Котел для отопления: какой лучше, традиционный или конденсационный?

Конвекционные и конденсационные газовые котлы

Развитие производства газовых котлов отопления не стоит на месте. Разработан газовый котел с улучшенным принципом работы, что позволило увеличить его коэффициент полезного действия (КПД). Внешне конвекционные и конденсационные котлы практически неотличимы. Конденсационные котлы в 1,5-2 раза дороже конвекционных котлов. Это доплата за более высокую производительность (до 20%) и меньший расход топлива, благодаря дополнительному теплообменнику, встроенному в котел.

Конвекционные и конденсационные газовые котлы: различия

Газовые котлы по эффективности сжигания топлива подразделяются на два типа:

  • конвекционные агрегаты – это традиционная модель газового котла;
  • конденсационные – это агрегаты новой технологии.

Основным отличием конвекционного и конденсационного видов газовых котлов является наличие в конденсационном агрегате дополнительного теплообменника, который называется водяной экономайзер. Именно на нем происходит конденсация водяных паров. Водяной экономайзер выполнен из металла, стойкого к воздействию коррозии, так как постоянно находится в контакте с водой.

Конвекционные газовые котлы

Конвекционные газовые котлы производят нагрев теплоносителя только за счет тепла, которое выделяется при сжигании газа. Но при этом большое количество теплоты уходит вместе с дымовыми газами в атмосферу, так как в них находится водяной пар, который в свою очередь может произвести дополнительный обогрев теплоносителя.

Преимущества конвекционных котлов

Несмотря на свою неэкономичность, подобные котлы имеют ряд преимуществ:

  1. Простота конструкции.
  2. Легкость монтажа, демонтажа и ремонта.
  3. Доступная цена.
  4. Компактные габариты.

При установке традиционного конвекционного газового котла необходимо спроектировать систему отопления таким образом, чтобы продукты сгорания на выходе были не ниже +57 °C. Если проигнорировать данное требование, то на стенках камеры сгорания, теплообменника и дымохода образуется конденсат, который будет оказывать негативное влияние на долговечность этих элементов.

Конденсационный газовый котел

Конденсационный газовый котел – агрегат, который использует для нагрева теплоносителя не только тепло при сжигании газа, но и энергию водяного пара, который содержится в отходящих дымовых газах. Это становится возможным, если обеспечить конденсацию паров на стенках дополнительного теплообменника. Конденсационная схема работы котла позволяет экономить от 15 до 20% горючего, что обеспечивает более дешевое тепло в целом.

Особенность работы конденсационного котла

Для того, чтобы добиться конденсации паров, находящихся в продуктах сгорания на стенках экономайзера необходимо, чтобы вода, которая поступает в него, была холоднее, чем точка росы водяного пара в дыме. Точка росы – это температура, при которой вода переходит из парообразного состояния в жидкое. Точка росы паров дыма около +55°C.

В конвекционных котлах разность температур между линиями подачи и «обратки» нужно держать как можно меньше, чтобы не происходило температурного перекоса, пагубно влияющего на теплообменник. А при эксплуатации конденсационных котлов все происходит в точности до наоборот: нужно как можно больше остудить воду в обратной линии, чтобы затем в водяном экономайзере она снова нагрелась за счет конденсации паров, которыми насыщены продукты сгорания газа. Таким образом, теплоноситель отдаст больше тепла, прежде чем пойдет на подогрев в котел.

Конструкционные особенности конденсационного газового котла

  1. Основной теплообменник – работает по принципу теплообменников конвекционных котлов. То есть теплоноситель нагревается за счет выделения тепла процессом горения газа.
  2. Дополнительный теплообменник – теплообменник рекуперативного типа, устанавливается на выходе дымовых газов, извлекая из них остаточное тепло, которое тратится на первичный подогрев теплоносителя. То есть этот теплообменник является первым на пути следования воды в котел. После первичного подогрева, теплоноситель отправляется в основной теплообменник. Первичный нагрев также снижает температурное напряжение металла основного теплообменника.

