Бош Термотехника Прессе Контакты
separator
Buderus
Инфоцентр Buderus 27.05.2019 Алюминиевые теплообменники: выбор для конденсационных котлов Buderus

27.05.2019 Алюминиевые теплообменники: выбор для конденсационных котлов Buderus

В последние два-три года мы наблюдаем значительный, можно сказать, лавинообразный, рост интереса потребителей к конденсационной отопительной технике. Это общемировой тренд, который, откровенно говоря, не может не радовать, как членов российского инженерного сообщества, так и просто ответственных граждан, озабоченных решением проблем экологии и энергосбережения.
В то же время уровень информированности конечного потребителя о физических законах, на которых основана работа конденсационных котлов, особенностях их конструкции, и, может быть самое главное, правильных принципах подбора и эксплуатации газового конденсационного теплогенератора в контексте конкретной системы отопления, оставляют желать, мягко говоря, много лучшего.
А там, где нет точной и доступной инженерной информации, там появляются и живут мифы.
С предложением обсудить один из таких расхожих мифов, а заодно и поговорить о некоторых конструктивных и эксплуатационных особенностях конденсационных котлов Buderus, компания "Бош Термотехника" взяла интервью у главного инженера "Альфапро" (Официальный инженерный центр Buderus), Владимира Попова.

Бош Термотехника

- Владимир, здравствуйте. Интерес к конденсационной технике растет, буквально, день ото дня. Мы видим это по возросшему количеству телефонных звонков и обращений в нашу компанию, которые поступают как от индивидуальных застройщиков, так и от руководителей технических служб, озабоченных вопросами энергоэффективности и энергосбережения. Естественно, в современном инфонасыщенном мире продукцию Buderus постоянно сравнивают с другими котловыми брэндами, как по заявленным техническим характеристикам, так и по цене. При этом сравнении, очень часто мне приходится слышать от потенциального покупателя фразу, произносимую с оттенком легкой грусти -"Ведь у вас теплообменник из алюминиевого сплава, а вот у производителя "Х" он - "вечный", потому как сделан из нержавеющей стали". И, что ответить на такой "простой" и "железобетонный" довод просто, порой, не знаешь. Мне кажется, настало время подробно рассмотреть этот вопрос с инженерной точки зрения, а заодно, может быть, остановиться на некоторых особенностях правильной эксплуатации конденсационных котлов Buderus в контексте конструкции конкретных теплообменников.

Владимир Попов

- Добрый день. Безличностная форма - "настало время", несет в звучании некую неотвратимость. Поэтому возражать не решусь. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе. Тем более, что при кажущейся простоте, вопрос на самом деле ох как непрост. Я вижу как минимум три уровня поднятой проблемы, которые мы последовательно и рассмотрим.
Первый, и самый очевидный, это область психологии. Человек, приводящий Вам подобный довод в 90% случаев является объектом манипулирования сознанием со стороны представителя торгующей организации. Процесс манипулирования прост и стар как мир. Берется одна строка из перечня технических характеристик и она абсолютизируется с большим знаком плюс. То есть короткая причинно следственная цепочка для примитивного сознания: нержавеющая сталь = отсутствие коррозии = "вечность" = самый лучший по всем показателям. Вопрос только в том, что знак равенства между элементами этой цепочки, строго говоря, ставить нельзя нигде. Но об этом поговорим чуть позже и, пока, на этом с психологическим аспектом закончим. Тем более, что он самый очевидный и, далеко, не самый интересный.

Бош Термотехника

- Владимир, а оставшиеся 10%? Вы про них забыли?

Владимир Попов

- Нет, конечно. Тут все совсем просто. Как говорит великий российский сатирик Михаил Жванецкий -"У людей большое горе, они хотят поторговаться!"

Бош Термотехника

- А этой категории что отвечать?

