Газовые конденсационные котлы отопления принцип работы. Что такое конденсационный газовый котел и как он работает. Сравнение конденсационных котлов

По статистике, для создания в жилище автономного отопления, большинство россиян приобретают газовые отопительные системы, которые по праву считаются наиболее экономичными и экологичными.

Современная промышленность предлагает огромный выбор котельного оборудования, различающегося по многим параметрам, среди которых наиболее распространённым является тепловая мощность, функциональность, способ монтажа и отведения отработанных газов. В этой публикации будут затронуты водогрейные газовые котлы, которые имеют некоторые конструктивные отличия от традиционных отопительных установок. Речь идет о котельном оборудовании конденсационного и парапетного типа.

Энергия от конденсации пара

Чтобы понять, что такое газовый конденсационный котел, нужно, прежде всего, рассмотреть принцип работы традиционной котельной установки. При сжигании газа выделяется тепло, которое разогревает теплообменник, и соответственно, проходящий по нему теплоноситель. После чего, нагретый теплоноситель поступает в радиаторы, где и происходит теплообмен, между воздухом и теплоносителем, а продукты горения выводятся через дымоход.

Из школьного курса химии все знают, что горение – это процесс окисления, происходящий с большим выделением тепловой энергии. При сгорании газовоздушной смеси происходит выделение углекислоты и воды, которая находится в парообразном состоянии. Для того чтобы превратить воду в пар затрачивается колоссальное количество энергии.

Принцип работы конденсационного газового котла заключается в превращении водяного пара, находящегося в продуктах горения топлива, обратно в воду. При конденсации пар отдает накопленное тепло поверхности теплообменника.

Работает это так: обратка из системы отопления поступает в конденсационную теплообменную камеру котла, через который проходят отработанные газы. Температура теплоносителя, поступающего из системы значительно ниже, температуры водяного пара из продуктов горения. Пар конденсируется на стенках теплообменника, отдавая накопленную тепловую энергию теплоносителю, который, будучи теплым, поступает в первичный теплообменник, где и происходит его основной нагрев до номинальной температуры.

Нагретый теплоноситель обратно поступает в систему отопления, а конденсат отводится через дренаж в канализацию. Кислотность конденсата, обычно, не превышает 3,5 единиц: сброс его в канализацию не нарушает установленных норм.

У котлоагрегатов данного типа КПД достигает до 98%, при меньшем расходе топлива (по сравнению с традиционными установками при одинаковых технических параметрах).

Эффективность котла зависит от температуры поступающего в котельное оборудование теплоносителя: чем она ниже, тем КПД устройства выше. Наиболее эффективной работа данного устройства становится при температурах прямого и обратного тока теплоносителя 40/30°С.

Парапетные установки

В связи с огромным ассортиментом отопительной техники, представленной на российском рынке климатической техники, многих наших соотечественников интересует вопрос: « Что такое парапетные газовые котлы?»

Несмотря на такое, несколько мудреное название – это полностью энергонезависимые котлоагрегаты, с герметичной топочной камерой, которые представляют собой некий симбиоз газового котла с конвектором. Область применения такой техники обширна: от производственных помещений, до обогрева городских квартир и частных домов, в которых не предусмотрен стационарный дымоход. Отвод продуктов горения и подвод необходимого для нормального сгорания газа воздуха осуществляется через коаксиальный дымоотвод.

Так как данный тип теплогенераторов – энергонезависим, то использоваться он будет только в системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Устройство парапетного котлоагрегата:

• Корпус, изготовленный из толстостенной стали. Не него установлен легкосъемный декоративный кожух со смотровой дверцей. Благодаря перфорации, данный отопительный прибор, не подключенный к системе отопления, выполняет функцию конвектора.
• Блок горелок с газовым клапаном. Блок состоит из основной и пилотной горелки и смонтирован на легкосъемной каркасной конструкции. В состав пилотной горелки входит термопара и искрового электрода.
• Герметичная топочная камера.
• Теплообменник с медным змеевиком.
• Коаксиальный дымоотвод, по которому выводятся отработанные газы, и поступает уличный воздух.
• Блок энергонезависимой автоматики и регулирования.

