В дымовых газах котлов и колонок может образовываться конденсат, который вредит дымоходам, может постепенно разрушать конструкции здания или даже вызвать закупорку дымохода зимой — а тут уже недалеко и до отравления угарным газом. Если, конечно, у вас старый котел с открытой камерой сгорания и без надежной автоматики для контроля тяги. Еще больше конденсата образуется в современных высокоэффективных конденсационных котлах. Для многих это дополнительный аргумент не связываться с подобной техникой: от этой довольно агрессивной жидкости нужно как-то избавляться, не повредив при этом канализацию и септик.
Так ли опасен конденсат и как с ним правильно обращаться, чтобы избежать проблем, — разбираемся в этой статье.
Откуда берется конденсат?
При полном сгорании природного газа образуются углекислый газ и вода. Тот самый дымок, который в морозный день вьется над трубой газового котла, на самом деле — водяной пар. При сжигании 1 м³ природного газа образуется 2 м³ водяных паров. Если они сконденсируются, то получится 1,6 литра жидкости.
Кстати, водяной пар образуется при сжигании всех видов органического топлива: твердого, жидкого, газообразного, так как в них содержится водород. Исключением можно считать угарный газ (монооксид углерода СО), в котором водорода нет, правда его, несмотря на наличие углерода в составе, к органическим веществам обычно не относят. Хотя обычно мы воспринимаем как опасный продукт неполного сгорания топлива, которым можно отравиться, угарный газ тоже может гореть. Именно он является основным горючим компонентом доменного газа, образующегося при выплавке чугуна в домнах.
Температура дымовых газов, при которых образуется конденсат, называется точкой росы. Для продуктов сгорания природного газа она составляет около 60˚С. Если температура в дымоходе ниже этого значения, жидкость будет конденсироваться, если выше, все улетит в атмосферу в газообразном состоянии. Почему не 100 ˚С? Ведь всем известно, что вода кипит, а водяной пар конденсируется именно при этой температуре. Потому что пар здесь смешан с другими газами — в первую очередь углекислым газом, а также негорючими компонентами атмосферного воздуха — азотом и небольшим количеством аргона. В дымовых газах может оставаться и некоторое количество кислорода, который не сгорел в топке котла.
Чем вреден конденсат?
В обычных котлах и колонках вода, содержащаяся в продуктах сгорания, покидает дымоход в виде пара. Его конденсация не предусмотрена конструкцией аппарата и дымового канала. Охлаждение дымовых газов ниже точки росы приводит к образованию конденсата, который вредит дымоходу. Он впитывается в стенки дымохода, если они сделаны из пористых материалов, и повреждает их. Зимой в районе оголовка дымохода вода регулярно замерзает и оттаивает. Лед разрушает кирпич и асбестоцемент.
В сэндвич-дымоходах из нержавеющей стали конденсат стекает вниз. Чтобы он не затекал в утеплитель дымохода, верхнюю трубу вставляют в нижнюю. Такой способ сборки называется «по конденсату».
Иногда коррозии подвержена даже нержавеющая сталь. Это происходит из-за соединений галогенов, которые могут находиться в воздухе, идущем на горение. Их источником, в свою очередь, могут стать аэрозоли, растворители, краски, строительные лаки и клеи, используемые при ремонте. Образующиеся в этом случае при горении галогеноводороды при охлаждении продуктов сгорания конденсируются в виде плавиковой и соляной кислот.
Конденсация водяных паров из дымовых газов приводит к разрушению дымохода и к уменьшению тяги. В зимний период возможно обмерзание и закупорка оголовка дымохода. Она нарушает процесс удаление дыма, в результате чего в помещение может попасть токсичный угарный газ.
❗ ВАЖНО: Жильцы индивидуальных жилых домов должны самостоятельно контролировать состояние оголовков, особенно в периоды сильных похолоданий.
Чтобы избежать повреждения дымохода, его лучше делать из материалов, защищенных от разрушения конденсатом, утеплять, чтобы температура дымовых газов не опускалась ниже точки росы. Кроме того, в устройстве дымоходов предусматривают специальные конденсатосборники.
👉 В следующей статье расскажем подробнее о материалах и конструкции дымоходов для газовых котлов.
Особенности конструкции конденсационных котлов
Но есть отопительная техника, в которой конденсация водяных паров предусмотрена конструкцией. Конденсационные котлы, в которых дымовые газы охлаждаются ниже температуры точки росы, используют теплоту, образующуюся при конденсации водяного пара. Это увеличивает коэффициент полезного действия таких аппаратов.
Современная техника стремится к большей энергоэффективности, чтобы экономить природные ресурсы, а также деньги пользователей. Конденсационные котлы имеют более сложный теплообменник, позволяющий отобрать у продуктов сгорания больше тепла. В нем больше поверхностей теплообмена, расположенных в камере, где дымовые газы остывают до температуры точки росы. Теплообменник изготавливается из нержавеющей трубы, которая свернута спиралью, что создает закрытую камеру сгорания. В конденсационных котлах используются горелки с полным предварительным смешением газа и воздуха, которое происходит за счет разрешения, создаваемого воздушной струей.
