+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Конденсационные настенные котлы принцип работы


Конденсационный котел: тонкости установки и эксплуатации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Есть три основных варианта:

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

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

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

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

Теоретически это возможно, однако есть целый ряд подводных камней.

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

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

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

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

Основными составными частями его являются:

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

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

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

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

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

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

Достоинства конденсирующих котлов вполне компенсируют их отдельные слабые места. Но чтобы реализовать все их преимущества, требуется учесть много тонкостей при выборе. Скрытая теплота, выделяющаяся при конденсации, варьируется в зависимости от применяемого топлива. Если использовать метан (проще говоря, природный газ), выделяющаяся теплота позволяет увеличить выход энергии на 11% по сравнению с простым горением. Сжиженный газ прибавляет 9%, а дизельное топливо наращивает выделение тепла на 6%.

Прочие разновидности горючего — не только жидкого, но и твердого, делают намного меньшую добавку энергии. Именно указанные выше виды горючего считаются наиболее перспективными для использования в конденсационных котлах. Конденсация воды, выделяющейся при сгорании твердого топлива, дается слишком малый эффект, поскольку обеспечивается очень сложным путем. Даже среди пеллетных аппаратов такой подход встречается редко. Усиливая охлаждение дымовых газов, можно увеличить отбор энергии.

Но парадокс в том, что при потере этими газами тепла отбирать фактически тепло будет сложнее. Аппаратура становится все сложнее, фактическая добавка энергии не оправдывает ожиданий. Кроме того, котлы способны работать при различных температурах воздуха, в неодинаковых режимах. И при этом следует избегать появления конденсата в дымоходе либо в котле.

Очень важно выбирать аппараты с минимальным количеством таких явлений.

Учитывая, что конвекционные котлы могут регулироваться только за счет работы горелки, желательно выбирать варианты с максимально сложными горелками и управляющими ими блоками. Битермические теплообменники стоят меньше, они проще в техническом плане. Но такие аппараты гораздо требовательнее обычных к качеству пропускаемой сквозь них воды. Если оно недостаточно велико, трубки очень скоро заполнятся слоем накипи. Неизбежно упадет эффективность работы системы.

Подобная опасность менее свойственна раздельным теплообменникам, однако они требуют добавления:

  • вторичного теплообменника;
  • крана с тремя ходами;
  • систем, управляющих этим краном.

Чем выше необходимая мощность котла, тем меньше должно быть вспомогательных деталей. Предугадать их воздействие на практическую работу системы крайне сложно. Раньше всего по мере повышения выработки энергии нужно убирать встраиваемые расширительные баки и насосы с их окружением. Самые сильные котлы не имеют даже управляющих систем. Исправить ситуацию можно, приобретая специально подбираемые дополнительные системы и агрегаты.

Последняя новинка — насосы, которые позволяют регулировать темп кручения вала. Подобный аппарат сразу удорожает всю систему и усложняет ее. Придется ставить более совершенный, чем обычно, контроллер. Редко подобное оборудование установлено в самом котле, почти всегда приходится его докупать особо. А потому придется платить и за монтаж, и за более тщательную настройку.

Тем не менее специалисты полагают, что именно этим насосам принадлежит будущее. По их оценкам, уже к 2020 году почти все новые модели котлов станут оборудоваться такими системами. Дымоходы же в конденсационных котлах уже сейчас изначально отличаются от привычных моделей. Кроме применения стойких к кислотам материалов, характерно употребление коаксиальной схемы. Чаще всего две трубы в таких контурах делаются из пластмассы.

Важно: коаксиальные дымоходы не могут быть длиннее 5 м, что надо учитывать при выборе, как и предпочтительный выбор в стену.

Иногда используются сразу несколько конденсационных котлов в виде каскада. Такие установки включаются все вместе только при очень сильных морозах. Увеличивается и надежность эксплуатации, когда один аппарат выходит из строя, можно его полностью остановить и распределить выпавшую нагрузку. Для наибольшей экономии стоит применять котлы с зависимой от погоды автоматикой.

