Выбираем конденсационный котел для дома. Устройство и принцип работы газовых конденсационных котлов Конденсационный режим работы котла

Благодаря своим конструктивным особенностям и принципу работы конденсационные котлы намного эффективнее и экономичнее используют топливную энергию, чем традиционные газовые агрегаты. Несмотря на то, что цена конденсационного оборудования пока еще высока, домовладельцы все чаще делают выбор в его пользу. И это не удивительно – КПД котла достигает показателя до 98%, а экономия газа доходит до 20%. Специалисты утверждают, что за конденсационной техникой – будущее.

Принцип работы конденсационных котлов

Стоимость топлива год от года становятся выше, поэтому энергосберегающие технологии уверенно набирают популярность. Конденсационные котлы появились еще в середине прошлого столетия, но они не сразу смогли завоевать доверие потребителей. В то время приборы были ненадежны, и производителям пришлось дорабатывать их конструкцию. В результате они добились того, что данные модели котов отопления заняли лидирующие позиции на рынке.

Интересным является тот факт, что европейские страны стимулируют и поддерживают своих граждан, решивших купить конденсационный газовый котел, путем предоставления кредитов под минимальные проценты.

Обычный котел отопления, работающий на природном газе, использует только часть энергии, получаемую при сгорании топлива. Отработанные газы, имеющие достаточно высокую температуру и мощный потенциал, через дымоход отводятся в атмосферу, отдавая неиспользованное тепло наружному воздуху. Конденсационный газовый агрегат более эффективно задействует тепловые ресурсы, выделяемые не только при сгорании газа, но и при конденсации паров воды, содержащихся в дыме. Поступающий в отдельный теплообменник пар, охлаждаясь, превращается в жидкость, называемую конденсатом. При этом освобождается некоторое количество теплоты. Влага отводится в конденсатосборник, а тепловая энергия – в систему отопления.

Обычный газовый котел при работе использует низшую теплоту сгорания, тогда как оборудование конденсационного типа – высшую, состоящую из тепла, выделяемого при сгорании топлива, и теплоты, появляющейся при конденсации. В этом и состоит более эффективное использование природного газа и экономичность, а также увеличенные показатели КПД, которыми отличаются не только напольные агрегаты, но и настенные приборы отопления.

Рассматриваемое оборудование конденсационного типа великолепно подходит как для систем радиаторного отопления и горячего водоснабжения, так и для устройства «теплого пола».

Конструкция конденсационных приборов отопления

Любой из котлов имеет теплообменник, в котором нагревается теплоноситель, поступающий затем в обогревательную систему дома через разводку труб. Газовые котлы конденсационного принципа действия оснащаются двумя теплообменниками, первый из которых функционирует по традиционной схеме, а второй, конденсационный, - включается в работу позже.

Вторичный теплообменник представляет собой конструкцию труб сложного сечения, имеющих спиралевидные ребра. Такая форма позволяет значительно увеличить площадь, контактирующую с паром. Дымовые газы в дополнительном теплообменнике нагревают теплоноситель, поступающий из обратной магистрали. В этот момент водяной пар охлаждается до точки росы, в результате чего появляется конденсат.

Иными словами, в конденсационном котле часть энергии возвращается для повторного использования, тогда как при работе обычного котла она безвозвратно улетучивается в атмосферу вместе с паром.

Для изготовления вторичных теплообменников используют нержавеющую сталь, а также покрытия из алюминиево-кремниевых сплавов, называемых силумином. Это защищает прибор от химически агрессивного конденсата.

Газовые конденсационные котлы комплектуются высокотехнологичными горелками. Их особенность состоит в том, что в режиме горения они обеспечивают постоянный контроль над пропорциями смешения газо-воздушной смеси, соблюдая оптимальное соотношение. Конструкция отопительных приборов имеет камеру сгорания закрытого типа, изолированную от помещения. Поэтому рассматриваемые котлы относятся к сравнительно безопасному оборудованию.

