Конденсационные газовые котлы: технические характеристики, достоинства и принцип работы

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.

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.

ТОП-5 лучших конденсационных газовых котлов для отопления + их достоинства и недостатки

Выбор газового котла для отопительной системы — ответственная задача.

От эффективности и надежности его конструкции зависит непрерывность процесса обогрева, что очень важно в холодное время года.

Неправильный выбор параметров агрегата может стать причиной недостаточно высокой температуры в доме, или вызвать нештатный режим работы котла.

Кроме этого, надо подобрать конструкцию агрегата, соответствующую потребностям и возможностям дома.

Конденсационные котлы появились сравнительно недавно, поэтому о них надо поговорить подробнее.

Что такое конденсационный газовый котел?

Обычная конструкция газовых котлов предполагает одноступенчатый нагрев теплоносителя. Он поступает в первичный теплообменник и получает температуру, заданную режимом работы. Конденсационный газовый котел устроен сложнее.

Читайте также:  Изготавливаем камин своими руками

Нагрев теплоносителя в нем происходит в два этапа:

  • первичная подготовка жидкости в конденсационной камере;
  • окончательный нагрев в первичном теплообменнике (обычным способом).

Тепловая энергия для нагрева первой ступени возникает при конденсации водяного пара их дыма и выводимых продуктов горения. Смысл процедуры в том, что это тепло обычно пропадает.

Если теплоноситель хоть немного подогреть, нагрузка на основной теплообменник упадет. Возникает положительная динамика в режиме работы, позволяющая уменьшить расход газа, снизить износ основных узлов котла и получить увеличенный эффект от его работы.

Экономия топлива составляет около 20 %, но и цены на конденсационные модели почти вдвое выше, чем у конвекционных конструкций.

По заявлениям производителей, КПД таких устройств составляет 107-109 %, что с позиций физики невозможно. Это весьма неуклюжий маркетинговый ход, так как рассчитывать на неграмотного покупателя со стороны изготовителей теплотехники — некорректно.

Они попросту сложили КПД конденсационной камеры с уровнем эффективности базовой модели, на основе которой была создана данная конструкция.

Плюсы и минусы

К достоинствам конденсационных котлов следует отнести:

  • высокая производительность отопительной системы;
  • экономия топлива достигает 20 %;
  • снижается нагрузка на все основные узлы котла, что увеличивает срок службы агрегата;
  • при отсутствии необходимых условий работа не останавливается, котел функционирует как обычное устройство конвекционного типа.

Недостатками таких конструкций являются:

  • для работы необходимо создать специфические условия, что возможно далеко не всегда;
  • для утилизации конденсата необходимо производить специальные мероприятия — в нем содержится большое количество кислоты, поэтому сливать в канализацию запрещено;
  • стоимость конденсационных агрегатов намного выше, а ремонт обойдется дороже, чем у традиционных моделей.

Недостатков мало, но они весьма существенны. Для нормальной работы конденсационного котла с радиаторной системой необходимо, чтобы разница температур на улице и в помещении не превышала 20°.

Иначе условий для конденсации водяного пара не будет. А применение теплого пола возможно и целесообразно не всегда. Эти особенности значительно ограничивают спрос на подобные конструкции.

Возможно, отсюда и берет начало попытка производителей активизировать сбыт, указывая заведомо невозможный КПД.

Устройство

Конструкция конденсационных котлов полностью повторяет устройство базовых конвекционных моделей. Отличием является лишь присутствие конденсационной камеры.

Она выполняет двойную функцию:

  • обеспечивает оседание водяного пара на стенках специальной емкости с выделением тепловой энергии;
  • передает тепло обратному потоку теплоносителя, действуя как своеобразный теплообменник.

Из конденсационной камеры теплоноситель сразу поступает в первичный теплообменник, где получает заданную режимом максимальную температуру.

Затем он поступает во вторичный (пластинчатый) теплообменник и способствует нагреву воды для бытовых нужд. После этого жидкость поступает в трехходовой кран, где окончательно получает нужную по условиям работы температуру путем подмешивания в горячий поток некоторого количества остывшей «обратки».