Так как в конденсационный котел необходимо подавать остывшую воду, это позволяет расширить отопительный контур. Одним из вариантов могут стать теплые полы, которые будут подключены в систему отопления в самую последнюю очередь. Подобное категорически запрещается делать на конвекционных котлах.

Сравнение КПД конвекционных и конденсационных котлов

При сжигании одинакового количества газа, конденсационные котлы выделяют на 20% больше тепла, чем его традиционный аналог. Этот эффект достигается включением в систему котла дополнительного теплообменника — водяного экономайзера, на котором конденсируются пары дымовых газов. В результате, на выходе из котла дым имеет температуру меньше +40 °C.

Конденсационный газовый котел – это относительно новый вид отопительного оборудования, главным преимуществом которого является повышенный КПД. Производители заявляют, что КПД конденсационных котлов может достигать значения 110%. С физической точки зрения такое невозможно. А получилось так потому, что при расчете учитывается не все тепло, которое выделилось. Некоторые страны уже перешли на новый метод расчета КПД, в котором учтено все выделенное тепло сгорания топлива. И по подобным расчетам конденсационный котел имеет КПД 95%, а КПД конвекционных котлов по этим расчетам составляет 83 – 85%. Поэтому могут встретиться одинаковые агрегаты с разными значениями КПД.

Недостатком конденсационных котлов является высокая стоимость и энергозависимость. Так как высокая стоимость скоро окупится, за счет более экономичной работы системы отопления, то можно сказать, что у конденсационного котла основным недостатком является полная зависимость от электричества.

Выбираем конденсационный котел для дома

В числе инновационных технологий в производстве отопительных систем одной из наиболее перспективных является та, что основана на конденсации водяного пара, возникающего при сгорании углеводородов. Конденсационные газовые котлы считаются новым для российского рынка решением. Между тем в Европе они устанавливаются повсеместно, а в ряде стран являются единственно разрешенными к использованию.

Причиной тому — доказанная эффективность технологии, ее экологичность и универсальность. Рассмотрим подробнее принцип работы котла, достоинства и недостатки, а также нюансы, которые следует учесть при покупке.

Как работает конденсационный котел

Топливом для конденсационного котла, как и для обычного, является сжиженный или природный газ. Последний чаще применяют в быту, в то время, как сжиженный больше ориентирован на промышленность. Название появилось, благодаря способности «забирать» у продуктов сгорания «скрытую» теплоту — кинетическую энергию воды, образовавшейся в процессе конденсации водяного пара.

Иными словами, в основе технологии лежат физические законы. При сгорании голубого топлива выделяются углекислый газ и вода. Жидкость испаряется, что сопровождается выделением тепловой энергии. Конденсация пара позволяет «вернуть» потерянную теплоту (энергию), повысив тем самым КПД системы. При этом в обычных котлах конденсат — это явление нежелательное, с которым борются. В конденсационном же оборудовании для образования жидкости предусмотрен специальный теплообменник. Последний «забирает» тепло, выделяемое при конденсации, и передает его теплоносителю (технической воде).

Для того чтобы предотвратить коррозию, в производстве котлов используют материалы повышенной стойкости: нержавеющая сталь или силумин (сплав алюминия и кремния).

В общем случае конструкция конденсационного котла схожа с обычным газовым. Ее 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.
  • Теплоообменник № 2. Емкость для конденсации и извлечения дополнительной тепловой энергии.
  • Насос. Обеспечивает циркуляцию воды.

При поступлении воды в камеру сгорания подается газ. Далее горелка запускает процесс горения. Продукты горения проходят через теплоообменник № 1 и нагревают его стенки. Последние, в свою очередь, передают тепло циркулирующей технической воде (теплоносителю). Затем газы с температурой выше точки росы (55ºС) переходят в теплообменник № 2. Там пар охлаждается и образуется конденсат. В результате освобождается энергия, которая также идет на обогрев.