Владимир Попов

- Строго по приведенному классику - "Назовите свою цену, поговорим как культурные люди..." Это конечно шутка, однако, вернемся ко второму аспекту.
Я бы назвал его философским, ибо он тесно связан с временем, как базовой физической величиной и его проекцией в область современного инженерного оборудования.
Попробуем ответить на следующий вопрос: что означает "вечность" применительно к конкретному газовому отопительному котлу? Какой это промежуток времени? В моем понимании этот промежуток характеризуется обыденной фразой - "На мой век хватит и еще детям останется". То есть, произнося это, взрослый человек имеет в виду промежуток приблизительно в 50 лет. Ну может быть плюс-минус пять лет в качестве коррекции.
А теперь самое интересное. Давайте примерно оценим с какой скоростью течет время для инженерного продукта под названием "современный газовый отопительный котел". Исключительно опираясь на собственный опыт, приведу мою субъективную оценку.
Примерно в течение 5-6 лет после выпуска новой линейки отопительных котлов в них, чаще всего, происходят усовершенствования и доработки, в том числе, связанные с заменой отдельных узлов и агрегатов на более совершенные. Ваш котел еще не "старый", он в самом расцвете сил, но "молодое поколение" уже появилось и активно "наступает на пятки". Как минимум, впереди, уже видна перспектива получения запчастей "под заказ" с соответствующими временными задержками. Для нашего северного климата перспектива не очень радостная. Далее. Лет через 10-12, редко 15, в нише, которую занимает ваш котел, появляется совершенно новая линейка теплогенераторов с существенно обновленными и, самое главное, значительно улучшенными характеристиками. При этом новый продукт усиленно рекламируется и, объективно, действительно превосходит ваш котел по многим важным показателям. Самый показательный пример - это приход конденсационной техники на смену традиционным настенным котлам. Еще лет через 5-10, скорее всего, ваш котел будет снят с производства, после чего запчасти к нему производятся, если не ошибаюсь в течении 12 лет. Однако перспектива ждать заказную деталь полтора-два месяца, повергает владельца конкретного отопительного агрегата в глубочайший когнитивный диссонанс, что абсолютно нивелирует радость обладания одной-единственной "вечной" деталью внутри холодной, неработающей системы.
Коротко резюмируя нашу временную оценку, можно утверждать следующее:
Газовый отопительный котел имеет максимальный срок жизни примерно в 25 лет. После этого временного промежутка он, как минимум, безнадежно морально устаревает с полной неопределенностью своего дальнейшего существования, связанной с вопросами технического обслуживания и возможного ремонта.

Бош Термотехника

- Итак, Владимир, я правильно Вас понял? Наша "вечность" это, примерно, 25 лет?

Владимир Попов

Да, именно это я и хотел донести до сотрудников вашего отдела, которые общаются с конечным потребителем. Причем это общемировая и внебрендовая тенденция. Это обусловлено и развитием технического прогресса, и маркетинговой стратегией, и возросшей глобальной конкуренцией. Мало того. Этот процесс идет с ускорением. Это означают, что срок "вечности" и его отдельные временные составляющие будут уменьшаться. Однако вернемся к нашим теплообменникам.
Основной вопрос: а как себя поведут теплообменник из нержавеющей стали и из алюмини евого сплава (в дальнейшем, для краткости - просто алюминиевый) в пределах временного интервала нашей "вечности". То есть за 25 лет верной службы.
Ответ: И один, и второй, абсолютно спокойно прослужат указанный срок безо всяких неприятных недоразумений, если в течение этого срока будут адекватно поднадзорны. То есть, хотя бы раз в год, проходить профессиональное техническое обслуживание, о регламенте которого мы поговорим чуть позже.
Опираясь на свой опыт, я могу сказать, что если на исходе такого серьезного (25 лет) срока эксплуатации и возникнут какие-либо проблемы с котлом. То, скорее всего, они будут локализованы либо в зоне электронной платы, либо точной пневмомеханики газомагнитного блока. Уж никак не в "железе" теплообменника. Это как раз самая простая и аварийнобезопасная деталь отопительного агрегата. Еще раз повторюсь - при адекватной поднадзорности вашего котла.
Коротко резюмируя второй, философский, аспект нашего вопроса, хочется вспомнить фразу главного героя гениального романа И.Ильфа и Е. Петрова "Золотой теленок", Остапа Ибрагимовича Бендера, вынесенную в заголовок нашей беседы - "Мне не нужна вечная игла для примуса". И ведь не глупый же был человек! Великий Комбинатор!
Поэтому, как только вам начинают рассказывать о "вечности", сразу задавайте детский вопрос: "А вечность, это в вашем понимании - сколько?" Аргументы для дальнейшего продолжения диалога - смотрите выше.

Бош Термотехника

- Владимир, большое спасибо. С первыми двумя аспектами все предельно понятно. Вы обещали рассмотреть инженерно-техническую сторону вопроса.

