Конденсационный котел: принцип работы, эффективность, преимущества. Конденсационный газовый котел: принцип работы и конструктивные особенности Настенные конденсационные газовые котлы принцип работы

Обновлено:

2016-08-12

Все чаще конденсационные котлы выбираются как источник тепла для отопления помещений и нагрева проточной воды. В Европе такой способ обогрева один из самых популярных, в Бельгии и Англии разрешено использовать только такие котлы. За счет дополнительной экономии сейчас эта технология начинает активно распространяться в России. Для того чтобы понять, подходит ли вам конденсационный газовый котел, важно разобраться в особенностях его работы и использования.

Конденсационные котлы, были придуманы давно, но не так долго широко используются в отопительных целях. Ранее использование конденсата для дополнительного нагрева было невозможным из-за отсутствия стойких к коррозии материалов. Нержавеющая сталь и коррозийно-стойкие сплавы сделали такие котлы доступными для широкого производства и применения.

Во время сгорания любого углеводородного топлива образуются горячие летучие вещества. В традиционных котлах тепло от них не используется. Они нагревают корпус котла и вентиляционные трубы, а большая часть уходит в атмосферу через дымоход. Теряется часть произведенной тепловой энергии.

В конденсационных котлах пар, который образуется при сгорании топлива, используется для предварительного нагрева воды. Для этого в котле предусмотрен дополнительный теплообменник большой площади, который позволяет эффективно использовать энергию продуктов сгорания и возвращать её в систему. Он представляет собой трубку сложного сечения с несколькими спиралевидными ребрами. Изготовляется из стойких к окислению металлов. Перед газовой горелкой установлен вентилятор для создания оптимальной смеси газа и воздуха.

Основные части конденсационного газового котла:

• Вентилятор.
• Горелка.
• Два теплообменника.
• Емкость для конденсата.

Снизу расположен вентилятор, который направляет поток воздуха вверх. Сверху стоит горелка, тепло от которой передается на первый теплообменник, точно так же, как и в традиционном газовом котле. Выше его находится второй теплообменник, который использует тепло водяного пара от продуктов сгорания. Пар конденсируется, отдавая тепловую энергию воде. Именно это дополнительное количество тепла повышает КПД конденсационных котлов в сравнении с обычными аналогами. Конденсат выводится из системы в резервуар, где нейтрализуется гранулами магния и калия, а потом поступает в канализацию.

Виды конденсационных котлов

Конденсационные газовые котлы бывают:

• Настенные. За счет меньшего размера используются как отопительное оборудование в квартирах и частных домах. Настенные модели позволяют обеспечить теплом и горячей проточной водой помещение небольшого размера. Для бытового использования достаточно мощности 20-100 кВт.
• Напольные. Имеют большую мощность. Применяются для обогрева промышленных предприятий, многоквартирных домов или офисных помещений.
• Одноконтурные. Используются только как оборудование для отопления.
• Двухконтурные. Позволяют обеспечить отопление и горячую воду.

Оборудование выбирают в зависимости от площади отапливаемого помещения и потребности в горячей воде. При небольшой площади целесообразно рассмотреть настенные модели.

Достижение максимальной эффективности

Конденсат от продуктов сгорания, который в традиционных газовых котлах является проблемой, необходим для более эффективной работы конденсационного котла. Пар превращается в конденсат при температуре меньше 50 градусов. И чем ниже температура, тем активнее происходит этот процесс.

Это означает, что максимальной экономии можно достичь, если в системе будет температура 30-50 градусов. Для сравнения обычная температура воды для отопления около 75 градусов. Восполнить недостаток температуры можно, установив большее количество радиаторов. Чтобы достичь максимальной экономии важно не только заменить отопительное оборудование, но и продумать модернизацию всей системы отопления.

Если же температура воды в системе поднимается выше, то эффективность обогрева приравнивается к обычным газовым котлам.

Преимущества конденсационных котлов

В сравнении с обычным газогрелочным оборудованием, конденсационные газовые котлы обладают рядом эксплуатационных преимуществ:

• Экономичность. Самое главное преимущество. За счет повышения КПД уменьшается потребления газа. В среднем экономия достигает 30-35 %.
• Небольшие размеры. Небольшие габариты оборудования позволяют установить его в удобном месте и снизить затраты на транспортировку. Самыми компактными являются настенные модели.
• Экологичность. За счет того, что продукты сгорания используются для дополнительного нагрева воды, в атмосферу выбрасывается меньше вредных веществ. Дым выходит охлаждённым до 40 градусов.
• Бесшумность. Особенности конструкции оборудования обеспечивает низкий уровень вибраций, что важно при установке в жилых помещениях.
• Длительный срок службы. При изготовлении применяются надежные нержавеющие металлы и сплавы. Это позволяет увеличить срок эксплуатации в 2 раза по сравнению с традиционным газогрелочным оборудованием.
• Экономия на дымоходе. За счет того, что в конструкции предусмотрен вентилятор, не нужно выводить трубу высоко и делать ее большого диаметра. А низкая температура дыма позволяет изготовлять дымоход из термостойкого пластика.

Эти преимущества наиболее полно раскрывают аргументы в пользу выбора конденсационного газового котла.

Недостатки конденсационных котлов

При большом количестве плюсов существует несколько особенностей, которые следует учесть:

• Высокая стоимость. Оборудование конденсационных котлов в среднем на 50-70% дороже обычных аналогов. Разница в цене окупается за счет экономии газа.
• Необходимость изменения системы отопления. Чтобы увидеть реальную экономию недостаточно установить современное конденсационное газовое оборудование. Эффективнее всего настенные котлы работают при относительно низких температурах, порядка 30-50 градусов. Чтобы использовать такую систему в отоплении необходимо добавление дополнительных радиаторов. Перед установкой нужно провести теплотехнический анализ потерь помещения.

