счет инженерных решений в системе отопления с использованием , регулирующих температуру теплоносителя в обрате котла.
Про байпас и трёхходовой кран
Байпас - это труба, которая напрямую соединяет подачу и обрат дровяного котла и образует так называемы «малый круг» (см. ). Через байпас трёхходовой кран смешивает горячий и холодный теплоноситель, поддерживая температуру обрата, не менее 40°С. При том регулируется количество горячей воды, которое должно уйти сразу в обрат (в малый круг), а которое - дальше, в отопительную систему.
При помощи этих нехитрых приспособлений горячий теплоноситель «крутится» по малому кругу и из подачи возвращается сразу обратно в дровяной котёл, пока не прогреется рубашка охлаждения котла и его теплообменник. По мере прогрева котла, трёхходовой кран постепенно перекрывает поступление горячего теплоносителя в обрат и направляет горячий теплоноситель в систему отопления. Такой подход к монтажу позволяет быстро и без конденсата запускать холодный дровяной котёл, независимо от температуры теплоносителя.
Дренаж системы дымоудаления
Нелишне устроить дренаж отопительного агрегата (котла) и системы дымоудаления (дымовых труб), чтобы собирать и отводить образовавшийся конденсат для дальнейшей его утилизации. Здесь, очень важно выдержать уклоны и контруклоны для горизонтальных участков дымовых труб, а также порядок сборки всей дымоудаляющей системы.
Это интересно (еще раз про конденсат)
Конденсат может сыграть злую шутку при первом заполнении отопительной системы холодным теплоносителем. Если температура заливаемого теплоносителя не будет равна температуре окружающей среды, то может начаться конденсация водяных паров из воздуха прямо на деталях котла и отопительной системы. Неискушенный пользователь может принять такие водообразования за факт разгерметизации отопительной системы.
Наибольше страдают от конденсата владельцы твердотопливных котлов, работающих на обычных дровах и деревоотходах. Поскольку, в этом случае, к синтезированной воде добавляется вода, содержащаяся в порах и пустотах самой древесины. Иногда - это очень много. Ведь стандартное древесное топливо, влажностью 25-35% может содержать от 150 до 300 граммов воды в каждом своем килограмме! Особенно много воды выделяется во время розжига и разгорания дров, когда идет активная просушка древесины под воздействием высокой температуры.
Альтернативное Отопление:
: «{link-category}»
- {related-news}
Твердотопливный котел в отличие от котлов газовых, электрических или жидкотопливных работает не постоянно, а периодически, особенно, если он предназначен для обогрева загородного дома или дачи.
Чем опасен конденсат для котла?
При растопке твердотопливного котла приходится сталкиваться с тем, что холодный теплоноситель омывает стенки уже нагретой камеры сгорания, охлаждает их, что приводит к конденсации паров воды, неизменно присутствующих в дымовых газах. Частички воды, взаимодействуя с дымовыми газами, образуют кислоты, что приводит к разрушению внутренней поверхности камеры сгорания и дымохода.
Но на этом негативное действие конденсата не ограничивается: в каплях воды растворяются частички сажи, оседающие на стенках. Под воздействием высоких температур эта смесь спекается, образуя на внутренней поверхности камеры сгорания плотную и прочную корку, наличие которой резко снижает интенсивность теплообмена между дымовыми газами и теплоносителем. КПД котла падает.
Удалить корку непросто, особенно если у котла камера сгорания имеет сложную поверхность теплообмена.
Полностью исключить процесс образования конденсата в твердотопливном котле невозможно, но можно существенно снизить продолжительность этого процесса.
Основной принцип защиты котла от конденсата
Для защиты твердотопливного котла от образования конденсата необходимо исключить ситуацию, при которой возможен это процесс. Для этого нельзя допустить попадание в котел холодного теплоносителя. Температура обратки должна быть меньше температуры подачи на 20 градусов. При этом температура подачи должна быть не менее 60 С.
Самый простой способ состоит в нагреве в котле малого количества теплоносителя до номинальной температуры, создания для его движения малого контура отопления и постепенного подмеса к горячей воде остальной части холодного теплоносителя.
