В обычном газовом котле продукты сгорания проходят через теплообменные поверхности котла , где отдают свою энергию теплоносителю (но не всю). Продукты сгорания уходят из котла и через дымоотводную систему выбрасываются в атмосферу. При этом некоторое количество теплоты теряется, поскольку вместе с газами уходит водяной пар, образовавшийся при сгорании топлива из воды, находящейся в природном газе в нормальном состоянии. Этот пар уносит с собой скрытую энергию парообразования, которую способен отобрать и передать системе отопления конденсационный котел.

Конденсационные котлы имеют перед теплообменником нагнетающий вентилятор с изменяемым числом оборотов, поэтому они сделаны с закрытой камерой сгорания и выбросом продуктов сгорания через коаксиальный дымоход . Управление числом оборотов вентилятора дает возможность всегда поддерживать оптимальное для сгорания соотношение воздуха и газа . Такое управление позволяет большинству котлов некоторое время без переналадки работать на сжиженном газе (его можно использовать как резервный). Конденсационный котел не всегда работает с максимально возможной эффективностью. Чтобы потери тепла с дымовыми газами были минимальными, в теплообменнике котла должна происходить конденсация водяных паров из дымовых газов. Это возможно тогда, когда температура хотя бы части теплообменной поверхности равна или ниже температуры точки росы . Для природного газа при обычных условиях она равна +57°С. Поэтому, чтобы котел работал в режиме конденсации, температура теплоносителя в обратной линии (по которой он возвращается из системы отопления в котел) должна быть не выше +57°С. Если это условие не выполняется, то тогда КПД конденсационного котла уменьшается, но все равно оно будет на 4-5% выше, чем КПД неконденсационного котла (за счет большой площади теплообмена и контроля соотношения газ/воздух во всем диапазоне мощности). КПД конденсационного котла тем выше, чем ниже температурный режим системы отопления . Поэтому наиболее эффективен такой котел при работе на водяные теплые полы (с температурой подачи +40…45°С). Отсутствие минимальной рекомендуемой температуры теплоносителя позволяет такому котлу работать с теплыми полами без специальных понижающих температуру приспособлений (но только при большой площади полов и, соответственно, большой тепловой инерционности системы отопления).

• устанавливать их на специально рассчитанные под конденсационный котел низкотемпературные системы отопления (желательно не выше 60/40°С, максимум 70/50°С)
• применять только пластиковые (от специализированного производителя) или керамические дымоходы .

Применение конденсационного котла для отопления частного дома позволяет повысить комфорт системы отопления (за счет возможности работы котла при более низких температурах) и уменьшить расход газа на 15-20% (при правильном расчете системы отопления). При дифференцированном тарифе на природный газ в некоторых случаях уменьшение расхода газа на 20% приводит к уменьшению расходов на отопление в 1,5-2 раза.

Сравнение конструкции и характеристик конденсационных и обычных котлов

В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих отходящих газов проходят через теплообменник котла, где отдают большую часть своей энергии теплоносителю . Большую, да не всю. Отходящие газы через дымоход выбрасываются в атмосферу, при этом теряется часть неиспользованной теплоты , поскольку вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар и уносите собой скрытую энергию, которую способен сохранять и передавать системе отопления конденсационный котел.

Основное отличие конденсационного котла от неконденсационного – в специальном теплообменнике увеличенной площади, в котором продукты сгорания охлаждаются до значительно более низкой температуры (иногда ниже +40°С), чем у обычного котла. При охлаждении до низкой температуры водяной пар , содержащийся в дымовых газах, превращается в жидкость, высвобождая при этом определенное количество теплоты . Конденсация происходит в теплообменнике , который сделан из коррозионностойкого материала:

• нержавеющей стали (сварной). Теплообменник из нержавеющей стали делается сварным, значит механические и химические свойства материала неравномерны и это со временем может привести к его разрушению.
• силумина (литой). Силуминовый теплообменник – литой, поэтому у него нет неравномерности свойств материала, но стойкость силумина к химическому воздействию при сгорании топлива ниже, чем у нержавеющей стали .