Таким образом, одна часть котла работает по стандартному принципу, то есть, нагревает теплоноситель за счет сгорания топлива, вторая — аккумулирует энергию конденсируемых паров воздуха. Процесс этот непростой. Для того чтобы повысить эффективность конденсации, применяют некоторые технологические 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.
Читать еще:  Малярные работы своими руками: этапы работ, необходимый инструмент

Конденсационные котлы используют для отопления квартир, небольших коттеджей или частных домов. От площади помещений зависит выбор размера, а также мощности котла. В индивидуальных домах, помимо обеспечения отопления, котел обычно работает еще и на обогрев воды для бытового использования.

В Европе 70% котлов для отопления являются конденсационными. Впервые массовое производство было налажено в Голландии. Следом технологию стали развивать в Великобритании. В США и Канаде пользователям такого оборудования даже предоставили льготные условия налогообложения.

Плюсы и минусы технологии

Первое, на что любят обращать внимание производители конденсационных отопительных устройств — необычайно высокий КПД — выше 100%, несмотря на то, что классическая физика утверждает, что такого быть не может. В данном случае применяют особую систему расчетов. У топлива есть две точки сгорания: высшая и низшая. Высшая складывается из суммы низшей температуры и температуры конденсации. Именно этот показатель и определяет КПД, когда говорят о конденсационных котлах. Низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части теплообменника, и дополнительные 8–11% приходятся на тепло от глубокого охлаждения дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника. Отсюда финальный КПД в 108–111%.

Перечень достоинств конденсационных котлов внушителен. Он во многом объясняет растущую популярность этого вида отопительного оборудования.

  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, которые значительно дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

Конденсационные газовые котлы также имеют и минусы. Главный — это цена. Такой котел на 30—80% дороже обычного. Конечно, заметная экономия топлива позволит окупить вложения. Но как быстро это произойдет, зависит от интенсивности использования, температурного режима и других факторов.

При проектировании резервуара следует учитывать, что даже маломощный котел в 24 Вт в сутки образует свыше 35 литров конденсата.

Это лишь некоторые существенные плюсы и минусы конденсационных газовых котлов. В зависимости от выбранной модели, они могут усиливаться или, наоборот, практически не проявлять себя. Вот почему перед тем, как приобретать котел, важно получить профессиональную консультацию об особенностях эксплуатации выбранной модели в конкретных условиях.

Что учесть при покупке конденсационного котла: советы специалистов

Цены на конденсационные газовые котлы не низкие. Но приобретают оборудование, как правило, не на одно десятилетие. Поэтому имеет смысл отдавать предпочтение производителям, которые практикуют инновационные технологии, повышают комфорт эксплуатации и гарантируют бесперебойную работу на протяжении всего срока службы. Это общее правило выбора торговой марки. Что касается характеристик самого котла, то здесь нужно обращать внимание на несколько пунктов и учитывать особенности дома, который предстоит обогревать:

  • 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 чем 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 их 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.
  • Материал теплообменника. В теплообменнике энергия сгорания топлива переходит к теплообменнику. От материала, из которого он выполнен, зависит скорость реагирования системы на внешние условия:

От материала, из которого он выполнен, зависит скорость реагирования системы на внешние условия:

