Конденсационный котел: тонкости установки и эксплуатации

Обогрев дома или иного здания далеко ушел от своего древнего прототипа. Давно уже нет необходимости кидать в «ненасытную» топку дрова или уголь. Но чтобы полностью реализовать преимущества современного оборудования, надо это самое оборудование хорошо знать.

Что это такое?

Конденсационный котел, в том числе работающий на газовом топливе, призван решать проблему подпитки теплого пола. Низкая (относительно) температура циркулирующей жидкости позволяет справляться с этой задачей эффективно. А также, по заявлениям поставщиков, удается на продолжительном отрезке времени сократить траты на приобретение энергоносителей. Если обратиться к информационным материалам производителей, можно наткнуться на упоминания о КПД на уровне 108-100%. Это кажется противоречащим законам термодинамики, тем более что лучшие котлы иных типов имеют КПД на уровне 90-95%.

Причина такой разницы состоит в том, что обычные котлы, сжигающие газ, не вовлекают в свою работу стадию испарения и конденсации. Прошедшие сквозь теплообменник горячие газы в конденсационном котле не улетают в дымоход, унося бесполезные несколько процентов тепловой энергии. Решение проблемы найдено в понижении температуры вытекающих газов до 55 градусов. Такая температура равняется точке росы при обычных условиях, пары воды при достижении этой точки конденсируются и выделяют тепловую энергию. Итак, главная особенность конденсационного котла — применение энергии, выделяющейся при фазовых переходах.

Плюсы и минусы

Конденсационные котлы современного образца не забывают об экологических проблемах. Использование скрытой тепловой энергии позволяет избежать возникновения конденсата. Особенностью работы этих систем является минимальное количество шума и комфорт при использовании. Но важно понимать, что конденсационный котел стоит дороже сопоставимых по мощности аналогов. Разовая солидная сумма позволяет окупить вложения когда-то в будущем, но выложить ее первоначально следует полностью.

В западноевропейских странах настенные и напольные конденсационные котлы используются очень активно, потому что там просчитывают дальние последствия. Кроме экономичности, работающее по этому принципу оборудование отличается повышенной безопасностью. Этот параметр поддерживается встроенной электронной системой. Цифровые панели не имеют ни ручек, ни рычагов — зато они работают вполне эффективно. Часть моделей оснащена мониторами, показывающими технические параметры, что позволяет не носиться туда и сюда, постоянно проверяя работу системы.

Важно: конденсационный котел нормально работает только при бесперебойной подаче газа или иного топлива. Не во всех местах в России она обеспечена, и жителям таких территорий, к сожалению, придется отказаться от своего решения.

Котлы потребляют примерно на 70% меньше горючего, нежели альтернативные конструкции. Настенный тип котла популярнее напольного формата. Зато последний отличается повышенным разнообразием ассортимента и может прогреть увеличенную территорию.

Конденсационный котел отличается от обычного конвекционного аппарата не только высоким КПД и энергоэффективностью. Низкая температура выходящих газов обуславливает такое отличие, как возможность строительства дымохода из пластмассы. При использовании горючего выделяется в атмосферу минимум вредных веществ. Конечно, оптимальные параметры достигаются исключительно при грамотном монтаже и качественном обслуживании. Здесь многое зависит и от самих людей.

Принцип работы

Конденсационный котел работает таким образом, что первый теплообменник подогревается при сжигании горючего, а второй отбирает тепло у сгоревших газов. Стенки вторичного аппарата концентрируют пар. Но чтобы конденсатный процесс не вызывал коррозии, производители применяют отличные сплавы. Они отбираются по принципу химической стойкости.

Чтобы вторичный контур отопления собирал максимум тепла, используют такие решения, как:

прикрепление дополнительных спиралей;
применение внутренних частей разнообразного сечения;
монтаж конденсирующего теплообменника на возвратном ходу нагревательной системы.

