Выбираем конденсационный котел для дома. Конденсационный котел что это такое?

Котлы обычно классифицируются по типу установки (напольный или настенный монтаж) и количеству отопительных контуров. Давайте рассмотрим наиболее важные типы приборов.

Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Продавцы теплогенераторов с конденсационной технологией утверждают, что эффективность предлагаемых нам инновационных приборов составляет более 100 %. Но согласитесь, это несколько противоречит закону сохранения энергии, который мы знаем из уроков физики в школе. Так в чем же секрет?

С одной стороны, такие заявления — уловка маркетологов. С другой стороны, в их обнадеживающих заявлениях есть и доля правды. Мы подробно разберем конструкцию конденсационного котла: его преимущества и недостатки, особенности работы и конструкции заслуживают глубокого изучения.

Чтобы получить полное представление о типе конденсационного котла, сравним его с классическим типом теплогенератора. Объясним особенности его подключения и работы. Давайте раскроем секреты максимальной производительности.

Конденсационный котел на газу

Высокая эффективность конденсационного теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый теплообменник, который является стандартным для всех котлов, передает энергию от сгоревшего топлива теплоносителю. Во втором случае добавляется тепло от рекуперации дымовых газов.

Конденсационные котлы работают на «голубом топливе»:

• магистральном (смеси газов с преобладанием метана);
• газгольдерном или баллонном (смеси пропана с бутаном с преобладанием или первого, или второго компонента).

Можно использовать любой тип газа. Главное, чтобы горелка была пригодна для работы на том или ином виде топлива.

Конденсационные газовые котлы дороже обычных конвекционных моделей, но потребляют на 20-30% меньше газа, чем конвекционные модели.

Конденсационный котел более эффективен при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь немного уступает. И чем выше содержание пропана, тем лучше.

В этом отношении «зимний» газ для газового баллона обеспечивает несколько более высокую эффективность, чем «летний», поскольку в первом случае содержание пропана выше.

В отличие от газового конденсационного котла, конвекционный котел отводит часть тепловой энергии вместе с продуктами сгорания через дымоход. По этой причине эффективность классических конструкций составляет около 90 %. Установить его выше возможно, но технически очень сложно.

Экономически это не оправдано. Однако в конденсаторах тепло, полученное при сжигании газа, используется более рационально и полно, поскольку тепло пара, образующегося в процессе переработки, аккумулируется и передается в систему отопления. Таким образом, происходит дополнительный нагрев теплоносителя, что снижает расход топлива на 1 кВт тепловой мощности.

Устройство и принцип работы

Конденсационный котел очень похож на соответствующий конвекционный котел с закрытой камерой сгорания. Только внутри он дополнен вторичным теплообменником и рекуператором.

Наиболее важными особенностями конденсационного котла являются вторичный теплообменник и закрытая камера сгорания с вентилятором.

Газовый конденсационный котел состоит из:

• камеры горения закрытого типа с модулируемой горелкой;
• первичного теплообменника №1;
• камеры охлаждения выхлопных газов до +56–57 0 С (точки росы);
• вторичного конденсационного теплообменника №2;
• дымохода;
• вентилятора подачи воздуха;
• резервуара для конденсата и системы его отвода.

Эти устройства почти всегда оснащены встроенным циркуляционным насосом для теплоносителя. Обычный вариант с естественным движением воды по трубам отопления здесь неприменим. Если насос не предусмотрен, он должен быть предусмотрен как часть котельной системы.

Еще один процент эффективности конденсационных котлов обусловлен нагревом обратного потока за счет охлаждения дымовых газов в дымоходе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

К преимуществам конденсационного котла относятся:

1. Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
2. В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
3. Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
4. Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0 С).
5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
7. Наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.

Ступенчатая система из двух или трех теплогенераторов позволяет установить котлы меньшего размера, которые работают тише и меньше вибрируют, чем большие модели.

Это упрощает монтаж всей системы отопления и уменьшает размеры котельной. Кроме того, повышается общая эффективность системы выработки тепла, что делает процесс выработки тепла более гибким.

Стоимость конденсационного котла по сравнению с обычным конвекционным котлом амортизируется в течение 5-6 лет за счет экономии газа.

