Что такое конденсационный котел, и как он работает? Конденсационные котлы Как работает конденсатный котел

Сегодня газогорелочное оборудование представлено большим количеством агрегатов. Выделяют несколько видов отопительных котлов, каждый из которых обладает своим преимуществами и недостатками.

Электрические котлы – это простые в монтаже конструкции, для функционирования которых нет необходимости проводить газ в дом. При этом стоимость эксплуатации такой техники выше, нежели моделей, работающих на газе.

Жидкотопливные котлы – отличная альтернатива электрическим моделям. Они идеально подходят для отопления помещений без газоснабжения. При этом большинство моделей данного типа комплектуются двумя горелками для жидкого топлива и для природного газа, что делает их универсальным оборудованием.

Сегодня все большие обороты популярности набирают конденсационные котлы, принцип работы которых отличается новаторством и технической продвинутостью. Появились они на рынке относительно недавно, но успели завоевать свою нишу, в которой их объем продаж стабильно растет. Рассмотрим подробнее, в чем же заключается особенность конденсационных котлов.

Принцип работы традиционного отопительного оборудования достаточно прост. Теплообменные поверхности пропускают горячий дым, и тем самым отдается часть энергии теплоносителю. Через узел отвода дыма продукты горения выводятся на улицу. КПД таких систем недостаточно высок, так как водяной пар, который образуется при сгорании топлива, выводится вместе с газами. Стандартный котел не в состоянии отдать эту энергию теплоносителю, в то время как конденсационная техника способна это делать. Выброс дыма осуществляется через специальный коаксиальный дымоход.

Такие агрегаты оснащаются вентилятором, который нагнетает воздух, с изменяемой частотой оборотов. Это позволяет автоматике подбирать нужные условия для создания наиболее эффективной смеси воздуха и газа. Конденсационные индивидуальные котлы в большинстве своем способны функционировать от сжиженного газа, что очень актуально для регионов с неразвитой инфраструктурой.

Далеко не всегда конденсационная техника работают с предельной эффективностью. Для минимизации потерь тепла в котле происходит конденсация пара. КПД подобного агрегата повышается с понижением температурного режима отопительной системы. Именно поэтому конденсационные котлы являются лучшим выбором для отопления полов. В данном случае температура теплоносителя будет составлять около сорока пяти градусов.

Стандартный газовый агрегат функционирует следующим образом: в специальной камере происходит сгорание топлива, газы проходят по специальному теплообменнику, отдавая при этом энергию воде, играющей роль теплоносителя. Затем газы через отводящий контур уходят на улицу. Происходит потеря энергии вместе с водяным паром, который всегда образуется при сгорании газа.

В свою очередь конденсационный котел способен извлекать дополнительную энергию из этого пара и оставлять ее в системе, повышая тем самым ее КПД.

Главное различие между обычным и конденсационным котлом заключается в том, что второй оснащается специальным теплообменником большой площади. За счет этого дым охлаждается эффективней, и его температура может опускаться до сорока градусов. Разумеется, в традиционном котле это невозможно. Пар, который содержится в дыму, становится жидким теплоносителем. Часть энергии, которая теряется в стандартном котле, остается в системе, повышая ее КПД.

Сегодня существует множество конструктивных вариаций конденсационных котлов. В частности, выделяют модели, которые монтируются на пол или фиксируются на стене. Также выделяют одно- и двухконтурные агрегаты. Такое разнообразие позволяет покупателю подобрать идеальное техническое решения для удовлетворения своих конкретных потребностей.

Конденсационные котлы: принцип работы

В агрегате происходит охлаждения пара, из-за чего он конденсируется и при этом отдает часть тепловой энергии теплоносителю. Если в традиционном котле изменение агрегатного состояния пара нежелательно, то в конденсационном такое явления является важнейшим этапом отопления помещения.