Для получения большой площади сгорания (для мощных котлов) из силумина делают отдельные секции, которые затем стягивают в один теплообменник (подобно чугунным напольным котлам).

Виды конденсационных котлов

Конденсационные котлы могут быть:

• • настенными В настенном исполнении котлы обычно бывают мощностью до 100 кВт (в отдельных случаях до 120 кВт)
  • напольными,

• • одноконтурными
  • двухконтурными

Принцип действия конденсационного котла

Преимущества конденсационных котлов

В технических характеристиках конденсационных котлов коэффициента полезного действия порядка 108-109%, но в любом случае более 100%. Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать стопроцентную «планку». В этом и заключается суть такой величины КПД : для возможности сравнения тепловой эффективности конденсационных и обычных газовых котлов вычисление выполняется на основе значения низшей теплоты сгорания. Исторически сложилось так, что все физические расчеты велись на основании измеряемого значения низшей теплоты сгорания. Таким образом, это не реальный КПД , а сравнительный, или условный. Но и при вычислении КПД на основе значения высшей теплоты сгорания величина КПД конденсационных котлов получается достаточно высокой, и значительно выше, чем обычных газовых котлов .

Также среди преимуществ конденсационных котлов можно назвать их более высокую экономичность, примерно на 15-20% выше в сравнении с обычными. Кроме того, в таких котлах используются высокотехнологичные горелки , которые обеспечивают приготовление топливно-воздушной смеси в оптимальных для данного режима горения пропорциях(с непрерывным контролем соотношения «газ-воздух»), что сводит к минимуму вероятность непол­ного сгорания топлива . В результате в отходящих газах значительно снижается количество вредных выбросов, а низкая температура отходящих газов, зачастую ниже 40 0 С, позволяет использовать дымоходы из пластмассы, что уменьшает затраты на их монтаж. По исполнению конденсационные котлы подобны традиционным. Обычно они выполняются в настенном варианте, хотя выпускаются и напольные конденсационные котлы высокой мощности, которые применяются в промышленных или офисных помещениях. Отличаются они от обычных котлов тем, что теплообменник в них иной и выполняется из кислотостойких материалов, таких как силумин или нержавеющая сталь . Ведь образующийся водный конденсат за счет повышенной кислотности может вызвать коррозию стали и чугуна , применяемых при производстве неконденсационных котлов. По форме теплообменник может выполняться, напри­мер, в виде труб сложного сечения с дополнительными спиралевидными ребрами. Все это делается для увеличения площади теплообмена и, соответственно, повышения эффективности работы котла . Кроме этого в конденсационном котле применен вентилятор , установленный перед горелкой , который «высасывает» из газопровода газ , смешиваете воздухом и направляет к горелке рабочую смесь газа с воздухом .

Преимущество конденсационного котла

Конденсационные котлы обеспечивают КПД 110%

Отопительная система с конденсационным котлом благодаря особой конструкции поверхностей нагрева теплообменника отбирает у продуктов сгорания не только явное тепло, но и теплоту конденсации водяного пара и передает это суммарное тепло в отопительную систему. Используя принятые термины, можно сказать, что в конденсационном котле располагаемым теплом является не низшая теплота сгорания топлива, которая упоминалась в предыдущих разделах и выпусках, а высшая теплота сгорания, которая включает также теплоту конденсации, или «скрытую теплоту парообразования», водяного пара, образующегося при сгорании углеводородного топлива. Обе эти величины относятся к количеству тепла, высвобождающемуся при сгорании. При этом высшая теплота сгорания дополнительно включает теплоту конденсации, которая в случае обычных котлов безвозвратно покидает отопительную установку через дымовую трубу .

