Как работает конденсационный котел

Принцип работы конденсационного котла + 5 надежных моделей

Постоянный рост цен на энергоносители вынудил ученых и специалистов разработать новейшую модификацию котлоагрегата — конденсационный котел.

Это инновационная отопительная технология, использует энергию конденсации водяного пара, образующегося при сгорании газа, и является перспективным направлением для российского рынка. В странах Европы их устанавливают везде, где только можно, а в ряде государств они являются единственными котлами, которые допущены к эксплуатации.

Предпосылкой таких жесточайших ограничений — является проверенная временем эффективность схемы производства конденсационного тепла и ее экологическая безопасность.

Устройство и принцип работы конденсационных котлов

По конструкции конденсационный котел (КК) в значительной мере напоминает принцип работы конвекционного агрегата с закрытой камерой сгорания.

Отличие только в том, что он дополнительно укомплектовывается вторичным теплообменным аппаратом и блоком рекуперации.

Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:

  1. Закрытой топочной камеры с модулируемым горелочным устройством.
  2. Первичным теплообменным аппаратом No1.
  3. Камеры сгорания уходящих газов при точке росы до +55 С.
  4. Вторичного конденсационного теплообменного аппарата No2.
  5. Дымоотводящей системы.
  6. Вентилятора для нагнетания подачи воздуха в котел.
  7. Емкости для сбора и отвода конденсата.
  8. Электронасоса для циркуляции теплоносителя.

Принцип работы конденсационных котлов:

  1. Базовое количество тепловой энергии от сгорания газового топлива, греющая вода получает в теплообменном аппарате No1. Далее подающая вода из котла поступает в отопительный контур внутридомовой системы, где отдает тепло через радиаторы, охлаждается и направляется в низкотемпературный контур, на теплообменное устройство No2, где происходит глубокий отвод тепла дымовых газов, ниже точки росы +55С.
  2. В теплообменнике No2 остывшая вода из обратного трубопровода системы отопления, нагревается за счет рекуперации тепла от конденсации влаги дымовых газов и поступает для основного нагрева в подогреватель No1 расположенного в зоне высоких топочных температур. Такая тепловая схема нагрева воды отопительного контура позволяет экономить до 20 % топлива.
  3. Высокоточный контроль температуры отработанных газов, в конденсационном отопителе происходит благодаря высокому уровню автоматизации и применения модулируемой горелки с принудительной воздухоподачей и с диапазоном регулировки мощности от 20 до 100%.

Сравнение с обычными котлами

Первое, что выделяет конденсационные отопительные котлы и шокирует покупателей — это диковинно большой КПД, больше 100%. При этом теоретическая физика настаивает на том, что такого не бывает. И это действительно так. В данном случае производители просто используют своеобразную систему расчетов.

Для того чтобы понять, что такое конденсационный котел и за счет чего он получает дополнительную тепловую энергию, необходимо рассмотреть Qн низшую и Qв высшую теплотворную способность топлива.

У натурального топлива существует 2 точки сгорания: высшая и низшая, между которыми существует большая разница.

Qв = Qн +k*(W+9H);

  • K – коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);
  • W – количество воды в горючем веществе, %;
  • H – количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

Собственно использование тепла от конденсации влаги, в обычных котлах выбрасывается в атмосферу, повышает КПД в конденсационных котлах.

При сгорании равного объема газа, конденсационные котлоагрегаты выделяют на 15-20% больше тепловой энергии, чем классический аналог. Данный результат образуется в связи с установкой дополнительного теплового элемента котла, особого теплообменного аппарата — водяного экономайзера, отбирающего тепло от уходящих дымовых газов ниже точки конденсации +55 C.

Производители таких устройств утверждают, что полезное действие их может достигать значения 120%. С точки зрения расчета теплового баланса стандартного котла — это невозможно, поскольку он не учитывает высшую теплоту сгорания.

Для того чтобы привести в соответствие эти расчеты многие страны ЕС сейчас перешли на модернизированный способ определения КПД, в котором учитывается все выделяемое тепло сгорания топлива.

И по таким, обновленным расчетам, реальный КПД конденсационного котла достигает 95%, например, как у немецких моделей конденсационного типа Wolf, а КПД обыкновенных конвекционных аналогов котлов не превышает 85%.

Таким образом, действительно у конденсационных котлов имеется существенное преимущество по эффективности, по сравнению с традиционными отопительными котлами.

Экономия

Принципиальным фактором, определяющего высокую экономичность конденсационного котла, является наличие глубокого модулирования пламени, реализуемое в горелочных устройствах котлоагрегатов данного типа.

Модуляция пламени — это потенциальная возможность автоматической регулировки котла от 25 до 100%. Для традиционных газовых отопителей данный диапазон возможен от 45% до 100%.

Кроме того, эффективность такого отопительного котла в большей степени исходит от технической возможности системы, чем меньше температура обратки, тем наиболее полно конденсируются водяные пары в дымовых газах, а следовательно, тем больше скрытой теплоты сгорания возвращается в нагревательную систему, и, следовательно, с большим КПД работает котел.

При минимальной отрицательной температуре наружного воздуха, температура в обратке будет примерно 45-50 С и агрегат будет функционировать в варианте конденсации. Необходимые условия, самым эффективным образом, соблюдаются в напольных или низкотемпературных системах отопления.

Конденсат

По информации фирм изготовителей конденсационного теплового оборудования, исходя из конструкции и настройки теплового режима, объем образовывающегося конденсата равняется примерно 0.12-0.16 л на 1 кВт-ч выработанной энергии.

Следовательно, размер конденсатной влаги, возникающей при работе агрегата до 30 кВт, будет составлять приблизительно 4 л/ч, а при работе 500 кВт — от 50 до 75 л/ч.

Важно обозначить, что рН конденсатной жидкости располагается в границах 3 – 4, что говорит о ее высочайшей кислотности. В связи, с чем для ее отвода применяют кислотоупорные строительные материалы, например, полипропилен, отличающейся повышенной кислотоупорностью и гарантирующим герметичность каналов при рН от 2 и выше.

По действующим государственным санитарным нормам сброса сточных вод, запрещен слив в канализацию стоков с рН ниже 6.5 и выше 9. Поэтому в состав оборудования КК, должна быть включена установка по нейтрализации таких кислотных стоков.

Требования к дымоходам

Конденсационные котлы не позволяют экономить на материалах для производства дымовентиляционных систем. К ним предъявляются особые требования, поскольку отвод дымовых газов происходит с температурами ниже точки росы + 55 С.