Эти особенности стоит учесть при выборе типа котла.

Конденсационный газовый котел – это выбор в сторону качества, эффективности и экологичности. Такие инвестиции окупаются в долгосрочной перспективе. Сегодня конденсационный котел все еще является инновацией в отоплении. Он позволяет использовать тепло от сгорания газа по максимуму. При выборе способа обогрева обязательно рассмотрите настенные газовые конденсационные котлы.

На сегодняшний день конденсационные газовые котлы являются наиболее популярными моделями оборудования для отопительных систем благодаря своим положительным эксплуатационным особенностям, которые выгодно отличают их от других видов нагревательного оборудования.

Устройство и предназначение

Основное предназначение конденсационных отопительных приборов – обустройство отопительной системы в частных домах.

Среди основных элементов конденсационного газового котла отопления следует отметить:

• Устройство, которое предназначено для сбора конденсирующейся жидкости, куда поступает теплоноситель после охлаждения отводимых воздушных масс. Таким образом, пар конденсируется и отдает тепловую энергию воде. Затем конденсат отводится в специальную емкость через сливное устройство.
• Теплообменный аппарат цилиндрической формы с большой теплообменной поверхностью. Это устройство выполняется из материалов, устойчивых к воздействию кислот: «нержавейки» и сплавов алюминия с кремнием. Котлы с большой мощностью имеют пару теплообменных аппаратов.

• Газовая горелка с закрытой камерой сгорания. Есть возможность автоматически менять расход подаваемых газовых и воздушных масс.
• Система контроля и управления.

Для более детального изучения принципа работы конденсационных котлов нужно иметь какое-то представление об обычных котлах. Традиционные котлоагрегаты производят тепловую энергию путем нагрева теплоносителя с помощью тепла, аккумулированного в продуктах сгорания. Температура газов, поступающих в камеру сгорания, составляет не более 200 градусов. Оправдано это тем, что со снижением температуры тяга уменьшается, образуется активный конденсат, ведущий к коррозионному разрушению отопительного оборудования.

Как было сказано, конденсационные нагревательные аппараты имеют один двухступенчатый или два раздельных теплообменных аппарата. Начальная ступень работает по тому же принципу, что и в теплообменных аппаратах классических отопительных агрегатов. Газы разложения поступают в теплообменный агрегат, называемый конденсационным.

В данном случае пар, имеющийся в газах разложения, охлаждается и конденсируется до наступления жидкой фазы. Выделившееся в процессе тепло передается теплоносителю. Таким образом, в конденсационных аппаратах определенная часть затраченной энергии возвращается для возможности повторного ее использования.

Тепло, которое обычно выводится классическими агрегатами в атмосферу, в конденсационном аппарате используется для повышения их коэффициента полезного действия. Конденсационные газовые котлы выпускаются в двух вариантах: напольные и настенные аппараты, однако конструктивными особенностями они схожи между собой.

В аппаратах конденсационного типа конденсат обычно направляется в специальную емкость, предусмотренную конструкцией оборудования, а затем – в канализацию.

Поскольку отопительные агрегаты конденсационного типа оснащаются закрытыми камерами сгорания, отработанные газы из них выводятся принудительным путем. Объясняется это тем, что у отработанных газов относительно невысокая температура, а дополнительный теплообменный агрегат позволит увеличить сопротивление транспортировки выводимых продуктов. Как следствие, естественной тяги недостаточно для вывода продуктов, для чего и используется принудительный способ.

Воздух в камеру сгорания подается под повышенным давлением при помощи турбины , что обеспечивает полное удаление из камеры отработанных газов. Вследствие этого отпадает необходимость обустраивать котлы дымоходами, поскольку продукты выводятся из помещения по приточно-отводному каналу. Конденсационные котлы можно устанавливать в помещениях без дымоходов, а также в зданиях с короткими дымоходами, чтобы образовалась определенная тяга.

Конденсационное оборудование считается более пожаробезопасным, так как горение проводится в полной изоляции от здания, где располагается сам аппарат.

Преимущества и недостатки

Положительные характеристики конденсационного оборудования:

• Нет необходимости в дымоходе, который обладает сложной конструкцией. Так как температура продуктов сгорания небольшая, есть возможность обустройства дымохода из алюминиевых и пластиковых труб. Также разрешается устройство коаксиальных дымоотводов, где воздушная масса подается и отводится по методу «маленькая труба в большой трубе», то есть продукты сгорания удаляются сквозь стену в атмосферу.
• Компактность в сочетании с большой производительностью. Линейка конденсационных аппаратов, имеющих производительность 120 кВт, выполнены в настенных вариациях. Традиционные газовые устройства занимают намного больше места и бывают только напольными.

• Забор воздушной массы для оптимального функционирования из здания, в котором они располагаются. Таким образом, отпадает необходимость в обустройстве специальных котельных помещений для оборудования мощностью менее 60 кВт.
• Сокращение выделения вредных газов и паров в атмосферу.
• Значительная экономия газа. При качественной установке устройства мощностью 60 кВт за зиму можно сэкономить около 2000 м3 топлива.