Количественная оценка разности между высшей и низшей теплотой сгорания зависит от вида топлива. Для природного газа она составляет около 11%. Это приводит к тому, коэффициент полезного действия, который принято определять по низшей теплоте сгорания, при полной конденсации может теоретически доходить до 111%. В высокоэффективном теплообменнике конденсационного котла уходящие газы охлаждаются почти до температуры воды в обратной линии. При этом КПД приближается к 110% и, стало быть, практически достигает физической границы.

Степень использования теплоты конденсации зависит, в первую очередь, от температурного режима системы отопления . Чем ниже температура воды на входе в конденсационный аппарат, тем глубже могут быть охлаждены дымовые газы и тем более полно может быть использован эффект конденсации . Этому вопросу придается большое значение при использовании конденсационного котла в составе отопительных установок как новых, так и модернизируемых. Целью проектирования такой установки должно быть обеспечение как можно более полной конденсации при любой температуре воды в обратной линии отопительной системы. Естественно, при реализации этой задачи следует уделять внимание и температуре точки росы. Чем выше температура точки росы, тем лучше возможности использования теплоты конденсации.

Удаление дымовых газов

Удаление дымовых газов, как правило, осуществляется через коаксиальные дымоходы , обычно изготовляемые из термостойкого пластика . А управляемый электроникой насос оптимизирует мощность отопления , экономит электроэнергию и снижает шум от протекающего в отопительной системе теплоносителя .

Каким бы совершенным ни был котёл , эффективность его работы в значительной степени зависит от параметров системы отопления . Чем ниже температура воды , тем более полно будет происходить конденсация водяного пара , а значит, тем большая доля скрытой теплоты будет возвращаться в систему. Таким образом, тем выше будет и КПД котла. Разумеется, и систему отопления под конденсационный котел следует применять соответствующую, рассчитанную на более низкую температуру теплоносителя . При проектировании нужно ставить условие, чтобы температура одно в зависимости от мощности установки, средства для нейтрализации, предохранительные устройства, а также комплекты трубной обвязки котлов и подключения гидравлической стрелки , системы отвода дымовых газов. В Европе это самый массовый тип отопительных приборов, а во многих странах установка любых других газовых котлов, кроме конденсационных, запрещена. Причина - более низкие выбросы вредных веществ и более высокий КПД . Так некоторые государства заботятся о своих гражданах, запрещая продавать не экономичное и не экологичное оборудование.

Практическое применение

Выбор системы отопления – теплый пол или радиаторное отопление – также влияет на экономичность конденсационной установки. Для отопительных систем с радиаторами часто принимают расчетную зимнюю температуру в подающей линии 70 градусов Цельсия и 50 градусов – в обратной линии. Решающей для создания условий конденсации является температура обратной воды. Она должна быть как можно ниже температуры точки росы . Даже если расчетная зимняя температура составляет минус 20 градусов, температура обратной воды как раз достигнет температуры точки росы. Таким образом, конденсационный котел весь год работает в области конденсации.

Чем ниже становится температура воды в обратной линии при уменьшении нагрузки, тем выше становится степень конденсации в конденсационном котле. Здесь необходимо отметить, что в течение отопительного сезона имеют место наружные температуры, превышающие расчетную зимнюю, поэтому обеспечиваются условия высокоэффективной эксплуатации конденсационного котла. Если вместо радиаторного отопления применяют систему теплого пола с температурой подачи 40 градусов и температурой в обратной линии 30 градусов, полнота конденсации становится еще выше. В результате в течение всего отопительного сезона температура обратной воды существенно ниже температуры точки росы. Условия работы конденсационного котла становятся оптимальными, и он работает еще более эффективно.

При использовании конденсационного котла образующийся конденсат составляет незначительную часть суммарного водоотведения и до теплопроизводительности 200 кВт может удаляться в канализационную сеть. При этом не следует ожидать отрицательного влияния на работу канализационной системы или осветлительных установок.

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.