Идея простая, но реализовать ее можно различными способами. Например, некоторые производители предлагают приобрести готовый смесительный узел, стоимость которого может составлять 25 000 и более рублей. Например, компания FAR (Италия) предлагает подобное оборудование за 28500 рублей , а компания Ладдомат продает смесительный узел за 25500 рублей .
Более экономичный, но при этом не менее эффективный способ защитить твердотопливный котел от конденсата состоит в регулировании температуры теплоносителя, поступающего к котлу, с помощью термостатического клапана с термоголовкой.
Кау строен термостатический клапан
Термостатические клапаны бывают двух видов:
- смесительные – поступающий в клапан поток А распределяется на поток В и поток АВ
- распределительный – поступающий в клапан поток А распределяется на 2 потока
Смесительный клапан устанавливается на обратный трубопровод, а распределительный клапан устанавливается на подающий трубопровод. Управляет работой клапана термоголовка с термоколбой.
Термоколба с помощью специальной гильзы крепится на поверхности обратного трубопровода в непосредственной близости к котлу отопления. Внутри колбы находится рабочее тело, температура которого равна температуре теплоносителя перед входом в котел. Если температура теплоносителя растет, рабочее тело увеличивается в объеме, и, наоборот, при снижении температуры теплоносителя объем рабочего тела уменьшается. Расширяясь или сжимаясь, рабочее тело давит на шток, закрывая или открывая термостатический клапан.
С помощью термоголовки можно установить некоторую температуру, выше (ниже) которой нагрев теплоносителя производиться не будет. Как устанавливать температуру, выбирая режимы работы термоголовки, подробно рассказано в инструкции к ней.
Еще одна особенность термостатического клапана состоит в том, что он уменьшает поток движения теплоносителя к котлу, но никогда не перекрывает его и не открывает полностью, предохраняя котел от перегрева и закипания. Полностью закрытым клапан бывает только в момент запуска котла.
Как работает распределительный термостатический клапан?
Термостатический клапан устанавливается на подаче перед участком байпаса (участок трубопровода), соединяющего подачу и обратку котла в непосредственной близости к котлу. При этом образуется малый контур циркуляции теплоносителя. Термоколба, как было сказано выше, устанавливается на обратный трубопровод в непосредственной близости к котлу.
В момент пуска котла теплоноситель имеет минимальную температуру, рабочее тело в термоколбе занимает минимальный объем, давления на шток термоголовки нет, и клапан пропускает теплоноситель только в одном направлении циркуляции по малому кругу.
По мере нагрева теплоносителя увеличивается объем рабочего тела в термоколбе, термоголовка начинает давить на шток клапана, пропуская холодный теплоноситель к котлу, а нагретый теплоноситель в общий циркуляционный контур..
В результате подмешивания холодной воды температура в обратке снижается, а, значит, уменьшается объем рабочего тела в термоколбе, что ведет к уменьшению давления термоголовки на шток клапана. Это в свою очередь приводит к прекращению подачи холодной воды в малый циркуляционный контур.
Процесс продолжается до тех пор, пока весь теплоноситель не будет нагрет до требуемой температуры. После чего клапан перекрывает движение теплоносителя по малому циркуляционному контуру, а весь теплоноситель начинает движение по большому кругу отопления.
Смесительный термостатический клапан работает также, как распределительный клапан, но устанавливается он не на подающий трубопровод, а на обратный. Располагается клапан перед байпасом, соединяющим подачу и обратку и образующим малый круг циркуляции теплоносителя. Термостатическая колба крепится на том же месте-на участке обратного трубопровода в непосредственной близости к котлу отопления.
Пока теплоноситель холодный, клапан пропускает его только по малому кругу. По мере нагрева теплоносителя термоголовка начинает давить на шток клапана, пропуская часть нагретого теплоносителя в общий циркуляционный контур котла.
Как видите, схема предельно простая, но при этом эффективная и надежная.
Для работы термостатического клапана и термоголовки не нужна электрическая энергия, оба устройства энергонезависимые. Никакие дополнительные устройства или контролеры также не нужны. Для нагрева теплоносителя, циркулирующего по малому кругу достаточно 15 минут, тогда как нагрев всего теплоносителя в котле может занять несколько часов.