Схема подключения конденсационного котла должна быть продумана максимально четко. Малейшая ошибка в ней может привести к появлению серьезных проблем при эксплуатации, обесценив все вложения. Следует учитывать, что конденсирующие котлы нельзя устанавливать в жилых комнатах, максимум — в кухнях. Идеальным решением оказывается выбор для установки отдельного изолированного пространства, где потолки подняты хотя бы на 220 см. Стены должны быть покрыты штукатуркой, а еще лучше — кафельной плиткой.

Идеальный пол — тот, что максимально ровен и покрыт негорючим слоем. Необходимо готовить проход шириной не менее 0,8 м; котельная комната, какой бы она ни была, оснащается остеклением минимум 0,3 кв. м на 10 куб. м внутреннего объема. Сам этот объем высчитывается в соответствии с генерируемой нагревателем мощностью. Запрещается использование котельных, не оснащенных канализацией. Каскадная группа конденсационных котлов подразумевает обособленный запирающий вентиль для каждого аппарата.

Котельную связывают с общей вытяжкой из дома; приток воздуха организуется либо при помощи вентилирующих решеток в дверях, либо напрямую с улицы.

Категорически запрещается крепить конденсирующий котел под наклоном, даже совсем небольшим. Особенное внимание стоит уделить пластиковым дымоходам и защите от конденсата.

Категорически неприемлемо использование всех материалов, рассчитанных на сопротивление значительному нагреву. Нельзя ставить стыки труб так, чтобы они хоть немного мешали необходимому движению конденсированной воды.

До горелки лучше установить вентилятор, чтобы повысить КПД сжигания топлива. Судя по отзывам потребителей, чем крупнее обогреваемая площадь, тем выше эффективность использования конденсационного котла. Дымоход должен быть оснащен принудительными вентилирующими средствами, а также быть максимально герметичным на всем протяжении. Крепление всех подвешиваемых частей инфраструктуры производится дюбелями.

Следует тщательно рассчитать необходимую емкость накопителя конденсата.

О том, как работает конденсационный котел, смотрите в следующем видео.

www.stroy-podskazka.ru

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.

Это интересно Хотя идея конденсационного котла возникла несколько десятилетий тому назад, реализовать ее смогли лишь недавно. Конденсат — агрессивная среда, и контакт с ним быстро приводит к разрушению металла. Создание долговечного и надежного теплообменника стало возможным благодаря применению современных материалов с повышенной коррозионной стойкостью. Обычно это высококачественная нержавеющая сталь или силумин.

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.

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].

На заметку В конденсационных котлах используются модулируемые газогорелочные устройства последнего поколения, управляемые «умной» автоматикой. Они смешивают газ и воздух в соотношении, оптимальном для данного режима горения. Благодаря этому происходит практически полное сжигание топлива, а значит — экономится газ и снижаются вредные выбросы.

  • 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/ характеристика Конденсационные Традиционные газовые Жидкотопливные Твердотопливные Электрические
Цена оборудования Высокая Достаточно высокая Достаточно высокая Низкая Низкая
Стоимость эксплуатации Очень низкая Низкая Высокая Достаточно высокая Очень высокая
Удобство применения Очень удобны Очень удобны Не очень удобны, сложны в эксплуатации Неудобны, отсутствует автоматика Удобны
Надежность Высокая Высокая Высокая Высокая Низкая (выход СО из строя при перебоях с электричеством)
Уровень вредных выбросов в атмосферу Очень низкий Низкий Высокий Достаточно высокий Отсутствуют

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.

www.aif.ru

Конденсационный котел: принцип работы, устройство и преимущества

Конденсационные котлы отопления – это инновационная разработка, которая успешно применяется в странах ЕС. За счет повышенного КПД устройство позволяет экономить на отоплении, что весьма актуально в наше время. В этой статье я расскажу о его устройстве и особенностях.

Конденсационный котел немецкой фирмы Viessmann.

Конденсационные котлы

Принцип действия

Газовый котел конденсационного типа.

Конденсационные газовые котлы – это разновидность отопительного оборудования, предназначенного для нагрева теплоносителя системы отопления и сантехнической воды (в случае двухконтурного исполнения).

Как и у обычных котлов, здесь имеется:

  • камера сгорания газа;
  • теплообменники;
  • расширительный бак;
  • коаксиальный дымоход;
  • управляющая автоматика;
  • циркуляционный насос.

Однако есть и существенные отличия.

Внешне аппарат не отличается от обычного настенного агрегата.