Обычные отопительные котлы забирают у продуктов горения большую часть тепловой энергии и снижают их температуру (а она составляет в среднем 200 градусов) до 150-160 градусов. Они не охлаждают ниже данной отметки, ведь это способно не только снизить тягу, но и инициировать появление химически агрессивного конденсата, который рано или поздно приведет к коррозии элементов отопительного оборудования. А вот газовый конденсационный котел отличен тем, что продукты горения здесь охлаждаются ниже показателя точки росы (то есть показателя, при котором пар превращается в росу – для тех из них, что присущи сжиганию газа, это порядка 58 градусов).

Из-за этого пар конденсируется и избавляется от так называемой скрытой энергии (тепла, выделяемого/поглощаемого во время смены фазового состояния) в пользу воды, нагреваемой в отопительном приборе. Следовательно, в котлах конденсационного типа тепло рекуперируется (та энергия, что была растрачена, возвращается для еще одного применения), освобождается в процессе конденсации пара. И если сравнивать с обычными котлами, то в них данная энергия исчезает вместе с паром

Производители и цены конденсационные котлы

До того, как выбрать тот или иной газовый конденсационный котел, ознакомьтесь с ассортиментом, представленным на современном рынке. Также важен тот факт, присутствуют ли в вашем регионе центры сервисного обслуживания конкретной фирмы. Невзирая на то, что на рынке больше всего германских моделей, справедливости ради ознакомимся с самыми популярными из брендов.

Таблица – Сравниваем популярных изготовителей

Наименование	Страна-изготовитель	Характеристики	Среднерыночная стоимость, в рублях
		Для дома площадью до 350 м.кв. вполне достаточно модели мощностью в 31 киловатт. Оборудование рассчитано на низкое давление газа – не более 5 мБар.
	Германия	Компактное и производительное оборудование. Так, для нагрева воды со скоростью 14 литров за минуту потребуется котел мощностью в 32 киловатта.	От 110 до 160 тысяч
	Германия	Котлы и бойлеры в одной оболочке. Экономичность, возможность функционирования в нескольких режимах, компактность (для установки прибора необходимо всего 50-100 сантиметров свободного пространства).	Свыше 150 тысяч
	Германия	Хорошие котлы класса «эконом». Встроена электромодуляция пламени; отопление и ГВС.	От 90 тысяч

Как видим, выбор есть. Но в итоге выиграет тот изготовитель, который представит эффективное оборудование по доступной стоимости. Да, конденсационные котлы пока дорогие, но это всего лишь начало. А их экономия и сегодня весьма неплохая – от 15 процентов.

Газовые конденсационные котлы Buderus Logamax plus GB072

Наименование	Мощность,кВт	Описание	ГВС при Т=30С	Размеры ВхШхГ, мм	Цена
Logamax GB072-14	2.9-14.0	одноконтурный	—	840x440x350	78 480 руб.
Logamax GB072-24	6.6-22.5	одноконтурный	—	840x440x350	82 730 руб.
Logamax GB072-24K	6.6-22.5	двухконтурный	12	840x440x350	87 120 руб.

Особенности и принцип работы

Описываемые устройства способны обеспечивать тепловой энергией вспомогательные ветки – например, «теплый пол». Более того, их эксплуатационный срок вдвое больше, чем у обычных моделей, а конфигурационный и производительный диапазоны в разы шире. Мощность котлов напрямую зависит от типа установки:

• если прибор напольный, то до 35-ти киловатт;
• если навесной, то до 100 киловатт.

Почему у традиционных отопительных приборов КПД достаточно низкий, мы уже выяснили, равно как и причины появления конденсата внутри корпусов. Но стоит отметить, что если говорить об отдельных узлах любого котла, то главным элементом в любом случае является теплообменник. В традиционных моделях он один, в то время как в конденсационных – два. Более того, они могут быть:

• совмещенными (на две ступени);
• раздельными.

В данном случае первый теплообменник функционирует таким же образом, как в обычных отопительных приборах. Тепловая энергия, образуемая посредством сжигания газа, нагревает поверхность обменника, проходя через него, и рабочую жидкость, двигающуюся по его внутренним полостям. К слову, температура этого первого теплообменника никогда не падает ниже той самой точки росы. А вот второй теплообменник прогревается теми же газами, но рабочая жидкость, идущая по нему, поступает уже из «обратки».