Готовый теплоноситель выводится из котла и совершает очередной круг циркуляции, после чего весь цикл повторяется снова.

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

  • одноконтурные. Выполняют только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
  • двухконтурные. Способны совместно с подготовкой ОВ нагревать воду для бытовых потребностей.

По типу установки:

  • напольные. Устанавливаются на пол или специальную негорючую подставку. Не имеют ограничений по весу и мощности;
  • настенные. Для монтажа используются прочные несущие стены. Это накладывает ограничения по весу и мощности котла. Пределом обычно бывает 45-50 кВт.

Все конденсационные котлы имеют горелку закрытого типа, так как работа требует четкого регулирования на всех этапах и не допускает использования естественных процессов.

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Принцип работы

Функционирование агрегата проходит в два этапа:

  • обратный поток теплоносителя поступает в конденсационную камеру. Она является теплообменником, в котором энергия от оседающего водяного пара из дымовых газов передается ОВ (отопительной воде). От этого температура теплоносителя немного повышается, что позволяет сделать режим нагрева газовой горелки более экономичным и мягким;
  • из конденсационной камеры ОВ поступает в первичный теплообменник и далее весь процесс происходит по обычной традиционной методике. Получая полноценный нагрев, жидкость поступает во вторичный теплообменник, отдавая часть энергии на подготовку ГВС. Затем она поступает в отопительный контур или систему теплого пола.

Для эффективной работы теплового контура радиаторного типа надо, чтобы температура обратки не была выше, чем степень нагрева теплообменника конденсационной камеры, иначе работа первой ступени станет невозможна.

Рейтинг ТОП-5 конденсационных газовых котлов

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей газовых конденсационных котлов от разных производителей:

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Газовый конденсационный агрегат от итальянских производителей. Котел одноконтурный, рассчитан только на отопление. Мощность составляет 35 кВт, что позволит обогревать дом площадью 350 кв.м.

Достоинства:

  • высокий КПД — 105,7 %;
  • при довольно высокой мощности расход газа не превышает 3,49 м3/час;
  • возможна перенастройка на питание сжиженным газом, причем, переустановки форсунок для этого не требуется — все производится программным методом;
  • полноценная защита от внешних воздействий;
  • встроенный фильтр для воды.

Недостатки:

  • необходимо использовать только низкотемпературные системы;
  • стоимость котла значительно выше, чем у конвекционных моделей такой же мощности;
  • котел привозят только под заказ, поэтому приходится долго ожидать доставки.

BAXI Duo-tec Compact 1.24

Еще один конденсационный котел от итальянской фирмы. Одноконтурная модель мощностью 24 кВт позволит отапливать 240 кв.м. полезной площади.

Его достоинства:

  • экономичность, высокая эффективность работы;
  • надежность, долговечность основных узлов и деталей;
  • полный контроль за всеми участками конструкции;
  • простота управления.

Недостатки агрегата:

  • возможность только обогревать дом, без подачи ГВС;
  • высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Protherm Рысь конденсационная 25/30 MKV

Двухконтурный газовый котел, изготовленный в Словакии. При мощности в 25 кВт он подойдет для обогрева 250 кв.м. жилой или общественной площади.

Достоинства котла:

  • алюминиевый первичный теплообменник, устойчивый к эксплуатационным нагрузкам;
  • встроенный расширительный бак на 8 л позволяет компенсировать перепады давления в отопительном контуре;
  • высокая производительность ГВС — 14 л/мин;
  • полнофункциональная защита от всех воздействий.

Недостатки:

  • сравнительно высокая стоимость;
  • специфические условия работы;
  • нет возможности перенастройки питания сжиженным газом.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкая фирма Vaillant является одним из лидеров в производстве теплотехники. Одноконтурная конденсационная модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 обладает стальным теплообменником. Мощность агрегата — 20 кВт, рассчитанная на помещение до 200 кв.м.

Достоинства:

  • высокий КПД — 108 %;
  • объем расширительного бака составляет 10 л;
  • расход газа составляет всего 2,6 м3/час;
  • есть возможность дистанционного управления;
  • многоступенчатая защита от перегрузок или неполадок.