При этом необходимо учитывать, что конденсация паров в дымовых газах происходит не только в котлоагрегате, но частично уже в дымоходе. Кислотная агрессивная влажная среда в дымоходе, где-то pH=4, является губительной для стандартного дымохода обычного котла.

Здесь необходимы совершенно другие низкотемпературные, кислотостойкие материалы из теплоустойчивых полимеров, кислотоупорной высококачественной некорродирующей стали либо алюминия и его сплавов.

Топ 5 конденсационных газовых котлов по рейтингу

Предпочтительный газовый конденсационный котлоагрегат такой, который отвечает насущным потребностям собственника дома по объемам выработки тепловой энергии, оборудован современной автоматикой для экономной и безопасной эксплуатации и имеет доступную цену.

Важно отметить, что понятием «низкой цены», конденсационные котлоагрегаты не обладают, они изначально имеют высокую стоимость из-за применения высокопрочных материалов.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Это газовый конденсационный напольный котел от итальянского известного изготовителя. Котлоагрегат одноконтурный, рассчитанный исключительно для отопления.

  1. Сверхвысокий КПД – 105,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность – 35 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
  5. Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
  6. Полнофункциональная защита.
  7. Предварительная очистка конденсата.
  8. Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
  9. Цена: 83420 руб.


Недостатки напольного конденсационного котла Baxi:

  • работает только с низкотемпературными теплоносителями в системе «теплый пол»;
  • высокая стоимость;
  • реализуется только под заказ, длительный период доставки.

Buderus Logamax plus GB062-24 KD

Также конденсационный котел немецкой компании. Модель с теплопроизводительностью 24 кВт предназначенная для отопления жилых домов.

Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:

  1. Сверхвысокий КПД – 103,0 %.
  2. Площадь нагрева до 250 м2.
  3. Теплопроизводительность – 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
  7. Цена: 63700 руб.

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Bosch Condens 2500W WBC 24-1

Турецкий двухконтурный газовый котел с мощностью по отоплению – 24 кВт.

  1. Сверхвысокий КПД – 110,0 %.
  2. Площадь нагрева до 192 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материалы, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля теплотехнических процессов.
  7. Расширительный бак – 6л.
  8. Цена: 89670 руб.


Недостатки конденсационного котла Bosch:

  • недоступность для работы на сжиженном газе;
  • высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкий бренд Vaillant – лидер в производстве бытовых отопительных котлоагрегатов, выпускает одноконтурную конденсационную модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 со стальным теплообменным аппаратом. Котел, рассчитан для нагрева жилых и общественных помещений до 200 кв.м.

Преимущества котла Vaillant:

  1. Сверхвысокий КПД – 108,0 %.
  2. Площадь нагрева до 200 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 20 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
  8. Расширительный бак – 10 л.
  9. Цена: 62270 руб.

Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий одноконтурный конденсационный котлоагрегат. Мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м.

Преимущества котла Viessmann:

  1. Сверхвысокий КПД – 108,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 35 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
  8. Цена: 105806 руб.

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Что учесть при обслуживании и эксплуатации

Перед приобретением и монтажом конденсационного котла необходимо принимать во внимание, что они обладают определенными отличиями:

  • вывод дымовых газов может производиться исключительно через коаксиальный дымоотвод;
  • для вывода конденсатной влаги в систему городской канализации требуется провести специфический антикоррозионный трубопровод и оборудоватьсистему повышения рН конденсата до 6.5;
  • к конденсационным котлоагрегатам возможно подсоединить бойлер косвенного нагрева;
  • для того, чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, рекомендуется запитать котел через электрический стабилизатор.

Конденсационный котлоагрегат наиболее распространённый вариант отопительных котлов в странах Европы. Во многих государствах установка иных отопительных агрегатов запрещена.

Это вызвано высокими выбросами вредных веществ, и низким КПД у традиционного отопительного котла.

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.

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.

Эффективность конденсационных котлов

Конденсационные газовые котлы дороже обычных конвекционных моделей, но выигрывают у них по расходам на топливо за счет снижения потребления газа на 20–30%

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.

Особенности конструкции теплогенератора с рекуперацией

Главные особенности устройства конденсационного теплогенератора – наличие второго теплообменника и закрытой камеры сгорания с вентилятором

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.

Дополнительные проценты КПД от рекуперации

Дополнительные проценты КПД у конденсационного котла образуются в результате подогрева обратки за счет охлаждения выхлопных газов в дымоходе

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.

Агрессивный конденсат с высокой кислотностью

Отработанные газы из газового котла при охлаждении образуют агрессивный с высокой кислотностью конденсат, который с легкостью разъедает даже сталь

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.

Удаление конденсата в канализацию

При рекуперации во вторичном теплообменнике образуется конденсат, представляющий собой слабый кислотный раствор и подлежащий удалению из водонагревательного прибора

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.

Расчет коэффициента полезного действия

При расчете КПД по высшей теплоте сгорания у конвекционного котла он будет в районе 83–85%, а у конденсационного – порядка 95–97%

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.

Группа конденсатных котлов в котельной

Затраты на конденсационный котел в сравнении с обычным конвекционным отбиваются за 5–6 лет за счет экономии на природном газе

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.

Конденсационный котел принцип работы

Работа конденсационного котла основана на принципе сжигания топлива и процессах конденсации. При сжигании углеводородов в ходе химической реакции образуется вода и углекислый газ. Жидкость в высокотемпературной среде за малый интервал времени превращается в пар, расходуя тепловую энергию, которую можно вернуть, превратив пар в воду.

Сложность в создании такой системы заключалась в выделении токсичных веществ при сгорании газа, которые создавали химически-активные соединения, вызывающие коррозионные процессы, а также углекислого газа. После разработки нержавеющих сталей, способных эксплуатироваться в такой среде, данные проблемы перестали быть существенными.

Работа конденсационного котла поэтапно выглядит следующим образом:

  1. Подаётся в котёл вода.
  2. В камеру сгорания подаётся газ, разжигается огонь.
  3. В процессе горения выделяется тепловая энергия, передаваемая к теплообменнику газовым способом и нагревающая его и воду, которая в нём циркулирует.
  4. Газ с температурой выше точки росы переходит во второй теплообменник, в котором его охлаждает циркулирующая вода с более низкой температурой.
  5. При достижении газом температуры точки росы происходит передача высвободившейся тепловой энергии пара к жидкости.