А теперь обратите внимание! Температура рабочей жидкости на «обратке» ниже, чем на ветке подачи. Следовательно, на стенках обменника тепла в обязательном порядке будет конденсироваться пар. Ну, а тут, как уже отмечалось выше, «в игру» вступает уже скрытая энергия.

Другими словами, когда вещество меняет свое состояние из пара в жидкость, тепловая энергия образуется всегда. Физический закон, чего уж говорить. По этой причине показатель КПД у конденсационных устройств превышает аналогичный у традиционных.

Но не стоит забывать об одном важном моменте: что делать с негативным влиянием влаги, образующейся на поверхностях второго теплообменника? По мнению экспертов, здесь есть два возможных варианта.

• Если обменник выполнен из чугуна или стали, то его следует покрыть силумином (это особый сплав кремний+алюминий).
• Другой вариант – сделать темлообменник из «нержавейки».

Видео – Котел конденсационного типа Vitodens

Что происходит с конденсатом?

Данным вопросом задаются многие люди, планирующие взять себе газовый конденсационный котел. Корпус данного прибора оснащен маленьким резервуаром, где, собственно, и скапливается конденсат. Из этого резервуара он поступает в канализационную систему. К слову, в Евросоюзе запрещается сливать такую жидкость в канализацию. Там каждый потребитель обязан утилизировать конденсационную влагу за собственные деньги.

И сколько конденсированной влаги появляется, например, за 24 часа? Если, скажем, речь идет о напольном котле мощностью в 30 киловатт, то он будет производить порядка 30-ти литров за сутки. Достаточно большой объем, отчего в Европе и запрещается сливать эту воду в канализацию. Но отметим, что некоторые современные модели оснащаются встроенным нейтрализатором – еще одним резервуаром, который заполнен калиевым и магниевым гранулятором (это, как известно, щелочные металлы). И когда конденсат (а в нем наличествуют кислоты) проходит через данную среду, то происходит химическая реакция. Как результат – появляются побочные вещества (вода и углекислота), а такую воду даже в Европе можно лить в канализационную систему.

Теперь вкратце поговорим о предельной производительности конденсационных котлов. Если вы приобрели одну такую модель, но при этом оставили старую отопительную сеть без разводки лучевого типа, то не говорите потом, что нет никакой экономии. Дело в том, что прибор будет функционировать эффективно исключительно при разогреве, в дальнейшем же все будет происходить «как прежде». По этой причине специалисты рекомендуют менять и разводку системы. Это первый момент.

Второй же заключается в разнице температурных показателей на входе/выходе прибора (она как минимум должна составлять 55 градусов). В это же время оптимальная температура рабочей жидкости на выходе должна равняться 82 градусам. И это если речь идет о естественной циркуляции жидкости в системе.

Классификация

Как уже отмечалось ранее, по способу установки они могут быть двух типов:

• напольными;
• настенными.

А в зависимости от своей функциональности они делятся еще на две группы:

• для одного контура (рассчитаны лишь на обогрев);
• для двух контуров (соответственно, обогрев + ГВС).

Газовый конденсационный котел компактен, его достаточно легко устанавливать и эксплуатировать, но существуют определенные ограничения в плане мощности (для большей части моделей это 120 киловатт). Приборы навесного типа на два контура могут использоваться не только в частных домах, но и в квартирах.

Но не забывайте, что многие приборы рассчитаны больше на нагрев жидкости, поэтому при постоянной необходимости в горячей воде целесообразнее установить бойлер.

Мощность же напольных приборов для одного контура заметно выше, поэтому их используют для обогрева не только частных домов, но и различных комплексов, объектов промышленного назначения. Также отметим, что для снабжения горячей водой необходимо установить дополнительное оборудование – чтобы котел работал эффективно и бесперебойно, его следует эксплуатировать в тандеме с водонагревателем. Стоят такие устройства недорого, а их производительность достаточно высокая.