Недостатки:

  • чрезмерно высокая цена, которая значительно ограничивает возможности массового покупателя.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий конденсационный котел. Одноконтурная мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м. Предназначен для настенного монтажа.

Достоинства:

  • высокий КПД — 108,7 %;
  • расход газа составляет 3,46 м3/час;
  • электронное управление с возможностью подключения дистанционного контроля;
  • прочный теплообменник из нержавеющей стали.

Недостатки:

  • специфический режим работы;
  • высокая цена.

Отзывы покупателей

Рассмотрим мнения людей, использующих конденсационные модели для обогрева своих домов:

Плюсы и минусы конденсационных газовых котлов

Поговорим про оптимальный вариант теплогенератора для отопительной системы дома — конденсационный газовый котел.

Для организации отопительной системы загородного дома в современном мире применяют множество различного оборудования. Оно может функционировать на газе, электроэнергии или дровах. Тем, кто особенно заботится об экологической безопасности, оптимально подойдет конденсационный котел. Благодаря высокому КПД, составляющему 98%, он еще поможет существенно сэкономить на топливе. Фирмы, занимающиеся изготовлением оборудования для отопления, предоставляют широкий выбор этих агрегатов. За их высокое качество тоже волноваться не стоит, ведь аппараты производят с использованием инновационных технологий, надежных и прочных материалов.

Конденсационный газовый котел

  • Конденсационный газовый котел — принцип работы
  • Устройство конденсационного отопительного прибора
  • Виды конденсационных котлов
  • Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Конденсационный газовый котел — принцип работы

Конденсационный газовый котел произошел от самого простого газотопливного конвекционного агрегата, с самым элементарным принципом функционирования. Горючим для него выступает природный либо сжиженный газ. В момент его сгорания образуются вода и углекислый газ, высвобождая энергию в большом количестве. Теплоноситель нагревается освобождающимся теплом, циркулирует по отопительной системе жилья. При таком принципе работы КПД получается около 90%, остальные 10 через дымоход просто вылетают на улицу. Разработанный инженерами конденсационный газовый прибор позволил решить эту проблему.

В агрегате, после сжигания топлива и передачи большей части жара теплообменнику, конденсатник остужает газообразные продукты горения до 50-60°C, тем самым помогая развитию скопления воды. За счет этого увеличивается КПД, а, значит, повышается объем тепла, передающегося теплоносителю. Дополнительная энергия получается также за счет конденсации испарений воды, в обычных устройствах теряемая при улетучивании парогазовой смеси. Прибор забирает тепло, образуемое во время этой процедуры, и передает его теплоносителю. Таким образом, КПД аппарата приближается к 100%, т.к. ему под силу получить от процесса горения почти все возможное. При этом такая высокая эффективность достигается при снижении потребляемых энергоресурсов.

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.

Читайте также:  Масляные радиаторы: тонкости подбора

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 газовых котлах чаще монтируют моделируемые горелки.

Виды конденсационных котлов

Это оборудование для отопления делится на:

  • конденсационные котлы двухконтурные – помимо отопления обеспечивают еще горячее водоснабжение, при этом процессы идут синхронно и быстро;
  • одноконтурные – используются только для обогрева помещений;
  • напольные – обладают большой мощностью, используются для обогрева значительных площадей офисов, промышленных предприятий, многоквартирных домов;
  • настенные – применяются для жилых помещений небольшой площади.

Перед покупкой оборудования следует определиться с его назначением, площадью помещений, которые он должен отапливать. Если нет надобности в горячей воде, то для коттеджа небольшой площади будет целесообразно взять настенный одноконтурный конденсационный котел.