Владимир Попов

- С удовольствием закончу с философо-психологической частью, которая Вам, как человеку с философским образованием, близка и понятна, и перейду к вопросу, который находится в сфере моих скромных профессиональных компетенций.
Итак, в начале беседы я нарисовал нехитрую цепочку попытки манипулирования неокрепшим сознанием потребителя, и сказал, что, строго говоря, знак равенства между тезисами этой цепочки ставить нигде нельзя.
Поэтому, во-первых, применение нержавеющей стали и полная коррозионная неуязвимость - не одно и то же. К сожалению для апологетов данного материала, "нержавейка" может ржаветь. Существует понятие общей, точечной, щелевой и иных видов коррозии для нержавеющей стали. Отметим, что процесс коррозии "нержавейки" может зависеть от очень большого числа факторов, в том числе, например, от чистоты обработки поверхности. Но, особенно хочу остановиться на двух типах коррозии, которые являются наиболее опасными именно для теплообменника конденсационного котла.
Во-первых, это электрохимическая коррозия. Результаты ее разрушительного действия мы наблюдаем очень часто и на отопительных котлах, и на накопительных бойлерах горячего водоснабжения. Процесс очень агрессивный и не пощадит самую качественную нержавеющую сталь. Активируется, обычно, при наличие двух факторов: плохого качества заземления корпуса оборудования (или его полного отсутствия), и применения полимерных труб для обвязки котельной. Ведь что такое полимерная труба, по которой течет теплоноситель? По сути это аналог эбонитовой палочки, о которую трут шелковую ткань. Накопление статического электричества может приводить к появлению гальванической пары (катод-анод), которая многократно ускоряет процесс коррозии.
Во-вторых, и это уже относится непосредственно к технологии производства теплообменника из нержавеющей стали, это коррозия в зоне около сварного шва. Дело в том, что при сварке нержавеющей стали, в какой бы защитной среде инертного газа она не велась, будет происходить выгорание легирующего элемента (Сr), ответственного за образование защитной нано пленки (CrO).

Бош Термотехника

- Владимир, то есть Вы хотите сказать, что коррозия на теплообменнике из нержавеющей стали будет видна, что называется "невооруженным глазом", после сколько-нибудь заметного срока его практической эксплуатации?

Владимир Попов

- Вы абсолютно правы. Мы с коллегами, исключительно из природного любопытства, проверили несколько конденсационных котлов с теплообменниками из нержавеющей стали разных производителей через год-два после их ввода в эксплуатацию.
У всех у них мы наблюдали коррозионный налет в зоне около сварного шва. Небольшой по толщине и ширине налет. Однако сам факт налицо.
Что получаем в "сухом остатке"?
Я не вижу никаких предпосылок, для того, чтобы утверждать, что теплообменник из нержавеющей стали изготовленный методом сварки, проживет дольше, чем алюминиевый литой теплообменник даже за пределами того временного интервала, который мы условно обозначили как "вечность", т.е примерно 20-25 лет. Не говоря уже о том, что за пределами этого интервала вы, в любом варианте, будете обладателем безнадежно устаревшей (как минимум морально) модели газового котла, имеющей большие и практически неразрешимые проблемы с ремонтом и техническим обслуживанием. И локализованные, скорее всего, совсем не в области теплообменника. Так что, я бы не рассматривал применение нержавеющей стали как неоспоримое, безальтернативное и абсолютное благо. Это всего лишь вариант технического решения. Абсолютно равноправный и диалектически дуалистичный, то есть обладающий как плюсами, так и минусами.
Во-вторых, есть еще один интересный момент, на котором я бы хотел остановиться. Он заключается в том, что появление конденсационных котлов задумывалось не только, а может быть и не столько, как возможность реализации всех преимуществ собственно конденсационного режима горения и, связанных с этим преференций, в области экономии и экологии. Еще одним важным преимуществом этих котлов является возможность погодозависомого управления с абсолютно жесткой фиксацией точек температурной кривой только за счет оперативного управления высокомодулируемой горелкой и современной системой ПИД регулирования. То есть, выражаясь простым языком, вы получили возможность реализовать в своем индивидуальном жилом доме комфортное, погодозависимое, оперативно реагирующее на любые изменения отопление, только на основе работы высокомодулируемой горелки котла и его внутреннего блока управления. Вам не нужно дополнительно тратиться на дорогую и громоздкую периферию - контроллер управления контурами, функциональные модули, датчики, трехходовые смесительные клапана, сервомоторы и т.д.
И, учитывая этот факт, применительно к конструкции теплообменника, особенное значение приобретают такие его свойства, как высокая теплопередающая способность и минимальная тепловая инерция. Проще говоря, получив новые данные для регулирования, автоматика управления дает команду на модулирование пламени горелки. Это изменение в работе горелки (увеличение или уменьшение мощности) должно максимально быстро отразиться на температуре подающей линии теплоносителя. Это и обеспечивает жесткую фиксацию (или быстрое изменение) точки температурной кривой в соответствии с фактическим запросом на тепло выданным системой отопления.
Теплопередающая способность теплообменника при постоянстве теплового напора (разности температур) будет зависеть только от трех факторов: теплопроводности материала из которого он изготовлен, формы и площади его теплообменной поверхности и толщины стенки оной поверхности.
Чтобы не тратить понапрасну внимание наших читателей приведу значение коэффициента теплопроводности для нержавеющей стали (обобщенный, средний) и, скажем, для сплава 7%Si-0,3% Mg- остальное Al, просто, чтобы понять порядок цифр. Так вот для нержавеющей стали он равен 18 Вт/мхград, а для указанного алюминиевого сплава - 150 Вт/мхград. Разница более чем в 8 раз. Почти на порядок.
Кстати, попутно замечу, что у чистого алюминия этот коэффициент еще выше - 204 Вт/мхград. и было бы идеально использовать именно этот материал. Но он не устраивает производителя по своим прочностным свойствам. Вот вам все тот же диалектический дуализм.