Обратите внимание! Некоторые модели оснащаются сменными горелками, позволяющими использовать и сжиженный газ. Более того, есть такие котлы, которые работают исключительно на жидком топливе – это оптимальный вариант для не газифицированных регионов страны, но расходы при этом будут несколько большими.

Справедливости ради отметим, что с 2004-го производятся конденсационные котлы, потребляющие твердое топливо. Они предназначаются для домов, где теплопотребление незначительное, или для отопления промышленных зданий, поскольку показатель температуры на «обратке» не должен превышать 30 градусов. Для повышения мощности была предусмотрена парная работа котлов или же объединение большего количества приборов. Топливом здесь служат пеллеты, о которых мы рассказывали в одной из предыдущих статей.

Безопасность сжигания топлива

В описываемых котлах камера сжигания является закрытой, а вывод продуктов горения – принудительным. А температура продуктов сжигания, как мы уже выяснили, имеет низкую температуру, при этом благодаря наличию второго теплообменника сопротивление их прохождению увеличивается. По причине всего этого применять привычную тягу с помощью дымохода нельзя, следовательно, продукты горения удаляются принудительно. Для этого имеется специальная турбина для воздухоподачи и удаления дымных газов.

Газовый конденсационный котел обладает всеми достоинствами, которыми обладают другие приборы с закрытой камерой сжигания:

• безопасность – сжигание топлива полностью изолируется от комнаты;
• отсутствие необходимости в дымоходе – дымные газы выводятся посредством специального канала; это позволяет ставить такие котлы даже там, где дымохода нет или же он не может быть установлен.

Этот канал выводится через внешнюю стену либо над уровнем кровли. По словам изготовителей, каналы должны быть той же марки, что и котлы. Хотя вполне можно использовать и продукцию иных производителей, если она грамотно подобрана. Если канал горизонтальный, то он должен быть выполненным с незначительным уклоном в сторону отопительного прибора. Только так конденсат, появляющийся в канале, стечет в оборудованный резервуар, а не наружу.

Основные преимущества

Применение описываемого оборудования обретает все большую рентабельность в нашей стране. Сезон отопления составляет порядка 200-т дней в год. А наиболее низкая температура воздуха, учитываемая при выборе котла (это минус 20 градусов), присутствует всего в течение 6-10 процентов этого периода.

Топлива котлы потребляют приблизительно на 15 процентов меньше, чем традиционные устройства. А если сравнивать со старым оборудованием, то экономия может достигать даже 30-ти процентов! Но применение таких котлов – это не только материальная выгода, заключающаяся в более экономном использовании газа. Они не вредят окружающей среде: по причине высокого КПД потребление газа снижается, как результат – уменьшаются объемы выбросов разного рода газов, приводящих к парниковому эффекту. Степень загрязнения в данном случае даже ниже жестких норм Европы, относящихся к выбросу углерода и азотных окисей.

Недостатки

Да, конденсационные котлы более экономны, с этим не поспоришь. Но за такую экономность придется дорого заплатить – стоят такие приборы намного больше, чем традиционное оборудование. Период окупаемости непосредственно связан с потребностями здания в тепловой энергии, от типа отопительной системы, площади и проч. Поэтому вы обязаны провести анализ целесообразности покупки такого котла конкретно для вашего случая.

Правила установки и эксплуатации конденсационного котла

Если установка котла будет произведена правильно, то его использование ничем не будет уступать использованию стандартных газовых приборов. Но некоторым параметрам конденсационных газовых котлов следует уделять особое внимание. Так, главным отличием, как мы уже выяснили, является наличие потребности в утилизации отходов и обустройстве специального отводящего канала. Конечно, в России его можно сливать и в канализацию, но исключительно в разбавленном виде (соотношение 25:1). В других же случаях применяются нейтрализационные блоки, в которых указанные выше реагенты нейтрализуют агрессивную жидкость. И никаких неудобств в эксплуатации нет, поскольку замену блока придется проводить максимум два-три раза за все время использования.