Внешне энергосберегающие и традиционные газовые котлы практически ничем не отличаются. Производители выпускают настенные модели и напольные, в одноконтурном исполнении и многоконтурном. Но следует обратить внимание на то, что конденсационное оборудование обладает большей мощностью при одинаковых габаритах. К примеру, настенные котлы, использующие теплоту воздушного пара, могут иметь мощность до 110кВт, в то время как обычные газовые агрегаты мощностью более 40кВт выпускаются уже в напольном исполнении.

Современные модели котлов отопления, использующих конденсационный принцип работы, выпускаются в двух модификациях – с сухой или мокрой теплоотдачей. Первый вариант предназначается для жилых домов, а второй, более эффективный и дорогостоящий – для котельных. Но котлы с мокрой теплоотдачей до конца еще не доработаны, т.к. находятся еще в стадии разработки.

Утилизация конденсата

За сутки конденсационный котел вырабатывает достаточно большой объем конденсата. Он зависит от мощности оборудования и может составлять 30 и более литров. Агрессивную жидкость напрямую в бытовую канализацию сливать не допускается, поэтому современные газовые отопительные приборы производители оснащают нейтрализаторами.

Дополнительное устройство представляет собой отдельный резервуар, в который попадает кислотный конденсат. Он проходит сквозь слой щелочных металлов (магний и калий), в результате чего происходит химическая реакция. В итоге конденсат разлагается на углекислый газ и воду, которую уже можно сливать в систему канализации.

Насколько выгодно использование конденсационных котлов

Есть много мнений по поводу экономической выгоды от применения конденсационного газового оборудования в отечественных условиях. Дело в том, что для потребителей в России цена на газ предоставляется значительно ниже, чем для жителей европейских государств. Поэтому некоторые знатоки утверждают, что окупаться конденсационные котлы в наших условиях будут не менее десяти лет. Но это не соответствует действительности.

Во-первых, газ не настолько дешев, как хотелось бы. Во-вторых, отзывы владельцев котлов отопления говорят о том, что существенная экономия может быть видна уже на 2-4 году эксплуатации. Этот период зависит от технических характеристик оборудования, таких как мощность, и от дополнительной комплектации.

Для наглядности следует рассмотреть некоторые примеры.

Бюджетный вариант

Конденсационный котел со встроенным теплообменником для частного дома, предполагающего тепловую нагрузку до 30кВт с наиболее простой разводкой и подключением только радиаторов отопления, по сравнению с традиционным котлом обойдется дороже на треть. Но эксплуатационные затраты при максимальных нагрузках позволят вернуть эту разницу уже через 3,5-4 года с учетом ежегодного повышения цены на газ. В дальнейшем, конденсационный котел начнет существенно экономить затраты на топливо, с каждый годом становясь все выгоднее.

Продвинутый вариант

Цена традиционного котла (с учетом приобретения комплекта дополнительных устройств) для дома, требующего тепловой нагрузки примерно в 35кВт, с многоконтурной системой разводки отопления и наличием 200-литровой водогрейной емкости окажется выше конденсационного газового оборудования. Поэтому об окупаемости здесь говорить не приходится. Получается, что конденсационный котел, предназначенный для средних тепловых нагрузок, с первого дня начинает экономить средства хозяина.

Высоко продвинутый вариант

В данной категории можно рассмотреть многоконтурные котлы с тепловой нагрузкой, достигающей 60кВт. В этом случае потребуется доукомплектовать уже конденсационный котел, поэтому его цена окажется выше на 15-20%. Но разница, с учетом подорожания газа, сравняется раньше, чем при бюджетной варианте. Об окупаемости можно будет говорить через 2,5-3 года.

Отзывы специалистов и потребителей говорят о том, что конденсационным отопительным котлам отдают предпочтение те владельцы, которые умеют считать свои деньги. Они понимают, что кроме экономии на оплате счетов за газ, подобное оборудование прослужит как минимум в два раза дольше, по сравнению с обычным газовым прибором.