Недостатки конденсационных котлов следующие

1. Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
2. Проблемы с утилизацией конденсата.
3. Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
4. Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
5. Запрет на использование с антифризами.

Несмотря на высокую первоначальную стоимость, конденсационный котел оправдывает себя с финансовой точки зрения. В процессе эксплуатации первоначально потраченные деньги с лихвой окупаются.

В России эти устройства пока не получили широкого распространения. Газовый котел с рекуперацией все еще очень редок на нашем рынке и мало изучен. Однако интерес к таким теплогенераторам растет.

Как работает конденсационный котел

Как и в обычных котлах, топливом для конденсационных котлов является сжиженный газ или природный газ. Последний в основном используется в домашних хозяйствах, в то время как сжиженный газ больше предназначен для промышленности. Название возникло благодаря его способности извлекать из продуктов сгорания «скрытое» тепло — кинетическую энергию воды, образующуюся при конденсации водяного пара.

При выборе конденсационного котла следует отдавать предпочтение производителям, которые используют инновационные технологии, повышают удобство эксплуатации и гарантируют бесперебойную работу в течение всего срока службы.

Другими словами, технология основана на естественных законах. При сгорании голубого топлива выделяются углекислый газ и вода. Жидкость испаряется, что сопровождается выделением тепловой энергии. Благодаря конденсации пара потерянное тепло (энергия) может быть «восстановлено», что повышает эффективность системы. Однако в обычных котлах конденсат — это нежелательное явление, с которым нужно обращаться осторожно. В конденсационных системах, однако, для образования жидкости предусмотрен специальный теплообменник. Он поглощает тепло, выделяемое конденсатом, и передает его теплоносителю (бытовой воде).

Чтобы избежать коррозии, котлы изготавливаются из высокопрочных материалов, таких как нержавеющая сталь или силумин (алюминиево-кремниевый сплав).

В целом, конденсационный котел по своей конструкции похож на обычный газовый котел. Его основные элементы:

• Патрубки подачи и отвода воды. Здесь холодная вода подается в оборудование, а после нагрева отправляется в радиаторы и трубы ГВС.
• Горелка. Подает газ в камеру сгорания и распределяет топливо равномерно.
• Теплообменник № 1. Емкость для нагрева воды.
• Теплообменник № 2. Емкость для конденсации и извлечения дополнительной тепловой энергии.
• Насос. Обеспечивает циркуляцию воды.

Когда вода попадает в камеру сгорания, в нее подается газ. Газ подается в газовую камеру, и горелка запускает процесс горения. Продукты сгорания проходят через теплообменник № 1 и нагревают его стенки. Последние, в свою очередь, отдают тепло циркулирующей бытовой воде (теплоносителю). Затем газы с температурой выше точки росы (55 °C) направляются в теплообменник № 2, где пар охлаждается и образуется конденсат. При этом высвобождается энергия, которая также используется для отопления.

Таким образом, одна часть котла работает по стандартному принципу, т.е. нагревает теплоноситель за счет сжигания топлива, а вторая часть накапливает энергию конденсированного воздушного пара. Этот процесс не является простым. Для повышения эффективности конденсации используются различные технические решения:

• трубки теплообменника приваривают в форме спирали, чтобы увеличить площадь соприкосновения с теплоносителем;
• охлажденный (обратный теплоноситель) отправляют сначала в ту часть теплообменника, куда поступают охлажденные дымовые газы;
• устанавливают высокотехнологичные горелки, которые позволяют максимально смешать воздух и магистральный газ. Это делает работу аппарата еще более эффективной.

Конденсационные котлы — это системы отопления, в которых энергия выделяется не только при сгорании топлива, но и при его переходе в жидкое состояние, что значительно снижает затраты на отопление.

Плюсы и минусы технологии

Первое, на что указывают производители конденсационных котлов, это необычайно высокий КПД — более 100 %, хотя классическая физика этого не допускает. В этом случае используется специальная система расчета. Топливо имеет две точки сгорания — высшую и низшую. Самая высокая температура — это сумма самой низкой температуры и температуры конденсации. Это определяет эффективность, когда речь идет о конденсационных котлах. 100 % нижнего тепла отбирается от высокотемпературной части теплообменника. Еще 8-11 % приходится на тепло, выделяемое при глубоком охлаждении дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника. Таким образом, конечная эффективность составляет 108-111 %.