Особенности конструкции приводят к усложнению устройства и удорожанию аппарата. Кроме того, в отличие от обычных котлов конденсационные имеют особенность – они требуют организованного отвода конденсата. Иначе будет потоп.
Как это КПД больше 100%? 😲
Кстати, о КПД. Многие изготовители конденсационных котлов заявляют его в 107%. Для человека, не прогуливавшего в школе физику, такое не возможно. Закон сохранения энергии никто не отменял, вечного двигателя не существует.
КПД определяется как отношение теплопроизводительности к тепловой мощности. Вся теплота, получившаяся при сжигании газа, — это тепловая мощность. А теплопроизводительность — теплота, полученная теплоносителем (водой). И здесь все дело в способе расчета. Для любого топлива, содержащего водород, существуют две теплоты сгорания: низшая и высшая. Низшая не учитывает теплоту конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Вода выходит в дымоотводящий патрубок в виде пара.
КПД не конденсационных современных бытовых котлов, рассчитанный по низшей теплоте сгорания, составляет чуть более 90%. Высшая теплота сгорания учитывает всю теплоту при сгорании топлива и конденсации водяных паров. Если определять по низшей теплоте сгорания КПД конденсационных котлов, он может достигать 107%. При расчете по высшей теплоте сгорания цифра окажется меньше — около 98%. Именно она и соответствует закону сохранения энергии.
Исторически сложилось так, что в России для определения КПД газоиспользующего оборудования используется низшая теплота сгорания. В некоторых странах (США, Великобритания) теплотехнические расчеты выполняют с учетом высшей теплоты сгорания.
Что же делать с конденсатом?
Конденсат газового конденсационного котла — слабокислая среда с показателем pH от 5,3 до 3,8. Интересный факт: Coca-Cola имеет показатель pH 3,0, так что она агрессивнее нашего конденсата!
Конденсат газового котла представляет собой слабый раствор кислот, прежде всего угольной, который может потребовать нейтрализации перед сливом в канализацию. Все зависит от условий проживания в частном доме и организации отвода сточных вод.
Если есть централизованная канализация и в доме постоянно живут, конденсат разбавляется бытовыми стоками, которые имеют слабощелочную реакцию. Нормативы устанавливают соотношение конденсата к стокам как 1 к 25. Для семьи из 3–4 человек при постоянном проживании такие пропорции выдерживается. Каких-то специальных мер к нейтрализации конденсата не требуется.
Другое дело — загородные дома для временного проживания в выходные и праздничные дни. В этом случае конденсат разбавляется недостаточно, что может привести к повреждению канализационных труб, а при отсутствии централизованного водоотведения — нанести ущерб септикам с биологическим разложением сточных вод.
Для решения проблемы необходима установка оборудования для нейтрализации конденсата. Оно производится большинством компаний, которую выпускают конденсационные котлы, а также оборудование и комплектующие для очистки сточных вод.
Установка для нейтрализации — это емкость, заполненная шпатом (карбонатом кальция), гранулированным мелом в комбинации с активированным углем, мраморной крошкой. При проходе кислого конденсата через наполнитель он вступает в реакцию. Водородный показатель рН жидкости возрастает до нейтральных значений. По мере выработки наполнителя его необходимо добавлять или заменять.
Нейтрализатор устанавливается в отапливаемых помещениях на горизонтальной поверхности рядом с канализационным сливом и подключается к котлу шлангом, на котором выполняется подпорная петля (гидрозатвор). Сливной шланг от нейтрализатора выполняется с разрывом перед канализационным выпуском. Это исключает проникновение в шланг нежелательной микрофлоры.
Минимум один раз в год необходимо проверять, достаточно ли реагента в устройстве. С помощью индикаторных полосок контролируется значение рН конденсата после нейтрализации. При рН менее 6,5 наполнитель дополняется либо заменяется.
Коротко о главном
- Вода при сжигании газового топлива в обычных котлах должна выходить из дымохода в виде пара. Если образуется конденсат, он может постепенно разрушать дымоход. В морозы возможна закупорка оголовка, что чревато отравлением угарным газом.
- Конденсационные котлы используют теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах. В этом случае процесс образования жидкости из пара приносит пользу.
- Конденсат может потребовать нейтрализации перед сливом в канализацию. Такая необходимость возникает при непостоянном проживании в загородных домах. Котел работает все время, а бытовых стоков, разбавляющих конденсат, нет.
- Для нейтрализации конденсата служат специальные устройства: емкости, заполненные щелочным реагентом.
👉 Подписывайте на канал, чтобы не пропустить обновления!