Но не стоит забывать о том, что эффективность конденсационного оборудования будет зависеть от нескольких факторов:

возраста котла;
правильного соотношения обогреваемого объема и мощностных характеристик агрегата;
использования современных газовых горелок.

Монтаж напольных газовых котлов

В напольном исполнении изготавливают котлы большой мощности. Их устанавливают в отдельных помещениях, в которых имеется возможность организации лополнительной вентиляции. Процесс монтажа осуществляется поэтапно.

На стадии подготовительных работ выполняется устройство фундамента в виде бетонной подушки высотой 100-200мм или установка опорной рамы.
Определяются и организовываются места подключения к котельному оборудованию дымохода, подающих и возвратных труб отопления.
На подготовленное основание устанавливается газовый котел по горизонтальному уровню. Его регулировка производится винтовыми ножками.
Осуществляется подсоединение агрегата к трубопроводам системы циркуляции теплоносителя. При этом учитывается, что двухконтурные и многоконтурные котлы имеют дополнительные патрубки и гибкие обвязки.

Перед входом в котел отопления на возвратной трубе в обязательном порядке ставится специальный фильтр грубой очистки для предотвращения попадания в теплообменник окалин или ржавчины.

Агрегат подключают к газопроводу при помощи медных труб или гибких шлангов. На входящий патрубок монтируют вентиль. Отводной патрубок соединяют с дымоходом.
Проверяют швы и соединения на герметичность, а давление газа в трубопроводе – на соответствие нормативным требованиям.

Вне зависимости от модели, напольные газовые котлы разрешается монтировать в помещениях с высотой потолка не менее двух метров. Для одного агрегата требуется минимальный объем пространства 7,5 м3 и обязательное вентиляционное отверстие, служащее для притока воздуха извне.

Минимальное расстояние от стены, выполненной из негорючих материалов, допускается принимать в 100мм. В качестве изолирующего материала используют кровельную сталь толщиной не менее трех миллиметров.

На полу под газовым котлом требуется укладывать негорючие покрытия. Это может быть:

лист стали;
кафель;
натуральный камень;
цементная стяжка;
керамзитобетонные плиты.

Монтаж котлов настенных моделей

Настенные приборы устанавливают после подготовки электроподводки и соединений с гидравлическими и газовыми контурами, что делается при помощи прилагаемых шаблонов. Перед этим определяется:

место расположения отопительного прибора;
возможность устройства коммуникаций;
допустимость организации правильного отвода продуктов сгорания.

Крепить настенный котел отопления требуется к надежному основанию. В большинстве случаев для этого используют несущие стены или специально установленный каркас в виде рам, консолей, подвесов, стоек и т.д. Производители предоставляют ассортимент приспособлений и арматурных присоединений, поставляемых в комплекте с оборудованием, либо приобретаемых отдельно. Также настенный агрегат может фиксироваться к вертикальному ограждению при помощи монтажной рамы, изготавливаемой под определенную модель отопительного прибора. Ее использование в комплекте с декоративными панелями и крышками позволяет гармонично вписать конденсационную технику в интерьер помещения.

После установки котла на стену приступают к его непосредственному подключению к подведенным инженерным сетям и коммуникациям.

Патрубок, отвечающий за отведение угарных газов, соединяют через гофрированные трубы с дымоходом. При этом не допускается их резких перегибов. Дымоход не должен располагаться на расстоянии менее 100мм от легко воспламеняющихся поверхностей. В любом случае будет лучше выполнить их изоляцию.

На газовых патрубках устанавливают вентили и проверяют газопроводы на герметичность. Настенный котел должен подключать специалист, проводя соответствующие испытания и продувку труб.