Обратите внимание! При расчете отопительной системы необходимо учитывать оптимальную температуру прибора отопления. Чтобы эксплуатация была предельно эффективной, можете использовать в роли отопительных устройств старые радиаторы панельного типа. Также источником тепла может служить система «теплого пола».

Безусловно, газовый конденсационный котел производит низкотемпературные продукты сжигания, из-за чего тяга будет достаточно слабой. Поэтому естественным образом эти продукты не сумеют подняться по дымоходному каналу. В связи с этим котлы оснащаются камерами сжигания закрытого типа, а отводящие каналы оснащаются специальными турбинами.

Как сделать дымоход для газового котла

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать дымоход для газового котла, рассматривали необходимые нормы и требования. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится

К слову, именно для этих приборов ставятся коаксиальные трубы, то есть «труба в трубе». По одной из них подается воздух снаружи, а по другой продукты сжигания выводятся из системы.

Обратите внимание! Конденсат будет в любом случае появляться внутри дымохода, поэтому материалом, из которого он сделан, должна быть сталь, устойчивая к воздействию кислоты. Этот момент обязателен и исключений не имеет.

Альтернативная сторона вопроса

Как мы уже отмечали, КПД, который равен или превышает 100 процентов – это маркетинговая уловка. Но фирмы-изготовители подобного оборудования все равно пытаются максимально приблизиться к данному показателю. При этом не забывайте, что он – показатель – зависит от ряда важных факторов, среди которых:

• соотношение объема комнаты к мощности нагревательного прибора;
• «возраст» самого прибора;
• то, какой тип розжига используется – современный либо же один из старых.

На данный момент изготовители производят такие котлы в двух вариациях:

• с мокрой отдачей тепла;
• с сухой.

В первой группе – приборы, применяемые в жилых домах, или, проще говоря, обычные отопительные котлы. А вот устройства второй группы эксплуатируются в котельных коммерческого назначения и пока еще на стадии разработки. Эффективность их выше, но стоят они при этом в несколько раз дороже.

Какова выгода конденсации?

Во всех приборах, эксплуатируемых в частных домах, регулировка мощности производится путем изменения подачи топлива в горелку. И описываемые здесь устройства практически ничем не уступают традиционным котлам, хотя их предельная эффективность и отмечается при более низких температурных показателях. В этом и заключается разница, но это еще не все.

Зависит ли температура рабочей жидкости от мощности отопительного прибора? Чем выше мощность, тем больше потребляется газа и, в свою очередь, тем выше температура рабочей жидкости (и наоборот). В большинстве случаев КПД, равно как и эффективность котла, зависит от подачи газа (действует принцип «больше, значит лучше»).

В случае с котлами конденсационного типа все несколько иначе. Их предельный КПД заметен уже тогда, когда прибора нагружается на треть своей мощности. Поэтому здесь не стоит выбирать среди моделей большей или меньшей мощности, так как данный параметр никакого значения не имеет.

У пользователей нашего портала есть уникальная возможность - следить, как в рамках проекта с FORUMHOUSE мы, с нашими партнёрами, строим в Подмосковье комфортабельный и энергоэффективный загородный дом. Для этого при возведении коттеджа используются самые современные материалы и технологии.

В качестве фундамента выбрана УШП, а системы отопления - тёплый пол. Кроме этого, котельной стал настенный конденсационный газовый котел. О том, почему для нашего проекта было выбрано именно это оборудование, и в чём заключаются преимущества его работы, в формате мастер-класса вам расскажет технический специалист компании .

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

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

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

Сергей Бугаев Технический специалист компании Ariston

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

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

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов , не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH 4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO 2), вода (H 2 O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

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

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

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

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

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

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.