Говоря о подобном газогорелочном аппарате, стоит выделить основные его плюсы:

• КПД конденсационного отопительного котла достигает 108-109%. По этому параметру они существенно превосходят традиционное газогорелочное оборудование.
• Количество потребляемого топлива на двадцать процентов меньше в сравнении с традиционным агрегатом с сопоставимыми техническими параметрами. Современные инновационные горелки играют немаловажную роль в экономии топлива, поскольку они создают оптимальное соотношение газа и воздуха в смеси.
• Экономия на дымоходе достигается благодаря использованию более доступных конструкций из пластика. Это стало возможным потому, что температура газов, выводимых из котла, довольно низкая и составляет около 40 градусов.

Эффективность использования дополнительной тепловой энергии конденсата зависит от температуры теплоносителя на входе в систему – чем она ниже, тем больший конденсационный эффект можно получить. Сегодня производители подобной техники стремятся к обеспечению максимальной конденсации какой бы то ни было температуре теплоносителя. Решая эту задачу, инженеры акцентируют внимание на температуре точки росы.

Когда приобретение конденсационного котла целесообразно?

Сегодня конденсационные котлы агрегируются и с системой подогрева пола, и с привычными радиаторами. Степень конденсации и температура теплоносителя в обратной линии – величины обратно пропорциональные. Устанавливая конденсационный котел с подогревом пола, можно рассчитывать на еще более эффективную эксплуатацию оборудования. Температура обратной воды будет заметно ниже показателя точки росы, что позитивно отражается на КПД отопителя.

Очевидно, что конденсационные котлы сегодня являются достойной альтернативной стандартной газогорелочной техники. Правильный расчет всех показателей и корректный подход к монтажу оборудования гарантирует высокий КПД системы и комфортные условия проживания в холодное время года.

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.

1. На стадии подготовительных работ выполняется устройство фундамента в виде бетонной подушки высотой 100-200мм или установка опорной рамы.
2. Определяются и организовываются места подключения к котельному оборудованию дымохода, подающих и возвратных труб отопления.
3. На подготовленное основание устанавливается газовый котел по горизонтальному уровню. Его регулировка производится винтовыми ножками.
4. 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.

1. Агрегат подключают к газопроводу при помощи медных труб или гибких шлангов. На входящий патрубок монтируют вентиль. Отводной патрубок соединяют с дымоходом.
2. 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.

Ассортимент отопительных котлов, представленных в торговых сетях, необычайно разнообразен и широк. На сегодняшний день есть возможность приобрести не просто хороший, а практически технически совершенный агрегат. Думаете, таких не существует? Вы ошибаетесь. Рынок стремительно и уверенно завоевывают конденсационные котлы – истинное воплощение экологичности и эффективности. В отличие от типичных газовых котлов, имеющих КПД около 85%, конденсационные агрегаты способны расходовать топливо более экономно – и демонстрировать при этом КПД 95-96%. В связи с этим рациональные европейцы поощряют повсеместную эксплуатацию такого оборудования даже на законодательном уровне.

Несмотря на сравнительно большую стоимость конденсационных котлов по сравнению с «привычными конструкциями», первые успешно и быстро окупаются в условиях непрерывного роста цен на газ. Конденсационники предлагают практически все ведущие производители отопительного оборудования - Vaillant, Junkers, Ferroli, Baxi, Viessmann.

Конденсация водяного пара, являющегося результатом сгорания углеводоров – это одна из наиболее перспективных инновационных технологий производства тепла. Именно поэтому можно с уверенностью сказать, что за такими агрегатами – будущее.

Немного из истории прогрессивной разработки

Первые «представители» конденсационных котлов появились еще в 50-х годах. Естественно, эти модели были весьма и весьма далеки от совершенства – но реальную экономию топлива демонстрировали уже тогда. Ключевым их минусом была недолговечность конструкционных элементов, контактирующих с агрессивным конденсатом. Стальные и чугунные теплообменники скоропостижно приходили в негодность под «натиском» безжалостной коррозии, и устройство выходило из строя.

Конденсационные котлы, максимально подобные современным по конструкции и качеству, мир увидел в 70-х годах. Их теплообменники уже изготавливались из нержавейки – долговечного и надежного материала.