Список преимуществ конденсационных котлов впечатляет. Этим во многом объясняется растущая популярность данного типа отопительных приборов.

1. Габариты и вес. Котлы небольшой мощности компактны, они легко помещаются даже в квартире в условиях ограниченного пространства.
2. Экономия топлива. До 35% в сравнении с обычным котлом.
3. Точность модуляции. Котел можно подобрать в точности под те параметры, которые необходимы потребителю, и не переплачивать за излишнюю мощность.
4. Низкий уровень шума.
5. Сокращение вредных выбросов. Конденсационные модели в среднем на 70% экологичнее традиционных газовых аналогов.
6. Низкая температура отходящих газов. Это позволяет устанавливать пластиковые дымоходы, которые значительно дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

У газовых конденсационных котлов есть и недостатки. Самый важный из них — это цена. Такой котел на 30-80% дороже обычного котла. Конечно, инвестиции окупятся за счет значительной экономии топлива. Как быстро это произойдет, зависит от интенсивности использования, температуры и других факторов.

Настенные котлы просты в установке и подходят для отопления небольших помещений площадью не более 200 м2.

Кроме того, существуют некоторые специфические характеристики системы, которые также следует учитывать при выборе котла.

1. Невысокая температура нагрева воздуха в помещении. Для эффективной работы вода в обратном контуре должна быть 30–40 °C. Иными словами, если в обычных системах соотношение температур подачи и «оборотной» — 75 °C к 55 °C, то в конденсационных — 55 °C к 35 °C. Если в доме действует система «теплого пола», то на это обстоятельство можно закрыть глаза. Если нет — потребуются дополнительные радиаторы, чтобы согреть помещение.
2. Необходимость утилизации конденсата. Из-за наличия в конденсате кислоты сливать его в локальную систему канализации (септик) недопустимо. Следует предусмотреть отдельную систему для нейтрализации конденсата. Для котлов с мощностью до 35 Вт, эксплуатируемых в жилых помещениях с централизованной системой канализации, это ограничение неактуально.

При определении размера бака следует учитывать, что даже котел с низкой мощностью (24 Вт) производит более 35 литров конденсата в день.

Это лишь некоторые из основных преимуществ и недостатков газовых конденсационных котлов. В зависимости от выбранной модели они могут быть выделены или, наоборот, меркнуть на фоне. Поэтому перед покупкой котла важно получить консультацию у специалиста о конкретных условиях, в которых будет работать котел.

Что учесть при покупке конденсационного котла: советы специалистов

Цены на газовые конденсационные котлы нельзя назвать низкими. Но бытовую технику обычно покупают не на одно десятилетие. Поэтому имеет смысл отдавать предпочтение производителям, которые используют инновационные технологии, повышают удобство управления и гарантируют бесперебойную работу в течение всего срока службы. Это общее эмпирическое правило для выбора бренда. Что касается характеристик самого котла, необходимо рассмотреть несколько моментов и принять во внимание характеристики отапливаемого дома:

• Мощность. Мощнее — не значит лучше. Наоборот, излишняя мощность идет во вред, а работа вполсилы приводит к ускоренному изнашиванию оборудования. Для того чтобы рассчитать оптимальное значение, требуется учесть площадь дома и высоту потолков, а также качество его утепления. Верхом разумности, как утверждают специалисты, станет обследование дома с помощью специальных приборов. Оно поможет выявить источники тепловых потерь, а заодно — купить правильный конденсационный газовый котел. Рекомендуемые мощности котлов отличаются в разных климатических зонах. Так, для Москвы среднее значение — от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. То есть, чтобы обогреть коттедж площадью 250 кв. метров, требуется котел мощностью не меньше 25 кВт.
• Количество контуров. В двухконтурных котлах в одном теплообменнике происходит нагрев теплоносителя для отопления, в другом — для горячего водоснабжения. Причем последнее является приоритетным, то есть при повороте горячего крана система автоматически переключается на нагрев воды. В одноконтурном нагревается только теплоноситель. Многие считают, что это неудобно. Однако для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Его также рекомендовано ставить и на двухконтурный котел, если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду. Однозначного мнения о том, какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный — нет. Мощность оборудования с двумя контурами обычно не превышает 24 Вт. Устанавливают такие котлы в небольших домах с хорошей теплоизоляцией либо в квартирах с автономным отоплением. В остальных случаях оптимальным будет один контур.
• Расход топлива. Напрямую зависит от мощности оборудования, КПД и нагрузки, возложенной на систему отопления. Расход топлива в зависимости от мощности котлов представлен в таблице 1.