Это значит, что используя термостатический клапан, продолжительность образования конденсата в твердотопливном котле сокращается в несколько раз, а вместе с нею сокращается время разрушительного воздействия кислот на котел.
Остается добавить, что стоит термостатический клапан примерно 6000 рублей.
Для защиты твердотопливного котла от конденсата необходимо выполнить правильно его обвязку, используя термостатический клапан и создав при этом малый контур циркуляции теплоносителя.
Образование конденсата в котле происходит только по двум причинам - неправильно выполнена обвязка, либо допущены ошибки при расчёте или монтаже дымохода. Обвязка - это совокупность элементов системы отопления, выполняющих функцию передачи нагретого теплоносителя от котла к батареям. Несоблюдение определённых условий установки тех или иных устройств и соединений становится причиной возникновения конденсата на теплообменнике.
Откуда берётся конденсат в котле?
Конденсат - это вода, которая образовалась на поверхности, имеющей значительно более низкую температуру, чем у окружающих её газов. Внутри работающего котла присутствует воздух, поступающий туда из внешней среды. И в этом воздухе всегда присутствует влага, даже несмотря на очень высокую температуру дымовых газов. Именно эта вода и оседает на металлических поверхностях внутри котла.
Роль охлаждённого материала в данном случае выполняет стальной или чугунный теплообменник. Теплообменник - это специальный замкнутый контур, по которому перемещается теплоноситель. От продуманности его конструкции будет зависеть, насколько эффективно передаётся тепло, полученное от сгорания топлива в камере сжигания, в систему отопления.
По законам физики вода, находящаяся в разогретом газе, конденсируется на охлаждённых поверхностях теплообменника. При появлении данного эффекта говорят, что «котёл плачет». Возникает естественный вопрос, «Почему плачет котёл?». Или другими словами, откуда берётся такая большая разница температур между разогретыми газами внутри теплогенератора и металлическим корпусом теплообменника?
Дело в том, что при старте работы котла, вода в системе ещё достаточно холодная. Нагрев внутренних газов в котле происходит значительно быстрее, чем нагрев теплоносителя. Так как циркуляция воды начинается сразу после включения котла, она ещё долго будет охлаждать стенки теплообменника. А разница температур нагретых газов и холодного теплообменника как раз и становится причиной того, что течёт конденсат.
Чем вреден конденсат?
На первый взгляд нет ничего страшного в том, что какое-то количество воды появляется внутри котла. Рано или поздно она всё равно испарится под действием высоких температур дымовых газов. Однако, здесь не всё так просто. На самом деле, в состав конденсата входит не чистая вода, а слабый раствор кислот. Кроме того, полного испарения конденсата может так и не случиться, если он появляется в слишком больших количествах.
Несмотря на низкую концентрацию, кислоты в составе конденсата способны разъесть металлический корпус котла даже за один сезон активной эксплуатации агрегата. В правильно настроенной системе отопления такого никогда не случится. Но обвязка теплогенератора, выполненная с ошибками приводит к тому, что конденсат образуется в течение всего времени работы котла. В результате этого он накапливается, и непрерывно воздействует на металлические поверхности, постепенно разрушая их.
Вторая проблема, связанная с появлением конденсата в том, что на него начинают налипать частицы сажи. В процессе сгорания топлива в дымовые газы выбрасывается некоторое количество сажи, большая часть которой выходит из котла по дымоходу на улицу. Однако, если на поверхности теплообменника находится какое-то количество конденсата, то небольшой процент сажи постоянно прилипает к этим каплям.
В итоге, со временем на теплообменнике возникает достаточно плотный слой. Если, к тому же, в процессе эксплуатации теплогенератора используются влажные дрова, этот налёт содержит в себе ещё и различные горючие смолы. Постепенное утолщение такой корки приводит к падению КПД котла, так как она изолирует металлический корпус теплообменника от тепла разогретых газов. Температура из топки на теплоноситель передаётся всё хуже и хуже с каждым последующим включением теплогенератора.