  • 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.
  • Силумин — точнее, сплав алюминия с кремнием. Используется в теплообменниках конденсационных котлов для противостояния химически агрессивному конденсату. Теплоообменник делают литым, поскольку швы снижают коррозийную устойчивость.
  • Экологичность. У обычных котлов пары с примесью кислот (угольной, серной, азотной) выбрасываются в атмосферу. Тогда как в конденсационных кислоты остаются в растворенном виде в воде конденсата и позже нейтрализуются.
  • Температурные режимы работы. Они напрямую влияют на КПД котла. Как было отмечено выше, чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация. В таблице 2 представлено соотношение температурных режимов и значения КПД.
  • Автоматика и система управления. В современных котлах управление ведется в автоматическом режиме. Разница только в широте функций. Электроника при помощи датчиков контролирует температуру в контурах, давление, расход топлива и т.д. Более сложные модели позволяют настраивать разные сценарии работы. Например, снижение температуры в ночное время, поддержание температуры в помещении на минимальном уровне при отсутствии хозяев и т.д. Управлять самыми «продвинутыми» моделями можно с помощью специальной программы на мобильном телефоне.
  • Способ монтажа. Здесь два варианта: настенные или напольные. Напольные котлы, как правило, одноконтурные и имеют большую мощность — свыше 100 кВт. Легко увязываются с другими котельными установками при помощи циркуляционных насосов. Такой котел — лучшее решение для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел. Он компактен, его мощность обычно не превышает 100 кВт. Он легко монтируется. Для таких котлов не требуется полноценный дымоход, достаточно вывести трубу на улице через стену.
  • Цены на конденсационные газовые котлы. Линейка газовых конденсационных котлов есть у большинства производителей. Условно все модели можно поделить на премиум, средний или экономкласс:
    • Премиум. К таким маркам относятся, например, французский бренд De Dietrich. Они удобны в эксплуатации, безопасны, имеют стильный дизайн, бесшумны, изготовлены из материалов высокого качества, эффективны в работе и отвечают европейским экологическим стандартам. Единсвтенный минус — это очень дорогостоящее оборудование.
    • Средняя ценовая категория. Наиболее известный представитель — торговая марка BAXI — предлагает потребителям комфортные, экономичные и экологичные агрегаты, одно- и двухконтурные, настенные и напольные. При этом оборудование соответствует всем требованиям и обеспечивает высокую производительность, характерную для конденсационной технологии.
    • Экономкласс. В этом сегменте уверенно держат позиции корейские и словацкие производители. Цена здесь в два и более раз ниже, чем на премиальные конденсационные котлы. Еще одна особенность — это адаптированность экономичных моделей к российским условиям эксплуатации. Недорогие котлы имеют простой функционал и минимум «интеллектуальных» опций, поэтому спокойно переносят перепады давления и сбои в электроснабжении, не отключаются там, где дорогая автоматика прекращает работу.
Читать еще:  Как правильно сортировать мусор и утилизировать его, если вы живете в России

При выборе котла эксперты также советуют учитывать не только ваши потребности и характеристики изделия, но и возможность быстрого ремонта, наличие в продаже запасных частей и агрегатов этого типа. Средняя ценовая категория в этом смысле является лидером.

Где можно купить конденсационный газовый котел

Настенный или напольный отопительный конденсационный газовый котел можно купить в большинстве торговых точек, которые занимаются продажей оборудования для тепло- и водоснабжения. Однако для покупателя должны иметь значение не только цена. Вот что рассказал нам региональный менеджер по Москве и Московской области ООО «БДР Термия Рус»:

Конденсационный котёл против традиционного

Конденсационные котлы, появившиеся на российском рынке уже более 10 лет назад, каждый раз с выходом очередной новой модели вызывают обсуждение «плюсов» и «минусов» технологии, оправданности вложений, особенностей эксплуатации. По этой тематике возникает много вопросов и у потребителей. На некоторые из них мы постараемся ответить в этой статье.

Идея использовать теплоту конденсации, или, как её ещё красиво называют, скрытую теплоту фазового перехода, не нова. Это явление встречается более 100 лет в холодильных машинах. Однако в отопительной технике до последнего времени традиционные, они же конвекционные, котлы вполне удовлетворяли потребителей в качестве простого и надёжного генератора тепла. Так откуда появилась потребность развивать принципиально новый уровень технологий? Заново перерабатывать каждый узел для сбора дополнительного тепла конденсации?

Газовый настенный конденсационный котёл Vaillant ecoTEC Pro

ПРИЧИНЫ КУПИТЬ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ КОТЕЛ

Начни с себя

Причиной номер один, как это ни покажется странным, было и есть желание сохранить окружающую среду. Мало кому понравилось, но многим запомнилось лето 2010 года, когда пожары охватили практически все области европейской части России. А теперь представьте, что такое лето будет каждый год. Что жара, ураганы, смерчи и наводнения станут нормой для наших широт. Многие связывают эти природные катаклизмы с глобальным изменением климата. Хотя скептики оспаривают эту точку зрения, уверяя, что человек вместе со своими автомобилями, промышленностью, «испарениями» мегаполисов для глобальной природы незаметен, а смена ледниковых и жарких периодов — естественная закономерность. Однако люди не хотят верить в свою непричастность и пытаются что­то изменить, начиная в первую очередь с себя. С изменения своего отношения к той среде, в которой они живут, к своему настоящему и будущему. В области отопления такие мысли привели к созданию энергоэффективной техники, к которой относятся и конденсационные котлы.