Следует учесть, что наилучшие результаты при применении котлов конденсационного типа могут быть получены лишь при применении горелок новейшей конструкции. В них смешивание воздуха и подающегося газа проводится строго по оптимальной пропорции.

Газовые конденсационные котлы с бойлером позволяют решить проблему горячего водоснабжения даже при использовании отопительных систем, имеющих одноконтурный профиль.

Есть три основных варианта:

встраивание бойлера в сам котел;
добавление внешних резервуаров;
применение бойлеров, работающих по схеме косвенного обогрева.

По статистике встраиваемый бойлер вместимостью 50 л позволяет закрыть потребности семьи из 3 или 4 человека в горячем водоснабжении на 100% без всяких затруднений. Следует учитывать, что наличие резервуара сужает выбор потребителя, нельзя вешать на стену, даже самую крепкую, конструкции объемом свыше 100 л. Бывает так, что котел изначально не оснащен бойлером — или даже оснащен, но работа его недостаточно эффективна. Решением проблемы оказывается монтаж выносных резервуаров. Совместимость с ними обеспечена практически у всех настенных газовых аппаратов.

Патрубки и насосы, обеспечивающие циркуляцию, в такой системе должны быть предназначены отдельно для отопления и для горячего водоснабжения. Общая емкость резервуара подбирается сообразно мощности котлов. Если она недостаточно велика, прогрев жидкости займет очень много времени или вовсе не выйдет на необходимую величину. Стандартный подход при заводской настройке автоматики котлов подразумевает первенство отопительного вектора. Как только теплоноситель охлаждается чрезмерно, датчик обнаруживает это и запускает подогревающий блок.

Чтобы горячая вода все время оставалась на одном и том же уровне температуры, котлы с бойлером оснащаются внутренним ТЭНом. Контроллер зависит от электрического питания и направляется автоматикой самого котла. Довольно интересный вопрос — получится ли применить бойлеры для обогрева.

Теоретически это возможно, однако есть целый ряд подводных камней.

Большинство накопителей оснащается нагревателями всего на 1500 Вт. Этого хватит на прогрев 10 кв. м, но только при солидном утеплении и не слишком сильных ветрах, морозах.
ТЭН, работая постоянно, значительно увеличит общее потребление электроэнергии.
Протолкнуть воду по системе можно при помощи стандартной обвязки, но она не способна компенсировать слабость центрального звена.

Следует заметить, что конденсационные котлы бывают не только газовыми, но и дизельными; подобные конструкции выпускают даже многие именитые производители. Обещанный КПД несколько ниже, чем у работающих на газе аппаратов, однако и 98% – это чрезвычайно хороший показатель. Viessmann Vitorondens 222-F и 200-T — яркие примеры таких систем. Теплообменник производится из нержавеющих марок стали. В системах используется горелка универсального типа, способная применять какой угодно вид жидкого горючего.

Малый выброс вредных веществ обусловлен подготовкой смеси топлива и воздуха в идеальных пропорциях. Разработчики сумели оснастить эти аппараты комфортным управляющим блоком и сенсорным оборудованием. Источники тепла могут быть даже встроены в совершенно отлаженную отопительную систему. Современные конденсационные котлы оборудуются почти всегда особыми кожухами, которые дополнительно понижают шум. Их можно использовать благодаря этому даже в непосредственной близости от жилого пространства.

Устройство основных узлов

Даже общее знакомство с конденсационным отопительным оборудованием показывает, что оно устроено довольно сложно.

Основными составными частями его являются:

отсек для сжигания горючего;
аппарат, подающий это топливо;
вентилятор, улучшающий нагнетание смеси;
исходный теплообменник;
охладительная камера, где смесь паров и газов остывает до температуры 56-57 градусов;
теплообменник конденсационного контура;
накопитель, собирающий конденсат;
дымоход, по которому движутся охлажденные газы;
насос, прокачивающий воду по отопительной системе.