Бош Термотехника

- Про теплопроводность все понятно. Разница в значении коэффициентов очень большая. А как быть с формой и толщиной стенки?

Владимир Попов

- Выскажу свое, опять-таки исключительно субъективное мнение. Считаю, что технология литья в пресс форме под давлением позволяет реализовать более сложные поверхности теплообмена, чем технология сварки. Речь идет о так называемом "оребрении" внутри теплообменника. Чем больше этих ребер и чем больше площадь их соприкосновения с водяной рубашкой горелки, тем выше интенсивность теплообмена и меньше время реакции, которое отслеживает температурный датчик, обеспечивая оперативную обратную связь с системой управления. И, хотя толщина стенки у литого изделия, очевидно, будет несколько больше, чем у сварной конструкции, в целом, учитывая все факторы, особенно очень большую разницу в значениях коэффициентов теплопроводности, теплопередающие возможности алюминиевого теплообменника представляются мне существенно лучшими. И это, на мой взгляд, серьезный аргумент именно в пользу литого теплообменника из алюминиевого сплава. Причем, замечу - все это "здесь и сейчас", а не в далекой "вечности".
Итак, Дмитрий, завершая наш умозрительный диалог с апологетами "нержавейки", я хотел бы констатировать, что, во-первых, каждое из технологических решений имеет право на жизнь.
Во-вторых, каждое из них обладает своими плюсами и минусами, и ни какое не является "абсолютно лучшим". Если бы такой абсолют существовал, то все производители применяли бы только его.
Моё, исключительно субъективное, и никому не навязываемое мнение состоит в том, что по своим характеристикам алюминиевые теплообменники более гармонично вписываются в концепцию оперативного и точного погодозависимого регулирования, которое является одним из главных достоинств конденсационных котлов последнего поколения.
В-третьих, инженерные службы должны прилагать максимум усилий не в нише бессмысленных и яростных споров на тему "кто сильнее, кит или слон?", а вкладывать их в процесс каждодневного, кропотливого обучения своих сотрудников. Тем самым, эти службы смогут поднять репутацию своего монтажно-сервисного продукта на действительно достойную высоту. Тем производителям котельного оборудования, которые это первыми поймут и реализуют и достанется самый большой приз. Причем безо всяких споров.

Бош Термотехника

- Владимир, так и хочется произнести фразу "на этой оптимистичной ноте..."
Однако, Вы обещали рассказать об особенностях технического обслуживания теплообменников конденсационных котлов Buderus, связанных с их алюминиевым генезисом. Скажем на примере теплообменника WB 5, столь любимого Вами котла Logamax plus GB172i.

