Отличие конденсационных газовых котлов от обычных

Плюсы и минусы конденсационных газовых котлов

Как вы уже поняли, основным преимуществом, которым обладают газовые конденсационные котлы, является высокий коэффициент полезного действия – не увеличивая затраты топлива, они вырабатывают большую мощность, чем классическое газовое оборудование этого типа. Кроме того, к положительным моментам работы этих котлов можно отнести еще и следующие моменты.

1. Практически стопроцентное сгорание топлива. Как минимум, это снижение расхода газа примерно на 10-15%. Такая экономичность в работе возможна благодаря уникальной, тщательно продуманной конструкции горелок.
2. Полное сгорание топлива обуславливает и другое преимущество котла – благодаря отсутствию большого количества «выхлопных газов» они в меньшей степени загрязняют окружающую среду. Смело можно утверждать, что это экологически чистое оборудование.
3. Конденсационный газовый котел – это практически бесшумный отопительный прибор. Его оборудование работает практически бесшумно благодаря конструктивным особенностям. Производители утверждают, что его шумность почти наполовину меньше, чем у классического газового котла.

4. Долговечность. И здесь конденсационные котлы обогнали своих классических собратьев – срок их эксплуатации в два-три раза больше.

Все это очень хорошо, но наряду с преимуществами, газовые конденсационные котлы имеют и недостатки. Во-первых, максимальная эффективность и экономичность в работе достигается только при низкотемпературных режимах работы – если температура теплоносителя в обратном трубопроводе превышает 50 градусов, то котел будет работать как стандартное газовое оборудование. Это накладывает некоторые ограничения на область его применения – чтобы обеспечить эффективность и экономичность работы конденсационного котла, необходима большая площадь батарей отопления. Как вариант, они могут использоваться в системах с большим количеством теплых полов. Во-вторых, стоимость, которая превышает цену обычного газового котла более чем в 2 раза. В-третьих, сложный монтаж и непростая настройка системы отопления, осуществить которые без специалистов весьма трудно. И, в-четвертых, это необходимость отводить конденсат – к котельному оборудованию данного типа нужно проводить ветку дренажной системы.

И это еще не все неприятные моменты использования газовых конденсационных котлов – в паре с обычными линейными системами отопления они работают не совсем как положено. Максимальная эффективность этого оборудования возможна только при коллекторных схемах разводки отопительных систем.

Особенности функционирования

В оборудовании конденсационного типа в качестве топлива используется природный или сжиженный газ. Первый широко применяется в быту, а второй – в промышленности. В основе функционирования конденсационного устройства лежат законы физики. Топливо сгорает с выделением воды и углекислого газа. При этом жидкость испаряется и выделяется некоторое количество тепла. Образование конденсата обеспечивает возвращение в систему потерянной тепловой энергии, что приводит к повышению коэффициента полезного действия в системе. В стандартных же котлах конденсат считается нежелательным явлением, от которого нужно избавляться.

Основное отличие конденсационных котлов от конвекционных состоит в том, что последние модели считаются устаревшими. Также КПД конденсационного оборудования отличается от обычного и конвекционного до 15%.

Большинство покупателей отмечают, что затраты на приобретение оборудования конденсационного типа компенсируются высоким КПД аппарата, что обеспечивается конденсацией паров, которые содержатся в дымовых газах. После охлаждения дымовых газов в теплообменнике до 55 градусов начинается конденсация водяного пара с выделением дополнительного тепла, за счет чего и увеличивается КПД.

Конденсатоообразование возможно только при условии, если температура теплоносителя не более 57 градусов и наибольший эффект достигается при 35 градусах теплоносителя в обратке.

Утверждение №1. Хотите лучшее — берите конденсационный котел!

Такой совет продавцы бытовых котлов нередко дают покупателям, которые настроены на премиальное потребление. Дело в том, что в продуктовых линейках большинства известных брендов высокотехнологичные модели высшего ценового сегмента — это именно конденсационные котлы. В них используются качественные материалы и компоненты, реализуются последние инновационные решения, ранее отработанные на моделях для промышленного применения. Так что потребители, готовые платить за надежность и высокие технологии, часто останавливают свой выбор на конденсационных моделях, даже если конфигурация системы отопления не позволит реализовать все преимущества этого оборудования.

Однако есть и исключения.

Заключение: отчасти верно.

Утверждение №4. Конденсат можно сливать в септик или прямо «на грунт»

Это не просто заблуждение покупателей. Такой совет зачастую дают продавцы и монтажники, если владелец объекта недвижимости не хочет тратиться на недешевую систему нейтрализации и отвода конденсата.