Начальный обменник тепла плотно сопрягается с отсеком, где горит топливо. В этом обменнике образующиеся газы остывают немного, но все же еще прогреты сильнее, чем точка росы. На этой фазе особых отличий от классической конденсационной схемы нет. Потом дымовая смесь искусственно движется к теплообменнику №2, который охлаждает газовую массу меньше чем до 56 градусов. Конденсат, поделившись своим теплом с нагреваемой системой, уходит через трубу отвода в канализацию.

Но важно понимать, что конденсируется внутри котла не чистая вода, она насыщена неорганическими кислотами. Поскольку температура жидкости выше комнатной, агрессивность даже слабого раствора их значительно вырастает. Потому конструкторы стараются применять стойкие вещества — нержавеющие стали либо сплав кремния с алюминием.

Чтобы сократить разрушительное воздействие кислот, рекомендуется ставить литые теплообменники. Сварной шов, даже выполненный очень качественно, оказывается входными воротами для едких веществ.

Дымоходы тоже делают из невосприимчивых к кислоте сталей либо пластиков. Горизонтальные фрагменты газового хода должны быть устремлены под наклоном. Такое решение позволяет перенаправить воду, появляющуюся в ходе конденсации водяных паров, обратно в котел. Так как покидающие конденсационный контур газы теряют температуру, не конденсировавшаяся прежде влага неизбежно будет осаждаться на стенках дымохода. Известно, что отопительные котлы обязаны вырабатывать различный объем тепла в зависимости от времени суток и погодных условий.

Регулировка производится с помощью горелки; модулируемый тип позволяет сделать такую настройку очень легко. Есть варианты с фиксированными степенями мощности, и тогда котловая автоматика просто реже дает команду на включение. В большинстве наиболее современных аппаратов ставятся все же модулируемые системы, которые считаются более адекватными и гибкими конструкциями. Величина потребления топлива определяется прежде всего общей мощностью отопительного оборудования и нагрузкой, которую оно несет. Конденсационные котлы устроены таким образом, что они плохо работают в высокотемпературных контурах и требуют слишком высокое качество воздуха.

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.

Читайте также: Тонкости планировки бани

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.

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.

Газовый конденсационный котел – монтаж, установка, дымоход

Отопительная система включает в себя не только отопительное оборудование, но и комплекс определенных мероприятий по его установке и монтажу. Правильный и качественный монтаж, безусловно, отразится в дальнейшем на работе котла.

Существует целый ряд стандартов и предписаний по установке газовых конденсационных котлов. В первую очередь нужно знать, что установка конденсационного котла требует разрешения газовой инспекции. При подключении котла следует соблюдать технические правила подключения газа и необходимые меры безопасности.
Это обязательное условие, чтобы предотвратить поломку котла и возможные травмы людей.

А еще лучше, если установку и монтаж конденсационного котла будут проводить квалифицированные специалисты.

Как выбрать место установки котла

Лучшим местом для того чтобы установить конденсационный котел, является нежилое помещение. Если в доме нет такого отдельного помещения, то котел можно установить на кухне. В идеале стены помещения, где будет устанавливаться котел, должны быть отделаны плиткой, но ни в коем случае не пожароопасными материалами. Пол должен быть услан негорючим покрытием, желательно, чтобы в помещении находилась канализация. Отопительные котлы конденсационные предусматривают наличие вытяжки в помещении, где они установлены.

Навесной конденсационный котел закрепляется на стене специальными крючками при помощи дюбелей. Правильно, если конденсационный котел расположен таким образом, что его нижняя часть отступает от стены больше чем верхняя.

Если, наоборот, то это значит, что котел закреплен неправильно. Монтаж конденсационного котла делается таким образом, чтобы не было крена, иначе это может привести к замыканию.

Поэтому при закреплении котла на крючки, нужно очень хорошо проверить вертикальность котла, чтобы он не был наклонен вперед или вбок.