Начинка устройства не сильно отличается от привычной начинки котла.

Принцип работы устройства основан на том, что при отдаче тепла сгоревшего топлива происходит конденсация паров, образовавшихся из воды, находящейся в природном газе. В результате скрытая в этих парах энергия парообразования не выбрасывается через дымоход на улицу, а идет на дополнительный подогрев теплоносителя.

Снижение дымоходных потерь дает дополнительные 11% тепла.

Как известно, для конденсации воды необходима температура точки росы. В условиях газового котла она равна 57 °С. Следовательно, для работы системы нужно охладить теплообменник или его часть ниже температуры точки росы.

Разница высшей и низшей теплоты сгорания.

Для этого температура обратной подачи теплоносителя должна быть на уровне 40 – 50 °С или ниже. Значит, конденсационный котел будет продуктивно работать только с низкотемпературной высокоинерционной системой отопления. Это может быть «теплый пол» или панельное отопление.

Принцип действия конденсационного агрегата.

Еще одним условием эффективной работы устройства является наличие особого теплообменника, который сможет достаточно охладить продукты сгорания топлива. Сначала эти продукты проходят через самую удаленную от обратки часть теплообменника, происходит их предварительное охлаждение, затем они снова проходят через наиболее холодную и близкую к обратке часть экономайзера и охлаждаются ниже 57 °С.

КПД конденсационного котла.

КПД обычного котла.

Водяные пары, которые содержатся в продуктах сгорания, конденсируются на стенках теплообменника и отдают тепловую энергию, высвобождаемую при конденсации. Это, на первый взгляд, незначительное количество тепла способно повысить эффективность работы котла на 9 — 11 % по сравнению с обычным конвекционным устройством.

Напольная модель конденсатного агрегата.

Настенная конденсатная модель.

Итак, перед нами котел, который получает дополнительное тепло за счет доохлаждения продуктов сгорания газа. В результате на стенках теплообменника конденсируется пар, и высвобождаемая энергия идет на подогрев теплоносителя.

Система в комплекте.

Устройство

Устройство конденсатного котла отличается наличием передовых технологий.

В целом устройство конденсатного агрегата напоминает конструкцию обычного газового котла.

Для реализации описанного выше принципа необходимо наличие таких узлов:

  • Специальный теплообменник, выполненный из стойкого к коррозии материала (медь или силумин), который разбит на две секции. В одной из секций происходит основной нагрев теплоносителя, затем продукты сгорания направляются к дополнительной секции с наиболее холодной водой, где водяной пар конденсируется и отдает свою энергию;
  • Закрытая камера сгорания с коаксиальным дымоходом позволяет точнее контролировать процесс движения продуктов горения газа и насыщенность смеси кислородом;
  • Нагнетающий вентилятор перед теплообменником с изменяемым количеством оборотов позволяет поддерживать оптимальное соотношение воздух/газ природный;
  • Дымоход из керамики или термостойкого пластика. Здесь возможно применение пластика, так как температура дыма не превышает 70 °С;
  • Насос для удаления дымовых газов с электронным управлением мощности. Он оптимизирует работу устройства, снижает шум и помогает настроить оптимальный режим;
  • Система удаления конденсата. Осевшая на стенках теплообменника вода выводится в канализацию.

Устройство конденсатного котла.

Два вида теплообменников.

Нагнетающий вентилятор с переменным числом оборотов.

На фото — пластиковый коаксиальный дымоход.

Насос для удаления продуктов сгорания.

Для наиболее продуктивной и комфортной работы устройства необходимо наличие низкотемпературной системы отопления, например, «теплый пол». Однако при работе с обычной системой агрегат также показывает хорошие результаты.

Преимущества использования конденсатных котлов

Настроить аппарат своими руками можно, но лучше позвать специалиста.

Среди преимуществ использования конденсатных агрегатов обычно выделяют такие особенности:

  1. Наиболее эффективное использование тепловой энергии сгорания топлива;
  2. Максимально высокий КПД из всех известных котлов отопления;
  3. Простая инструкция эксплуатации аппарата;
  4. Значительная экономия на оплате энергоресурсов;
  5. Надежная и долговечная работа.

Конденсатный аппарат в интерьере кухни.

Панель управления и настройки.