Данный тип установок оснащается термометром, системой пьезорозжига и дымо-водушным блоком.

Отличительной чертой парапетных теплогенераторов является конструкция теплообменника с медным или стальным водонагревательным змеевиком. Во внутренней части теплообменника установлены спиралевидные турболизаторы, которые предназначены для снижения скорости движения отработанных газов. Такая конструкция позволяет значительно увеличить контакт разогретых газов с поверхностью теплообменника, а, следовательно, и теплоотдачу.

Как отрегулировать работу газовой установки

Многие владельцы отопительной техники спрашивают, как отрегулировать парапетный котел? Мы настоятельно не рекомендуем производить регулировку котла самостоятельно. Предупреждаем, данная инструкция дана только в ознакомительных целях.

Сразу оговоримся, что вмешательство в работу газового оборудования, в нашей стране запрещено законом. Его самостоятельная регулировка работы может привести к снижению эффективности, выходу из строя оборудования и другим нежелательным последствиям. Конденсационные котлы должны регулироваться специалистами, имеющими допуск и опыт в данном виде деятельности.

Регулировка работы котла, как правило, заключается в настройке газового клапана. На блоке горелок (под декоративной панелью) есть два регулировочных винта: регулировка максимального и минимального давления газа.

1. На холодном котле запустите пилотную горелку.
2. Выставьте первый режим.
3. Если котел не запускается, то крутите винт минимального давления (расположение смотрите в паспорте) до запуска.

Вы отрегулировали запуск котла. Отсечка регулируется аналогично.

Конденсационный теплогенератор настраивается с помощью газоанализатора, щуп которого устанавливается в специальное гнездо дымохода. Максимальная и минимальная мощность регулируется поворотом заслонки на газовом клапане, на основании показаний газоанализатора: на максимальной мощности, содержание в дымовых газах углекислоты не должно превышать 9,5%; остаточного кислорода – не более 4%.

Востребованные модели теплогенераторов

Сегодня, на отечественном рынке климатической техники легко можно встретить парапетную котельную технику от нескольких российских, украинских и европейских производителей. У потребителя достаточно часто возникает проблема с выбором, Итак, котел газовый двухконтурный парапетный: какой производитель лучше?

АОГВ 13 П ДВ «РОСС» — это двухконтурный теплогенератор, предназначенный для создания автономного отопления и ГВС в помещениях бытового и промышленного назначения.

Данная модель обладает мощностью в 13 кВт, чего достаточно для обогрева помещения в 100 м 2 . Особенности данной модели: стальной теплообменник; надежная итальянская автоматика; подключение системы с любой стороны, может работать как на природном, так и на сжиженном газе. Небольшие габариты позволяют монтаж установки в любом удобном месте, но не далее 5 м от внешней стены. Производительность ГВС – 4л/мин. КПД – 90%; расход топлива 1,4 м 3 /ч. Стоимость – 23 тыс. руб.

Подключение системы отопления – универсальное (лево – или правостороннее), подача газа только справа. Данный прибор может монтироваться на стене, на полу, а малые размеры позволяют устанавливать его под подоконником. Производительность ГВС – 4,1 л/мин; Температурные пределы в отопительном контуре – 40/90°С. КПД – 90%. Расход газа 1,4 м 3 /ч. Средняя стоимость 19 тыс. руб.

Aton Compact 12,5 МВ – Украина. Эта двухконтурная модель стала достаточно популярна, благодаря надежной немецкой автоматике Mertik Maxitrol и высокому качеству сборки.

Корпус котлоагрегата Aton Compact 12,5 МВ покрыт порошковой эмалью, которая надежно защищает его от коррозии и делает внешне привлекательным. Мощность установки12,5 кВт; расход топлива не более чем 1,4 м 3 /ч; производительность ГВС – 300л/час. КПД 90%. Средняя стоимость – 18 тыс. руб.