Принцип работы конденсационного котла

Теплообменник конденсационного котла разработан таким образом, чтобы обеспечить максимальную площадь контакта газа и охлаждающей жидкости для повышения эффективности работы. Его конфигурация также оказывает значительное влияние на КПД.

Зависимость объёма конденсированной влаги от режима работа котла следующая: чем ниже температура воды в возвратном контуре, тем выше конденсация. Однако при этом температура должна быть на уровне до +500С. В противном случае конденсационный котёл заработает в режиме обычного газового и таким образом его экономичность снизится до 5%.

Для сравнения: при температуре жидкости +400С в контуре прямой подачи и +300С в обратном, КПД конденсационного котла составит 108%, а при 900С и 750С соответственно – 98%.

При эксплуатации котлов необходимо соблюдать рабочие режимы, а также при выборе подходящей модели следует подбирать его оптимальную мощность нагрева.

Тот факт, что котел замкнутый, делает его также безопасным. Дополнительный корпус отделяет от паров и защищает от отравления угарным газом. Уже сам вид плотно «бронированного» котла позволяет чувствовать себя с ним более уверенно и комфортно

Кроме того, приток воздуха в этом типе котлов является более эффективным, так как он автоматизирован и работе датчику выхлопа не помешает любое, даже случайное вмешательство неосторожного члена семьи.

Особенности и принцип работы

Описываемые устройства способны обеспечивать тепловой энергией вспомогательные ветки – например, «теплый пол». Более того, их эксплуатационный срок вдвое больше, чем у обычных моделей, а конфигурационный и производительный диапазоны в разы шире.

Мощность котлов напрямую зависит от типа установки:

  • если прибор напольный, то до 35-ти киловатт;
  • если навесной, то до 100 киловатт.

Главным элементом является теплообменник. В традиционных моделях он один, в то время как в конденсационных – два.

Более того, они могут быть:

  • совмещенными (на две ступени);
  • раздельными.

В данном случае первый теплообменник функционирует таким же образом, как в обычных отопительных приборах. Тепловая энергия, образуемая посредством сжигания газа, нагревает поверхность обменника, проходя через него, и рабочую жидкость, двигающуюся по его внутренним полостям. К слову, температура этого первого теплообменника никогда не падает ниже той самой точки росы. А вот второй теплообменник прогревается теми же газами, но рабочая жидкость, идущая по нему, поступает уже из «обратки».

Принцип работы конденсационного котла

  • Вода поступает в устройство, газ начинает подаваться в камеру сгорания. Там он поджигается системой розжига.
  • При сгорании топливо образуются продукты горения с высокой температурой. Они проходят через первый теплообменник и нагревают его стенки. А стенки, в свою очередь, отдают тепло циркулирующей по теплообменнику воде.
  • Далее эти газы с температурой выше точки росы выходят из теплообменника№1 и попадают в теплообменник №2.
  • В теплообменнике №2 с помощью циркулирующей по нему воды из системы отопления газы охлаждаются.
  • Когда их температура сравняется с температурой точки росы (при ней и осуществляется возникновение конденсата), то жидкости, которая поступает в оборудование для нагрева, передается высвобожденная энергия водяного пара. А высвободилась она при конденсации.

Каскадная схема монтажа

Если необходимо обогреть помещение большой площади (коттедж, особняк на несколько этажей, производственно помещение) используют каскадную схему монтажа.

Её суть в том, что для обеспечения максимальной эффективности и экономности отопительной системы последовательно подключают несколько котлов низкой мощности.

Такой приём позволяет в несколько раз повысить производительность всей системы или значительно снизить расходы на топливо.

Регулировка всех приборов выполняется при помощи специального устройства, которое подключается ко всем котлам.

Каскад из конденсационных котлов – выгодное решение для больших площадей. Для управления системой подключается оборудование, в которое встроены датчики температуры и регуляторы подачи топлива. Это устройство предупреждает холостую работу котлов, выравнивает мощность, обеспечивая правильное распределение температуры в помещениях.

Практическое применение

Выбор системы отопления – теплый пол или радиаторное отопление – также влияет на экономичность конденсационной установки.

Для отопительных систем с радиаторами часто принимают расчетную зимнюю температуру в подающей линии 70 °С и 50 °С – в обратной линии.

Решающей для создания условий конденсации является температура обратной воды. Она должна быть как можно ниже температуры точки росы. Даже если расчетная зимняя температура составляет -20 °с , температура обратной воды как раз достигнет температуры точки росы. Таким образом, конденсационный котел весь год работает в области конденсации.

Чем ниже становится температура воды в обратной линии при уменьшении нагрузки, тем выше становится степень конденсации в конденсационном котле. Здесь необходимо отметить, что в течение отопительного сезона имеют место наружные температуры, превышающие расчетную зимнюю, поэтому обеспечиваются условия высокоэффективной эксплуатации конденсационного котла. Если вместо радиаторного отопления применяют систему теплого пола с температурой подачи 40 °С и температурой в обратной линии 30 °С , полнота конденсации становится еще выше. В результате в течение всего отопительного сезона температура обратной воды существенно ниже температуры точки росы. Условия работы конденсационного котла становятся оптимальными, и он работает еще более эффективно.

Устройство конденсационного отопительного прибора

Конструкция конденсационного котла хоть не существенно, но разнится с простым газовым прибором.

Его важнейшие элементы следующие:

  1. Первичный теплообменник.
  2. Оборудованная системой, подающей топливо, горелкой и качающим воздух вентилятором камера сгорания.
  3. Конденсационный теплообменник.
  4. Камера, доохлаждающая парогазовую смесь до 56-57°C.
  5. Сборник для конденсата.
  6. Дымоход, отводящий холодные дымовые газы.
  7. Насос для круговращения воды по системе.

В первичном теплообменнике, который связан с камерой сгорания, выделяемые газы подвергаются охлаждению до температуры, превышающей точку росы. После этого дымовая смесь следует к конденсационному теплообменнику, где доохлождается менее чем до 56°C. На стенках теплообменника накапливается пар, отдавая при этом последнее тепло. Конденсат набирается в резервуар, из которого сливается по трубе в канализацию. Теплоноситель-вода перемещается противоположно парогазовой смеси. Холодная она сначала прогревается в конденсационном теплообменнике, а затем следует в первичный теплообменник, где греется до желаемой потребителем температуры.