Кстати, желание заботиться об окружающей среде рождается в головах не только европейцев. Китайцы, например, шагнув за последние тридцать лет во многих вопросах из 17‑го века сразу в век 21‑й, и в технологиях отопления пытаются перепрыгнуть из века угольных и керосиновых печек в век ветрогенераторов, солнечных станций и конденсационной техники.

Вчера было дешевле

Вторая причина — цена на газ. Рост производства и масштабная газификация страны способствуют повышению спроса на газ и, как следствие, к увеличению стоимости энергоносителей, что, разумеется, отражается в счетах потребителей, которые начинают думать, как сэкономить свои деньги. Рачительность конечного клиента вынуждает застройщиков включать в своё предложение не только цену квадратного метра, но и расчёты стоимости коммунальных услуг. Архитекторы и проектировщики ищут решения, позволяющие минимизировать будущие счета, — это качественная теплоизоляция окон и ограждающих конструкций, правильное распределение тепла и т. д. Инженеры отопительного оборудования работают над технологиями, которые снизят расход топлива и увеличат производительность приборов.

Нет предела совершенству

Третья причина — доступность. Лет десять назад конденсационный котёл стоил в пять-­шесть раз дороже обычного, конвекционного. Но с каждым годом число предложений на рынке увеличивалось, технологии становились дешевле, что значительно сократило разницу в стоимости. Кроме того, производителям удалось достичь желаемого уровня качества как отдельных узлов, так и конструкции в целом. Кстати, по параметрам надёжности, ресурсу, эффективности элементы конструкции конденсационных котлов имеют потенциал к совершенствованию в отличие от таковых у конвекционных приборов.

CONDENSATIO — СГУЩЕНИЕ

В естественных условиях у воды есть три агрегатных состояния: жидкое (собственно, сама вода), газообразное (пар) и твёрдое (лёд). При переходе из одного состояния в другое вода отдаёт или поглощает тепло. Простой пример процесса испарения, когда жарким летом только что искупавшийся человек выходит из воды и чувствует холод. Вода под воздействием температуры тела и солнца испаряется и отбирает тепло с поверхности кожи. При ветреной погоде испарение усиливается, тепла отбирается всё больше, и рука сразу тянется за полотенцем. Так же и с переходом из газообразного состояния в жидкое. Если достать из холодильника запотевшую бутылку, то на её поверхности мгновенно образуются капли. Это водяной пар, который находился в воздухе и конденсировался, а бутылка немного нагрелась. По такому же принципу появляется роса летним вечером, когда воздух становится холоднее, и на поверхности травы образуются капли, а тепло отдается окружающим телам и предметам.

Стоит отметить, что чем выше насыщенность пара, тем больше теплоты выделяется при конденсации. Вспомните всеми почти забытый обычный, не электрический чайник. Если конденсировать пар, вырывающийся из носика чайника, то полученным в результате конденсации теплом можно будет нагреть до кипения объём воды, значительно больший, чем объём самого чайника.

Газовый настенный конденсационный котёл Ariston Genus Premium Evo

ПРИ ЧЁМ ТУТ КОТЛЫ?

Тепло, выделяемое при сжигании топлива, это не что иное, как процесс окисления горючих составляющих топлива при участии кислорода. Рассмотрим наиболее распространённый газ — метан (CH4).

CH4 +O2 = CO2 + 2H2O + тепло.

В результате реакции с кислородом наряду с теплом и углекислым газом образуется вода в виде пара. По принятой терминологии теплота, которая выделяется при сгорании топлива, называется низшей теплотой сгорания топлива. Если начать охлаждать водяной пар, то при конденсации можно получить тепло, называемое теплотой парообразования/конденсации. Сумма низшей теплоты сгорания и теплоты конденсации будет называться высшей теплотой сгорания топлива.