Таблица 1. Потребление газа газовыми котлами различной мощности.

Мощность котла, кВт

Расход газа, м3 /ч

10

15

20

25

30

60

• Материал теплообменника. В теплообменнике энергия сгорания топлива переходит к теплообменнику. От материала, из которого он выполнен, зависит скорость реагирования системы на внешние условия:
  • Силумин — сплав алюминия с кремнием. Используется в теплообменниках конденсационных котлов для противостояния химически агрессивному конденсату. Теплообменник делают литым, поскольку швы снижают коррозийную устойчивость.
  • Нержавеющая сталь, как правило, дешевле силумина. Устойчива к коррозии, не инертна, не восприимчива к термоударам. Именно этот материал чаще других используется при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.

  Основные узлы системы и их особенности

  Принцип работы газовых конденсационных котлов кажется простым, но он требует сложной системы. Она включает в себя следующие элементы:

  • Камера сгорания. Ее рабочими деталями служат горелка, система подачи газа и вентилятор.
  • Первичный теплообменник. В камере происходит нагрев теплоносителя. Как правило, ее делают литой, чтобы избежать коррозийного разрушения металла (уязвимое место – швы).
  • Камера доохлаждения. В ней отработанные газы, содержащие водяной пар, охлаждаются до 50-60°C.
  • Конденсационный теплообменник. Водяной пар отдает энергию обратной воле системы отопления и конденсируется на стенках камеры. Вода поступает в первичный теплообменник, нагревается до рабочей температуры и распределяется по помещениям.
  • Резервуар для сбора конденсата. Накопившийся конденсат впоследствии утилизируют.
  • Дымоход, через который охлажденные продукты сгорания покидают систему.
  • Насос, поддерживающий принудительную циркуляцию теплоносителя в системе.

  Конденсат, собираемый в теплообменнике, содержит смесь кислот и является высококоррозионной жидкостью. Поэтому для строительства таких резервуаров выбирают коррозионностойкие материалы: кислотостойкие нержавеющие стали или силумин (алюминиево-кремниевый сплав).

  Особое внимание уделяется устройству дымохода. Дымоход также изготавливается из кислотостойких сплавов или пластика, а горизонтальные части дымохода имеют наклон. Это необходимо для того, чтобы конденсат, который иногда также образуется в дымоходе, не скапливался в дымоходе, а стекал обратно в камеру.

  Для эффективной и экономичной работы системы важно, чтобы ее можно было регулировать в течение дня. Он управляется газовой горелкой, работа которой организована следующим образом:

  • Одноступенчатая горелка. Она поддерживает одну заданную температуру воды; с помощью автоматики ее можно только включить-выключить.
  • Двухступенчатая. Она работает в двух режимах; один поддерживает мощность котла на 40%, второй – на 100%. Переключение между режимами также автоматизировано.
  • Модулируемая. Она греет котел непрерывно, но при этом плавно повышает или понижает мощность горения. Модулируемая горелка обойдется дороже ступенчатой модели, но зато вы сможете настроить режим работы в диапазоне от 10 до 100% номинальной мощности. Большинство котлов, предназначенных для частных домов, оборудовано модулируемой горелкой.

  Плюсы и минусы оборудования

  Знание устройства и принципа его работы поможет вам получить представление о том, что такое газовый конденсационный котел; преимущества и недостатки помогут вам понять, нужен ли он вам. К достоинствам относятся следующие преимущества:

  • Экономия на топливе. Если сравнивать с традиционными моделями, она достигает 15-20%.
  • Экономия на дымоходе. У покидающих систему газов низкая температура, поэтому стальной дымоход можно без опаски заменить более дешевым пластиковым аналогом.
  • Экологичность системы. При работе конденсационного котла (с камерой сгорания закрытого типа) количество вредных выбросов снижается на 60-70%.
  • Увеличение срока службы. Оно происходит из-за снижения нагрузки на основные узлы оборудования. Если необходимые условия запуска конденсационного теплообменника не выполняются, котел продолжает работать как модель конвекционного типа.
  • Низкий уровень шума. Работа котла не влияет на комфорт жизни в доме.