Сами котлы изготавливают из нержавейки и силумина, теплообменник делается литым, ведь конденсат представляет собой смесь разведенных неорганических кислот. Такие материалы позволяют продлить срок службы прибора, а отсутствие швов – предотвратить коррозию. Чтобы избежать разрушения дымохода попадающим на него незначительным количеством конденсата, его производят из пластика или кислотостойкой нержавейки.

Регулировать подачу тепла в разное время на протяжении суток помогает горелка. Она может быть моделируемой (позволяет постепенно изменять мощность в процессе работы) или немоделируемой (с установленным значением), при этом частота включения горелки подстраивает прибор под требуемые параметры. В лучших конденсационных чаще монтируют моделируемые горелки.

Современные проектные решения

Естественно, что применение конденсационных котлов предоставляет дополнительные возможности с точки зрения применяемых конструктивных и теплотехнических решений при проектировании котельных. Однако для реализации этих возможностей необходимо выполнить ряд дополнительных требований.

При этом стоит отметить, что большая часть этих требований позволяет так же увеличить эффективность работы котельных с применением неконденсационных котлов, но именно применение конденсационной техники раскрывает возможности в полной мере. То есть ориентировка на применение современного оборудования позволяет повысить уровень проектных решений в целом. Максимальная эффективность от современных проектных решений является отличным преимуществом конденсационных котлов.

Устройство основных узлов конденсационного котла

С конструкционной точки зрения конденсационный котел не сильно, но все же отличается от обычного газового.

Его основными элементами являются:

  • камера сгорания, оснащенная горелкой, системой подачи топлива и вентилятором для нагнетания воздуха;
  • теплообменник № 1 (первичный теплообменник);
  • камера доохлождения парогазовой смеси до температуры, максимально приближенной к 56-57°C;
  • теплообменник № 2 (конденсационный теплообменник);
  • резервуар для сбора конденсата;
  • дымоход для отведения холодных дымовых газов;
  • насос, обеспечивающий циркуляцию воды в системе.

В первичном теплообменнике, сопряженном с камерой сгорания, выделяющиеся газы охлаждаются до температуры, существенно превышающей точку росы (собственно, так и выглядят обычные конвекционные газовые котлы). Затем дымовая смесь принудительно направляется к конденсационному теплообменнику, где происходит ее доохлаждение до температуры ниже точки росы, т. е. ниже 56°C. При этом водяной пар конденсируется на стенках теплообменника, «отдавая последнее». Конденсат собирается в специальном резервуаре, откуда по отводящей трубе стекает в канализацию.

Вода, выполняющая роль теплоносителя, движется в направлении, противоположном движению парогазовой смеси. Холодная вода (обратная вода системы отопления) предварительно подогревается в конденсационном теплообменнике. Затем она поступает в первичный теплообменник, где нагревается до более высокой температуры, заданной пользователем.

Конденсат – увы, не чистая водичка, как полагают многие, а смесь разбавленных неорганических кислот. Концентрация кислот в конденсате невелика, но с учетом того, что температура в системе всегда повышенная, его можно считать агрессивной жидкостью. Именно поэтому при производстве подобных котлов (и в первую очередь конденсационных теплообменников) используют кислотостойкие материалы – нержавеющую сталь или силумин (алюминиево-кремниевый сплав). Теплообменник, как правило, делают литым, поскольку сварные швы являются уязвимым местом – именно там в первую очередь начинается процесс коррозионного разрушения материала.

Конденсироваться пар должен именно на конденсационном теплообменнике. Все, что прошло дальше, в дымоход, с одной стороны, потеряно для отопления, с другой – разрушающе действует на материал дымохода. Именно в силу последней причины дымоход изготавливают из кислотостойкой нержавеющей стали или пластика, а горизонтальным его участкам придают небольшой уклон, чтобы вода, образовавшаяся при конденсации незначительных количеств пара, все же попавших в дымоход, сливалась обратно, в котел

Следует принять во внимание, что дымовые газы, выходящие из конденсатника, сильно охлаждены, и все, что не сконденсировалось в котле, обязательно сконденсируется в дымоходе

В разное время суток от отопительного котла требуется разное количество тепла, регулировать которое можно с помощью горелки.

Горелка у конденсационного котла может быть либо модулируемой, т.е. с возможностью плавного изменения мощности в процессе работы, либо немоделируемой – с фиксированной мощностью.

В последнем случае котел подстраивается под требования хозяина путем изменения частоты включения горелки.

На большинстве современных котлов, предназначенных для отопления частных домов, устанавливают моделируемые горелки.

Конденсационный котел: что это такое

Повышение стоимости энергоносителей вынудило инженеров создать усовершенствованное оборудование для создания тепла, благодаря которому удастся сэкономить бюджет. Его работа построена на принципе конденсации. Современная конструкция позволяет обогревать помещение с комфортом и экономией для владельца частного дома. Такой тип газовых отопительных приборов стоит дороже обычных, но за время пользования удается сэкономить на топливе.

Принцип работы конденсационного котла

В традиционном котле газы проходят через теплообменник и отдают большую часть энергии теплоносителю, выбрасываясь в атмосферу вместе с теплом. Водяной пар тоже выходит наружу помещения и выносит скрытую энергию. И чтобы добиться комфортной температуры, приходится расходовать много топлива. Конденсационный котел сохраняет энергию в отопительной системе.

Во время охлаждения пар становится жидким и высвобождает тепло. В современной модели теплового оборудования конденсация происходит в теплообменнике, отбирающем тепло.

Устройство основных узлов конденсационного котла

Если сравнивать внешне два типа оборудования, то разница не очевидна. Современный агрегат состоит из таких элементов:

  • первичный и конденсационный теплообменник;
  • расширительный бак;
  • камера горения с вентилятором, горелкой и системой подачи топлива;
  • тара для скапливания конденсата;
  • камера для доохлаждения пара;
  • дымоход;
  • насос;
  • панель управления.

Достоинства конденсационного котла

Современный прибор приобрел высокую популярность за счет большинства плюсов:

  • минимальный шум, что способствует комфортному проживанию людей;
  • экономия топлива;
  • уменьшение вредных отбросов выходящих в атмосферу на 70%;
  • низкая температура отходящих газов, позволяющая устанавливать недорогие дымоходы из пластика.

Ниже остановимся подробно на самых главных достоинствах обновленного отопительного оборудования.