Сергей Бугаев

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

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

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

Преимущества использования конденсационного газового котла

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

Сергей Бугаев

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

При изготовлении конденсационного котла используются только долговечные и износостойкие материалы. Это увеличивает срок службы и надёжность работы этого оборудования, также уменьшаются затраты на сервисное обслуживание.

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

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

Сергей Бугаев

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

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

Такой режим неблагоприятен для работы оборудования и приводит к его ускоренному износу.

Конденсационный котёл, при той же мощности и в аналогичной ситуации, в непрерывном режиме работы спокойно выдаст 2.5 кВт мощности (10% от 25 кВт)¸ что напрямую влияет на срок службы теплогенератора и уровень комфорта в загородном доме.

Конденсационный котёл, дополненный погодозависимой автоматикой, гибко подстраивается под изменения температурного режима в течение всего отопительного сезона.

Современная автоматика позволяет значительно упростить процесс управления котлом, в том числе и дистанционно, с помощью специального мобильного приложения для смартфонов, что повышает удобство пользования оборудованием.

Добавим, что отопительный сезон в России, в зависимости от региона, в среднем составляет 6-7 месяцев, начинаясь осенью, когда на улице ещё не очень холодно, и длится до весны.

Примерно 60% этого времени среднесуточные температуры на улице держатся в районе 0 °С.

Получается, что максимальная мощность котла может потребоваться только в относительно короткий период времени (декабрь, январь), когда установились настоящие морозы.

В другие месяцы от котла не требуется выход на максимальный режим работы и повышенная теплоотдача. Следовательно, конденсационный котёл, в отличие от обычного, будет эффективно работать и при температурных перепадах, и при небольшом морозе. При этом снизится потребление газа, что в тандеме с низкотемпературной системой отопления (теплым полом) уменьшит затраты на покупку энергоносителя.

Даже при использовании конденсационного котла вместе с высокотемпературным радиаторным отоплением это оборудование работает эффективнее традиционного на 5-7%.

Сергей Бугаев

Помимо экономичности, важным преимуществом конденсационных котлов является возможность получения большой мощности при компактных размерах оборудования. Конденсационный газовый котёл в настенном исполнении особенно актуален для небольших котельных.

Кроме этого, конденсационный котёл имеет турбированную горелку, что позволяет отказаться от стандартного дорогостоящего дымохода и просто вывести коаксиальную дымоходную трубу через отверстие в стене. Это упрощает монтаж оборудования или установку нового конденсационного котла взамен старого – обычного, при реновации существующей системы отопления.

Особенности эксплуатации конденсационного газового котла

Частые вопросы потребителей: что делать с конденсатом, получаемым в процессе эксплуатации котла, насколько он вреден, и как его утилизировать.

Количество конденсата можно рассчитать так: на 1 кВт*ч приходится 0,14 кг. Следовательно, конденсационный газовый котёл мощностью в 24 кВт при работе на 12 кВт мощности (т.к. большую часть отопительного периода котел работает с модуляцией, а средняя нагрузка на него, в зависимости от условий, может составлять ниже 25%) в достаточно холодный день вырабатывает 40 литров конденсата при низкотемпературном режиме.

Конденсат можно слить в центральную канализацию, при условии, что его разбавили в пропорции 10 или лучше 25 к 1. Если дом оборудован септиком или локальной очистной станцией, требуется нейтрализация конденсата.

Сергей Бугаев

Нейтрализатор представляет из себя ёмкость, заполненную мраморной крошкой. Вес наполнителя – от 5 до 40 кг. Менять её надо вручную в среднем раз в 1-2 месяца. Конденсат, обычно пройдя через нейтрализатор, самотёком попадает в канализацию.

Подведение итогов

Это современное оборудование, отличающееся надёжностью, экономичностью и эффективностью работы. Также сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу, что особенно актуально при ужесточении норм по экологичности. Кроме этого, установка данного типа теплогенератора, за счёт уменьшения расхода газа, позволит уменьшить затраты на отопление в долгосрочной перспективе и повысить уровень комфорта в загородном доме.