  К слабым сторонам относятся следующие особенности прибора:

  • Необходимость утилизации конденсата. Конденсат имеет высокий рН, и его запрещено отводить в общую канализацию. В локальной канализации (септике) ограничений нет, но высокая кислотность может погубить полезные микроорганизмы. Конденсат нейтрализуют в специальных установках (емкостях с крошкой известняка или мрамора).
  • Специфика работы. Разница между температурой в доме и за его стенами не должна превышать 20°C, поэтому реально уменьшить затраты во многих регионах можно только в период межсезонья.
  • Цена на конденсационные модели выше, чем на классику, да и ремонт обойдется дороже.

  О невозможном КПД и целесообразности покупки

  Некоторые производители ошибочно утверждают, что КПД конденсационных котлов достигает 107-111%. Такой маркетинг основан не на физических законах, а на простом манипулировании цифрами. КПД более 100 % достигается, когда экономия от камеры сгорания добавляется к КПД котла.

  Заявления о физически невозможной эффективности, очевидно, являются попыткой увеличить продажи, затрудненной ограничениями применения котлов. Условия для конденсации водяного пара присутствуют не всегда, и использование агрегатов при высоких температурах нецелесообразно.

  Устройство хорошо работает в низкотемпературных системах отопления (теплый пол). Однако, если контур является радиатором, устройство во многих случаях действует как эквивалент конвекции. Эти ограничения значительно снижают спрос на такие конструкции.

  Вывод заключается в том, что конденсационный котел должен быть рассмотрен на стадии проектирования дома, если для достижения максимального эффекта может быть установлена низкотемпературная система напольного отопления.

  Если в доме уже есть высокотемпературная система отопления, потребуется капитальный ремонт. Расходы на реконструкцию будут значительными, и маловероятно, что финансовый эффект перевесит затраты в последующие годы.

  Виды котлов по типу установки

  Газовые конденсационные котлы, преимущества и недостатки которых облегчают правильный выбор, можно удобно классифицировать по типу установки. В соответствии с этими параметрами существуют напольные и настенные конструкции; камера сгорания может быть открытой и закрытой. Напольные устройства имеют следующие особенности:

  • Его устанавливают на пол или на специальную подставку, сделанную из негорючих материалов.
  • Расположение на полу снимает ограничения по весу и мощности. Одновременно устройство занимает много места (в том числе, и за счет обвязки).
  • Насос и остальное оборудование монтируется отдельно. Поэтому для монтажа напольного котла придется выделить техническое помещение.
  • Напольные конденсационные котлы обладают более простой конструкцией, однако монтаж осложнен (если сравнивать с настенными аналогами).
  • У напольных моделей, как правило, один нагревательный контур. Они используются для организации отопления крупных объектов коммерческого или промышленного назначения.

  Настенные конструкции обеспечивают следующие условия эксплуатации:

  • Для установки необходимы прочные несущие стены.
  • Настенные приборы более компактны; они ограничены весом и мощностью. Мощность средней настенной модели не превышает 45-50 кВт, весит она не более 50 кг.
  • Производители выпускают модели с одним или двумя контурами, подходящие для использования в частном жилье.
  • Устройство безопасно в эксплуатации; контроль обеспечивается несколькими уровнями защиты.
  • Есть возможность установки нескольких котлов в каскад (до 10-16 штук) для увеличения мощности (не для всех моделей).

  Как выбрать производителя и торговую марку

  Конденсационный котел приобретается на долгие годы. Поэтому стоит обратить самое пристальное внимание на качество приборов, их надежность и удобство использования. И эти свойства во многом определяются производителем.

  Самая важная рекомендация здесь такова: Доверяйте известным брендам, которые имеют долгую историю и проверены на рынке. Таким образом, вы сможете защитить себя от риска приобретения некачественного оборудования.