Экономия топлива при использовании в низкотемпературных системах

Главное преимущество – это экономичность, примерно 20-35% в сравнении с традиционным оборудованием. Расход топлива определяется мощностью агрегата и площадью помещения. Если у вас загородный коттедж 200-250 м2, то для обогрева достаточно котла 28 кВт, который будет потреблять максимально 2.85 м3/ч. Обычный котел будет потреблять 3.25 м3/ч.

Если учитывать, что отопительными приборами человек пользуется 6 месяцев в году, примерная экономия в год составит 3 000 рублей. Но если говорить о регионах, где средняя температура зимой -30 градусов, то эта экономия будет в несколько раз больше, ведь там отопление работает постоянно. И если учитывать, что ежегодно стоимость газа повышается, то и экономия будет увеличиваться при использовании конденсационного котла.

Сокращение вредных выбросов

В процессе сгорания топлива и соединения вещества с водой создается углекислота. В конвекционных агрегатах, пары с водой и кислотами остаются в атмосфере.

В современном оборудовании установлены высокотехнологичные горелки, что практически исключает неполное сгорание. Это гарантирует снижение количества вредных компонентов, когда все кислоты сохраняются.

Минусы конденсационного котла

Газовое оборудование имеет много преимуществ, но не считается идеальным прибором для отопления. Значит, оно имеет и минусы:

  • стоимость;
  • цена теплообменника, что обязывает следить за отопительной системой;
  • невозможность использовать в высокотемпературных системах;
  • проблемы с удалением конденсата, за счет того, что скапливаются вредные вещества;
  • чувствительность к качеству воздуха.

Технически усовершенствованные котлы сложнее, и становится понятно, почему их стоимость выше. Но больше всего доплата предусмотрена за чет дополнительного процента тепловой энергии. Учитывайте, что оборудование прослужит несколько десятков лет, поэтому можно переплатить, чтобы получить отопительный прибор высокого качества, на котором при использовании удастся сэкономить.

Все конденсационные котлы можно разделить на 3 категории по ценам:

  1. Премиум класс. В этой категории встречается меньше всего покупателей, ведь котлы отличаются повышенной стоимостью. Сюда относятся модели немецкого бренда, которые отличаются высоким качеством, привлекательным внешним видом, за счет прочных материалов. Подобные модели котлов отвечают европейским стандартам качества, а поэтому способны прослужить несколько десятков лет. За счет высокой цены оборудование наделено многими полезными функциями, которые делают пользование максимально комфортным. В них можно программировать режимы работы, даже когда хозяева отсутствуют в доме, или снижать уровень температуры в ночное время, подстраиваться под погодные изменения.
  2. Средний класс. К этому классу теплового оборудования относятся котлы со скромным набором функций. Котлы обеспечивают высокую производительность, могут, как и оборудование премиум класса, подстраивать температуру под погодные изменения. Это самые популярные модели, которые люди выбирают для дома.
  3. Эконом класс. Подобные котлы тоже позволяют экономить топливо, но они не наделены теми функциями, о которых было описано выше. Бюджетные модели производят корейские компании. Стоимость подобных обогревательных элементов ниже в два раза, чем продукт премиум класса. Но такие приборы максимально адаптированы под климатические условия в России.

Выбирая котел для своего дома, необходимо учитывать стоимость монтажа и дальнейшего обслуживания оборудования. Перед покупкой учитывайте, что современное оборудование обеспечивает экономию газа. Подобные котлы подходят только для мест с постоянным проживанием людей. Чем больше холодных дней в регионе проживания, тем целесообразнее устанавливать такое оборудование в своем доме.

Высокая стоимость применяемого теплообменника

Сам по себе теплообменник – это сложное и дорогое оборудование и если он сломается, то владельцу придется потратить не маленькие деньги на его восстановление. Порой покупка нового теплообменника и его установка обходятся дороже, чем приобретение нового котла.

Но, чтобы подобных ситуаций не происходило, необходимо постоянно обслуживать теплообменник и наблюдать за его состоянием. Не допускайте того, чтобы он забивался, так как промыть оборудование крайне сложно. Также перед установкой конденсационного котла, необходимо обновить все трубы и избавиться от ржавых элементов.

Долговечность теплообменника зависит от качества теплоносителя. Вода должна быть мягкой, чтобы внутри труб не образовалась накипь, избавиться от которой будет сложно. Недопустимо использовать воду с примесями ржавчины, солей, взвесей и железа.

Из-за кислот в составе, теплообменник должен быть восприимчив к подобным составам. Стоит выбирать конструкции из нержавеющей стали и силумина. Второй материал обходится дешевле, но он менее устойчив к агрессивной среде, чем сталь. Если вы хотите чтобы оборудование прослужило несколько лет, необходимо приобретать теплообменники из более прочного материала, несмотря на их стоимость.

Нецелесообразность использования в высокотемпературных системах

КПД 108-110%, как заявляет производитель, удается получить не всегда. Его значение зависит от типа отопления – оно бывает высокотемпературным и низкотемпературным. Отличие заключается в диапазоне температур на входе и выходе теплоносителя.

В высокотемпературных системах соотношение температуры воды к жидкости в обратном контуре составляет 75-80 градусов к 55-60. Конденсационные котлы можно использовать в высокотемпературных системах, но это будет нерационально. Эффективно применять такое оборудование, если соотношение температур составляет 50-55 градусов к 30-35. Подобное значение оптимально, если обогрев происходит с помощью теплого пола. Иначе потребуется дополнительно устанавливать радиаторы.

Сложность утилизации конденсата

Образовавшийся конденсат необходимо правильно утилизировать. Ведь в его составе содержатся кислоты, которые опасны для окружающей среды. В среднем за сутки образуется около 70 литров конденсата.

Если ваш дом подключен к центральной канализации, то вопрос об утилизации вам не придется решать самостоятельно. Следуя европейским стандартам, в котлах мощностью до 28 кВт не требуется утилизация конденсата. Такое количество способно разбавляться бытовыми стоками без вреда для труб.

Но если у вас автономная канализация, необходимо решить, как утилизировать отходы. Ни в коем случае не выливайте жидкость в септик, при таком методе моментально погибнут полезные бактерии. В почву тоже сливать кислоты нельзя, чтобы не засолить землю, на которой потом ничего не вырастет.

Ежедневно вывозить по 70 литров конденсата будет затруднительно. Поэтому лучший вариант – это использовать отдельную систему для нейтрализации кислот. Если говорить о Западных странах, то там автоматически при покупке отопительных приборов люди покупают нейтрализаторы.