Для возможности подсоединения оборудования к электросети 220В потребуется установление розетки и наличие стабилизатора. Не следует забывать о заземлении конденсационных котлов, а также о том, что соприкосновение кабеля к горячим элементам может привести к его расплавлению и выходу из строя. Требование по безопасности должны соблюдаться беспрекословно.

Водный контур к настенному котлу подсоединяют, придерживаясь соответствующих схем, поставляемых вместе с оборудованием.

Особенности дымоходов для конденсационных котлов

На настенные и напольные котлы конденсационного типа устанавливают готовые дымоходные трубы, изготовленные из пластика или алюминия. По конструкции они могут быть:

коаксиальными, представляющими собой конструкцию «труба в трубе»;
двухтрубными, разделенными на дымоотводящий и воздухозаборный сегмент.

Низкая температура отработанных газов, выходящих через дымоходную трубу, допускает использование в отводной системе пластика. При температуре 35-70 градусов он не деформируется, не плавится и прекрасно справляется со своими функциями.

Данное обстоятельство существенно помогает при замене старого котла, имеющего кирпичный дымоход, на новое оборудование. Обычный газовый котел потребует демонтажа старой дымовой трубы, так как из-за температурных колебаний и агрессивного конденсата кладка слишком быстро разрушится. Чтобы предотвратить аварийную ситуацию, придется заранее подумать о монтаже антикоррозионного, газонепроницаемого дымоотвода из нержавейки или о полимерных вкладышах, цена которых достаточно высока.

Для конденсационного котла можно ограничиться гильзованием старого дымохода пластиком, что выйдет намного дешевле.

Мифы о конденсационных котлах

Популярность любого продукта всегда порождает множественные слухи и мифы, которые не всегда отражают действительность. Не исключением являются и конденсационные котлы, как настенные, так и напольные. Попробуем разобраться в некоторых из них.

Цена

Знатоки утверждают, что конденсационные котлы дороже традиционных газовых агрегатов. Но это только при поверхностном взгляде на ценник или прайс-лист. Разобравшись в вопросе, можно понять, что оборудование различается не только по цене и варианту исполнения (настенные или напольные, одно- или двухконтурные устройства), но и по тепловой мощности.

Обратив внимание на технические характеристики газовых котлов разного принципа действия, а также сравнив два агрегата с одинаковыми показателями и возможностями, можно убедиться в том, что окончательная цена традиционного оборудования нередко бывает выше конденсационного. А если учесть, что к обычным газовым котлам требуется докупать дополнительные устройства, цена которых может быть существенной, то вопрос о более высокой стоимости конденсационной техники отпадет сам собой.

КПД

Многие производители заявляют, что их конденсационные котлы имеют КПД более 100%. Данное утверждение вызывает двоякое чувство. С одной стороны, оно достаточно привлекательно для потребителей, а с другой – вызывает недоумение.

Использование дополнительного тепла, конечно же, поднимает эффективность использования данного вида оборудования и повышает КПД. Но говорить о коэффициенте, превышающем 100%, можно лишь условно.

Дело в том, что для облегчения сравнения двух видов газового отопительного оборудования расчет КПД производят по методике определения показателя для традиционных котлов, использующих только низшую теплоту сгорания. И здесь не учитывается теплота конденсации, добавляющая к КПД 7-9%. Конденсационные установки стопроцентно задействуют низшую теплоту и ее часть, возникшую вследствие процесса конденсации, из чего и складывается показатель 107-109%. На самом деле КПД не поднимается выше 98%.

Дымоход

Несмотря на мнения о необходимости устройства для конденсационных устройств дымоходов из кислотоустойчивых материалов, цена которых достаточно высока, они мало чем отличаются от обычных дымовых труб, устанавливаемых в системах газовых агрегатов с закрытой топкой.

Отработанные продукты сгорания отводятся принудительно, поэтому рассматриваемые котлы могут подключаться к различным системам дымоотведения. Главное, чтобы соблюдалась герметичность конструкции.