Отрицательные характеристики оборудования конденсационного типа:

• Дороговизна. В среднем, цена стандартных котлов такой же мощности до 40% ниже стоимости конвекционных котлоагрегатов.
• Нельзя конденсат сливать в септик, поэтому необходим специальный резервуар для сбора конденсата, где он нейтрализуется при помощи нейтрализующих компонентов, и только потом его можно направить в емкость для слива. Резервуар для конденсата должен быть достаточно большой вместимости, так как оборудование даже с маленькой мощностью выдает высокий объем конденсата.
• Необходимость отопительной системы, функционирующей при низких температурных режимах.
• Неэффективная работа при слишком низких температурах, так как появляется необходимость в повышении температуры теплового носителя.
• Энергозависимость.

На основе отзывов владельцев частных домов, установивших конденсационные котлы на газу, с учетом всех плюсов и минусов можно сделать правильный выбор аппарата для отопительной системы.

Особенности функционирования

В оборудовании конденсационного типа в качестве топлива используется природный или сжиженный газ. Первый широко применяется в быту, а второй – в промышленности. В основе функционирования конденсационного устройства лежат законы физики. Топливо сгорает с выделением воды и углекислого газа. При этом жидкость испаряется и выделяется некоторое количество тепла. Образование конденсата обеспечивает возвращение в систему потерянной тепловой энергии, что приводит к повышению коэффициента полезного действия в системе. В стандартных же котлах конденсат считается нежелательным явлением, от которого нужно избавляться.

Основное отличие конденсационных котлов от конвекционных состоит в том, что последние модели считаются устаревшими. Также КПД конденсационного оборудования отличается от обычного и конвекционного до 15%.

Большинство покупателей отмечают, что затраты на приобретение оборудования конденсационного типа компенсируются высоким КПД аппарата , что обеспечивается конденсацией паров, которые содержатся в дымовых газах. После охлаждения дымовых газов в теплообменнике до 55 градусов начинается конденсация водяного пара с выделением дополнительного тепла, за счет чего и увеличивается КПД.

Конденсатоообразование возможно только при условии, если температура теплоносителя не более 57 градусов и наибольший эффект достигается при 35 градусах теплоносителя в обратке.

Монтаж оборудования конденсационного типа актуален в отопительных системах с невысокими температурами.

Критерии выбора

Что касаемо технических характеристик котлов, нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Производительность. Слишком высокая мощность может быть не всегда хорошим вариантом, а функционирование вполсилы в скором времени приведет к выходу из строя оборудования. Поэтому перед покупкой аппарата необходимо рассчитать оптимальную мощность для обогрева дома. Для этого нужно посчитать площадь здания, высоту и уровень утепленности. Можно даже использовать специальные инструменты для исследования частного дома. С помощью них выявятся имеющиеся тепловые потери. Оптимальная мощность конденсационных устройств зависит от климатической зоны. Например, для Москвы на 10 м2 дома мощность оборудования должна лежать в диапазоне 1-1,5 кВт. Таким образом, для системы отопления частного владения площадью 200 м2 нужно оборудование мощностью не менее 20 кВт.

• Число контуров. Двухконтурные устройства на сжиженном газе работают следующим образом: первый теплообменник нагревает тепловой носитель для отопительной системы, а второй – для горячего водоснабжения. Одноконтурный турбированный котел нагревает только тепловой агент. Для многих покупателей второй вариант не совсем удобен, но при организации системы горячего водоснабжения можно просто дополнительно установить бойлер. При интенсивном использовании горячей воды можно приобрести и двухконтурные котлы с бойлером. Таким образом, мнения о том, какое оборудование конденсационного типа лучше, сходятся.

Двухконтурные аппараты чаще всего обладают небольшой мощностью – до 24 Вт, и устанавливаются в помещениях с хорошим уровнем утепленности или с системой автономного отопления. В других случаях наиболее оптимальны варианты с одним контуром.

• Расходная норма газа зависит от производительности котла, КПД, а также нагрузки отопительной системы. – Материал, из которого изготовлен теплообменный аппарат.

От него во многом зависит быстрота реагирования отопления на внешние факторы:

• Силумин, или сплав кремния и алюминия, – предназначен для борьбы с агрессивным конденсатом. Теплообменный аппарат в этом случае должен быть бесшовным, так как наличие швов увеличивает риск появления коррозии.
• «Нержавейка» считается недорогим материалом по сравнению с силумином. К преимуществам нержавеющей стали можно отнести устойчивость к коррозионному воздействию, отсутствие инертности и невосприимчивость к термическим ударам. Поэтому рейтинг материалов для изготовления теплообменников возглавляет «нержавейка».

• Экологичность. Обычные турбированные котлы при сгорании топлива выделяют в атмосферу пары с кислотными примесями, а в конденсационных устройствах пары растворяются в конденсате и подвергаются нейтрализации.
• Температура эксплуатации влияет на коэффициент полезного действия оборудования. С понижением температуры увеличивается интенсивность конденсатообразования. Так, при температурном режиме паров от 30 до 40 градусов наиболее высокая скорость образования конденсата. При этом конденсатообразование происходит в постоянном режиме.

• Управление. Современные конденсационные устройства оснащаются автоматизированной системой управления. Автоматика позволяет контролировать и управлять температурным режимом, расходом и давлением в контурах. Наиболее продвинутые модели котлов регулируются через специальное приложение на смартфоне.
• Способ установки: на полу или на стене. Напольные модели с одним контуром выпускаются мощностью более 100 кВт, легко присоединяются к котельному оборудованию при помощи насосных агрегатов. При интенсивном использовании горячей воды напольный котел станет отличным решением. Если площадь дома небольшая, а также воды расходуется намного меньше, рекомендуется отдать предпочтение настенным моделям с двумя контурами. Они компактны и имеют невысокую мощность – до 100 кВт, легко монтируемы и не требуют специального дымоотвода.
• Ценовая политика газовых котлов конденсационного типа.

Термин «конденсационный котёл» для многих является синонимом надёжного и экономичного отопительного оборудования. Однако далеко не каждый может объяснить, что означает это понятие, и чем отличается агрегат конденсационного типа от обычного газового котла.

Принцип работы и внутреннее устройство

В традиционных газовых отопительных агрегатах дымовые газы, температура которых составляет +100-(+170 0 С), вместе с образовавшимися водяными парами удаляется в атмосферу. Теплота сгорания топлива, которую используют в таких установках, носят название низшей теплотой сгорания. Конденсационные газовые котлы, благодаря использованию при их проектировании и производстве новейших технологий, способны превращать в тепло энергию конденсации водяного пара.

Определение! Полная энергия сгорания газообразного топлива, включая энергию превращения водяного пара в жидкость, носит название высшей теплотворности топлива.

Особенности теплообменников конденсационных устройств

Практически каждый газовый котёл теоретически можно сделать конденсационным с помощью его дооборудования конденс/теплообменником и обеспечения преодоления дополнительного аэродинамического сопротивления выводу продуктов сгорания.

Внимание! Температура поверхности конденсационного теплообменника должна быть ниже точки росы используемого топлива.

В начале развития конденсационных технологий производство агрегатов этого типа шло именно по такому пути. Действующие теплогенераторные установки, как правило, это были напольные агрегаты из чугуна, оснащались пластинчатыми конденсационными модулями, изготовленными из коррозионностойких сталей.

Сравнительно недавно стали создаваться унифицированные отопительные газовые установки, изначально предназначенные для работы в конденсационном режиме. Теплообменники таких агрегатов должны:

• обеспечивать интенсивный и эффективный съём энергии конденсации пара;
• быть стойкими к воздействию конденсата, провоцирующего коррозионные процессы.

Определение! Конденсат газовых котлов представляет собой смесь угольной, азотной, серной кислот низкой концентрации.

Конденсационный котёл газовый изготавливается с одним или двумя теплообменниками:

• В первом случае, это – двойной теплообменник с разветвлённой теплообменной поверхностью, изготавливается из нержавеющих сталей.
• Во втором случае высокотемпературный теплообменник выполнен из алюминиево-кремниевых сплавов, меди, нержавеющей стали. Как правило такой теплообменник изготавливают из нержавеющей стали.

Внимание! В настенных котлах для высокотемпературных теплообменников чугун не используют из-за его значительной массы.

Преимущества конденсационного отопительного газового оборудования

• Инновационная конструкция горелок обеспечивает практически полное сгорание топлива, благодаря высокому КПД снижается количество используемого газа (на 10-15%) и, следовательно, уменьшается количество выбросов в атмосферу.

Внимание! Максимальный КПД получают при использовании агрегатов данного типа в низкотемпературном отоплении, например, в системах тёплых полов.

• Оборудование, благодаря конструктивным особенностям, является практически бесшумным.
• Настенные модели могут иметь мощность до 100 кВт, в то время как традиционные навесные газовые котлы выпускают максимальной мощностью 35 кВт.
• Срок службы этого отопительного оборудования в 2-3 раза превышает аналогичную характеристику обычных газовых агрегатов.

Компании-производители отопительного оборудования рассматриваемого типа

К конденсационной отопительной технике высшего класса можно отнести продукцию немецких компаний Viessmann и Buderus, итальянской фирмы Baxi.

• Конденсатные газовые котлы Viessmann Vitodens имеют линейку мощности от 4 до 66 кВт. Эти агрегаты изготавливаются с применением принципиально новой конструкции поверхности нагрева. Теплообменник Inox-Radial представляет собой параллелепипед, скрученный в змеевик. Для его производства используется нержавеющая сталь. Компания полностью отказалась от установки алюминиевых теплообменников из-за меньшей коррозионной стойкости и, следовательно, меньшего срока службы.

Внимание! Конструкция теплообменников Inox-Radial предусматривает возможность установки, в случае необходимости, устройств для нейтрализации конденсата.

Агрегаты Vitodens 300, 333, 343 оснащены модуляционными горелками, которые позволяют сэкономить топливо, и модуляционными циркуляционными насосами, сокращающими до минимума расход электроэнергии. Стоимость установок мощностью 26 кВт составляет примерно 1800 долларов.

• Немецкая фирма Buderus является первопроходцем в области производства конденсационной техники. Модели Logamax plus GB 112 изготавливают мощностью 80 и 100 кВт, что является рекордом для настенных газовых котлов. При этом агрегаты имеют компактные размеры – их ширина равна аналогичному показателю обычных котлов мощностью 24 кВт. В этом оборудовании применён оребрённый теплообменник из кремний-алюминиевых сплавов. Примерная цена котлов данной марки мощностью 24 кВт – 1400 долларов.

Модели марки BAXI представляют собой сочетание прекрасных эксплуатационных характеристик и разумной цены. Модель Prime HT мощностью 28 кВт стоит примерно 1500 долларов. Этот конденсационный настенный котёл эконом-класса оснащён возможностью электронной модуляции пламени, как в режиме отопления, так и в режиме приготовления горячей воды.

Обычные отопительные котлы забирают у продуктов горения большую часть тепловой энергии и снижают их температуру (а она составляет в среднем 200 градусов) до 150-160 градусов. Они не охлаждают ниже данной отметки, ведь это способно не только снизить тягу, но и инициировать появление химически агрессивного конденсата, который рано или поздно приведет к коррозии элементов отопительного оборудования. А вот газовый конденсационный котел отличен тем, что продукты горения здесь охлаждаются ниже показателя точки росы (то есть показателя, при котором пар превращается в росу – для тех из них, что присущи сжиганию газа, это порядка 58 градусов).

Из-за этого пар конденсируется и избавляется от так называемой скрытой энергии (тепла, выделяемого/поглощаемого во время смены фазового состояния) в пользу воды, нагреваемой в отопительном приборе. Следовательно, в котлах конденсационного типа тепло рекуперируется (та энергия, что была растрачена, возвращается для еще одного применения), освобождается в процессе конденсации пара. И если сравнивать с обычными котлами, то в них данная энергия исчезает вместе с паром

Производители и цены конденсационные котлы

До того, как выбрать тот или иной газовый конденсационный котел, ознакомьтесь с ассортиментом, представленным на современном рынке. Также важен тот факт, присутствуют ли в вашем регионе центры сервисного обслуживания конкретной фирмы. Невзирая на то, что на рынке больше всего германских моделей, справедливости ради ознакомимся с самыми популярными из брендов.

Таблица – Сравниваем популярных изготовителей

Наименование	Страна-изготовитель	Характеристики	Среднерыночная стоимость, в рублях
		Для дома площадью до 350 м.кв. вполне достаточно модели мощностью в 31 киловатт. Оборудование рассчитано на низкое давление газа – не более 5 мБар.
	Германия	Компактное и производительное оборудование. Так, для нагрева воды со скоростью 14 литров за минуту потребуется котел мощностью в 32 киловатта.	От 110 до 160 тысяч
	Германия	Котлы и бойлеры в одной оболочке. Экономичность, возможность функционирования в нескольких режимах, компактность (для установки прибора необходимо всего 50-100 сантиметров свободного пространства).	Свыше 150 тысяч
	Германия	Хорошие котлы класса «эконом». Встроена электромодуляция пламени; отопление и ГВС.	От 90 тысяч

Как видим, выбор есть. Но в итоге выиграет тот изготовитель, который представит эффективное оборудование по доступной стоимости. Да, конденсационные котлы пока дорогие, но это всего лишь начало. А их экономия и сегодня весьма неплохая – от 15 процентов.

Газовые конденсационные котлы Buderus Logamax plus GB072

Наименование	Мощность,кВт	Описание	ГВС при Т=30С	Размеры ВхШхГ, мм	Цена
Logamax GB072-14	2.9-14.0	одноконтурный	—	840x440x350	78 480 руб.
Logamax GB072-24	6.6-22.5	одноконтурный	—	840x440x350	82 730 руб.
Logamax GB072-24K	6.6-22.5	двухконтурный	12	840x440x350	87 120 руб.

Особенности и принцип работы

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

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

Почему у традиционных отопительных приборов КПД достаточно низкий, мы уже выяснили, равно как и причины появления конденсата внутри корпусов. Но стоит отметить, что если говорить об отдельных узлах любого котла, то главным элементом в любом случае является теплообменник. В традиционных моделях он один, в то время как в конденсационных – два. Более того, они могут быть:

• совмещенными (на две ступени);
• раздельными.

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

А теперь обратите внимание! Температура рабочей жидкости на «обратке» ниже, чем на ветке подачи. Следовательно, на стенках обменника тепла в обязательном порядке будет конденсироваться пар. Ну, а тут, как уже отмечалось выше, «в игру» вступает уже скрытая энергия.

Другими словами, когда вещество меняет свое состояние из пара в жидкость, тепловая энергия образуется всегда. Физический закон, чего уж говорить. По этой причине показатель КПД у конденсационных устройств превышает аналогичный у традиционных.

Но не стоит забывать об одном важном моменте: что делать с негативным влиянием влаги, образующейся на поверхностях второго теплообменника? По мнению экспертов, здесь есть два возможных варианта.

• Если обменник выполнен из чугуна или стали, то его следует покрыть силумином (это особый сплав кремний+алюминий).
• Другой вариант – сделать темлообменник из «нержавейки».

Видео – Котел конденсационного типа Vitodens

Что происходит с конденсатом?

Данным вопросом задаются многие люди, планирующие взять себе газовый конденсационный котел. Корпус данного прибора оснащен маленьким резервуаром, где, собственно, и скапливается конденсат. Из этого резервуара он поступает в канализационную систему. К слову, в Евросоюзе запрещается сливать такую жидкость в канализацию. Там каждый потребитель обязан утилизировать конденсационную влагу за собственные деньги.

И сколько конденсированной влаги появляется, например, за 24 часа? Если, скажем, речь идет о напольном котле мощностью в 30 киловатт, то он будет производить порядка 30-ти литров за сутки. Достаточно большой объем, отчего в Европе и запрещается сливать эту воду в канализацию. Но отметим, что некоторые современные модели оснащаются встроенным нейтрализатором – еще одним резервуаром, который заполнен калиевым и магниевым гранулятором (это, как известно, щелочные металлы). И когда конденсат (а в нем наличествуют кислоты) проходит через данную среду, то происходит химическая реакция. Как результат – появляются побочные вещества (вода и углекислота), а такую воду даже в Европе можно лить в канализационную систему.

Теперь вкратце поговорим о предельной производительности конденсационных котлов. Если вы приобрели одну такую модель, но при этом оставили старую отопительную сеть без разводки лучевого типа, то не говорите потом, что нет никакой экономии. Дело в том, что прибор будет функционировать эффективно исключительно при разогреве, в дальнейшем же все будет происходить «как прежде». По этой причине специалисты рекомендуют менять и разводку системы. Это первый момент.

Второй же заключается в разнице температурных показателей на входе/выходе прибора (она как минимум должна составлять 55 градусов). В это же время оптимальная температура рабочей жидкости на выходе должна равняться 82 градусам. И это если речь идет о естественной циркуляции жидкости в системе.

Классификация

Как уже отмечалось ранее, по способу установки они могут быть двух типов:

• напольными;
• настенными.

А в зависимости от своей функциональности они делятся еще на две группы:

• для одного контура (рассчитаны лишь на обогрев);
• для двух контуров (соответственно, обогрев + ГВС).

Газовый конденсационный котел компактен, его достаточно легко устанавливать и эксплуатировать, но существуют определенные ограничения в плане мощности (для большей части моделей это 120 киловатт). Приборы навесного типа на два контура могут использоваться не только в частных домах, но и в квартирах.

Но не забывайте, что многие приборы рассчитаны больше на нагрев жидкости, поэтому при постоянной необходимости в горячей воде целесообразнее установить бойлер.

Мощность же напольных приборов для одного контура заметно выше, поэтому их используют для обогрева не только частных домов, но и различных комплексов, объектов промышленного назначения. Также отметим, что для снабжения горячей водой необходимо установить дополнительное оборудование – чтобы котел работал эффективно и бесперебойно, его следует эксплуатировать в тандеме с водонагревателем. Стоят такие устройства недорого, а их производительность достаточно высокая.

Обратите внимание! Некоторые модели оснащаются сменными горелками, позволяющими использовать и сжиженный газ. Более того, есть такие котлы, которые работают исключительно на жидком топливе – это оптимальный вариант для не газифицированных регионов страны, но расходы при этом будут несколько большими.

Справедливости ради отметим, что с 2004-го производятся конденсационные котлы, потребляющие твердое топливо. Они предназначаются для домов, где теплопотребление незначительное, или для отопления промышленных зданий, поскольку показатель температуры на «обратке» не должен превышать 30 градусов. Для повышения мощности была предусмотрена парная работа котлов или же объединение большего количества приборов. Топливом здесь служат пеллеты, о которых мы рассказывали в одной из предыдущих статей.

Безопасность сжигания топлива

В описываемых котлах камера сжигания является закрытой, а вывод продуктов горения – принудительным. А температура продуктов сжигания, как мы уже выяснили, имеет низкую температуру, при этом благодаря наличию второго теплообменника сопротивление их прохождению увеличивается. По причине всего этого применять привычную тягу с помощью дымохода нельзя, следовательно, продукты горения удаляются принудительно. Для этого имеется специальная турбина для воздухоподачи и удаления дымных газов.

Газовый конденсационный котел обладает всеми достоинствами, которыми обладают другие приборы с закрытой камерой сжигания:

• безопасность – сжигание топлива полностью изолируется от комнаты;
• отсутствие необходимости в дымоходе – дымные газы выводятся посредством специального канала; это позволяет ставить такие котлы даже там, где дымохода нет или же он не может быть установлен.

Этот канал выводится через внешнюю стену либо над уровнем кровли. По словам изготовителей, каналы должны быть той же марки, что и котлы. Хотя вполне можно использовать и продукцию иных производителей, если она грамотно подобрана. Если канал горизонтальный, то он должен быть выполненным с незначительным уклоном в сторону отопительного прибора. Только так конденсат, появляющийся в канале, стечет в оборудованный резервуар, а не наружу.

Основные преимущества

Применение описываемого оборудования обретает все большую рентабельность в нашей стране. Сезон отопления составляет порядка 200-т дней в год. А наиболее низкая температура воздуха, учитываемая при выборе котла (это минус 20 градусов), присутствует всего в течение 6-10 процентов этого периода.

Топлива котлы потребляют приблизительно на 15 процентов меньше, чем традиционные устройства. А если сравнивать со старым оборудованием, то экономия может достигать даже 30-ти процентов! Но применение таких котлов – это не только материальная выгода, заключающаяся в более экономном использовании газа. Они не вредят окружающей среде: по причине высокого КПД потребление газа снижается, как результат – уменьшаются объемы выбросов разного рода газов, приводящих к парниковому эффекту. Степень загрязнения в данном случае даже ниже жестких норм Европы, относящихся к выбросу углерода и азотных окисей.

Недостатки

Да, конденсационные котлы более экономны, с этим не поспоришь. Но за такую экономность придется дорого заплатить – стоят такие приборы намного больше, чем традиционное оборудование. Период окупаемости непосредственно связан с потребностями здания в тепловой энергии, от типа отопительной системы, площади и проч. Поэтому вы обязаны провести анализ целесообразности покупки такого котла конкретно для вашего случая.

Правила установки и эксплуатации конденсационного котла

Если установка котла будет произведена правильно, то его использование ничем не будет уступать использованию стандартных газовых приборов. Но некоторым параметрам конденсационных газовых котлов следует уделять особое внимание. Так, главным отличием, как мы уже выяснили, является наличие потребности в утилизации отходов и обустройстве специального отводящего канала. Конечно, в России его можно сливать и в канализацию, но исключительно в разбавленном виде (соотношение 25:1). В других же случаях применяются нейтрализационные блоки, в которых указанные выше реагенты нейтрализуют агрессивную жидкость. И никаких неудобств в эксплуатации нет, поскольку замену блока придется проводить максимум два-три раза за все время использования.

Обратите внимание! При расчете отопительной системы необходимо учитывать оптимальную температуру прибора отопления. Чтобы эксплуатация была предельно эффективной, можете использовать в роли отопительных устройств старые радиаторы панельного типа. Также источником тепла может служить система «теплого пола».

Безусловно, газовый конденсационный котел производит низкотемпературные продукты сжигания, из-за чего тяга будет достаточно слабой. Поэтому естественным образом эти продукты не сумеют подняться по дымоходному каналу. В связи с этим котлы оснащаются камерами сжигания закрытого типа, а отводящие каналы оснащаются специальными турбинами.

Как сделать дымоход для газового котла

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать дымоход для газового котла, рассматривали необходимые нормы и требования. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится

К слову, именно для этих приборов ставятся коаксиальные трубы, то есть «труба в трубе». По одной из них подается воздух снаружи, а по другой продукты сжигания выводятся из системы.

Обратите внимание! Конденсат будет в любом случае появляться внутри дымохода, поэтому материалом, из которого он сделан, должна быть сталь, устойчивая к воздействию кислоты. Этот момент обязателен и исключений не имеет.

Альтернативная сторона вопроса

Как мы уже отмечали, КПД, который равен или превышает 100 процентов – это маркетинговая уловка. Но фирмы-изготовители подобного оборудования все равно пытаются максимально приблизиться к данному показателю. При этом не забывайте, что он – показатель – зависит от ряда важных факторов, среди которых:

• соотношение объема комнаты к мощности нагревательного прибора;
• «возраст» самого прибора;
• то, какой тип розжига используется – современный либо же один из старых.

На данный момент изготовители производят такие котлы в двух вариациях:

• с мокрой отдачей тепла;
• с сухой.

В первой группе – приборы, применяемые в жилых домах, или, проще говоря, обычные отопительные котлы. А вот устройства второй группы эксплуатируются в котельных коммерческого назначения и пока еще на стадии разработки. Эффективность их выше, но стоят они при этом в несколько раз дороже.

Какова выгода конденсации?

Во всех приборах, эксплуатируемых в частных домах, регулировка мощности производится путем изменения подачи топлива в горелку. И описываемые здесь устройства практически ничем не уступают традиционным котлам, хотя их предельная эффективность и отмечается при более низких температурных показателях. В этом и заключается разница, но это еще не все.

Зависит ли температура рабочей жидкости от мощности отопительного прибора? Чем выше мощность, тем больше потребляется газа и, в свою очередь, тем выше температура рабочей жидкости (и наоборот). В большинстве случаев КПД, равно как и эффективность котла, зависит от подачи газа (действует принцип «больше, значит лучше»).

В случае с котлами конденсационного типа все несколько иначе. Их предельный КПД заметен уже тогда, когда прибора нагружается на треть своей мощности. Поэтому здесь не стоит выбирать среди моделей большей или меньшей мощности, так как данный параметр никакого значения не имеет.

Принцип работы газового котла

То, что система отопления, работающая на природном газе, является самым экономичным и эффективным способом обогрева помещений, знают многие. Но вот что странно - вроде бы использование газа сегодня устраивает всех, но высокие и жесткие требования расхода энергоносителей ставят определенные ограничения. Поэтому на рынке теплотехнического оборудования конденсационные котлы занимают особое место. Кстати, в некоторых европейских странах законом запрещено использовать другие виды нагревательных газовых приборов, кроме конденсационных. Попробуем разобраться с газовыми конденсационными котлами, принципом их работы, достоинствами и недостатками.

Принцип работы

В первую очередь нас будет интересовать принцип работы этого вида котлов. Чтобы показать, чем он отличается от обычных агрегатов, надо разобраться с особенностями функционирования последних.

Что в них происходит?

• Газ в качестве топлива через горелку подается в камеру сгорания, где и сжигается. При этом выделенная тепловая энергия нагревает металлический теплообменник, в котором движется теплоноситель.
• Отдавая часть тепловой энергии, топочные газы проходят в дымоход и выводятся через него на улицу.

Казалось бы, что может быть проще. Но тут есть один очень важный нюанс. Для того чтобы тяга в дымоходе была соответствующей, и в нем не образовывался и не скапливался конденсат, необходимо, чтобы температура топочных газов с 200С падала до 140С. То есть должна происходить интенсивная отдача тепловой энергии теплообменнику. Но учитывайте тот факт, что температура отводящих газов не должна быть ниже данного уровня.

По сути, температура 140С - это достаточно серьезный потенциал, который попросту улетучивается в атмосферу. Заключенная в отводящих газах тепловая энергия не расходуется по прямому назначению. Тем более что внутри топочных газов всегда присутствуют влажные пары воздуха, которые также обладают определенным температурным потенциалом. Вот почему были изобретены конденсационные котлы, в которых все эти нюансы были собраны и использованы.

Внутри газового конденсационного котла собирается влага, которая при конденсации отдает часть энергии, используемой для нагрева дополнительного теплообменника.

Устройство

Итак, понятно, что в конструкции конденсационного газового котла два теплообменника. Первый работает по стандартному принципу, то есть обогревается за счет сгораемого топлива. Именно на нем и происходит основной отбор тепловой энергии. Второй, который носит название конденсационного, отбирает вторичную энергию конденсируемых влажных паров воздуха.