Ещё одна опасность, связанная с образованием налёта из сажи и смолы на поверхности теплообменника, в пожароопасности этой смеси. Чистка котла должна производиться не реже, чем раз в три недели. Это нужно для удаления налипших на стенках агрегата остатков продуктов сгорания топлива. Если не соблюдать данную норму, то образовавшаяся корка может загореться и привести к возникновению пожароопасной ситуации.
В техобслуживании теплогенератора есть одна особенность, которая не так очевидна на первый взгляд, но становится главной причиной слишком редкой чистки котла. Речь идёт о том, что современные твердотопливные агрегаты имеют достаточно сложную структуру, которая специально рассчитывается для повышения КПД устройства.
В результате, большое количество запутанных витиеватых ходов внутри котла значительно осложняет процесс его чистки. От чего со временем пропадает всякое желание выполнять данную процедуру с необходимой регулярностью. По этой же причине к некоторым местам конструкции и вовсе невозможно получить доступ, что ещё раз подтверждает необходимость решения проблемы с конденсатом.
Причины появления конденсата
Конденсация воды на теплообменнике внутри котла - это нештатная ситуация для правильно спроектированной системы отопления. Наиболее частая причина появления конденсата лежит в эксплуатации теплогенератора на неполной мощности. А это происходит в одной из двух возможных ситуаций:
- По ошибке был установлен слишком мощный
- Выбор более производительного теплогенератора был сделан намеренно
Осознанное решение по установке более мощного котла принимается обычно в том случае, когда есть желание продлить работу устройства от одной закладки топлива. Эта задача решается эксплуатацией топки в «задавленном режиме», когда в камеру сжигания подаётся ограниченной количество воздуха. Или наоборот - ограничение устанавливается на выходе дымовых газов специальной заслонкой.
В обоих случаях топливо в камере сжигания не горит в полную силу, а понемногу сгорает и при этом медленно тлеет. Процесс тления приводит к образованию смолы на внутренних стенках котла и понижает его КПД. Но главное, что происходит в данном случае - это то, что температура дымовых газов не выходит на достаточно высокий уровень. Низкий градус прогрева газов не позволяет им эффективно испарять конденсат с теплообменника. Эта вода с определённым содержанием кислоты постепенно накапливается и разъедает корпус котла.
То же самое можно наблюдать, когда котёл изначально был рассчитан неправильно и имеет слишком высокую производительность для данной теплосистемы. Регулировка мощности устройства с помощью ограничения тяги приводит к описанным выше последствиям. Однако, это не означает, что другого выхода нет. Существует гораздо более эффективный, надёжный и безопасный способ, который позволит использовать котёл в полную силу, даже если он имеет избыток мощности.
Как убрать конденсат в котле?
Решение заключается в подключении дополнительной ёмкости для увеличения общего объёма теплоносителя - . Этот буферный резервуар позволит эксплуатировать на полную мощность. В результате интенсивного горения топлива в камере сжигания, температура дымовых газов оказывается очень высокой. Благодаря этому эффективно испаряется любое количество конденсата на корпусе теплообменника.
Нет необходимости переводить котёл на неполную мощность, заметно теряя при этом в КПД. Теплогенератор с ТА может работать в полную силу, и система при этом не будет перегреваться. Все излишки тепла возьмёт на себя большая буферная ёмкость.
Кроме того, установка теплоаккумулятора даст возможность продлить работу системы отопления от одной закладки топлива. При грамотном расчёте объёма ТА, он запасает значительное количество тепловой энергии. Её хватает для полноценного прогрева теплоносителя в системе на протяжении несколько часов после полного сгорания топлива.
Решать вопрос с конденсатом нужно как можно раньше. По законам физики в любой теплосистеме какое-то время после старта вода неизбежно будет конденсироваться внутри котла. Однако, в теплогенераторе работающем на полную мощность этот период составляет не более 20-30 минут. За такой короткий срок конденсат не успеет нанести никакого вреда.
Эксплуатация твердотопливного котла в режиме максимальной мощности не только раз и навсегда решит проблему конденсации жидкости, но и увеличит эффективность сгорания топлива. Это в свою очередь приведёт к уменьшению затрат на отопление в холодное время года. Установка теплового аккумулятора - оптимальный способ, позволяющий использовать котёл в режиме наибольшей производительности при любых условиях. Вместе с тем, буферная ёмкость защитит отопление от закипания и повысит удобство работы с котлом за счёт увеличения периода между закладками топлива.