Конденсат

Многие потребители уверены в том, что при работе котла возникают проблемы, связанные с появлением конденсата. Но производители конденсационного оборудования закладывают в конструкцию приборов системы нейтрализации и утилизации агрессивной влаги. Для обычных газовых агрегатов, в дымоходах которых хотя и в меньших количествах, но присутствует конденсат, отводчики и нейтрализаторы устанавливаются дополнительно.

Известные производители

Рынок отопительного оборудования разнообразен и обширен. Отечественные и зарубежные производители предлагают огромный ассортимент котлов, отличающихся своими габаритами, мощностью и видом используемого топлива. Среди наиболее известных производителей конденсационной техники можно выделить несколько компаний.

Германская компания появилась в 1917 году как мастерская по выпуску сельхозмашин, а уже через 10 лет ее основателем Иоганном Виссманном был разработан и выпущен первый котел. До сих пор предприятие возглавляет один из представителей семьи, уже в третьем поколении.

Сегодня в состав Viessmann входит несколько компаний, специализирующихся на отопительных системах, а также вентиляционных и холодильных установках. Ее продукция в большей степени производится на экспорт, а производственные площадки расположены в 11 странах. Первый конденсационный котел компания выпустила в 1992 году.

Небольшая частная фирма была основана прусским инженером Йоханом Вайллантом в 1874 году. Благодаря незаурядным способностям хозяина, она достаточно быстро добилась успеха. С 1894 года компания начала выпуск газового оборудования, а сегодня Vaillant Group, имеющую заводы в 7 странах, знают во всем мире, в том числе и по ее разработкам в области энергосберегающего оборудования.

Bosch

Мастерская, основанная в 1886 году немецким изобретателем-исследователем Робертом Бошем, долгое время ничего общего с отопительными котлами не имела. Лишь в 1929 году основателем компании было принято решение о ее реструктуризации и переходу на более обширную сферу деятельности. С этого времени в структуру корпорации влились многие предприятия, в том числе и фирмы по производству бытового котельного оборудования.

История немецкого предприятия Buderus началась в 1731 году, когда его основатель Иоганн Вильгельм Будерус арендовал небольшой металлургический завод, где выпускались чугунные детали для печей. В 1898 году предприятием был получен патент на собственные секционные котлы, а в 1981 году – представлено конденсационное чугунное оборудование. С 2003 года торговая марка Buderus принадлежит группе компаний Robert Bosch GmbH.

Baxi

Предприятие появилось в 1866 году в Англии. Оно было основано в партнерстве Ричарда Баксендаля с Иосифом Хилдом, а использована торговая марка Baxi была лишь в 1930 году при выпуске одной из систем отопления. Сегодня на российский рынок поступают котлы итальянского производства Baxi S.p.A., относящегося к одному из предприятий холдинга Baxi Group.

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

Принцип работы и внутреннее устройство

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

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

Особенности теплообменников конденсационных устройств

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

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

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

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

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

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

Конденсационный котёл газовый изготавливается с одним или двумя теплообменниками:

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

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

Преимущества конденсационного отопительного газового оборудования

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

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

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

Компании-производители отопительного оборудования рассматриваемого типа

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

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

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

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

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

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

Энергосберегающие технологии и экономное использование с максимальной эффективностью энергоресурсов становятся все более актуальными темами. Конденсационные котлы - это результат применения последних уникальных технологий в технике используемой для отопления. Они имеют самый высокий КПД – на 15-17% выше, чем у обычных атмосферных котлов, срок службы длительнее в 2 - 3 раза, широкий диапазон мощностей (до 100 кВт и более).

Благодаря своей эффективности конденсационные котлы имеют высокую популярность в Европе, например в Германии 70% отопительных котлов составляют конденсационные.

Принципы работы конденсационного котла основан на получении и передаче теплоносителю дополнительной тепловой энергии, выделенной в процессе конденсации водяных паров.