Современные конденсационные котлы - воплощение экономии, экологичности и высокой эффективности. По мнению многих экспертов, их однозначно ждет перспективное будущее на рынке отопительного оборудования

Различные исследования и наработки в отношении использования «скрытой энергии парообразования» были и в Советском Союзе, но в силу множества причин стать массовыми и глобальными им так и не удалось.

Принцип работы таких агрегатов

Как известно, принцип функционирования любого отопительного котла предельно прост:

1. Сгорает топливо.
2. Выделяется тепловая энергия.
3. Тепловая энергия через теплообменник «поступает» к теплоносителю.

Естественно, не обходится без теплопотерь. В традиционном газовом котле отходящие газы через дымоход «улетучиваются» в атмосферу; вместе с ними уходит и часть неиспользованной теплоты, потому что вместе с газами теряется также водяной пар, образующийся при сгорании топлива.

Этот пар как раз и содержит ту скрытую энергию, которую умеют сохранять и передавать отопительной системе конденсационные котлы. Добыча «драгоценного тепла» становится возможной благодаря конденсации пара в специальном теплообменнике.

Поток воды («обратки») охлаждает пары до температуры точки росы; выделяемая при конденсации паров энергия поглощается этой же водой.

Теплообменники конденсационников изготавливаются исключительно из устойчивых к коррозии материалов – нержавейки или силумина, поскольку практическая польза конденсата, к сожалению, ничуть не улучшает его химически агрессивный состав.

Обычно конденсат собирается в особом, встроенном в агрегат резервуаре, а уже затем отводится в канализацию. В связи с высокой агрессивностью данного продукта «жизнедеятельности» котла, в разных странах были приняты различные нормы и правила его отведения. В одних конденсат разрешается отправлять сразу в канализацию, в других его требуется предварительно нейтрализовать. Нейтрализаторы конденсата предлагают многие фирмы-производители. Что они собой представляют? Это емкости, наполненные гранулятом, содержащие кальциевые либо магниевые соединения.

Определение реального КПД котла

Конденсационные котлы можно смело «внедрять» и в традиционные, и в низкотемпературные системы вроде теплого пола. Работая в тандеме с последними, данные агрегаты демонстрируют необычайно высокую эффективность, поскольку условия для конденсации создаются практически идеальные.

Грамотная установка системы «конденсационный котел+теплый пол» позволяет полностью отказаться от радиаторов и эксплуатировать теплые полы как основной, а не вспомогательный источник тепла

Часто приходится слышать, что КПД конденсационного котла может достигать фантастических 109%. Такие дерзкие заявления производителей обычно приводят в изумление людей хоть мало-мальски разбирающихся в физике. Ведь получается, что в продаже появились фактически вечные двигатели! На самом же деле это исключительно маркетинговый ход, призванный всего лишь привлечь внимание к разработке, и ни в коем случае не претендующий на научную истину. Но как же получилась такая цифра? Оказывается, «зашкаливающий» за 100% коэффициент полезного действия - результат тщательного сравнения конденсационников с рядовыми газовыми котлами.

«Нонсенс» объясняется специалистами так: КПД типичного котла рассчитывается по низшей теплоте сгорания, без учета «улетающей в трубу» теплоты, и составляет при такой математике 92-95%. КПД конденсационного котла по этой методике расчета - целых 100%. Если же к нему добавить 8-9%-ный «заряд энергии» от использования скрытой теплоты конденсации, как раз и получится «феноменальная производительность». Но это все условно.

Если же производить объективные расчеты, оказывается, что КПД стандартных агрегатов составляет всего 84-86%, а конденсационных – немногим более 95%. И это при идеальных условиях.