  В остальном выбор зависит от финансовых возможностей покупателя. В каждой ценовой категории есть достойные представители. Если цель — купить оригинальную, но относительно недорогую технику, советуем обратить внимание, например, на бренд Protherm. Эта компания имеет более чем 20-летний опыт в производстве газовых котлов и почти такой же опыт в дистрибуции в России.

  Приборы Protherm прекрасно адаптированы к нашим условиям, особенно к плохому качеству газа и жесткой воде. Конденсационные котлы этой марки оснащены автоматической системой управления, имеют диагностику неисправностей, функции защиты от замерзания и перегрева и другие полезные функции. Каждый котел Protherm перед продажей тестируется на заводе по более чем 300 параметрам.

  Если у вас небольшой бюджет, но вы хотите получить максимальный комфорт, выбирайте высококачественный немецкий бренд, например, Vaillant. 140-летняя история компании является достаточной гарантией качества производимых ею приборов. Конденсационные котлы Vaillant, собранные на заводе в Германии, оснащены горелками широкого диапазона, электронным розжигом и контролем горения, а также цифровой информационно-аналитической системой. Все это обеспечивает непревзойденную простоту эксплуатации.

  P.S. Чтобы ознакомиться с полным ассортиментом конденсационных котлов Vaillant и Protherm, получить консультацию специалиста и заказать оборудование, посетите сайт www.teplomatica.ru.

  • 1,2 http://1poteply.ru/kotly/kondensacionnyj-princip-raboty.html
  • 3 http://mingas.ru/2010/11/sravnenie-napolnyx-i-nastennyx-gazovyx-kotlov-dlya-doma/
  • 4 http://master-otoplenie.ru/otoplenie/49-stoit-li-pokupat-kondensacionnyy-kotel.html
  • 5 http://79w.ru/otoplenie/kotly/kondensacionnyj-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma

  

  Современные конденсационные котлы оснащены горелками широкого диапазона, электронными функциями зажигания и контроля горения, а также цифровой информационно-аналитической системой.

  

  Бесплатные консультации специалистов по выбору оборудования.

  

  При максимальной эффективности конденсационные котлы могут экономить до 30% топлива в год.

  

  Тщательный выбор отопительного оборудования — важный шаг в создании комфортных условий в вашем доме.

  

  Благодаря специальным предложениям, скидкам и акциям, вы можете сэкономить много денег при покупке конденсационного котла.

  Дымоходы для котлов: какой тип выбрать для дома

  © 2021 АО «Аргументы и факты» Генеральный директор Руслан Новиков. Игорь Черняк, главный редактор еженедельной газеты «Аргументы и факты». Денис Халаимов, директор по цифровому развитию и новым медиа АиФ.ru. Владимир Шушкин, главный редактор АиФ.ru.

  Медиакомпания «aif.ru» зарегистрирована в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР) под регистрационным номером Эл № ФС 77-78200 от 06 апреля 2020 года. Учредитель: ОАО «Аргументы и факты». Сайт «aif.ru» работает при финансовой поддержке Федеральной службы по печати и массовым коммуникациям.

  Главный редактор сайта: В.С. Шушкин, e-mail: karaul@aif.ru, тел. 8 495 783 83 57. 16+.

  Все права защищены. Воспроизведение и использование всех материалов запрещено; частичное цитирование возможно только при наличии гиперссылки на сайт aif.ru.

  Конденсационный котел: принцип работы

  

  Чтобы лучше понять характеристики газового конденсационного котла, давайте сравним его работу с работой обычного котла.

  В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих дымовых газов проходят через теплообменник котла, где они отдают большую часть своей энергии теплоносителю. Не все. Затем дымовые газы выбрасываются через дымоход в атмосферу — и вместе с ними теряется часть неиспользованного тепла, поскольку водяной пар, образующийся при сгорании топлива, уходит вместе с газами. Этот пар забирает с собой скрытую энергию. Главное в конденсационном котле то, что он может накапливать эту энергию и отдавать ее в систему отопления.

  При охлаждении пар становится жидким, т.е. конденсируется и выделяет определенное количество тепла. В обычном котле с конденсатом борются, а в этом варианте он поощряется. Конденсация происходит в специальном теплообменнике с увеличенной площадью поверхности, который отбирает тепло для системы отопления.