Важно понимать, что это не инновация на стадии разработки. Устройства успешно применяются во многих странах Европы, и их жители уже давно не спрашивают, что это такое. В некоторых из стран, например, в Великобритании, продают только конденсационные котлы, так как правительство заботится об экономии и общем благополучии граждан.

Эргономичный дизайн – еще один плюс.

Единственным минусом является высокая цена устройства, однако она быстро окупается за счет экономии газа, который в странах Европы стоит очень дорого. Учитывая то, что проблема дороговизны энергоресурсов постепенно становится актуальной для всех, гражданам России тоже следует присмотреться к этой технологии.

Вывод

Мы рассмотрели конденсационный котел и разобрали принцип его работы. Этот аппарат позволяет добиться максимальной эффективности и значительной экономии на отоплении. Еще больше информации вы можете почерпнуть из видео в этой статье, а свои вопросы задавайте в комментариях.

otoplenie-gid.ru

Устройство и принцип работы газовых конденсационных котлов

Прогресс в области производства газового отопительного оборудования шагнул далеко вперед – достаточно изучить функционал представленных в продаже моделей, чтобы убедиться в этом на собственном опыте. Но техника оценивается не только по функциям, но и по другим параметрам – это экономичность и эффективность. И самым продвинутым по данным характеристикам является конденсационный газовый котел, позволяющий по максимуму преобразовать энергию горения газа в тепло, поступающее в отопление.

В этом обзоре мы рассмотрим:

  • Конструкционные особенности газовых конденсационных котлов;
  • Как работает конденсационное оборудование;
  • В чем заключаются плюсы и минусы данных котлов.

В заключение мы пройдемся по самым востребованным среди покупателей моделям и изучим их основные технические характеристики и функционал.

Обычный газовый котел отличается на редкость простой конструкцией. Здесь располагается газовый узел с клапаном, соединенный с горелкой. Над всем этим нависает единственный теплообменник, отвечающий за подогрев теплоносителя до заданной температуры. За поддержку температуры отвечает механическая или электронная система управления. КПД оборудования достигает 90-92%, в зависимости от конструкции выбранного прибора и типа камеры сгорания – модели с закрытыми камерами сжигают топливо более эффективно.

Если одноконтурные газовые котлы устроены просто, то их двухконтурные «коллеги» устроены чуточку сложнее – здесь добавляются вторичный теплообменник (или ставится один битермический) и трехходовой клапан. Все эти узлы отвечают за подготовку горячей воды. Техника отличается неплохим КПД и позволяет избавиться от необходимости покупки дополнительного водонагревателя.

Конденсационные котлы устроены еще сложнее, ведь они отличаются повышенной эффективностью и высоким показателем КПД – он достигает 98%. Здесь используется технология конденсации влаги из выделяющихся продуктов сгорания. Так как в них все еще полно тепла, то их можно отобрать и пустить в систему отопления. Тем самым достигается солидная экономия топлива – в зависимости от модели и условий работы, она составляет до 10%.

Газовые конденсационные котлы включают в себя следующие узлы:

На данный момент конденсационные котлы являются самыми современными и эффективными решениями в области отопительных систем.

  • Камера сгорания – открытая или закрытая. Здесь происходит сгорание поступающего топлива. Причем подавляющее большинство конденсационных агрегатов построено на основе закрытых камер, в то время как модели с открытыми камерами – единичные;
  • Основной теплообменник – здесь происходит основной отбор тепловой энергии, которую уносит горячий теплоноситель;
  • Конденсационный теплообменник – самая важная деталь газового конденсационного котла. Именно здесь происходит конденсация влаги с отдачей тепла в отопительную систему;
  • Вторичный (или битермический) теплообменник и трехходовой клапан – эти узлы отвечают за работу контура ГВС;
  • Управляющая электроника – отвечает за работу всего установленного на борту оборудования;
  • Дренаж – отвечает за отвод конденсата в канализацию.

Конденсационный котел устроен сложнее, чем любой другой конвекционный агрегат. Но именно это позволяет ему по максимуму отбирать тепловую энергию из продуктов сгорания.

Сложность конденсатных котлов напрямую повлияла на их стоимость – они минимум на 30% дороже конвекционных аналогов.