Чувствительность к качеству забираемого воздуха

Чтобы котел работал без нареканий необходимо обратить внимание на доступ воздуха для горения и отвод продуктов сгорания. Конденсационные котлы забирают воздух с улицы, и чтобы вентилятор не пришел в негодность в кратчайшее время качество забираемого воздуха должно быть высоким. Также важно поддерживать оптимальную температуру забираемого воздуха, чтобы воздушный канал не замерзал. Чтобы не возникало проблем с обслуживанием котла его подключением и настройкой должны заниматься профессионалы. Настроить параметр, отвечающий за поступающий воздух должен обученный человек с лицензией и допуском.

Чаще всего для этой цели используются газоанализаторы. При отсутствии оборудования и неправильной настройке не удается добиться максимального значения КПД, а также может вывести котел из строя .

Мифы о конденсационных котлах

Кондиционное оборудование появилось на рынке недавно. Многие покупатели уже успели оценить их преимущества и заменили обычное оборудование в доме. Но есть люди, которые довольны традиционными котлами и видят в конденсационных приборах отопления только минусы. Развеем мифы о современном оборудовании.

Миф 1. Стоимость усовершенствованных котлов намного выше, чем обычных.

Устройства бывают напольными и настенными и покупатели чаще всего их сравнивают по этому признаку. Но не стоит забывать, что мощность разных конструкций сильно отличается, к примеру, напольные бытовые модели, обычно, не превышают 60 кВТ, а настенные 50 кВт. При сравнении агрегатов, необходимо чтобы они были аналогичной мощности. Да, стоимость обновленных агрегатов выше, но эта разница не в несколько раз, если говорить об оборудовании одинаковой мощности.

Миф 2. Проблемы с конденсатом

Да, во время работы котла образуется конденсат, но существует несколько способов, как его можно устранять. Если он вырабатывается в небольшом количестве, можно воспользоваться услугами местных служб или установить нейтрализаторы.

Мало кто знает, что при работе привычного агрегата тоже образуется конденсат, который нуждается в утилизации. Во время остановки дымовой трубы конденсат стекает к котлу, а позже сливается в канализационную трубу через конденсатоотводчик. Но для минимального воздействия на окружающую среду конденсат для начала необходимо нейтрализовать.

Миф 3. Сложный дымоход

Особенность оборудования, что во время работы котла скапливается большой объем конденсата. И многие люди думают, что дымоход должен быть изготовлен из свинца или более прочного материала. Но дымоходов практически не отличается. Продукты сгорания удаляются принудительно, поэтому котел удается подключать к разным системам дымоудаления. Дымоходы должны отличаться герметичностью, а для подключения котла не обязательно строить дымоход.

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

Мастер-класс, в котором рассказывается о нюансах работы и особенностях эксплуатации конденсационного газового котла.

Об особенностях выбора и работы газового конденсационного котла в формате мастер-класса вам расскажет технический специалист компании Ariston.

  • Принцип работы конденсационного газового теплогенератора.
  • Преимущества использования конденсационного газового котла.
  • В какой системе отопления лучше всего использовать это оборудование.
  • На что обратить внимание при эксплуатации конденсационного газового котла.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу. Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе.

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии. В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

  • Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
  • Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 – 97%.

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

  • при сгорании природного газа – 11%;
  • при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
  • при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Преимущества использования конденсационного газового котла

Итак, мы разобрались с теоретической частью. Теперь расскажем, как особенности конструкции конденсационного котла влияют на эффективность его работы и долговечность. На первый взгляд кажется, что использовать дополнительную энергию водяного пара, скрытую в дымовых газах, можно и в обычном котле, специально «загнав» его в низкотемпературный режим работы. Например, подключив котёл (это неправильно) напрямую к системе теплого пола или значительно понизив температуру теплоносителя, циркулирующего в радиаторной системе отопления. Но, выше мы уже писали, что при сгорании магистрального газа образуется целый «букет» химических элементов. В водяном паре содержатся: углекислый и угарный газы, окислы азота, а также примеси серы. При конденсации и переходе пара из газообразного в жидкое состояние эти примеси оказываются в воде (конденсате) и на выходе получается слабый кислотный раствор.

Теплообменник обычного котла не выдержит длительной работы в агрессивной химической среде, со временем он проржавеет и выйдет из строя. Теплообменник конденсационного котла сделан из материалов, отличающихся коррозионной стойкостью и устойчивостью к кислотным средам. Наиболее стойким материалом является нержавеющая сталь.

При изготовлении конденсационного котла используются только долговечные и износостойкие материалы. Это увеличивает срок службы и надёжность работы этого оборудования, также уменьшаются затраты на сервисное обслуживание.

Кроме этого, повышенные требования предъявляются и к другим конструкционным элементам конденсационного теплогенератора, т.к. требуется охладить дымовые газы до нужной температуры. Для этого котёл оснащается наддувной горелкой с высокой степенью модуляции. Такая горелка работает в широком диапазоне мощностей, что позволяет оптимальным образом регулировать нагрев воды. Также конденсационные котлы оснащаются автоматикой, обеспечивающей точное поддержание режима горения, температуры отходящих газов и воды в обратной линии. Для чего ставятся циркуляционные насосы, плавно изменяющие силу напора протока теплоносителя, а не как простые 2-х и 3-х скоростные. С обычным насосом теплоноситель проходит через котёл с постоянной скоростью. Это приводит к росту температуры в «обратке», повышению температуры дымовых газов выше точки росы, а следовательно, снижению эффективности работы оборудования. Также возможен перегрев системы отопления (тёплого пола) и уменьшение теплового комфорта.

Важный нюанс: горелка обычного котла не может работать на мощности ниже 1/3 от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора. Горелка конденсационного котла может работать на мощности, составляющей 1/10 (10%) от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора.

Рассмотрим следующую ситуацию: начался отопительный сезон, температура на улице -15 °C. Мощность обычного котла, установленного в доме – 25 кВт. Минимальная мощность (1/3 от максимальной), на которой он может работать – 7.5 кВт. Предположим, что теплопотери здания составляют 15 кВт. Т.е. котёл, непрерывно работая, компенсирует эти теплопотери, плюс остаётся запас по мощности. Через несколько дней случилась оттепель, что, согласитесь, часто случается за зиму. В итоге уличная температура теперь около 0 °C или чуть ниже. Теплопотери здания, из-за повышения температуры на улице, сократились и теперь составляют примерно 5 кВт. Что произойдёт в этом случае?

