Секрет конденсації
Всім відомо, що вода існує в трьох
агрегатних станах – газоподібний стан
(водяна пара), рідина та лід. Ми можемо
нагріти воду до температури кипіння,
значення якої залежить від тиску
(відрізок АВ на рис. 1). На при лад, для
ат мо сфер але го ти с ку ця тем пе ра ту ра
скла дає 100 оС. А що ж відбу вається
далі? При по даль шо му нагріві під так по чі -
нає википа ти, альо її тем пе ра ту ра за ли -
шається не змі нною (відрізок ВС на рис. 1).
Це пояснюється тім, що вся енергія,
використана при подальшому нагріві,
витрачається на зміну агрегатного стану
води, тобто на перетворення води на
пару. В результаті ми отримаємо суху
насичену пару.
А що відбудеться з водяною пара,
якщо її остуджувати? Цей процес –
зворотний нагріву, тому фазовий перехід
для води буде мати зворотний характер.
Водяна пара почне пере творюватися на
рідину, але цього разу вже не
поглинаючи, а віддаючи теплоту, яка
була витрачена на пароутворення
(відрізок СВ на рис. 1). Цього тепла не так
вже й мало. Уявіть, скільки тепла
потрібно підвести, щоб википів,
наприклад, 1 л води... Процес
перетворення водяної пари на рідину
називається кон ден са ція, а температура,
за якої починається конденсація,
називається точкою роси.
Секрет ККД конденсаційного котла
Процес конденсації є основою при н ципу
роботи конденсаційного котла.
При згорянні природного газу
в котлі утворюється водяна пара,
яка входити до складу димових газів.
метан природний газ кисень двоокис вуглецю водяна пара теплота
Саме ця водяна пара конденсується в
котлі при поступовому зниженні тим пе -
ра ту ри продуктів згоряння до тем пе ра -
тури, нижчої за точку роси (≈ 57 °С).
Завдяки цьому від бі ра ється додаткове
тепло конденсації.
У теплотехніці існує поняття верхньої та
нижньої тепло тво рної спро мож але сті газу.
Їх по ка зники відрізняються між собою
саме на це значення додаткового тепла
конденсації. Історично склалося, що для
роз ра ху пку ККД котлоагрегату вико ри -
сто вується нижча теплотворна спро мо-ж -
ність газу, яка не включає в себе
додаткове тепло конденсації. Чому?
Поява конденсату в котлах старої
конструкції призводила до їх руй нації
(через так звану низькотем пературну
корозію). Конденсація в старих сталевих
або чавунних казанах була шкідливою,
Втрати тепла 2%
Додаткове тепло конденсації 11%
Максимальний ККД стандартного котла 98%
Максимальний ККД конденсаційного котла 109%
тому додаткове ті пло конденсації не
використовували.
За появи сучасних кон ден са цій них котлів
це тепло почали ви ко ри сто вувати, альо
з'єднання явилася проблема з розрахунком ККД.
Розраховуючи ККД конденсаційного
котла за ниж чою теплотворною
спроможністю, ми отримуємо показник,
вищий за 100% .