Давайте рассмотрим принцип работы конденсационного газового котла и узнаем, за счет чего он получает дополнительную энергию. Мы уже говорили, что здесь используется принцип конденсации влаги из продуктов сгорания. Если взяться за дымоходную трубу, то мы обнаружим, что она теплая, а в некоторых случаях даже горячая (все зависит от эффективности оборудования). Именно эту тепловую энергию мы и можем отобрать в отопительную систему.

Работает конденсационный котел следующим образом:

Именно наличие второго теплообменника, в котором горячий пар конденсируется и отдает оставшуюся энергию, обуславливает такой высокий КПД всей системы.

  • Газовая горелка выделяет тепловую энергию, которая поглощается основным теплообменником;
  • Продукты сгорания поступают в конденсационный теплообменник большой площади;
  • Проходящий через конденсационный обменник холодный теплоноситель вызывает образование конденсата, забирая тепловую энергию из водяного пара;
  • После этого теплоноситель поступает в основной теплообменник.

Для некоторых может остаться непонятным то, откуда вообще берется водяной пар. Ничего странного здесь нет – он образуется в результате сгорания природного газа. Если мы внимательно посмотрим на химическую формулу протекающей здесь реакции, то мы увидим в ее результатах два основных компонента – это водяной пар и углекислый газ. Именно пар и содержит необходимую нам тепловую энергию.

Конденсационный котел отличается повышенным КПД. Это становится возможным за счет более полного отбора тепла из продуктов сгорания. Производители утверждают, что КПД составляет до 115%, но против законов физики не пойдешь – нельзя получить больше энергии, чем ее затрачено. И столь высокий КПД – это всего лишь маркетинговая уловка, нацеленная на увеличение продаж. В действительности же КПД достигает 98%.

Создавая конденсационный котел, разработчики сделали все возможное, чтобы оборудование получилось экономичным и энергоэффективным. Но эффективность напрямую зависит от температуры теплоносителя в обратной трубе. Чем она ниже, тем лучше, оптимальный показатель – от +30 до +40 градусов. Если же температура будет высокой, никакой конденсации не будет – тепло улетит в атмосферу, а КПД упадет. Поэтому теплоноситель сначала поступает в конденсационный, и лишь потом в основной теплообменник.

Иными словами, для того чтобы можно было экономить на газовом топливе за счет высокого КПД, необходимо создать отопительную систему со сравнительно низкой температурой теплоносителя – оптимальным соотношением станет +30 градусов на обратной трубе и +50 на подающей.

Конденсационный котел – это уникальное оборудование, созданное разработчиками теплотехники. Оно заботится об окружающей среде и позволяет экономить на газовом топливе. Котлы конденсационного типа широко распространены в европейских странах, где люди заботятся о своем благосостоянии и о природе. И там они являются лидерами покупательского спроса.

На территории России конденсационный котел является редкостью – потребители не готовы сломя голову менять оборудование на более чистую, с точки зрения экологию, технику. И все дело в ее высокой стоимости, ведь отдельные модели стоят до двух раз дороже. Но те, кто умеет считать и дружат с математикой, знают, что первоначальные затраты оправдываются за счет экономии на топливе. Нужно лишь правильно настроить оборудование, чтобы оно работало в оптимальном температурном режиме.

Давайте рассмотрим плюсы и минусы конденсационного котла – начнем с положительных качеств:

Если Вам кажется, что 10-ти процентная экономия не так велика, то просто посчитайте сколько денег Вы потратите на газ хотя бы за ближайшие 5-7 лет. Уверяем, цифры Вас неприятно удивят.

  • Экономия на газовом топливе – здесь нас ждет реальная экономия, достигающая 10% и даже чуть больше. То есть, если мы как следует поработаем над уменьшением тепловых потерь в своем жилище и установим конденсационный котел, экономия на газовом топливе составит до 20-25%. Например, расход газа у котла на 20 кВт составляет менее 2 куб. м/час, в то время как у аналогичных конвекционных моделей он составляет примерно 2,2 куб. м/час;
  • Снижение нагрузки на окружающую среду – чем эффективнее перерабатывается топливо, тем лучше для природы. Плохо, что понимает это далеко не каждый человек;
  • Низкая температура продуктов сгорания – так как тепловая энергия отбирается практически полностью, температура газов на выходе газового котла получается крайне низкой;
  • Возможность беспрепятственного использования с водяными полами – им как раз необходима невысокая температура теплоносителя. В традиционном высокотемпературном отоплении газовые конденсационные котлы станут пустой тратой денег;
  • Широкий выбор моделей – любой мощности (до 50 кВт и больше), одноконтурные и двухконтурные, напольные и настенные, с открытой (редкость) и закрытой камерами сгорания.