В сутки бытовой конденсационный котел производит до 15–20 л конденсата с уровнем pH 3–5, что сравнимо с раствором уксусной кислоты. Такую жидкость нужно обязательно пропускать через фильтр-нейтрализатор, чтобы снизить ее кислотность. Иначе она может уничтожить биоактивный ил в септике, вызвать коррозию металлических канализационных труб или просто убить плодородный слой почвы, если кислый раствор выливается на грунт.

Есть еще один нюанс. Монтажники могут пренебречь системой отвода и нейтрализации конденсата, если точно знают, что из-за конфигурации системы отопления котел будет работать только в малоэффективном высокотемпературном режиме, при котором конденсат не образуется.

Заключение: не верно!

Правила выбора конденсаторного котла для дома

Производители предлагают устройства в трех разных ценовых вариантах.

Различается оборудование так:

1. Модели премиум класса. Отличаются оригинальным дизайном, тихо работают, изготавливаются из материалов высокого качества. Каждый агрегат имеет собственный сертификат экологической безопасности.
2. Оборудование среднего ценового сегмента. Экономичные конденсационные котлы, принцип работы которых ничем не отличается от дорогого оборудования. Разница только в менее раскрученной марке. Приборы выпускаются с одним, двумя контурами, в напольном и настенном виде.
3. Бюджетные модели представлены оборудованием от корейских, словацких производителей. Особенность в адаптации к отечественным условиям эксплуатации – это большой плюс. Невысокая стоимость объясняется отсутствием разнообразной автоматики, систем контроля – в агрегатах есть стандартный набор функций, его достаточно для безупречной работы всей системы.

При выборе конденсационного газового котла в расчет принимаются следующие параметры:

• Мощность. Расчет показателя выполняется по формуле – на 10 м2 площади надо 1 кВт тепла. Для регионов с суровыми климатическими условиями к итоговому количеству следует добавить 15-30%. Избыточная мощность не нужна, это приводит к быстрому износу оборудования.
• Расход топлива. Учитывается мощность, нагрузка на систему, КПД прибора. Для котлов с мощностью в 10 кВт потребуется газа 1,12м3/час, для агрегатов в 30 кВт 3,36 м3/час. Приборы в 60 кВт потребляют 6,72 м3/час – это самый высокий показатель.
• Материал теплообменника. Модели с силуминовым теплообменником (сплав алюминия и кремния) инертны к химическим веществам, поэтому допускают применение теплоносителя с присадками. Агрегаты с теплообменниками из нержавеющей стали дешевле, выдерживают гидроудары, но от химических компонентов в теплоносителе могут прийти в негодность.
• Температурный показатель режимов работы, от которого зависит КПД. Чем ниже показатель нагрева в трубе обратного тока, тем быстрее образуется конденсат. Если температура в трубопроводах подачи/обратки в 40/30 С КПД агрегата будет 108%, при показателях в 90/75 С КПД равен 98%.
• Количество контуров. Одноконтурные котлы работают только на систему отопления, двухконтурные на отопление и раздачу ГВС. Двухконтурные модели для домашней автономной системы выбираются с мощностью до 24 кВт.

Для упрощения работы агрегаты дополняются системами контроля, автоматики. Чем больше настроек, тем дороже модель. Оптимальным набором считается наличие дневного/ночного режима работы, прогрева на минимальных температурах, остальные функции выбирает пользователь.

Оборудование такого типа считается новым, потому наличие в городе сети сервисных центров, возможность быстро купить запчасти и сделать ремонт, также важные нюансы выбора.

Производители конденсационных котлов

Ни для кого не секрет, что именно от производителя зависит качество любой продукции – не исключением являются и конденсационные котлы. Стоят они немалых денег и, приобретая подобные агрегаты, нужно быть уверенным, что деньги не потрачены понапрасну, и они смогут работать в течение длительного срока. В этом отношении предпочтение в выборе лучше отдать проверенным производителям, к которым можно отнести следующие компании.

1. Viessmann Vitodens. Котлы высокого класса – производятся в линейке мощностью от 4 до 66кВт. Теплообменник этих котлов изготавливается из высококачественной нержавеющей стали и имеет уникальную конструкцию в виде параллелепипеда, скрученного в змеевик. Эффективности работы этих котлов может позавидовать любое котельное оборудование. Стоимость их не маленькая – к примеру, конденсационный котел Viessmann Vitodens мощностью 24кВт обойдется покупателю практически в 2000 долларов.