Конденсационный котел можно всегда оснастить современной погодозависимой автоматикой. Она управляет котлом, ориентируясь на среднесуточную температуру, тем самым еще больше повышая эффективность работы оборудования

Конденсационные котлы – оборудование с закрытой камерой сгорания. Подача воздуха, удаление продуктов сгорания осуществляются в «принудительном порядке». Они не нуждаются в классическом дымоходе и являются достаточно безопасными. Их можно подключать к таким системам дымооудаления как двухтрубная система, коаксильный дымоход и др.

Сравнительно невысокая температура продуктов сгорания конденсационников позволяет обустраивать дымоотводящую систему для них с помощью пластиковых труб. Это позволяет немного сэкономить, что не может не радовать

Стоит ли приобретать «конденсационник»?

Конденсационники бывают настенные и напольные. Мощность первых в зависимости от модели может составлять до 120 кВт, вторых – до 320 и более кВт. При необходимости увеличения мощности установок можно увязывать котлы в каскад.

В зависимости от предназначения, различают одноконтурные и двухконтурные конденсационные котлы. Одноконтурные – исключительно для решения вопроса отопления; двухконтурные – это отопление + ГВС.

Каскадное подключение конденсационных котлов позволяет с легкостью организовать компактную, удобную в эксплуатации котельную, способную демонстрировать в переходный период колоссальную экономию

До сих пор в сомнениях, стоит ли обзаводиться конденсационным котлом и возлагать на него большие надежды? Объективный взгляд на преимущества и недостатки данного оборудования поможет вам сделать правильный выбор.

Конденсационные котлы обладают характеристиками, превосходящими даже самые жесткие требования, предъявляемые к отопительным агрегатам сертификационными органами. Они рекомендованы для установки в заповедных и курортных зонах. Количество вредных выбросов у конденсационных котлов меньше чем у газовых в 5-8 раз

К основным плюсам агрегатов можно отнести:

• Предельную компактность. Конденсационник мощностью до 120 кВт всегда можно найти в настенном исполнении. Традиционные котлы такой же мощности бывают, как правило, исключительно напольными, следовательно, занимают намного больше места;
• Малый вес;
• Высокую эффективность;
• Глубокую модуляцию;
• Экономию средств на обустройство дымохода;
• Экологичность – минимум вредных выбросов в окружающую среду;
• Пониженную вибрацию;
• Низкий уровень шума. Грамотно продуманная конструкция агрегатов позволяет практически полностью исключить шумовые эффекты. Эксплуатация котлов данного типа внутри жилых помещений не вызывает никакого дискомфорта;
• И главное, существенное уменьшение расходов на газ – от 10% до 35% в зависимости от «исходных условий».

Из минусов оборудования стоит отметить:

• Весьма высокую стоимость. Конденсационник обойдется на 40-120% дороже обычного котла;
• Неэффективность при сильных морозах. Когда на улице лютая стужа, температуру воды в отопительной системе однозначно приходится повышать. Если температура возвратной воды превысит 60 градусов, конденсационный котел не сможет выполнять свою чудо-функцию и перейдет в режим обычного котла с КПД около 85%.

Практика показывает, что, несмотря на все нюансы, конденсационные котлы – верный выбор вдумчивых хозяев, ценящих грамотную экономию и жаждущих привнести в свой дом максимальный тепловой комфорт. Обратите внимание, что наслаждаться по настоящему эффективной системой на базе конденсационного котла вы сможете только в том случае, если доверитесь в вопросах выбора и установки оборудования грамотным профессионалам.

Эксплуатация традиционного газового котла влечет за собой некоторую потерю тепловой энергии вместе с продуктами сгорания. Другим негативным моментом выступает образование химически агрессивного конденсата, который вызывает коррозию в системе.

Конденсационный котел охлаждает продукты сгорания ниже точки образования конденсата. Результатом становится конденсация водяного пара с отдачей скрытой энергии теплоносителю, который нагревается в котле.

Принцип работы конденсационных котлов

При сгорании газа в котлах конденсационного типа возникает эффект образования высокотемпературного водяного пара. Выделенные пары концентрируются в виде жидкости на теплообменнике из нержавеющей стали. Стандартные виды газового отопительного оборудования выводят пар вместе с остальными отработанными продуктами горения через дымоход.