В газовом котле прямого горения, передача тепловой энергии теплоносителю происходит путем нагрева теплообменника газовой горелкой в которой происходит процессе сгорания газа. Одним из составляющих образующихся в процессе сгорания газов, являются пары воды, которые в свою очередь появляются в результате сгорания водорода, присутствующем в природном газе. Часть водяных паров из отопительного котла вместе с дымогарными газами выходят через дымоход в атмосферу, а часть в виде конденсата отводится через конденсационную трубку дымохода (обычно в санузел).

В газовых котлах прямого горения конденсация – негативный фактор, в конденсационных котлах процесс конденсации водяных паров – главное условие на котором основана работы котла.

Устроен таким образом, что водяные пары имея температуру от 130 до 150 °C охлаждаются теплоносителем из обратной линии системы отопления до температуры ниже 57°C. Именно при такой температуре происходит конденсация воды, а скрытая тепловая энергия от процесса конденсации передается самому теплоносителю и добавляется к теплоте, полученной в результате сгорания природного газа. Как видно, для обеспечения процесса конденсации водяного пара задействуется теплоноситель обратной линии отопительной системы.

Чем ниже температура теплоносителя обратной линии в котле, тем больше выделяется теплоты конденсации, и, соответственно выше КПД котла – это главный принцип работы любого конденсационного котла.

Достичь максимального КПД конденсационного котла удается при температуре в обратной линии 50 – 30 °С. В процессе конденсации образуется слегка кислая среда, 3-5 pH, поэтому материалы из которых изготовлены узлы котла, используемые в зонах увлажнения должны быть устойчивые к кислотности. В зонах высокой температуры наиболее часто используются алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь, в области низких температур наиболее экономически эффективными являются пластмассы (например полипропилен).

Теплообменники конденсационных котлов изготовлены с использованием нержавеющей стали и алюминия, оснащены системой сбора и отвода конденсата, а также нагнетающим вентилятором со ступенчатой системой мощности. Управляя числом оборотов вентилятора достигается оптимальное соотношение воздуха и газа для процесса горения и достигать высокого КПД. Для эффективного процесса сгорания газа применяются энжекционные горелки с модуляцией пламени. Удаление продуктов горения газов происходит принудительно через коаксиальную трубу. Температура дымогарных газов составляет 40-50 °C

ЭСПЛУАТАЦИЯ

Для достижения максимального КПД конденсационный котел необходимо эксплуатировать в определенном диапазоне температур. Если рабочий режим температур составляет от 60 до 80°C будет происходить незначительная конденсация водяного пара и КПД конденсационного котла составит приблизительно 98 %. Для сравнения у традиционного дымоходного газового котла КПД составляет 92 % – разница есть, но она не существенна. Если рабочий температурный режим системы отопления будет составлять от 53 до 30 °C, тогда будет происходить значительная конденсация водяного пара и КПД возрастет до 107-111%. При расчете КПД за 100% принимается тепловая энергия от сгорания газа, к ней суммируется энергия полученная от процесса конденсации, поэтому получается величина больше 100%.

Основное условие достижения максимальной эффективности – использовать конденсационные котлы на низкотемпературных отопительных системах, желательно специально спроектированных под них, с режимом температур не выше 60-40°С, максимум 70-50°С).

Наиболее соответствуют этим требованиям системы теплых полов с температурой подачи теплоносителя 40-45°С и температурой обратной линии 35-30°С, менее подходят, радиаторные системы отопления с температурой подачи теплоносителя до 70°С и температурой обратной линии 50°С.

Современные энергосберегающие технологии позволяют существенно экономить на отоплении, конденсационные котлы позволяют еще более снизить затраты на энергоресурсы и улучшить комфорт проживания.

Принцип работы газового котла

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

Принцип работы

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

Что в них происходит?