Конденсат в трубе дымохода образуется из водяных паров, содержащихся в воздухе и топливе. Эта влага соединяется с другими продуктами горения, образуя концентрированные растворы кислот, щелочей и прочих агрессивных химических элементов, разрушающих дымоходы. Поэтому все производители отопительных приборов настаивают на обязательном устранении конденсата из канала отвода продуктов горения.
Откуда берется конденсат в трубе дымохода?
Вы увидели конденсат в дымоходе – что делать, такое случается со всеми. Можно даже сказать, что дымохода без конденсата попросту не бывает.
На процесс образования конденсата влияют следующие факторы:
- Степень влажности топлива. Причем абсолютно сухого топлива попросту не бывает. Порция водяных паров содержится даже в природном газе, более того, при сгорании это топливо разлагается на углекислоту и водяные пары. Поэтому конденсат в дымоходе газового котла – это вполне обычное явление.
- Температура дымовых газов и самой трубы – если она меньше 100 градусов Цельсия, то источником водяных паров будет сам воздух в канале дымохода. При этом на старте любой отопительный прибор генерирует выхлопные газы с недостаточно высокой температурой, которые проходят по недостаточно разогретой трубе.
- Слабая тяга в канале дымохода – при недостаточной скорости движения выхлопных газов по воздуховодам повышается риск перехода паров в воду. При высокой скорости (тяге) пары просто вылетают из трубы, не успевая сгуститься и трансформироваться в жидкость.
- Большая разница температуры трубы и окружающей среды – в этом случае водяные пары конденсируются на наружной поверхности дымохода, а равно и в его торцевой части. Подобный эффект обостряется при каждом сезонном похолодании.
Конденсат – варианты устранения проблемы
Как видите: устранить эффект образования конденсата в канале отводы дымовых газов в принципе не возможно. Мы можем лишь снизить концентрацию этого вещества или усилить сопротивляемость трубы химической активности конденсата.
При этом для снижения концентрации конденсата мы можем использовать следующие приемы:
- Использовать топливо с минимальной степенью влажности – подсушенные дрова, паллеты, каменный уголь, солярку и прочее. Однако с газовыми котлами этот метод не сработает – водяные пары образуются в процессе горения такого топлива, являясь частью выхлопа.
- Утеплить трубу дымохода, сдвинув точку росы в тело канала. Подобная методика устраняет проблему разницы температур – воздуховод не контактирует с холодной внешней средой и не успевает остыть после прогрева.
- Периодически чистить канал дымохода, устраняя все заторы на пути движения дымовых газов. Чем чище канал – тем лучше тяга. А при хорошей тяге водяные пары просто не задерживаются в трубе, вылетая наружу с дымовыми газами.
- Установить на торце трубы дефлектор – особую насадку, усиливающую тягу в канале воздуховода и защищающую торец от атмосферной влаги, затекающей в дымоход во время дождя или снегопада.
Кроме того, мы можем просто установить в проблемном месте конденсатоотводчик для дымохода, спуская из канала загустевшие водяные пары до того, как они соединятся с продуктами горения, превращаясь в едкую жидкость.
Впрочем, указанные методики лишь снижают градус проблемы, не решая ее. Конденсат останется в трубе в любом случае. Утепление канала, насадка на оголовок и сухие дрова лишь снижают концентрацию химически активных веществ, продлевая срок эксплуатации дымохода.
Профилактические меры
Для повышения стойкости тела дымохода к агрессивному воздействию конденсата нам придется предпринять следующие шаги:
- Вмонтировать в воздуховод канал из химически стойкого материала. Обычно асбестоцементные трубы или кирпичные дымоходы гильзируют вставками из нержавейки – высоколегированной стали, устойчивой к агрессивному воздействию химически активных веществ.
- Установить в точке пересечения горизонтального канала (от топки) и вертикального участка (к улице) конденсатосборник для дымохода – стальной стакан, расположенный ниже узла сопряжения.