Когда скопления пара образуются на первичном теплообменнике, происходит выделение тепла, которое возвращается обратно в отопительную систему. Этот принцип работы конденсационных котлов обеспечивает высокие показатели КПД и эффективность функционирования всей системы отопления.

Особенности функционирования

Котлы конденсационного типа представляют собой приборы с закрытыми камерами сгорания. Отработанные продукты отводятся наружу принудительным способом. Причем все они имеют минимальную температуру. Наличие дополнительного теплообменника позволяет повысить сопротивление проходу веществ, образованных в процессе сжигания топлива. Данный принцип функционирования делает невозможным эффект естественной тяги. Именно поэтому конденсационный газовый котел работает на основе принципа принудительной тяги.

Конденсационные котлы обладают закрытой камерой сгорания с отводом отработанных газов при помощи специальных турбин. В этом имеются свои преимущества, так как продукты сгорания могут выводиться в любое место за пределы отапливаемого строения, перемещаясь по приточно-отводящим каналам.

Устанавливать конденсационный котел можно в домах без дымохода. Такое решение является более безопасным по сравнению с эксплуатацией традиционных газовых котлов, так как процесс сгорания оказывается полностью изолированным от помещения, куда устанавливается отопительный агрегат.

Применение

Настенные конденсационные газовые котлы, как и напольные модели применяются преимущественно в системах радиаторного отопления либо при необходимости обустройства теплого пола.

Обязательным условием для создания эффекта конденсации выступает поддержание определенной температуры воды в обратной линии. Важно, чтобы теплоноситель оставался холоднее температуры, при которой образуется конденсат. При соблюдении данного условия конденсационный газовый котел будет выдавать максимальную мощность работы на протяжении всего года.

Эффективность

Как достигнуть высочайших показателей КПД, эксплуатируя конденсационный котел? В сравнении с обычными газовыми агрегатами конденсационные устройства рассчитаны на применение тепла от конденсации. Благодаря этому становится реальным достижение показателей коэффициента полезного действия на уровне свыше 100 %.

В случае сгорания природного газа в стандартных котлах отопления бесполезный расход тепловой энергии, которую можно было бы применить с пользой, составляет порядка 11 %. Предполагая, что тепловая мощность котла в результате сжигания топлива составляет 100 % и добавив к данному показателю 11 % скрытого тепла, можно достигнуть выхода тепловой мощности, равного 111%.

Чтобы получить высокие показатели КПД, эксплуатируя конденсационный котел, рекомендуется соединение отопительного агрегата с внешним датчиком температуры окружающей среды. Это дает возможность поддерживать стабильный уровень температуры обратной воды на требуемом уровне для эффективного применения эффекта конденсации.

Безопасность

Благодаря наличию эффекта предварительного соединения газов и воздуха в соответствующих горелках, котел настенный конденсационный продуцирует минимальное количество вредных веществ из отработанных продуктов сгорания.

Если проводить параллель с традиционными котлами, то здесь снижение количества CO и NOx составляет от 80 до 90 %. Именно по этой причине с недавнего времени в высокоразвитых странах в качестве отопительных приборов все чаще применяются конденсационные агрегаты.

Преимущества

Конденсационные отопительные котлы представляют собой новейшее слово в области разработки инновационных технологий. Выгодным решением для потребителя подобные приборы становятся благодаря заметному сокращению потребления топлива. В настоящее время данная технология считается одной из наиболее экономичных при отоплении помещений. Снижение потребления газа на протяжении отопительного сезона здесь составляет около 35 %.

Достижение таких внушительных результатов становится возможным благодаря следующим факторам:

• возникновению процесса отдачи тепла от конденсации как в режиме отопления, так и подогрева воды для бытовых нужд;
• высоким показателям КПД;
• возможности достижения комфортной для проживания температуры при отсутствии значительных потерь тепла;
• наличию широких возможностей для модуляции пламени.

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