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Растущая популярность объясняется рядом плюсов конденсационных котлов:

  • экономит горючее по сравнению с конвекционным прибором примерно на 35%;
  • в среднем на 70% сокращает вредные выбросы сопоставимо с традиционными моделями;
  • отходящие газы – холодные, что позволяет монтировать дымоходы из пластика, которые значительно доступнее по цене, чем стальные;
  • уровень комфорта жильцов дома возрастает благодаря низкому уровню шума прибора;
  • автоматическая работа благодаря «умной» электронике;
  • длительный период эксплуатации благодаря высокопрочным, стойким к коррозии материалам;
  • не требуется выделять под оборудование отдельное помещение, благодаря малогабаритности и легкости его можно без проблем установить в ванной комнате или на кухне.

Минусов конденсационных котлов можно выделить значительно меньше, но все же у этого почти идеального агрегата они есть:

  • высокая цена самого прибора и теплообменника (поэтому придется регулярно проверять состояние всей системы);
  • конденсат сложно утилизировать;
  • в высокотемпературных системах использование такого оборудования нецелесообразно;
  • агрегат высокочувствителен к качеству забираемого воздуха.

Прибор – инновация системы отопления, отличающаяся качеством, экологичностью и большой эффективностью. Несмотря на высокую стоимость, можно с уверенностью сказать, что конденсационный котел купить все же стоит, ведь такая инвестиция обязательно себя окупит, позволяя экономить на теплоносителях при максимальной теплоотдаче. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

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.

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%.

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.

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.

Читайте также:  Смесители для душевых кабин: критерии выбора

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.

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.

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.

Конденсационные котлы современного типа

Грядет похолодание, и большинство домовладельцев уже задались вопросом: как сэкономить бюджет при эксплуатации автономной системы отопления. Решение нашлось: газовые конденсационные котлы для отопления частного дома, обладая усовершенствованной конструкцией, позволят сохранить до 15% ресурса, используемого для обогрева вашего жилища.

В довершении этого, конденсационные котлы на газу отличаются высокой степенью экологической безопасности, выделяя в атмосферу минимум парниковых газов.

Технические параметры

Вследствие сравнения технических характеристик и принципа работы конденсационного котла и газового, можно выявить, насколько выигрышным будет приобретение первого. Так, например, в традиционном отопительном оборудовании после сгорания природного газа, отходящие продукты распада (углекислота и пар) при изначальной температуре 200 градусов поступают в теплообменник, имея уже при этом величину 150-170о С. В нем они отдают большую часть энергии теплоносителю обогрева, затем выводятся через дымоход.

При этом некоторая составляющая теплоты (примерно 11%) расходуется впустую, потому как в воздух улетучивается и водяной пар, образующийся при выработке топливного сырья. Тогда как в конденсирующем наоборот: пар, после его охлаждения, сгущается до жидкого состояния. Выделяемое при этом тепло отдается отопительной воде, тем самым происходит рекуперация высвобождающейся энергии. Это дает возможность минимизировать расход метана.

Принцип работы

Принцип работы газового конденсационного котла была известна давным-давно: освобождение тепловой энергии в «сжижающем» механизме аналогично работе обычного конвекционного котла отопления. Однако отличие состоит в том, что здесь из первичного теплообменника продукты сгорания горючего направляются к вторичному (конденсационному) теплоносителю увеличенного размера, где под воздействием обратной воды из нагревающей системы и происходит охлаждение горячих паров до температуры +57оС (точка росы), что приводит к выделению дополнительного тепла.

Чтоб избежать кислотной коррозии, производят его из устойчивых к разрушению сплавов: силумина (смесь алюминия и кремния) или легированной высококачественной стали. Излишняя остывшая влага (конденсат) выводится особым отводным каналом на улицу либо в канализационную сеть, что очень схоже с работой сплит-систем и охладительных кондиционеров.

Принцип работы конденсационного котла

Уместно будет заметить, что объем тепловой мощности котла, выделяемой при полном выгорании единицы используемого топлива, учитывая долю, извлекаемую при конденсации пара, именуют «высшей» точкой сгорания топлива. Тогда как «низшей» точкой зовется идентичный критерий теплоты, однако конденсацию пара в расчет не берут.

Характеристики

Характеристики газовых котлов конденсационного типа определяется величиной коэффициента полезного действия. У обыкновенных котлов КПД 94-98% – определение величины происходит с использованием низшей теплоты сгорания энергетического ресурса. У «сгущающих» – на 10-11% выше обыкновенных аппаратов за счет конденсирования паров и путем сложения составляет 104-109%. Значение более 100% может быть получено и при исчислении КПД по «высшей» теплоте.