  Почему КПД более 100%

  КПД конденсационного котла обычно составляет 108-109%, в то время как КПД обычного котла составляет 92-95%. Как это возможно? Потому что КПД показывает эффективность работы котла, т.е. отношение количества потребленного топлива к количеству произведенного тепла. Проще говоря, если КПД выше 100 %, котел должен производить больше энергии, чем потребляет. А как мы знаем, энергия не берется из ниоткуда.

  Причина такой невероятной производительности заключается в следующем:

  Количество тепла, которое может быть получено при полном сгорании топлива, включая часть, выделяющуюся при конденсации пара, называется «верхней» теплотворной способностью топлива. То же количество тепла, но без учета теплоты конденсации, называется «низшей» теплотворной способностью топлива.

  Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать ста процентов. Однако древние философы говорили, что прежде чем начать спор, следует договориться о тождестве терминов. В этом и заключается суть такого КПД: чтобы сравнить тепловую эффективность газовых конденсационных котлов и обычных газовых котлов, расчет ведется по значению наименьшей теплотворной способности. В прошлом все физические расчеты основывались на измеренном нижнем значении теплотворной способности. Поэтому это не фактическая эффективность, а сравнительная или условная эффективность.

  При расчете КПД на основе теплотворной способности следует также отметить, что конденсационные котлы имеют очень высокий КПД, который значительно выше, чем у обычных газовых котлов.

  

  Преимущества

  Помимо высокой эффективности, преимущества конденсационных котлов заключаются также в их экономичности, которая примерно на 15-20 % выше, чем у обычных котлов. Кроме того, используются высокотехнологичные горелки, обеспечивающие оптимальную для типа сгорания топливно-воздушную смесь (с постоянным контролем соотношения газ-воздух), что сводит к минимуму возможность неполного сгорания топлива. Низкая температура дымовых газов, часто ниже 40°C, позволяет использовать пластиковые дымоходы, что снижает затраты на установку.

  Конструкция и эксплуатация

  Конденсационные котлы для отопления похожи на обычные котлы. Обычно они монтируются на стене, хотя существуют и высокоэффективные напольные устройства для использования в промышленных или офисных зданиях. Они отличаются от обычных котлов тем, что имеют другой теплообменник, который изготовлен из кислотостойких материалов, таких как силумин или нержавеющая сталь. Конденсат, вызванный повышенным содержанием кислоты, может привести к коррозии стали и чугуна, из которых изготовлены обычные котлы. Форма теплообменника может, например, состоять из трубок со сложным поперечным сечением и дополнительных спиральных ребер. Все это делается для увеличения поверхности теплопередачи и, следовательно, эффективности котла. Кроме того, газовый конденсационный котел оснащен вентилятором перед горелкой, который «всасывает» газ из газопровода, смешивает его с воздухом и направляет газовоздушную смесь на горелку.

  Отработанные газы обычно отводятся через коаксиальный дымоход, который обычно изготавливается из термостойкого пластика. Насос с электронным управлением оптимизирует эффективность работы нагревателя, экономит энергию и снижает шум жидкости, протекающей через систему отопления.

  Независимо от того, насколько совершенным является котел, его производительность во многом зависит от параметров системы отопления. Чем ниже температура воды, тем полнее конденсируется водяной пар и, следовательно, большая часть скрытого тепла возвращается в систему. В результате КПД котла будет выше. Само собой разумеется, что система отопления конденсационного котла должна быть рассчитана на более низкую температуру жидкости. При определении размеров убедитесь, что температура обратного потока не превышает 60 °C при любых внешних условиях. В этом случае температура обратки составляет 45-50 °C, если мороз относительно небольшой и котел работает в конденсационном режиме. В случае напольного отопления или низкотемпературного поверхностного отопления все необходимые условия соблюдены. В этом случае работа конденсатора гарантирована в течение всего отопительного сезона. Необходимым условием для работы котла в энергосберегающем конденсационном режиме является температура жидкости на входе ниже 57 °C. Чем ниже температура, тем выше КПД. Чем ниже температура, тем лучше конденсация и тем выше КПД котла.