Владимир Попов

- Ценю Вашу иронию, однако указанный Вами котел действительно люблю и не стесняюсь этого. Великолепный пример того самого редкого случая, когда простые и надежные решения, кроме того, что хороши сами по себе, дают еще мощный синергический эффект. Условно говоря, дважды два становится даже не пять, а семь.
Котел высокоэффективен, компактен, чрезвычайно прост в обслуживании. Во многом служит опровержением распространенных заблуждений о сложности, непредсказуемости и сервисной дороговизне конденсационных котлов.Однако надо выполнять обещание.
Буду очень краток.
Единственное, чего не любит алюминиевый теплообменник WB 5, а также любые другие теплообменники из алюминиевых сплавов - это защелачивания теплоносителя. То есть сдвига водородного показателя среды рН в щелочную сторону. Если очень грубо, то принято считать, что нейтральной среде соответствует показатель рН от 6.5 до 7.5. От 7.5 до 8,5 считается среда слабощелочная. От 8.5 до 9.5 - щелочная. И свыше 9.5 - сильнощелочная.
Так вот, среда с показателем рН свыше 8.5 для таких теплообменников уже неприемлима.
Лучше, если показатель рН находится в границах условно нейтральной зоны.
Какие факторы могут приводить к сдвигу рН среды в щелочную сторону?
Ну, во-первых, следите за тем, чтобы системы была нормально смонтирована и герметична. Не должно быть частой периодической подпитки системы, ибо это может привести к быстрым и непредсказуемым изменениям показателя рН теплоносителя. Если вы часто подпитываете, потрудитесь найти и устранить причину утечки теплоносителя.
Во-вторых, сдвиг может происходить в закрытых герметичных система просто с течением времени.
В третьих, очень важный момент, приведу его по своему практическому опыту без комментариев по существу, которые лучше услышать от специалиста химика.
Мы практически наблюдаем сдвиг рН в щелочную сторону в системах, где подпитка осуществляется водой, прошедшей систему химводоочистки в составе которой присутствует классический умягчитель на основе ионнообменной смолы. На практике при полностью герметичной системе, при ежегодном техническом обслуживании, доливая воду только при сливе-наполнении мембранных расширительных баков, мы фиксируем рН от 8.4 до 8.8. Рискну предположить, что это может быть связно с заменой ионов кальция и магния на ионы натрия в процессе реакции замещения. Однако дать научное обоснование лучше попросить специалиста по химии.
Это все к вопросу - "Кто виноват?"
Теперь, по русской традиции, к вопросу - "Что делать?"
Ну во-первых, не заполнять и часто не подпитывать систему отопления мягкой водой (после умягчителя). Чем же тогда заполнять и подпитывать? Отвечаю: обычной водопроводной водой с показателями содержания солей жесткости, железа и мутности в рамках норм СанПиНа. Естественно при надлежащей механической очистке оной воды.
Во вторых, при проведении ежегодного технического обслуживания замерять значения рН теплоносителя. Если превышена цифра в 8.5 единиц, то необходимо произвести расщелачивание теплоносителя.
Чем? Ответ: Строго, дистиллированной водой. Никаких растворов кислот и выжатых лимонов. Ибо народ у нас креативный и, прочитав прямое и простое руководство по обслуживанию, многие тут же зачем-то бегут изобретать вечный двигатель. Только дистиллированная вода. Она как раз имеет слабокислую реакцию.
Сколько лить? Обычно хватает на среднюю по объему систему отопления одной банки в 20-30 литров. Купить можно в любом магазине автозапчастей. Стоит недорого.
Если показатель рН в пределах нейтральной зоны - доливать ничего не надо.
Выполняйте раз в год эти простые правила, и никаких проблем с алюминиевым теплообменником вы не увидите никогда.
Вот, Дмитрий, основные правила, так сказать "инженерно-технической гигиены" при эксплуатации теплообменников конденсационных котлов, выполненных из алюминиевых сплавов. Они не сложны и не обременительны для кошелька. Их надо просто аккуратно исполнять.

Бош Термотехника

- Владимир, большое спасибо за интересный и подробный рассказ.

Владимир Попов

- И Вам спасибо за искренний интерес к данной теме. Надеюсь наша беседа будет интересна не только нам.
Facebook
Vk
Youtube
Blog
Поделиться в соц.сетях