Дымоходы конденсационных котлов

Вариантов подключения дымохода к конденсационному котлу много. Основное требования к дымоходам для конденсационных котлов является герметичность стыков элементов дымохода.

В целом конструкция дымоходов конденсационных котлов не сильно отличается от конструкции дымохода обычных газовых котлов.

Особенности дымоходов для конденсационных котлов:

материал, из которого они сделаны. Дымоход для конденсационного котла должен быть сделан из кислотоупорных материалов, например, нержавеющая сталь или пластик. Это связано с тем, что конденсат, который проходит по дымоходу является легкой кислотой, поэтому материал дымохода должен быть защищен от коррозий.
Дымоход для конденсационного котла должен быть расположен под таким углом, чтобы образующийся конденсат попадал обратно в котел, но при этом туда не попадали осадки. Попадание атмосферных осадков в котел может привести к короткому замыканию или поломке котла.

Отвод конденсата и основные ошибки при монтаже конденсационных котлов

Конденсационный котел предусматривает такую систему работы, при которой из водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, образовывается конденсат.

В зависимости от мощности и температурного режима, в сутки может образовываться до 50 литров конденсата невысокого уровня кислотности. Это позволяет сливать его в сифон бытовых отходов и не наносить вред окружающей среде.

Отсутствие отвода конденсата или установка неподходящей для этих целей емкости. Такую ошибку могут допустить и специалисты в силу неопытности. Они могут или совсем не установить отвод для конденсата или установить в качестве отвода некую емкость, например, обычное ведро. Такого допускать нельзя, потому что это является грубой ошибкой.
Отвод конденсата выведен на улицу, что, конечно же, в минусовую температуру приведет к обледенению и замерзанию трубки. Это заблокирует котел и может стать причиной его поломки.
Монтаж котлов на стенах с легковоспламенняемым покрытием.
Применение газового счетчика, который не соответствует мощности котла.
Отсутствие газовых фильтров.
Несоблюдения правильного угла уклона котла.

Конденсационный котел предусматривает обязательно наличие всех вышеперечисленных пунктов, а также предусматривает соблюдение всех технических правил и стандартов по установке и монтажу.

Еще по этой теме на нашем сайте:

Напольный газовый двухконтурный котел – монтаж, подключение, обвязка
Напольные газовые котлы достаточно мощные для того, чтобы снабжать помещение большой площади отоплением и горячей водой. Они бывают двухконтурные и.

Газовый котел Buderus Logamax Plus настенный конденсационный
Газовые настенные котлы – это веяние последнего периода, когда больше стали уделять внимание дизайну, экономичности и экологичности, а не грубой.

Монтаж газового настенного котла — схемы обвязки и подключения
Зачастую частные дома не имеют доступа к централизованным системам, поэтому собственникам приходится самостоятельно решать вопрос о том, каким образом реализовать.

Как правильно установить напольный газовый котел
Монтаж напольного газового котла существенно отличается от установки котла настенного. Напольный котел зачастую значительно мощнее, схема его сборки — сложнее.

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:

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

Принцип работы конденсационных котлов:

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.
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.
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.

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.

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.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

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

Сверхвысокий КПД — 105,7 %.
Площадь нагрева до 350 м2.
Теплопроизводительность — 35 кВт.
Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
Полнофункциональная защита.
Предварительная очистка конденсата.
Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
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:

Сверхвысокий КПД — 103,0 %.
Площадь нагрева до 250 м2.
Теплопроизводительность — 24 кВт.
Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
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.

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

Сверхвысокий КПД — 108,0 %.
Площадь нагрева до 200 м2.
Теплопроизводительность по отоплению — 20 кВт.
Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
Дистанционное управление.
Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
Расширительный бак — 10 л.
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:

Сверхвысокий КПД — 108,7 %.
Площадь нагрева до 350 м2.
Теплопроизводительность по отоплению — 35 кВт.
Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
Дистанционное управление.
Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
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.

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:

Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
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:

Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0 С).
Возможность установки каскада из нескольких котлов.
Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
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:

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