Обычный котёл не сможет, работая в непрерывном режиме, выдавать необходимые для компенсации теплопотерь 5 кВт мощности. В результате он перейдёт в так называемый цикличный режим функционирования. Т.е. будет постоянно включать и отключать горелку, либо будет перегреваться система отопления.

Конденсационный котёл, при той же мощности и в аналогичной ситуации, в непрерывном режиме работы спокойно выдаст 2.5 кВт мощности (10% от 25 кВт)¸ что напрямую влияет на срок службы теплогенератора и уровень комфорта в загородном доме.

Конденсационный котёл, дополненный погодозависимой автоматикой, гибко подстраивается под изменения температурного режима в течение всего отопительного сезона.

Современная автоматика позволяет значительно упростить процесс управления котлом, в том числе и дистанционно, с помощью специального мобильного приложения для смартфонов, что повышает удобство пользования оборудованием.

Добавим, что отопительный сезон в России, в зависимости от региона, в среднем составляет 6-7 месяцев, начинаясь осенью, когда на улице ещё не очень холодно, и длится до весны.

Получается, что максимальная мощность котла может потребоваться только в относительно короткий период времени (декабрь, январь), когда установились настоящие морозы.

В другие месяцы от котла не требуется выход на максимальный режим работы и повышенная теплоотдача. Следовательно, конденсационный котёл, в отличие от обычного, будет эффективно работать и при температурных перепадах, и при небольшом морозе. При этом снизится потребление газа, что в тандеме с низкотемпературной системой отопления (теплым полом) уменьшит затраты на покупку энергоносителя.

Даже при использовании конденсационного котла вместе с высокотемпературным радиаторным отоплением это оборудование работает эффективнее традиционного на 5-7%.

Помимо экономичности, важным преимуществом конденсационных котлов является возможность получения большой мощности при компактных размерах оборудования. Конденсационный газовый котёл в настенном исполнении особенно актуален для небольших котельных.

Кроме этого, конденсационный котёл имеет турбированную горелку, что позволяет отказаться от стандартного дорогостоящего дымохода и просто вывести коаксиальную дымоходную трубу через отверстие в стене. Это упрощает монтаж оборудования или установку нового конденсационного котла взамен старого – обычного, при реновации существующей системы отопления.

Особенности эксплуатации конденсационного газового котла

Частые вопросы потребителей: что делать с конденсатом, получаемым в процессе эксплуатации котла, насколько он вреден, и как его утилизировать.

Количество конденсата можно рассчитать так: на 1 кВт*ч приходится 0,14 кг. Следовательно, конденсационный газовый котёл мощностью в 24 кВт при работе на 12 кВт мощности (т.к. большую часть отопительного периода котел работает с модуляцией, а средняя нагрузка на него, в зависимости от условий, может составлять ниже 25%) в достаточно холодный день вырабатывает 40 литров конденсата при низкотемпературном режиме.

Конденсат можно слить в центральную канализацию, при условии, что его разбавили в пропорции 10 или лучше 25 к 1. Если дом оборудован септиком или локальной очистной станцией, требуется нейтрализация конденсата.

Нейтрализатор представляет из себя ёмкость, заполненную мраморной крошкой. Вес наполнителя – от 5 до 40 кг. Менять её надо вручную в среднем раз в 1-2 месяца. Конденсат, обычно пройдя через нейтрализатор, самотёком попадает в канализацию.

Подведение итогов

Настенный конденсационный газовый котёл — это современное оборудование, отличающееся надёжностью, экономичностью и эффективностью работы. Также сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу, что особенно актуально при ужесточении норм по экологичности. Кроме этого, установка данного типа теплогенератора, за счёт уменьшения расхода газа, позволит уменьшить затраты на отопление в долгосрочной перспективе и повысить уровень комфорта в загородном доме.

Конденсационный газовый котел. Насколько он эффективен?

устройство конденсационного котла

Газовые котлы

Сегодня во множественных магазинах и торговых центрах можно встретить довольно широкий ряд моделей отопительных котлов. Это и электрические котлы, и твердотопливные, и которые работают на природном газе. Типы котлов очень разнятся, и в данной статье мы поговорим о конденсационных отопительных котлах, о напольных и настенных вариантах и об истории их появления.

Что такое конденсационный газовый котел?

Газовые конденсационные котлы всё больше и больше завоевывают рынок, поскольку зарекомендовали себя как очень эффективные устройства. Конденсационные котлы имеют довольно серьезный показатель КПД. Он составляет почти 96%. В то время как у обычных котлов КПД едва ли доходит до 85%. Конденсационные котлы очень экономичны. Данные котлы очень популярны в Европе, поскольку у европейцев довольно остро стоит вопрос экономии топлива. Невзирая на немного большую стоимость конденсационного котла по сравнению с обычным, конденсационные газовые отопительные агрегаты довольно быстро окупаются. Котлы данного типа уверенно смотрят в будущее, потому что принцип их работы является самым перспективным на сегодняшний день.

История появления конденсационного газового котла

В далеких пятидесятых годах впервые стали появляться модели котлов конденсационного типа. Эти модели не были совершенны как сегодня, и за время своей эволюции претерпели множественные изменения. Ну уже в те далекие годы котлы данного типа демонстрировали довольно серьезные показатели экономии топлива. Этот важный фактор и по сей день является основным, который делает кондиционные котлы очень привлекательными для покупателей.

В те годы использовались теплообменники из чугуна или из стали, что делало их недолговечными. Под воздействием конденсата котлы быстро выходили из строя из-за сильнейшей коррозии. Лишь в семидесятых годах на смену чугуну из стали пришли новые материалы и технологии. Многие элементы котлов, в том числе и теплообменники, начали изготавливать из нержавеющей стали. Подобная модернизация в разы продлила срок службы конденсационного котла. Множественные эксперты сходятся в Едином мнении, что котлы данного типа в современном виде представляют собой надежные, очень экологичные, и очень эффективные в плане КПД отопительные устройства. Эксперты также считают, что кондиционные котлы ожидает очень перспективное будущее. В СССР тоже проводились исследования в этом направлении, но какого-либо серьёзного развития данная технология не получила.

Принцип работы конденсационного котла

работа конденсационного котла

Принцип работы конденсационного котла

Принцип, по которому работают многие отопительные котлы, очень простой. Он включает в себя единственное действие — сгорание топлива. Как известно, при сгорании топлива выделяется определённое количество тепловой энергии. С помощью теплообменника энергия тепла передаётся теплоносителю, а далее с помощью циркуляции поступает в систему отопления. Циркуляция может осуществляться как принудительно, так и самотеком. Подавляющее большинство современных котлов используют принудительную циркуляцию теплоносителя.