Весь принцип работы конденсационного котла сводится к тому, чтобы охладить продукты сгорания ниже точки росы и с пользой использовать теплоту конденсации. Но в отличие от чистого водяного пара водяные пары в дымовых газах имеют несколько иные свойства, так как смешаны с другими газами. Как следствие — значение температуры, при котором начнётся конденсация, зависит от состава дымовых газов. А они, в свою очередь, определяются видом топлива и степенью насыщенности воздухом сжигаемой газо­воздушной смеси. Например, при сжигании метана точка росы (начала конденсации) будет 55 °C, а для дизельного топлива — 45 °C.

Помните про чайник? Так вот насыщенность водяных паров также зависит от вида топлива. Из приведённой таблицы видно, что наибольшую теплоту конденсации можно получить при сжигании метана:

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

Продавцы теплогенераторов конденсационного типа заявляют, что КПД предложенного нам инновационного оборудования превышает 100%. Но согласитесь, это слегка противоречит закону сохранения энергии, знакомому всем нам по школьному курсу физики. Так в чем же загадка?

С одной стороны подобные заявления являются уловкой маркетологов. Однако с другой – в их убеждающих покупателя уверениях есть и зерно правды. Мы подробно разберем, как устроен конденсационный котел: преимущества и недостатки, его специфика работы и конструкции заслуживают детального изучения.

Для того чтобы получить полноценное представление о конденсационном типе оборудования, сравним его с классическим видом генератора тепловой энергии. Приведем особенности его подключения и эксплуатации. Раскроем тайны сверхвысокой производительности.

Конденсационный котел на газу

Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый штатный для всех отопительных котлов теплообменный узел передает теплоносителю энергию сжигаемого топлива. А второй добавляет к этому еще и тепло от рекуперации выхлопных газов.

Читать еще:  Настенные панели: виды, характеристики, способы крепления

Работают конденсационные котлы на «голубом топливе»:

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

Допустимо использовать любой вариант газа. Главное, чтобы горелка была рассчитана на работу с тем или иным типом топлива.

Наилучшую эффективность конденсационный теплогенератор показывает при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь здесь немного уступает. Причем чем больше доля пропана, тем лучше.

В этом отношении «зимний» газ для газгольдера дает на выходе немного больший КПД, нежели «летний», так как пропановая компонента в первом случае выше.

В отличие от конденсационного газового котла в конвекционном часть тепловой энергии уходить в дымоход вместе с продуктами горения. Поэтому у классических конструкций КПД и находится в районе 90%. Выше его поднять можно, но технически слишком сложно.

Экономически это не оправдано. А вот в конденсатниках тепло, получаемое от сжигания газа, используется более рационально и полно, так как тепло выделяемого при переработки пара аккумулируется и передается системе отопления. Так дополнительно нагревается теплоноситель, что позволяет снизить расход горючего в расчете на получаемый 1 кВт тепла.

Устройство и принцип работы

По конструкции конденсационный котел во многом похож на конвекционный аналог с закрытой камерой горения. Только внутри он дополняется вторичным теплообменником и блоком рекуперации.

Состоит конденсационный котел на газу 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.

Рассматриваемое оборудование практически всегда оснащается встроенным циркуляционным насосом для теплоносителя. Обычный вариант с естественным током воды по трубам отопления здесь малоприменим. Если насоса в комплекте нет, то его обязательно надо будет предусмотреть при подготовке проекта обвязки котла.

Котлы-конденсатники в продаже есть одноконтурные и двухконтурные, а также в напольном и настенном исполнении. В этом отличий они от классических конвекционных моделей не имеют.

Принцип работы конденсационного газового котла следующий:

  1. Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
  2. Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
  3. В результате конденсации продуктов горения в теплообменнике №2 остывшая вода подогревается за счет рекуперированного тепла (экономя до 30% топлива) и уходит вновь на №1 в новый цикл циркуляции.

Чтобы точно контролировать температуру отработанных газов, конденсационные котлы всегда оснащаются модулируемой горелкой с ходом мощности от 20 до 100% и вентилятором подачи воздуха.

Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход

В конвекционном котле продукты горения природного газа СО2, оксиды азота и пар охлаждаются лишь до 140–160 0 С. Если остудить их ниже, то в дымоходе упадет тяга, начнет образовываться агрессивный конденсат и потухнет горелка.

Такого развития ситуации все производители классических газовых теплогенераторов стремятся избежать, чтобы максимально повысить безопасность работы, а также продлить срок службы своего оборудования.

В конденсационном котле температура газов в дымоходе колеблется в районе 40 0 С. С одной стороны это снижает требования по жаростойкости материала дымоходной трубы, но с другой накладывает ограничения на его выбор в плане стойкости к воздействию кислот.

Теплообменники в конденсационных теплогенераторах делают из:

  • нержавейки;
  • силумина (алюминия с кремнием).

Оба эти материала обладают повышенными кислотостойкими характеристиками. Чугун и обычная сталь для конденсатников совершенно не подходят.

Дымоходную трубу для конденсационного котла разрешается устанавливать исключительно из нержавейки либо кислотостойкого пластика. Кирпичные, железные и иные дымоходы для подобного оборудования не подходят.

При работе конденсационного котла мощностью 35–40 кВт образуется порядка 4–6 литров конденсата. Упрощенно выходит около 0,14–0,15 литра на 1 кВт тепловой энергии.

Фактически это слабая кислота, которую запрещено сливать в автономную канализацию, так как она погубит задействованные в переработке отходов бактерии. Да и перед сбросом в централизованную систему рекомендована сначала разбавить водой в пропорции до 25:1. А потом уже можно удалять, не боясь разрушить трубу.

Если котел ставится в коттедже с септиком или ЛОС, то конденсат вначале необходимо нейтрализовать. В противном случае он убьет всю микрофлору в автономной очистной системе.

«Нейтрализатор» выполняется в виде емкости с мраморной крошкой общей массой 20–40 кг. При прохождении через мрамор у конденсата из котла повышается pH. Жидкость становится нейтральной или низкощелочной, уже неопасной для бактерий в септике и для материала самого отстойника. Менять наполнитель в таком нейтрализаторе требуется раз в 4–6 месяцев.

Откуда КПД выше 100%?

При указании эффективности работы газового котла производители за основу берут показатель низшей теплоты сгорания газа без учета теплоты, образующейся при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последний вместе с приблизительно 10% тепловой энергии полностью уходит в дымоходную трубу, поэтому его и не учитывают.

Однако если сложить конденсационное вторичное тепло и основное от сожженного природного газа, то выйдет как раз более 100% КПД. Никакого мошенничества, просто небольшая хитрость в цифрах.

По сути, «неправильный» коэффициент полезного действия выше 100% возникает из-за желания производителей теплогенерирующего оборудования сравнивать сравниваемые показатели.

Просто в конвекционном приборе «водяной пар» вообще ни как не считается, а в конденсационном его учитывать надо. Отсюда и небольшие расхождения с логикой базовой физики, которую преподают в школе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Среди преимуществ конденсационного котла числятся:

  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.

Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели.

Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования.

Из минусов конденсационных теплогенераторов следует упомянуть:

  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 значительные первоначальные затраты, конденсационный котел вполне оправдан с экономической точки зрения. В процессе эксплуатации он с лихвой возвращает все потраченные изначально деньги.

В России подобное оборудование пока распространено мало. Газовый котел с рекуперацией еще слишком необычен и мало изучен на нашем рынке. Но интерес к таким теплогенераторам постепенно растет.

Выводы и полезное видео по теме

Как работает конденсационный теплогенератор:

Устройство газовых котлов с рекуперацией водяного пара:

Все преимущества конденсационных котлов:

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, то на первый взгляд «некорректные» 108–110% КПД становятся вполне понятными и оправданными цифрам.

Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов действительно более эффективен в сравнении с классической конструкцией. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с высокой кислотностью, который надо куда-то утилизировать.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Не исключено, что вы владеете информацией, которая сможет пополнить запас сведений, изложенных в статье. Задавайте вопросы, делитесь собственным опытом в выборе и эксплуатации котлов конденсационного типа, размещайте фото по теме статьи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector