Конденсатные котлы принцип работы

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

Выбор газового котла для отопительной системы — ответственная задача.

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

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

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

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

Что такое конденсационный газовый котел?

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

Нагрев теплоносителя в нем происходит в два этапа:

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

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы

К достоинствам конденсационных котлов следует отнести:

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

Недостатками таких конструкций являются:

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

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

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

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

Устройство

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

Она выполняет двойную функцию:

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

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

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

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

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

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

По типу установки:

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

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

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Принцип работы

Функционирование агрегата проходит в два этапа:

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

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

Рейтинг ТОП-5 конденсационных газовых котлов

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

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

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

Достоинства:

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

Недостатки:

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

BAXI Duo-tec Compact 1.24

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

Его достоинства:

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

Недостатки агрегата:

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

Protherm Рысь конденсационная 25/30 MKV

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

Достоинства котла:

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

Недостатки:

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

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

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

Достоинства:

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

Недостатки:

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

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

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

Достоинства:

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

Недостатки:

  • специфический режим работы;
  • высокая цена.

Отзывы покупателей

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

Конденсационные котлы: принцип работы, виды, плюсы и минусы оборудования

Производители и продавцы уверяют, что конденсационные газовые котлы благодаря особому принципу действия имеют фантастический КПД (коэффициент полезного действия) — до 110%. Для потребителя же важны не столько цифры, сколько реальные характеристики оборудования — эффективность, экономичность, надежность. Мы постарались разобраться в плюсах и минусах конденсационных котлов, изучив принцип их работы, разновидности и стоимость.

Принцип работы конденсационных котлов

Природный газ — самое дешевое и эффективное топливо, к тому же его сжигание почти не причиняет вреда окружающей среде. Неудивительно, что газовые котлы стали наиболее востребованными среди подобного класса приборов. Но оборудование традиционных типов уже перестает полностью устраивать потребителя. Пользователям индивидуальных систем отопления нужны еще более высокие показатели эффективности. Ответом на этот вызов стали конденсационные газовые котлы.

Конструкция и принцип работы конденсационных котлов позволяют извлекать максимум энергии из процесса горения топлива. Чтобы понять, за счет чего это достигается, разберемся в отличиях этого типа оборудования от традиционных отопительных агрегатов, работающих на природном газе.

Обычный газовый котел работает по следующему принципу. Горелка подготавливает газовоздушную смесь и подает ее в камеру сгорания. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, сообщается теплообменнику, в котором циркулирует теплоноситель (обычно вода). Последний нагревается и, циркулируя по трубам системы, передает тепло воздуху отапливаемых помещений.

В процессе такого горения образуются топочные газы, которые через дымоход выбрасываются в атмосферу. Первоначально они имеют температуру около 200°С. Постепенно отдавая энергию теплообменнику, дымовые газы охлаждаются до 140° С. Дальнейшее снижение температуры может привести к возникновению таких серьезных проблем, как плохая тяга в дымоходе, образование конденсата на его стенках.

Получается, что огромное количество тепловой энергии в буквальном смысле вылетает в трубу. А между тем содержащееся в отходящих водяных парах тепло можно использовать. Именно эту возможность реализовали разработчики конструкции конденсационного котла.

В состав агрегатов такого типа входит дополнительный теплообменник. Именно в нем происходит отбор тепла из отходящих продуктов горения. В камере конденсационного теплообменника водяной пар охлаждается и преобразуется в жидкость. Полученная энергия используется для нагрева теплоносителя. В результате КПД котла возрастает.

Конденсационный теплообменник устроен сложно. Чтобы пар перешел в жидкое состояние, он должен достичь определенной температуры (так называемая точка росы). Для обеспечения таких условий приходится прибегать к различным инженерным решениям. Так, конденсационный теплообменник подсоединяется к обратному трубопроводу контура отопления. Температура воды в нем достаточно низка, чтобы охладить пар до точки росы. При этом она не должна превышать 50°С, иначе конденсации не произойдет [1] . Известно, что чем ниже температура воды в контуре отопления (и, соответственно, в обратной линии), тем эффективнее конденсация и тем выше КПД котла.

Что же касается обещанного КПД 110%, то это условное значение. Как известно из курса физики, при любой работе теряется определенное количество энергии. Например, при сжигании топлива в обычном газовом котле около 6% уходит в атмосферу с дымовыми газами и еще 1% — с тепловым излучением. Таким образом, на долю полезной энергии приходится в лучшем случае 93%.

Почти тот же процесс имеет место в конденсационных котлах. Разница в том, что при преобразовании пара в жидкость образуется дополнительное тепло — около 10%. Прибавив это количество к условным 100% (энергия от сжигания топлива без учета потерь), как раз и получается 110-процентный КПД. Разумеется, это не совсем правильно с точки зрения науки, ведь при таком подсчете не учитываются потери тепла. Но как бы то ни было, КПД конденсационного котла примерно на 15% выше, чем у традиционного [2] . При одинаковом расходе газа экономия очевидна.

Виды конденсационных котлов: какой лучше?

Котлы отопления принято классифицировать по типу установки (напольные и настенные) и количеству нагревательных контуров. Рассмотрим основные виды оборудования.

Настенные и напольные конденсационные котлы

Настенные и напольные котлы отличаются не только способом установки, но и мощностью, размерами, схемой обвязки, особенностями монтажа. Выбор того или иного варианта определяется прежде всего назначением.

  • Настенный конденсационный котел имеет примерные габариты 800×500×400 мм и весит не более 50 кг [3] . При этом все дополнительное оборудование (циркуляционный насос, расширительный бак, измерительные приборы и т.д.) часто входит в состав агрегата. Это позволяет сэкономить еще больше места при установке, а кроме того, упрощает монтаж. Настенные котлы выпускаются как с одним, так и с двумя контурами (об этом ниже).
  • Конденсационные напольные котлы отличаются большими размерами и весом. Они занимают много места еще и за счет обвязки. Насос и прочее оборудование, входящее в состав системы отопления, обычно монтируется отдельно. Поэтому для установки напольного котла, как правило, требуется отдельное помещение.
    Преимущество котлов напольной установки — простота конструкции. В то же время они сложнее в монтаже. Напольные котлы в основном производятся с одним нагревательным контуром, то есть предназначены только для отопления.

Главный критерий отличия двух описанных типов устройств — это мощность. У настенных котлов она меньше и не превышает 120 кВт. Такие устройства используются в квартирах, частных жилых домах, коттеджах, офисных помещениях. У напольных котлов показатель мощности может достигать 1000 кВт. Их применяют для отопления крупных промышленных и коммерческих объектов.

Важно отметить, что благодаря высокому КПД настенные конденсационные котлы гораздо мощнее обычных. Поэтому, например, когда предстоит отапливать дом большой площади, в ряде случаев имеет смысл выбрать «настенник» конденсационного типа вместо громоздкого напольного агрегата с традиционным принципом работы. Это поможет сэкономить место, упростить монтаж и снизить расходы на топливо.

Одноконтурные и двухконтурные конденсационные котлы

Конденсационный одноконтурный газовый котел служит только для отопления, тогда как устройство с двумя нагревательными контурами обеспечивает еще и приготовление горячей воды для бытовых целей.

На первый взгляд преимущество двухконтурных моделей очевидно, но в реальности все не так однозначно. Разберемся в плюсах и минусах каждого варианта.

  • Двухконтурный котел имеет второй теплообменник, предназначенный специально для обеспечения горячего водоснабжения. Кроме того, он оснащен клапаном, который регулирует направление подачи теплоносителя. В зависимости от положения этого клапана горячая вода поступает либо в трубы отопления, либо в систему ГВС.
    Казалось бы, все очень просто и удобно. Но здесь есть важный нюанс. Большинство моделей двухконтурных котлов настроены на приоритет ГВС. Другими словами, при открытии крана горячей воды теплоноситель автоматически прекращает поступать в систему отопления. Либо вы обогреваете дом, либо принимаете душ, моете посуду и т.п.
    Кроме того, двухконтурные котлы имеют низкую производительность по ГВС. Ее может оказаться недостаточно, если предполагается использовать несколько точек водоразбора одновременно. По мере расхода вода будет охлаждаться, что нельзя назвать удобным.
  • Что касается одноконтурных котлов конденсационного типа, то они также могут производить воду для ГВС при наличии бойлера косвенного нагрева. Возможность его подключения предусмотрена в большинстве современных агрегатов. Бойлер косвенного нагрева — это накопительный резервуар, объем которого подбирается с учетом потребностей в ГВС. Благодаря встроенной автоматике он поддерживает постоянную температуру воды на заданном уровне. Это значит, что пользоваться горячей водой можно без ограничений. При этом система отопления также будет функционировать.
Читайте также:  Рейтинг электрических котлов отопления

Но все же какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный? Ответ на этот вопрос зависит от индивидуальных требований к системам отопления и горячего водоснабжения. Если потребность в ГВС небольшая, удобным, компактным и экономичным решением станет двухконтурный агрегат. Если же имеется необходимость в регулярном приготовлении значительных объемов горячей воды, целесообразно установить одноконтурник с отдельным бойлером.

Плюсы и минусы конденсационных газовых котлов

Чтобы решить, имеет ли смысл покупка котла, нужно объективно оценить все преимущества и недостатки устройств этого типа.

Итак, основные плюсы конденсационных котлов:

  • Экономичный расход газа. За счет утилизации энергии, вырабатываемой при конденсации паров, достигается более высокий КПД, чем в котлах обычного типа. За счет этого на отопление той же площади расходуется меньшее количество газа.
  • Экологичность. Благодаря особому принципу работы газ в конденсационных котлах сгорает почти полностью. В результате уменьшаются выбросы углекислоты, соединений азота и серы в атмосферу. В обычных газовых, а тем более жидкотопливных (дизельных, мазутных) и твердотопливных (дровяных, угольных) котлах пары, содержащие вредные вещества, рассеиваются в воздухе. В устройствах конденсационного типа кислоты, входящие в состав конденсата, успешно нейтрализуются с помощью специальных приспособлений. А если мощность котла не превышает 150 кВт, допустимо просто сливать жидкость в канализацию: это не причинит вреда окружающей среде [4] .
  • Бесшумная работа. Уровень шума и вибрации при эксплуатации конденсационного котла значительно ниже, чем у традиционного газового.
  • Экономия при монтаже системы дымоудаления. Температура отходящих газов в конденсационных котлах достаточно низкая, что в совокупности с закрытой камерой сгорания позволяет без проблем устанавливать пластиковые дымоходы коаксиального типа. Их монтаж проще и дешевле: продукты сгорания выводятся на улицу через стену.
  • Длительный срок службы.

Это главные преимущества рассматриваемого типа отопительных агрегатов. Но даже такая высокотехнологичная инженерная система не обходится без недостатков — или, точнее, особенностей. Условные минусы конденсационных котлов:

  • Более высокая цена по сравнению с конвекционными газовыми котлами. Она объясняется сложностью конструкции и использованием дорогостоящих материалов. Но если рассматривать цену конденсационного котла в долгосрочной перспективе, с учетом экономии топлива, которая по разным данным составляет от 20 до 35% за сезон [5] , а также долгого срока службы, можно сделать вывод о быстрой окупаемости оборудования.
  • Достижение максимального КПД только в низкотемпературных системах отопления. Чтобы процесс конденсации протекал со всей возможной эффективностью, температура обратной линии должна быть не выше 30°С. Купить конденсационный газовый котел целесообразно, например, в том случае, если планируется монтаж «теплых полов».

В заключение приведем таблицу сравнения конденсационных котлов с отопительными приборами других типов по важнейшим параметрам.

Тип котла/ характеристикаКонденсационныеТрадиционные газовыеЖидкотопливныеТвердотопливныеЭлектрические
Цена оборудованияВысокаяДостаточно высокаяДостаточно высокаяНизкаяНизкая
Стоимость эксплуатацииОчень низкаяНизкаяВысокаяДостаточно высокаяОчень высокая
Удобство примененияОчень удобныОчень удобныНе очень удобны, сложны в эксплуатацииНеудобны, отсутствует автоматикаУдобны
НадежностьВысокаяВысокаяВысокаяВысокаяНизкая (выход СО из строя при перебоях с электричеством)
Уровень вредных выбросов в атмосферуОчень низкийНизкийВысокийДостаточно высокийОтсутствуют

Цены на оборудование

Конденсационный котел стоит в среднем на 30% дороже, чем обычный. Но диапазон цен очень широк. На конечную стоимость влияет много факторов. Среди них:

  • мощность;
  • количество контуров отопления;
  • тип установки (напольный или настенный);
  • имя производителя.

Можно выделить три ценовых сегмента конденсационных газовых котлов: эконом, средний и премиум.

В экономклассе лидирует по продажам продукция корейских производителей. Эти устройства просты по функционалу, имеют минимум дополнительных возможностей, но за счет этого они проще в управлении. Примерная цена конденсационного газового котла экономкласса —
40 000–70 000 рублей.

В среднем сегменте первенство принадлежит брендам Protherm (Словакия), Baxi (Италия). Производители предлагают широкую линейку конденсационных котлов различного типа и мощности примерной стоимостью от 50 000 до 100 000 рублей.

В премиум-классе представлены немецкие бренды Vaillant, Viesmann, Buderus. Это настоящая умная техника для людей с высокими требованиями к комфорту и надежности. Такие котлы оснащены сложной автоматикой, которая регулирует процесс горения топлива в зависимости от температуры воздуха в помещении и за окном, позволяет программировать устройство на заданные режимы, управлять отопительным агрегатом с мобильных устройств. Стоимость оборудования класса премиум — от 100 000 рублей и выше.

Конденсационный котел за счет особого принципа работы имеет значительно более высокий коэффициент полезного действия, чем обычный газовый. При эксплуатации в режиме максимальной эффективности он позволяет экономить на топливе до 30% в год. Но для того чтобы извлечь из оборудования наивысший процент КПД, котел нужно использовать в низкотемпературной системе.

  • 1,2 http://1poteply.ru/kotly/kondensacionnyj-princip-raboty.html
  • 3 http://mingas.ru/2010/11/sravnenie-napolnyx-i-nastennyx-gazovyx-kotlov-dlya-doma/
  • 4 http://master-otoplenie.ru/otoplenie/49-stoit-li-pokupat-kondensacionnyy-kotel.html
  • 5 http://79w.ru/otoplenie/kotly/kondensacionnyj-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma

Что­бы ко­тел слу­жил как мож­но доль­ше, не за­бы­вай­те уха­жи­вать за ним: во­вре­мя про­из­во­дить очист­ку сбор­но­го лот­ка и отвод­но­го си­фо­на для кон­ден­са­та. В со­вре­мен­ных устройст­вах по­верх­ность теп­ло­об­мен­ни­ка обыч­но по­кры­та спе­ци­аль­ным со­ста­вом, ко­то­рый пре­пят­ст­ву­ет быст­ро­му за­гряз­не­нию. Од­на­ко при­мер­но раз в два го­да нуж­но очи­щать теп­ло­об­мен­ник с по­мощью спе­ци­аль­ных средств.

Принцип работы и преимущества конденсационного газового котла

Стремительное развитие технологий заставило современных ученых вплотную подойти к модернизации привычных систем отопления. Это привело к появлению нового типа обогревателей — конденсационного котла. Монтаж подобного оборудования в низкотемпературный узел обеспечивает высокие показатели КПД, которые превышают отметку 100%. С чем это связано, и в чем заключается принцип работы конденсационного газового котла?

Общая информация

Конденсационные котлы представляют собой усовершенствованную версию обычного котла конвекционного типа. При этом принцип работы последнего знаком даже тем, кто никогда раньше не интересовались техническими вопросами или физикой. В качестве источника энергии для таких установок задействуется газ в двух формах:

  • природный (магистральный);
  • сжиженный (баллонный).

Во время сгорания топлива, как и любых других органических веществ, происходит образование углекислого газа и воды, что приводит к выделению внушительного количества энергии. Это вызывает нагрев теплоносителя — специальной жидкости, которая циркулирует по трубам отопительной системы.

В данном видео рассмотрим какой котел лучше выбрать:


Показатели коэффициента полезного действия достигают 90%, что превосходит аналогичные показатели у котлов, работающих на жидком и твердом топливе. Тем не менее, по мере развития науки и техники люди пытались максимально улучшить продуктивность котлов и достичь 100% результатов. Ведь некоторые продукты сгорания газа, которые составляют 10 процентов от общей массы, банально выходят через дымоходную трубу. Кстати, они разогреты до +150…+250°С.

В поисках оптимальных решений ученые и инженеры старались обеспечить более полную рекуперацию теплового потенциала, но воплотить это в реальность удалось только 10 лет назад, когда на свет вышли первые конденсационные котлы.

Как работает конденсационный котел и в чем заключаются принципиальные отличия от традиционных установок, рассказать просто. После отработки основной процедуры сгорания топлива и передачи выделенного тепла аппарат начинает автоматически остужать газообразные продукты до отметки +50…+60°С, т.е. до начала конденсации воды.

Как устроены конденсационные котлы

Принцип работы конденсационных газовых котлов интересует широкую аудиторию потребителей. Связано это с тем, что в последнее время такие системы перестали казаться атрибутом роскоши, а составили достойную конкуренцию традиционным установкам.

Когда достигается температурный режим +56°С (так называемая «точка росы), жидкость начинает переходить из парообразного состояния в конденсированное. Именно в это время начинается выделение дополнительной энергии, которая не выходит за пределы помещения через дымоход, а идет на обогрев труб. Это значит, что котел буквально «забирает» эти 10% тепла и передает их теплоносителю.

Многие производители конденсационных систем утверждают, что показатели КПД их продукции превышают отметку 100%. Объясняется это применением немного измененной системы оценки.

При расчетах производительности обогревателей часто учитывается часть тепла, которое отдается теплоносителю. В сумме это составляет 108−110%.

Если брать во внимание точку зрения официальной физики, то такой алгоритм не совсем правильный, ведь, рассчитывая КПД, важно обращать внимание на полный энергетический потенциал, образованный при горении топливной смеси. В таком случае на конечный результат будет влиять и энергия, которую нужно было затратить на перевод воды из одного состояния в другое.

Короче говоря, заявления о 110% процентном КПД являются ничем иным, как обычным маркетинговым ходом, который позволяет активнее реализовать продукцию на рынке. В любом случае, конденсаторный котел и газовый, привычный для XX века, существенно отличаются друг от друга по показателям производительности. Преимущества первого типа очевидны и заключаются в:

  • максимальной эффективности работы;
  • экономичном потреблении ресурсов.

Конструкционные особенности

Что касается конструкции кондиционного котла отопления, то она мало чем отличается от обычного газового. Тем не менее некоторые отличия все-таки присутствуют, и их роль очевидна. К ключевым элементам системы следует отнести:

  1. Камеру сгорания топлива с горелкой, вентиляционным оборудованием и элементом подачи топливной смеси.
  2. Первичный теплообменник.
  3. Камеру охлаждения смеси до температуры, равной «точке росы» (+56…+57°С).
  4. Вторичный теплообменник, в котором осуществляются конденсационные процессы.
  5. Емкость для хранения конденсата.
  6. Дымоходная труба, по которой происходит отвод холодных дымовых газов.
  7. Насос для циркуляции жидкости в системе.

Задача первичного теплообменника, соединенного с камерой сгорания, заключается в охлаждении выделяющихся газов до температуры, которая намного выше «точки росы» (по аналогичному принципу работают традиционные газовые котлы конвекционного типа). После этого смесь дыма перемещается к вторичному теплообменнику, в котором осуществляется доохлаждение до температурных показателей ниже +56°С. При этом водяной пар переходит в состояние конденсата и скапливается на стенках теплообменника, а затем собирается в специальном контейнере и стекает в канализационное отверстие.

Жидкость, которая используется в качестве теплоносителя, перемещается противоположно направлению паровой смеси. В свою очередь холодная вода проходит через конденсационный теплообменник и нагревается, а затем переходит в первичный теплообменник и становится еще более горячей.

Образование конденсата

Полученный конденсат уже не является чистой H20, а представляет собой смесь из различных неорганических кислот с относительно невысокой концентрацией. Однако из-за постоянного повышения температуры внутренних узлов его относят к агрессивным составам. Чтобы предотвратить развитие деформации из-за воздействия конденсатов, конструкции котлов изготовляют из кислотостойких материалов. В их качестве может использоваться:

  • нержавеющая сталь;
  • симулин (алюминиево-кремниевый сплав).

В большинстве случаев теплообменники обладают литой конструкцией, а от сварных швов производители отказываются. Это объясняется их уязвимостью к коррозийным разрушениям.

Конденсация пара должна происходить только во вторичном теплообменнике. Если она пойдет дальше, в дымоход, это снизит тепловой потенциал установки, а также негативно повлияет на материал трубы. Из-за этого для производства дымоходов тоже принято использовать нержавейку или пластик, а отдельные горизонтальные узлы помещают под небольшим углом, чтобы конденсат сливался обратно в котел, а не выходил наружу. Важно понимать, что газы, которые выходят из конденсатника, остужены до невероятно низких температур, а все, что не перешло в состояние конденсации в котле, начнет конденсироваться непосредственно в дымоходе.

В разную пору года и суток от котловой установки требуется определенный объем тепла, который регулируется горелкой. Этот элемент может быть как модулируемый, поддерживающий плавное изменение мощности, так и немоделируемый, у которого показатели мощности фиксированы в определенном диапазоне. Последний вариант подразумевает регулировку частоты включения горелки исходя из предпочтений хозяина. Однако в современных котлах для жилых помещений задействуются моделируемые горелки.

Получив общее представление об кондиционных котлах отопления, принципе их действия, а также типах горелок, можно более серьезно подходить к вопросу приобретения системы и последующего монтажа. Но в большинстве случаев базовой информации не хватает, чтобы убедиться, что предстоящий выбор оправдает себя. Поэтому многие люди желают подробно изучить основные преимущества и недостатки конденсационных котлов.

Плюсы оборудования

Список преимуществ конденсационных котлов очень обширный, что объясняет высокую популярность такой разновидности обогревательных систем. К ключевым плюсам можно отнести:

  1. Экономичность. Если сравнивать конденсационные котлы с обычными конвекционными моделями, то они потребляют на 35% меньше топлива, что позволяет существенно снизить расходы на обогрев помещения.
  2. Экологичность. Процент сокращения вредных выбросов достигает 70% в сравнении с традиционными газовыми установками.
  3. Возможность установки дымоходов из пластика из-за низкой температуры отходящих газов. Пластиковые модели существенно дешевле классических стальных.
  4. Тихая работа, которая повышает уровень комфорта проживания в помещении.

Что касается расхода топлива, то он определяется и мощностью оборудования, и нагрузкой, которая возлагается на котел. Чтобы полностью обогреть жилище площадью 250 квадратных метров, вполне подойдет 28-киловатный котел с расходом топлива 2,85 м3/ч. Для сравнения, классические газовые агрегаты будут требовать не меньше 3,25 м3/ч. В результате за шестимесячный период эксплуатации получится экономия средств около 3 тысяч рублей.

Еще один важный плюсом системы — минимальный объем вредных выбросов. Во время сгорания органической топливной смеси происходит образование углекислого газа, который вырабатывает углекислоту. К тому же, в любых топливах присутствуют химические соединения серы, азоты, фосфора и многих других элементов, которые при контакте с водой тоже дают кислоты.

Читайте также:  Расширительный бачок системы отопления

Обычные газовые котлы выбрасывают пары воды с различными примесями в воздух, загрязняя его. У конденсационных установок этот минус отсутствует, т.к. все кислоты не покидают конденсат.

Перечень недостатков

Несмотря на массу плюсов, у конденсационных котлов есть и весомые преимущества. Некоторые из них заставляют потребителей отказаться от своего выбора и искать другие варианты:

  • высокаястоимость оборудования;
  • низкий тепловой потенциал при эксплуатации в высокотемпературных системах;
  • сложности утилизации конденсата;
  • высокая чувствительность к качеству забираемого воздуха.

И хоть конденсационные котлы способны выдавать дополнительные проценты тепловой энергии, за них приходится немало платить. При этом стоимость оборудования повышается из-за сложных технических особенностей, поэтому такой котел окажется гораздо дороже, чем классическая модель с аналогичными показателями мощностями. С одной стороны, это оправдывается большим сроком службы, но не все готовы платить за обогревательное оборудование тысячи долларов.

Доступные на рынке модели конденсационных котлов условно разделяются на три ценовые категории: премиальный класс, средний и бюджетный. Представители первой группы предназначаются для узкого круга потребителей, и к ним относятся дорогостоящие установки от ведущих немецких производителей. Среди преимуществ таких котлов выделяют соответствие всем стандартам экологичности, наличие многих функций, максимальный уровень комфорта, а также возможность программирования работы.

В среднем ценовом сегменте расположены более дешевые модели с урезанным функционалом. В плане экономичности и экологичности к ним нет никаких претензий, при этом показатели производительности находятся на оптимальном уровне. Котлы этого класса поддерживают массу важных функций, а также автоматизированы, поэтому они способны самостоятельно изменять параметры работы с учетом окружающей температуры.

Эконом-класс рассчитан на ту аудиторию потребителей, которая готова смиряться с низкой производительностью в пользу дешевизны. При этом бюджетная продукция всегда находится на лидирующей позиции по объемам продаж.

При выборе будущего конденсационного котла важно учитывать и его стоимость, и рабочие показатели. Гораздо разумнее купить более дорогую систему, которая сможет проработать без сбоев в течение нескольких десятков лет, нежели переплачивать за дешевые модели, способные выйти из строя через короткий промежуток времени.

Принцип работы конденсационного котла + 5 надежных моделей

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

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

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

Устройство и принцип работы конденсационных котлов

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

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

Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:

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

Принцип работы конденсационных котлов:

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

Сравнение с обычными котлами

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

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

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

Qв = Qн +k*(W+9H);

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

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

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

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.

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


Недостатки напольного конденсационного котла Baxi:

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

Buderus Logamax plus GB062-24 KD

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

Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:

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

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Bosch Condens 2500W WBC 24-1

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

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


Недостатки конденсационного котла Bosch:

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

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

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

Преимущества котла Vaillant:

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

Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

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

Преимущества котла Viessmann:

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

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Что учесть при обслуживании и эксплуатации

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

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

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

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

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

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

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

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества использования конденсационного газового котла

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

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

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

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

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

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

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.

Устройство и принцип работы газового конденсационного котла

Газовый конденсационный котел — обогреватель, предназначенный для отопления помещений и нагрева воды для хозяйственных нужд. В нем используют наибольшее количество теплоты путем конденсации продуктов сгорания на стенках теплообменника. Для процесса конденсации добиваются снижения температуры обратной подачи воды до «точки росы». Идеально для выполнения этой задачи подходит система «теплый пол».

Конструктивно кондиционный котел отопления не сильно отличается от обычных газовых обогревателей. Благодаря некоторым дополнительным элементам их работа происходит по-другому. К основным деталям и устройствам относятся:

  • камера сгорания;
  • первичный теплообменник;
  • камера охлаждения парогазовой смеси;
  • экономайзер (вторичный теплообменник);
  • емкость для сбора конденсата;
  • дымоход;
  • циркулирующий водяной насос.

Первичный теплообменник с распределенной радиальной циркуляцией состоит из камеры сгорания на водяной бане и серии труб, закрученных в три витка различного диаметра, связанными в начале и конце с двумя коллекторами, которые организовывают подачу и отбор воды.

Температура воды регулируется на пульте управления через электронные датчики, которые гарантируют простое функционирование и возможность работать при низком водяном давлении — до 0,05 бар. Производство горячей санитарной воды доверено вторичному теплообменнику.

Он изготовлен из медной ребристой трубки, помещенной в корпус из нержавеющей стали. Горелка с предварительным смешиванием изготовлена из специальной металлической фибры. Смесь воздуха и газа в строго определенном количестве подается внутрь горелки, где возникает короткое пламя.

Эта смесь является прекрасным топливом и разрешает получить оптимальный процесс горения с высоким КПД, низким выделением CO и оксида азота. Горелка регулирует и контролирует соотношение между воздухом и газом.

Когда уменьшается запрашиваемая мощность, производительность увеличивается, вместо того, чтобы уменьшаться, как случается с котлами, в которых отсутствует такой тип горелки.

Основной задачей конденсационного газового котла считается обеспечение меньших затрат тепловой энергии, идущей на нагрев теплоносителя. Решение этого вопроса достигается за счет использования для обогрева, кроме энергии сгорания, выделенного количества тепла при образовании конденсата.

Энергия, затраченная на образование пара при работе котлов, не теряется попусту, а тоже используется и приносит дополнительную эффективность. Остывший теплоноситель из системы по основному контуру поступает в теплообменник, где происходит непосредственный его нагрев от газовой горелки.

Горячая вода попадает в экономайзер и сталкивается с охлажденной водой, поступающей по обратному трубопроводу. На поверхности вторичного теплообменника происходит процесс конденсации.

После этого процесса выделяется дополнительная энергия, которая в обычных котлах улетучивается, а в конденсационных обогревателях идет на дополнительный нагрев теплоносителя. Осуществляется такой процесс за счет обдува отработанными газами вторичного теплообменника. В этом заключается главное отличие.

Конденсатные котлы обладают резервуарами для сбора конденсата, который затем удаляется из устройства в проточную канализацию. Частично нагретая вода из экономайзера поступает в основной теплообменник. Так как вода уже теплая, то для ее нагрева потребуется меньший расход топлива.

Практически все производители газовых котлов выпускают обогреватели такого вида. Отличаются они друг от друга мощностью, способом монтажа, системой управления и стоимостью. К наиболее популярным моделям относятся:

  1. 1. Vaillant eco TEC plus VU INT IV 346/5−5H — одноконтурный обогреватель от немецких производителей, который устанавливают на стену. Обладает коэффициентом полезного действия, превышающим 100%. Расход газа составляет 3,5 м³/час, мощность — 34,7 квт. Для изготовления теплообменника используют нержавеющую сталь, что позволяет увеличить срок службы агрегата.
  2. 2. Buderus Logamax plus GB 172−32iK — двухконтурный котел, способный без бойлера производить нагрев воды для горячего водоснабжения. Корпус обладает привлекательным внешним видом, а передняя панель выполнена из черного титанового стекла. Коэффициент полезного действия обогревателя — 109%.
  3. 3. Baxi LUNA Platinum+ 1.32 — одноконтурный обогреватель, выпускаемый в Италии. Представляет собой настенный агрегат, который предназначен для работы в отоплении. Корпус экономайзера и основного теплообменника выполнены из нержавеющей стали.
  4. 4. Wolf CGB 2−24 — этот обогреватель обладает высоким КПД, около 110%. Расход топлива — 2,79 м³ при мощности 24 квт. Единственный его недостаток — это высокая стоимость, которая составляет почти 200 тыс. рублей.

При выборе конденсационного котла потребители учитывают мощность, расход топлива и материал, из которого выполнен теплообменник.

Практически все котлы, произведенные по такой технологии, обладают высоким коэффициентом полезного действия, который не бывает ниже 100%. В классической физике практически таких результатов не встречается.

Объясняется это тем, что в этом случае применяется несколько другая формула расчетов. У температуры сгорания существует две крайние точки: высшая и низшая. Высшее значение получается из суммы низшей и температуры образования конденсата.

Полученный результат и определяет коэффициент полезного действия. Тепло, относящееся к низшему показателю, в полном объеме используется в первом теплообменнике. Тепловая энергия, получаемая путем конденсации, составляет от 8 до 11% от общего объема тепла.

Поэтому и получается окончательный результат от 108 до 111%. Конденсационные котлы имеют и ряд других преимуществ:

  1. 1. Обогреватели небольшой мощности обладают небольшими размерами и не занимают много места в квартире или загородном доме.
  2. 2. Расход топлива на 35% меньше, чем у обычных агрегатов.
  3. 3. Котел можно подобрать точно под расчетные параметры и не переплачивать за лишнюю мощность.
  4. 4. Конденсатное оборудование на 70% более экологичное, чем обычные газовые котлы.
  5. 5. Вместо металлических дымоходов, можно устанавливать более дешевые пластиковые трубы, так как выхлопные газы обладают низкой температурой.

Конденсационный котел имеет как плюсы, так и минусы. Главный недостаток — это высокая цена, которая на 30—80% выше, чем у классических котлов. Правда, экономия топлива позволит в короткий срок восстановить этот ценовой дисбаланс.

Необходимо продумать способ отвода конденсата из-за наличия в нем кислоты. Котел средней мощности за сутки образует около 35 литров конденсируемой жидкости. К негативному фактору можно отнести низкую температуру нагрева воздуха в помещении.

Для правильной работы котла необходимо, чтобы температура теплоносителя в обратном трубопроводе не превышала 40 °C. Поэтому если в отоплении нет системы «теплый пол», то для обогрева следует ставить дополнительные батареи. В регионах с сильными морозами конденсационные котлы для обогрева помещений будут неэффективны.

Читайте также:  Клапан автоматического сброса воздуха из системы отопления
Ссылка на основную публикацию