Выбор лучшей модели и производителя – это вопрос вкуса и финансового состояния пользователя. Но, большее количество наших соотечественников считают, что теплогенератор АОГВ 13 П ДВ «РОСС» лучший, из парапетных моделей.

Если вы решили приобрести конденсационное котельное оборудование для отопления и создания ГВС дома, то рекомендуем вам ознакомиться с наиболее популярными моделями.

Vaillant AtmoTEC plus VUW 200-5 — настенный конденсационный двухконтурный газовый котел от знаменитого немецкого производителя Vaillant Group.

Особенностью данной модели является пластинчатая конструкция теплообменника в блоке ГВС, которая исключает появление накипи. Медный основной теплообменник покрыт составом Супрал, который существенно повышает теплообмен. Материал горелки хромоникелевая сталь. Устройство оснащено ЖК дисплеем. Тепловая мощность данной модели – 22.2 кВт; ГВС – 9,6 л/мин; КПД – 98%; Стоимость – 53,5 тыс. руб.

Chaffoteaux TALIA GREEN EVO SYSTEM 12 FF – конденсационный теплогенератор, с мощностью 13,3 кВт. Предназначен для автономного обогрева и создания горячего водоснабжения в квартирах и частных домах без стационарного дымоотвода.

Особенностью данной модели является высочайший КПД (99%), экономичность (до30%), многофункциональность и автоматика. Данная установка может работать с бойлером косвенного нагрева. Потребляемая мощность 105 Вт. Средняя стоимость – 57 тыс. руб.

BAXI DUO-TEC COMPACT 24 GA – двухконтурная турбированная модель с закрытой топочной камерой, производство Италия.

Особенность этого устройства является способность адаптации к качеству топлива. В котле установлена горелка из нержавеющей стали с предварительным созданием газовоздушной смеси и адаптивным контролем пламени, благодаря чему в продуктах горения наблюдается пониженный состав СО и NOx. КПД установки варьируется, в зависимости от режима работы
97.6-107,6 %. Средняя стоимость – 60 тыс. руб.

На основании отзывов пользователей, лучшим конденсационным котлом в своем классе является Vaillant AtmoTEC plus VUW 200-5.

Совет: сделать правильный выбор отопительного устройства – задача достаточно сложная, особенно человека, который не сталкивался с данными устройствами. В любом случае прежде чем приобрести газовый котел – посоветуйтесь с профессионалом.

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.

Конденсационные котлы основаны на простом принципе действия: продукты сгорания охлаждаются за счет прохождения через конденсационную камеру. Это, по сути, дополнительный теплообменник, в котором подогревается отработавший теплоноситель. Это позволяет максимально использовать энергию горячих продуктов сгорания топлива для создания тепла.

Данный тип котлов активно применяется в европейских странах. Связано это с требованием экологии (они производят меньше выбросов) и энергоэффективности (меньше потребляют газа для выработки того же количества тепловой мощности, что и простые газовые аналоги).

Рассмотрим подробнее. Схема работы и конструкции следующие:

1. Как во всех котлах, есть камера сгорания, через которую проходит труба с водой, где и подогревается теплоноситель и уходит в систему отопления.

2. Еще очень горячие газы уходят на – греть атмосферу. Тепла в них остается предостаточно. По пути следования инженеры решили установить тепловую ловушку – конденсационную камеру, через которую проходит обратка.

3. В конденсационной камере отработавший теплоноситель предварительно подогревается и поступает к горелке. За счет этого можно уменьшить подачу топлива – меньше тратить на подогрев обратки. (Средняя экономия по этой группе котлов – 11%).

4. Так как в конденсационной камере образуется водяной конденсат, то необходимо его удалить – добавляется слив в канализацию.

5. Настенные и напольные модели могут оборудоваться различными типами дымоходов: двух трубными, коаксиальными и т.п. Часто система удаления дымных газов – принудительная.

Примечание: По компоновке конденсационные котлы разделены на две изолированные части: обычный котел и конденсационную камеру. Соединяет эти два участка – система отведения продуктов горения. Обычно конденсационная камера котла расположена поверх основной его части.