Есть и минусы:

  • Низкая температура теплоносителя потребует перерасчета количества секций в радиаторах – от этого никуда не деться. Но можно поступить по-другому, установив вместо традиционных батарей малогабаритные плинтусные конвекторы или теплые полы;
  • Высокая стоимость газовых конденсационных котлов – если взять аналогичную конвекционную модель, то при равной мощности, характеристиках и возможностях она будет стоить дешевле (в среднем конденсационные модели на 30-80% дороже);
  • Необходимость в отводе конденсата – его излишки удаляются в канализационную систему;
  • Уменьшение КПД при росте температуры – если вдруг вам захочется прибавить газ, чтобы в комнатах было теплее, КПД начнет быстро падать;
  • Энергозависимость – все газовые конденсационные котлы нуждаются в электроэнергии. Поэтому потребителям придется позаботиться о резерве;
  • Отзывы пользователей свидетельствуют о небольшом ресурсе конденсационного теплообменника – он быстро изнашивается, несмотря на то, что сделан из нержавеющей стали или силумина.

Некоторые минусы действительно критичны, но с ними приходится мириться.

В целом люди позиционируют современные газовые котлы как очень сложные и немного хлипкие аппараты. Но если брать технику не из низшей ценовой категории, то она порадует выносливостью и продолжительным сроком службы.

Давайте теперь посмотрим, что мы можем купить на российском рынке и по каким ценам. И в этом разделе мы затронем три самые востребованные модели, получившие высшие оценки пользовательской аудитории.

Было бы странно, если бы первое место заняла продукция иного бренда. Перед нами типичный настенный конденсационный газовый котел мощностью 20 кВт. Причем мощность регулируемая, нижняя планка – 3,4 кВт. Теплообменник выполнен из нержавеющей стали, внутри агрегата уже предусмотрена вся необходимая обвязка. Температура теплоносителя может регулироваться в самых широких пределах – от +25 до +80 градусов. Температура в контуре ГВС – от + 35 до +60 градусов с производительностью до 13,8 л/мин.

Газовый отопительный конденсационный котел от Baxi может работать как с традиционными батареями, так и с системами теплых полов. Он оснащается собственной панелью управления, но для большего удобства к нему рекомендуется подключить комнатный термостат. Также на борту имеются все необходимые системы безопасности и автодиагностика. Стоимость агрегата не самая высокая – в пределах 45-50 тыс. рублей.

Дорогой, производительный и надежный – именно так мы можем охарактеризовать конденсационный котел от еще одного именитого производителя. Потребление газового топлива при мощности в 46,4 кВт составляет 4,8 куб. м/час. Температура теплоносителя – от +40 до +85 градусов, первичный теплообменник выполнен из нержавеющей стали. На борту присутствуют обвязка, самодиагностика, система электронной модуляции пламени. Модель одноконтурная, поэтому задачу с организацией горячего водоснабжения придется решать альтернативными способами.

Учитывая высокую мощность данного агрегата и бренд производителя, на его покупку придется потратить 135-140 тыс. рублей.

Компания Buderus радует своих потребителей надежной техникой. А ее конденсационный газовый котел Logamax plus GB172-42 i получился на редкость удачным и даже красивым – он наделен внушительной черной передней панелью (также присутствует модификация с белой панелью). Если у вас черная кухня (данное оборудование часто монтируется в кухонных помещениях), то он станет идеальной покупкой. Тепловая мощность агрегата варьируется от 5,9 до 41,9 кВт. Его основу составляет новейший теплообменник из прочного алюминиевого сплава. Контура ГВС на борту нет, но он реализован в младшей модели мощностью 30 кВт. Примечательной особенностью данной модели является поддержка дистанционного управления через интернет.

Средняя стоимость данного конденсационного газового котла варьируется в пределах 95-105 тыс. рублей, хотя встречаются и более дорогие предложения.

remont-system.ru


Смотрите также