Оснащение сжижающей установки инновационной газовой горелкой, автоматически подающей предварительно смешанную топливно-воздушную массу пропорциональными долями, дает возможность перерабатывать горючее сырье в полном объеме.

Вследствие высокого КПД газового котла расходование метана сокращается на 34%. Такие характеристики и принцип работы конденсационных котлов для отопления способствуют уменьшению выброса в атмосферу азото-углеродных окисей до 89%, что в настоящее время очень актуально.

КПД сгорания топлива конденсационного котла

Виды котлов

Функции современных котлов подразделяется на 4 вида: настенные котлы и напольные, одноконтурные котлы (обогрев помещений) и двухконтурные устройства (с функцией горячего водоснабжения).

Параметры мощности настенных конденсирующих моделей котла может достигать 100 кВт, притом, что простые выдают всего лишь 20 – 45 кВт.

Напольные котлы отопления чаще всего устанавливаются в офисных и промышленных зданиях с обширной площадью, потому что монтаж нескольких приборов общей производительностью до 800 кВт не возбраняется.

Конструкция конденсирующего котла

Конструкция любого конденсирующего котла состоит из следующих частей: перед горелкой обязательно устанавливается вентилятор, вытягивающий из газопроводной трубы метан и направляющий его в специальную камеру для дальнейшего смешения с воздухом. Далее такой горючий состав проходит через горелку.

Конструкция конденсирующего агрегата

Выделяемые под ее воздействием газообразные продукты движутся к первичному, затем к вторичному теплообменнику, выполненному в форме спиралевидной трубы прямоугольного сечения с расположенными между витками зазорами. Образующийся конденсат стекает в специальный отдел (нейтрализатор), где щелочные металлы (калий и магний) понижает его кислотность, затем вода через трубку стекает на улицу.

Образующийся низкотемпературный углекислый газ выходит в атмосферу через герметичный коаксиальный дымоход, изготовленный из алюминия и термостойкого пластика. Употребление в изготовлении дымохода подобных составляющих существенно сокращает затраты на материал, потому как их стоимость невелика.

Высочайшая производительность конденсационного котла зависит от параметров обогревательной системы. В связи с тем, что сгущение паров происходит только в случае, когда температура поверхности конденсатора ниже точки росы и не переходит за 60 градусов по Цельсию, выгоднее применять подобный котел в низкотемпературном панельном отоплении либо при монтаже «теплых полов», где вода подается из магистрали с t 40оС, а возвращается в систему со значением примерно 30оС.

В таких условиях конденсационный котел будет работать в сжижающем режиме весь зимний период – даже если на улице мороз, температурный показатель во вторичном теплоносителе будет около +42-44оС.

Преимущества

К основным преимуществам сжижающего оборудования относятся следующие:

  • Несмотря на завышенную в разы стоимость, расходование средств на покупку такого нагревательного механизма при максимальной эксплуатации окупится уже в течение 2,5-4 лет, даже с учетом роста цен на коммунальные услуги. Все это достигается благодаря уменьшению потребления количества используемого топлива как минимум на 14%, а в сравнении со старыми моделями – на все 25%!
  • Специфика конструкции делает работу оборудования почти бесшумной.
  • Срок службы такой отопительной техники в 2-3 раза больше аналогичных простых агрегатов.

В большинстве стран Евросоюза наложен запрет на пользование стандартными газовыми котлами вследствие того, что завышенный КПД сжижающего устройства в разы снижает уровень загрязнения воздуха, что также способствует минимизации проблем в вопросе экологической безопасности.

Инновационные технологии в сфере отопительного вопроса стремительно развиваются. Ведь еще некоторое время назад о таких котлах знали немногие, а теперь чуть ли не каждый третий потребитель может позволить себе подобную покупку. Кроме того, ценовой показатель уже имеет меньшее значение, когда на кону стоит возможность экономии еще больших сумм!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...