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

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

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

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

Устройство

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

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

Есть несколько технических решений, которые помогают добиться желаемого результата:

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

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

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

Плюсы конденсационного агрегата

Настенный газовый конденсационный котел Buderus

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

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

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

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

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

Реальное положение вещей

Устройство котла

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

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

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

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

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

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

Схема котла газового

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

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

Заключение по теме

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

Создают комфортный микроклимат в помещении и являются высокоэффективной системой отопления. По сравнению с традиционными котлами, конденсационные настенные котлы имеют бесспорное преимущество − экономия расхода газа примерно на 11-15%.

Конденсационный двухконтурный газовый котел, как и одноконтурный конденсационный котел, работают на обогрев помещения при помощи тепловой энергии, выделяемой после того, как произошло полное сгорание энергоносителя. Внутри экономайзера находятся продукты горения, которые не пропадают, а превращаются в конденсат и используются в процессе выделения тепла.

Газовый настенный конденсационный котел использует топливную энергию по максимуму, результатом чего является реальная экономия на обогреве помещения.

Принцип работы, виды конденсационных котлов. Основные компоненты

Суть работы конденсационных котлов заключается в том, что тепло они берут как у газа, так и у продуктов сгорания. В обыкновенном газовом котле в дымоход идут очень горячие продукты сгорания, которые через дымоотводную трубу выбрасываются в атмосферу. Некоторый процент тепла теряется, потому что вместе с газами уходит и пар.

В первую очередь − это резервуар для сбора конденсата, в который конденсат попадает через отдельный слив.
Горелка – регулирует подачу воздуха и газа.
Система контроля управления.
Теплообменник – часть котла, которая сделана из стойких к кислоте и коррозиям материалов (кислостойкая сталь, алюминиево-кремневый сплав), потому что конденсат это и есть легкая кислота. В некоторых моделях используют основной и конденсационный теплообменники.

Эксплуатационные преимущества конденсационных котлов

Газовый настенный конденсационный котел, как и напольный, обладает рядом положительных свойств:

практически бесшумная работа. Устранить шумовые эффекты помогают особенности конструкции котла, что очень удобно при использовании его внутри жилого помещения;
максимальная мощность достигается при низкой температуре отопления;
экологичность и длительный срок службы. Благодаря высококачественным материалам срок службы таких котлов в 2 и более раза превышает срок службы обычных газовых котлов. А новые технологии конструкции горелок значительно уменьшают количество вредных выбросов;
экономичность, за счет возможности модуляции мощности котла. Экономия, по сравнению с традиционными аналогами составляет примерно 10%.

Это далеко не все плюсы конденсационных газовых котлов, однако, это основные его положительные характеристики, которые сориентируют и помогут при выборе.

Настенные конденсационный двухконтурные газовые котлы, как и одноконтурные, применяются либо в совокупности с системой теплого пола, либо для радиаторного отопления.

Недостатки конденсационных котлов. Основные компоненты

Естественно, как и любая другая техника, имеют конденсационные недостатки. Конденсационные котлы, недостатки:

стоимость. Конденсационные газовые котлы в среднем на 50% дороже обычных газовых котлов;
необходимость установки отдельного резервуара для конденсата. В этих котлах конденсат нельзя сливать в септик, потому как он сразу убьёт все бактерии в септике. Поэтому придётся установить специальный резервуар определенного объема;
неэффективность при очень низких температурах.

Эти недостатки конденсационных газовых котлов обязательно стоить учесть перед их покупкой и установкой. Перед приобретением нужно узнать, что такое конденсационный газовый котел, принципы работы и, уже, зная все плюсы и минусы, можно сделать свой выбор либо в сторону экономичности, либо в сторону качества и эффективности.

В любой стране, имеющей четко выраженный холодный период, проблема обогрева жилья является одной из основных для обеспечения комфортных условий проживания....

Экономить энергию стремятся все: производители автомобилей, бытовой техники, окон и дверей. Инженеры работают над технологиями, способными сохранить тепло в доме,...

Категории

Выбор редакции