Конструкция конденсационного теплообменника достаточно сложна. Ведь температура отходящих газов и конденсата не очень большая, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы как можно больше отобрать тепла.

Есть несколько технических решений, которые помогают добиться желаемого результата:

• Увеличение площади отбора температуры. Для этого к теплообменнику привариваются ребра в виде спиралей.
• Используются внутренние полости с разным сечением. Это позволяет интенсивно отбирать тепловую энергию за счет уменьшения объема проходимого потока теплоносителя.
• Устанавливается вторичный теплообменник на обратный контур отопительной системы. Таким образом достигается быстрая конденсация влажных паров отводящих газов за счет снижения точки росы. Получается, что в нагревательный газовый котел теплоноситель поступает уже подогретым. А это влияет на уменьшение расхода топлива и эффективность работы самого агрегата.

Если рассматривать принцип работы агрегата данного вида с позиции традиционного котла, то в нем происходит своеобразная рекуперация, которая обычно используется в системах кондиционирования зданий.

Хотелось бы добавить, что в конструкцию конденсационного газового котла производители устанавливают только высокотехнологичные горелки, с помощью которых достигается оптимальное смешивание магистрального газа и воздуха. Это опять-таки повышает эффективность работы газового аппарата.

Плюсы конденсационного агрегата

Настенный газовый конденсационный котел Buderus

К чему все это приводит, если сравнивать традиционные и конденсационные газовые котлы?

1. Экономичность потребления топлива газового конденсационного котла на 20% выше, чем традиционного.
2. Выброс угарных газов и других продуктов сгорания меньше практически на 70%.

Вот, что удивительно. Принцип работы котла и его устройство были изобретены около столетия назад. Но только сейчас его использование стало возможным. Дело в том, что металлические узлы и конструкции прибора не могли долго выдерживать серьезные нагрузки, связанные с процессом конденсации влажных паров и высокой температурой.

В настоящее время эти проблемы решены за счет использования в котлах коррозионостойких материалов. Ведь образующийся конденсат является химически активным веществом, который за короткий срок действия выводит из строя любые прочные материалы. Поэтому в котлах данной модели применяются или нержавейка, или силумин - сплав из алюминия и кремния.

Если говорить о внешнем отличии двух моделей, то неопытному человеку сделать это будет сложно. Но конденсационные газовые котлы - это настенные агрегаты с закрытой камерой сгорания. Кто имеет представление, о чем идет речь, поймет, сколько достоинств добавляется только за счет этих двух показателей.

Реальное положение вещей

Устройство котла

Итак, конденсационные газовые котлы экономичнее - здесь спору нет. Но за эту экономию все равно придется заплатить хотя бы один раз. Эти модели раза в полтора дороже традиционных. Это первое.

Второе. Хотелось бы обратить ваше внимание на некоторые позиции, которые на первый взгляд в глаза не бросаются. И даже некоторые специалисты не всегда обращают на них внимание. К примеру, конденсационный котел - это настенный вариант - по показателю мощности находится в диапазоне 20–110 кВт. Традиционные агрегаты настенного типа имеют более скромные показатели - максимум до 36 кВт.

Вы можете себе представить, что небольших размеров конденсационный аппарат двухконтурного типа способен обеспечить теплом и горячей водой для хозяйственных нужд большой частный дом? К примеру, общей площадью 800 м². Если использовать традиционный отопительный агрегат, то только напольного типа.

Уже исходя из этого можно сопоставить стоимость двух моделей. Она практически выравнивается. Но плюсов у конденсационных моделей гораздо больше:

• Экономия топлива.
• Уменьшение вредных выбросов в атмосферу.
• Эффективность работы оборудования.
• К тому же под них нет необходимости выделять отдельное помещение для организации котельной, как это обычно происходит с напольными агрегатами.

Самое главное, что эффективность работы прибора зависит от того, насколько интенсивно пользуются им. Ведь чем меньше температура теплоносителя в обратном контуре, тем полноценнее конденсация во вторичном теплообменнике, тем больше выделяется тепловой энергии, и тем выше становится коэффициент полезного действия оборудования. Вот почему этот вид отопительных приборов более рентабелен в так называемых низкотемпературных системах отопления - теплые полы как пример.

Схема котла газового

Но в реальности российские условия эксплуатации совершенно иные, чем в той же Европе. Например, когда температура за окном минус 20–50С, надо повысить температуру теплоносителя. Сделать это можно, лишь увеличив расход топлива, потому что основной источник тепловой энергии - это сжигаемый газ. А это значит, что температура теплоносителя в обратном контуре не опустится ниже 60С. При таком показателе нельзя говорить о конденсации влажных паров. То есть установленный вами конденсационный газовый котел начинает работать, как обычный. Так стоит ли приобретать такое дорогое устройство?

Однако не будем умалять достоинств конденсационных моделей. Даже при работе в таком режиме они экономичнее традиционных. Правда, на первый взгляд экономия не очень большая - до 5%, но если пересчитать на годовой расход газа, то сумма получится внушительной. К тому же конструкция котла устроена таким образом, что даже при максимальном падении давления газа в трубной магистрали он будет продолжать работать. Эффективность, если и упадет, то незначительно.

Заключение по теме

Тот, кто считает себя человеком экономным и держит расходы семейного бюджета в жестких рукавицах, должен приобретать именно конденсационный газовый котел для отопления и ГВС собственного дома. С помощью такого агрегата можно отлично сэкономить на потреблении топлива, не снижая такой показатель, как эффективность. Тем более что цены на газ каждый год растут.