В итоге, мы не остановим процесс образования конденсата, но оградим основной конструкционный материал дымохода от агрессивных веществ, разрушающих целостность канала. Конденсат стечет по трубам в емкость для сбора, опорожняемую по мере необходимости. Поэтому указанная методика является одним из самых эффективных средств борьбы с конденсатом – она устраняет последствия, не влияя на сам процесс образования химически активных веществ.
Разумеется, изначальная сборка дымохода по конденсату, как источнику угрозы целостности канала, позволяет добиться существенно лучших результатов: ведь вставка-гильза снижает тягу, заузив сечение воздуховода. Однако монтаж кислотостойкой гильзы и конденсатосборника стоит намного дешевле демонтажа старого канала и строительства нового дымохода.
В процессе работы отопительной системы появление влаги в дымоходе наносит вред не только самому дымоходу, но и отопительному прибору. Вступая в реакцию с продуктами горения, влага превращается в химически агрессивные вещества, нарушающие работу отопительной системы.
Избавиться от конденсата полностью нельзя, но можно минимизировать его количество и предотвратить нежелательные последствия.
Любое топливо для котла, печи или камина при сгорании выделяет водяной пар, который в трубе дымохода остывает и образует на стенках осадок в виде капель. Происходит это из-за перепада температур на выходе из отопительного агрегата и в отдельных частях дымохода.
Дополнительно влага может попадать в дымовой канал снаружи во время дождя. Химическая реакция воды с сажей и смолами приводит к образованию кислот и щелочей.
По гладким стенкам конденсат стекает вниз, где скапливается, препятствуя отведению дыма и ухудшая тягу. Шероховатые поверхности задерживают и впитывают влагу, подвергаясь коррозии и преждевременному разрушению.
Кроме того, скопившиеся в дымоходе вещества могут проникать в помещение, вызывая неприятный запах и нанося вред здоровью.
Обратите внимание! Конденсат может образовываться не только с внутренней стороны, но и снаружи дымохода – при сильно отличающихся температурах в трубе и на улице. Результатом может стать разрушение самой трубы, если она изготовлена из влагопоглощающих материалов, а также стен и крыши в местах соприкосновения с дымоходом.
Факторы, влияющие на образование конденсата
Процесс образования конденсата в дымоходном канале зависит от нескольких факторов:
- Влажность топлива, используемого отопительной системой. Даже внешне сухие дрова содержат влагу, которая при горении превращается в пар. Торф, уголь и другие горючие материалы имеют определенный процент влажности. Природный газ, сгорая в газовом котле, тоже выделяет большое количество водяного пара. Не существует абсолютно сухого топлива, но увеличивает процесс конденсации плохо просушенный или отсыревший материал.
- Уровень тяги. Чем лучше тяга, тем быстрее выводится пар и меньше влаги оседает на стенках трубы. Он просто не успевает смешаться с другими продуктами горения. Если же тяга плохая, получается замкнутый круг: в дымоходе скапливается конденсат, способствующий засорению и еще больше ухудшающий циркуляцию газов.
- Температура воздуха в трубе и выходящих из отопительного прибора газов. Первое время после растопки по непрогретому каналу движется дым, также имеющий невысокую температуру. Именно на старте происходит наибольшая конденсация. Поэтому образованию конденсата наименее подвержены системы, работающие постоянно, без регулярных отключений.
- Температура и влажность внешней среды. В холодное время года из-за разницы температур внутри дымохода и снаружи, а также повышенной влажности воздуха на внешней и торцевой частях трубы конденсат образуется активнее.
- Материал, из которого изготовлен дымоход. Кирпич и асбестоцемент препятствуют стеканию капель влаги и впитывает образующиеся кислоты. Металлические трубы могут быть подвержены коррозии и ржавчине. Выполненные из керамических блоков или стальных нержавеющих секций дымоходы не дают химически агрессивным соединениям зацепиться за гладкую поверхность. Чем ровнее, глаже внутренняя поверхность и ниже влагопоглощающая способность материала трубы, тем меньше конденсата в ней образуется.
- Целостность дымоходной конструкции. При нарушении герметичности трубы, появлении на ее внутренней поверхности повреждений ухудшается тяга, быстрее засоряется канал, внутрь может попадать влага извне. Все это приводит к усилению конденсации пара и ухудшению работы дымохода.