  Но даже если вы установите такой котел на место старого обычного котла без изменения системы отопления, он будет работать большую часть времени с эффектом конденсации, т.е. более эффективно, чем старый котел. Это связано с тем, что самые холодные дни в нашей климатической зоне составляют около 10% отопительного периода, поэтому конденсация возможна в течение девяти десятых этого времени.

  Наконец, есть модели, которые могут использоваться как для отопления, так и для горячего водоснабжения, с мощностью от 20 до 100 кВт. Этого более чем достаточно для домашнего использования, но для промышленного или офисного применения существуют более мощные напольные модели. В зависимости от мощности системы предлагаются комплекты для подключения котла, расширительные баки, нейтрализация конденсата, нейтрализующие среды, предохранительные устройства, а также комплекты трубопроводов котла и гидравлические опоры, системы отвода дымовых газов. На рынке представлены одноконтурные и двухконтурные модели для настенного или напольного монтажа.

  Мифы о конденсационных котлах

  Миф №1

  Конденсационные котлы дороже обычных котлов.

  Конденсационные котлы могут быть напольными или настенными и обычно сравниваются по этим характеристикам. Но такое сравнение не всегда корректно. Мощность настенных конденсационных котлов может достигать 120 кВт, в то время как обычные настенные котлы могут достигать только 32-35 кВт. Поэтому конденсационный котел мощностью 65 кВт можно сравнивать только с напольным котлом аналогичной мощности.

  Миф №2

  КПД конденсационного котла составляет более 100%.

  Эффективность составляет более 100%! Это заявление производителей конденсационных котлов поражает не только несведущих и недалеких, но и тех, кто тесно связан с котельной системой.

  Все конденсационные котлы работают за счет тепла, выделяемого водяным паром при конденсации. Это тепло также используется для нагрева теплоносителя благодаря особой конструкции котла. В теплотехнике КПД котла определяется как отношение полезного тепла, полученного при отоплении и нагреве горячей воды для бытовых нужд, к теплотворной способности (количество тепла, полученного при полном сгорании топлива и последующем охлаждении продуктов сгорания при нормальных условиях (0 °C, 760 мм рт. ст.)). Однако для всех ископаемых видов топлива необходимо проводить различие между самой высокой и самой низкой теплотворной способностью. Верхняя теплотворная способность определяется как нижняя теплотворная способность плюс теплота конденсации. Это является основой для определения эффективности. Из-за потерь от высокой температуры дымовых газов, лучистого тепла и других факторов не все тепло передается нагреваемой воде.

  Для сравнения конденсационных котлов с обычными котлами, COP рассчитывается с использованием того же метода, т.е. LHV. В итоге конденсационный котел использует всю тепловую мощность (100 %) и тепло конденсата (еще 8-9 %). Фактический КПД конденсационных котлов, конечно, меньше 100 %. Однако, поскольку КПД обычных котлов до сих пор рассчитывался во всем мире на основе наименьшей теплотворной способности, для корректного сравнения между обычными и конденсационными котлами КПД последних принимается равным 107-109 %.

  Миф №3

  Проблемы с конденсатом.

  Обычно считается, что конденсат является проблемой, поскольку он появляется во время работы. Образуется конденсат, для удаления которого производители предлагают систему нейтрализации и дренажа. Количество образующегося конденсата зависит в основном от КПД котла. Чтобы оценить приблизительное количество конденсата, можно воспользоваться следующей простой схемой. Для сжигания 1 м3 газа требуется 9 м3 воздуха, при этом выделяется 2 м3 водяного пара, из которых 1,6 л может быть выведено в виде конденсата. Исходя из этих цифр, элементарно рассчитать максимальное количество конденсата, которое может производить конденсационный котел. Страшно осознавать, что при нормальной работе котла образуется конденсат, но не все задумываются о том, что при нормальной работе котла также образуется конденсат, который необходимо утилизировать. Когда котел выключен, дымовая труба охлаждается сверху, на стенках дымохода образуется конденсат, который начинает стекать к котлу. Об этом факте часто забывают, поэтому устанавливают только конденсатоотводчик, который направляет образующуюся жидкость в дренаж без предварительной ее нейтрализации, что недопустимо.

  Читать еще:  Парапет что это и зачем он нужен, изучаем и делаем сами. Парапет что это?