В обычном котле через трубу дымохода уходит некоторое количество энергии тепла. Это тепло можно отбирать и использовать вторично. Попросту, обычный котел частично отапливает атмосферу водяным паром, который образуется при сгорании газа. Здесь как раз скрыта самая важная фишка. По принципу свое работы, конденсационные газовые котлы умеют сохранять и направлять опять в отопительную систему ту энергию пара, которая в обычном котле просто уходит в дымоход. Вся хитрость котла конденсационного типа заключается в его теплообменнике.

Конденсационный котел ориентирован на поглощении энергии, которая высвобождается при конденсации пара. Та же самая энергия тепла и поглощается водой, которая приходит в обратке, и которая предварительно охлаждает пар до температуры «точки росы», высвободив при этом тепловую энергию. Эта тепловая энергия и подлежит возврату в систему отопления, тем самым повышая эффективность конденсационного котла.

В настоящее время все теплообменники конденсационных котлов изготавливаются из антикоррозийных материалов. К ним относятся силумин или нержавеющая сталь. Для сбора конденсата в конденсационных котлах предусмотрена специальная емкость. Лишний конденсат отводится с помощью дренажа в канализацию.

Конденсат считается довольно агрессивной жидкостью. Поэтому в некоторых странах, перед тем как слить конденсат в канализацию, его нужно нейтрализовать. Для этой процедуры существуют нейтрализаторы. Нейтрализатор — это некая ёмкость, которая наполняется специальными гранулами. В состав этих гранул могут входить магний или кальций.

Как определить КПД конденсационного котла

На сегодняшний день существуют низкотемпературные и традиционные системы отопления. К низкотемпературным можно отнести системы, скажем, тёплый пол. Конденсационные устройства очень хорошо интегрируются в данные системы отопления и показывают высокие результаты эффективности в подобных системах. Всё это потому, что в этих системах отопления создаются очень хорошее условия, которые способствуют наилучшей конденсации. Если правильно смонтировать тандем из конденсационного котла плюс тёплый пол, то в данном случае можно вообще не использовать радиаторы. «Тёплый пол» вполне справится с задачей отопления помещения, не хуже системы, которая использует радиаторы. Всё это благодаря высокому коэффициенту полезного действия конденсационного котла.

Часто бытует мнение, что конденсационные газовые котлы обладают невероятным коэффициентом полезного действия, который даже уходит за 100%. Конечно же это не так. Всем известные законы физики работают везде и их никто не отменял пока еще. Поэтому такие заявления от производителей не более чем маркетинг.

Если же со всей объективностью подойти к вопросу оценки КПД конденсационного газового котла, то мы получим где-то около 95% КПД. Этот показатель во многом зависит от условий применения данного оборудования. Также эффективность можно повысить при помощи использования «погодозависимой» автоматики. С помощью этого оборудования можно добиться дифференцированного управления котлом, опираясь на среднесуточную температуру.

принцип работы конденсационного котла

Дымоход

Удаление отработавших газов и подача воздуха в камеру сгорания в конденсационном котле осуществляется принудительно, так как котлы данного типа имеют закрытую камеру сгорания. Конденсационники довольно безопасны, потому что для их использования не нужен традиционный дымоход. Котлы данного типа используют коаксиальную или двухтрубную дымоудаляющую систему. Эти системы сделаны из пластика, так как конденсационник имеет ничтожно малую температуру продуктов сгорания. Применение дешевых материалов при изготовлении систем дымоудаления позволяет существенно снизить стоимость котла.

Нужно ли покупать конденсационный котел?

Как и традиционные газовые котлы, конденсационники бывают нескольких видов:

  1. Первый вид — это напольные котлы. «Напольники» обладают более высокой мощностью, которая порой доходит до 320 кВт и более.
  2. Второй вид — это настенные котлы, мощность которых составляет до 120 кВт.

Если возникает необходимость увеличения мощности, то несколько отопительных котлов можно объединить в единый отопительный кластер. Конденсационные газовые агрегаты имеют разное предназначение, и поэтому они бывают двухконтурные или одноконтурные. Двухконтурные конденсационные котлы помимо отопления занимаются еще и приготовлением горячей воды, в то время как одноконтурные конденсационники занимаются только лишь отоплением помещений.

Котлы данного типа имеют очень высокие показатели, которые в полной мере соответствуют всем самым серьезным требованиям, которые предъявляются соответствующими органами к отопительным котлам. Конденсационные котлы очень популярны в курортных зонах, в домах отдыха и прочих туристических местах. Всё дело в эффективности и в экологичности.

У конденсационного газового котла гораздо меньше вредных выбросов, почти в 10 раз меньше чем у обычного газового котла.

Плюсы конденсационных котлов

  • Очень компактны;
  • Имеют небольшой вес;
  • Котлы данного типа имеют большой КПД;
  • Конденсационники обладают достаточно глубокой модуляцией;
  • Комплектуются недорогостоящей дымоотводящей системой;
  • Котлы данного типа имеют очень хорошие показатели экологичности и не загрязняют окружающую среду;
  • У данных котлов практически нет никакой вибрации;
  • Малошумные, и это свойство делает их применение очень комфортным;
  • Конденсационные котлы очень экономичны. Экономия топлива порой составляет 40%, что очень обрадует потенциальных покупателей.

Минусы конденсационных котлов

  • Конденсационники ощутимо дороже обычного газового котла;
  • В сильные морозы конденсационные котел несколько снижает свою эффективность, так как в системе отопления нужно повышать температуру теплоносителя, что не лучшим образом отражается на возможности конденсирования. В очень сильные морозы конденсационный котел зачастую переходит в режим работы, который схож с режимом работы обычного котла, и при этом КПД конденсационника снижается до 85%.

Заключение

Суммируя все плюсы и минусы можно с уверенностью сказать, что конденсационные газовые котлы — это правильный выбор вдумчивых и рачительный хозяев, которые заботятся о комфорте своего жилища, и которые очень ценят экономичность и эффективность. Перед тем как выбрать конденсационный котёл — посоветуйтесь с профессионалами, которые помогут вам не только с выбором правильного котла для ваших нужд, но и с правильной установкой и оформлением всех необходимых документов.

Читайте также:  Кессон для скважины виды назначение монтаж и технология установки
Ссылка на основную публикацию