Теплообменники конденсаторов – это основное отличие в моделях разных производителей котлов данной группы (и настенных, и напольных), которое производители выделяют, как конкурентное преимущество. От типа теплообменника зависит эффективность его работы. И задача производителя сбалансировать параметры работы камеры так, чтобы теплоноситель и эффективно подогревался, и успевал быстро проходить данный участок котла.

О принципе работы конденсационного котла

Есть настенные модели (для дома, коттеджа, небольшого офиса) и напольные агрегаты для полноценного отопления больших площадей коммерческих и производственных зданий.

Факты о конденсационных котлах

Оборудование это довольно инновационное, хотя производится давно.

1. По цене конденсационные котлы не дороже качественных газовых агрегатов с аналогичной мощностью. Но выигрывают у них по потреблению энергии – оно ниже.
2. Настенные модели производят с мощностью до 100 кВт, большая мощность, как правило – для напольных котлов.
3. Большой выбор моделей: простой обзор в сети интернет показывает, что все ведущие производители имеют в своем ассортименте широкие линейки данного оборудования. За рынок борются и итальянцы, и немцы, и китайцы, и отечественный производитель.

4. Важное преимущество: вы получаете большую мощность при меньших габаритах котла. Если сравнивать с газовыми котлами, то конденсационный настенный котел может быть меньше, но такой же мощности.

5. Чем больше потребителей тепла – тем лучше видны преимущества работы конденсационного котла и больше оснований для его установки. Эффективен как для отопления, так и для нагрева воды.

6. КПД. В рекламе часто пишут «КПД = 109-111%». Пишут так, сравнивая эффективность использования всей полученной теплоты. В газовых агрегатах вырабатывается теплоты не меньше, просто конденсационные котлы используют ее лучше.

7. Действительно можно устанавливать пластиковые дымоходы – температура отходящих газов порядка 40-60 °С.

8. Снижается количество вредных выбросов.

9. Котел очень зависим от электроэнергии – всеми процессами управляет электроника. Без электроники нет ни одной модели данного оборудования среди предлагаемых производителями. (Если вы, уважаемый читатель, найдете подобные конденсационные котлы и покажите нам – с удовольствием исправим данное предложение) .

Демонстрация работы конденсационного котла «Вайлант»

Условия эффективного применения

1. Правильно смонтированная система отопления с максимальной отдачей тепла: чем больше потребителей – тем лучше.
2. Системы отопления под конденсационные котлы надо именно проектировать: температура обратки должна быть как можно ниже и не превышать 55 °С при нормальных условиях. Такой температуры можно добиться, например, при массовом использовании теплых полов в помещении.
3. Проектировщик должен рассчитать работу системы так, чтобы она была выгодна для работы и в теплые дни. Например, горение в котле контролируемое, вы просто можете выставить температуру на уровне не 100 °С, а 80 °С, чтобы на входе в конденсационную камеру обратная воды была необходимой температуры.
4. Так как есть двухконтурные конденсационные котлы, то надо именно рассчитывать, какую модель выбрать, чтобы котел эффективно работал и на обогрев жилища, и на нагрев воды. В данной ситуации важно выбрать оптимальную мощность котла, чтобы ее хватало на нагрев воды, но при этом не перегревать теплоноситель и наоборот. В простых газовых котлах это сделать проще – просто берется чуть большая мощность.

Примечание: Здесь так нельзя. Большая мощность может привести к нивелированию процесса конденсации, что понизит КПД.

О конденсационном котле и отоплении на полипропилене

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.

Конденсационные котлы

Принцип действия

Конденсационные газовые котлы – это разновидность отопительного оборудования, предназначенного для нагрева 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.

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 .

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.

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.

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.

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 .

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 .

Устройство

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.

На фото — пластиковый коаксиальный дымоход.

Для наиболее продуктивной и комфортной работы устройства необходимо наличие низкотемпературной системы отопления, например, «

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.

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.

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.