2. Vitodens 300, 333, 343. Этот производитель оборудует свои конденсационные газовые котлы модуляционными горелками и циркуляционными насосами, что дает немалую экономичность в их работе – в них сведен до минимума не только расход газа, но и потребление электроэнергии. Стоимость котла Vitodens мощностью 26кВт составит примерно 1800 долларов.

3. Buderus – компания-первопроходец в области изготовления и разработки конденсационных газовых котлов. Их настенные агрегаты способны достигать мощности до 100кВт – это рекордный показатель, особенно если учесть, что габариты таких котлов ненамного отличаются от размеров классических двухконтурных котлов мощностью в 24кВт. Ориентировочная стоимость котла Buderus мощностью 24кВт составит порядка 1400 долларов.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

Если говорить о конденсационном оборудовании эконом класса, то здесь можно выделить котлы BAXI, которые обладают оптимальным сочетанием технических характеристик и стоимости – котел мощностью 28кВт обойдется потребителю примерно в 1500 долларов. При этом производитель дает весьма немаленькую гарантию на свою продукцию, что делает этот котел весьма доступным для широкого круга людей.

В заключение темы про конденсационный газовый котел скажу несколько слов об одном очень важном моменте, оказывающим влияние на длительность эксплуатации оборудования данного типа. Речь идет о теплообменнике, а вернее материале, из которого он изготавливается – практически все конденсационные котлы оборудуются теплообменниками из нержавеющей стали или из кремний-алюминиевых сплавов

В принципе, хорошо работает и тот и другой вариант, но нержавейка менее подвержена коррозии под воздействием конденсата. Долго проработают и те и другие, но именно нержавейка работает дольше всего.

Автор статьи Александр Куликов

Как работают конденсационные котлы

Принцип работы конденсационных котлов был известен давно, но применять его в котельном оборудовании из чугуна и стали было невозможно, так как водный конденсат, обладая высокой кислотностью и имея в своем составе углекислый газ,  вызывал коррозию стальных и чугунных котлов. Только с появлением  коррозионно-стойких  сплавов и нержавеющей стали стало возможным внедрить данную технологию в производство котельного оборудования.

Как мы уже знаем, при охлаждении пар снова переходит в жидкое состояние и освобождает опре­делённое количество теплоты. Если рассматривать обычный котел, то при его работе с процессом конденсации идет борьба, а в котлах конденсационных  конден­сация только приветствуется. Их конструкция предусматривает специальный теплообменник, в котором и происходит процесс конденсации, а выделяемое тепло при этом процессе отбирается для системы отопления

В неконденсационных котлах во время сжигания газа отбирается не вся тепловая энергия, а только ее большая часть. Тепловой поток в теплообменнике охлаждается только до температуры 140-160° С, при его охлаждении до более низкой температуры в дымоходе уменьшается тяга образуется агрессивный конденсат, вызывающий коррозию элементов котла. Тепловая энергия, которую можно получить в процессе конденсации в обычных котлах не используется, она называется скрытой.

Конденсационные газовые котлы используют в своей работе энергию, скрытую в конденсирующихся водяных парах, поэтому их коэффициент полезного действия, в сравнении с КПДД обычных котлов, превышает 100%. Основным элементом любого котла является теплообменник. В конструкции конденсационных котлах теплообменника два. Они могут быть раздельными или совмещенными (двухступенчатыми). Первый теплообменник работает так же, как и в  обычных котлах. Через него проходит тепловой поток но, не остывает ниже точки росы. Второй конденсационный теплообменник отбирает тепло, оставшееся  у продуктов сгорания,  и охлаждает до температуры ниже точки росы.

Водяной пар, конденсируется на стенках второго теплообменника, и отдает скрытую тепловую энергию воде. В этот момент у продуктов сгорания происходит дополнительный отбор тепла их температура на выходе из теплообменника только  на 10-15°С выше температуры теплоносителя.

Чтобы решить проблему коррозии, которую вызывает агрессивный конденсат, производители используют при изготовлении котлов устойчивые к коррозии и химическим воздействиям материалы (нержавеющую сталь, силумин (алюминиево-кремниевый сплав)).

В Европе, и в частности в Германии, действуют нормы, требующие нейтрализовать конденсат перед сливом в канализацию. Нейтрализатор представляет собой емкость с гранулами магния и калия. Проходя через эти щелочные реактивы, конденсат нейтрализуется, и когда  выводится в канализацию, не представляет собой опасности для окружающей среды. В России санитарные нормы не требуют нейтрализации конденсата, поэтому он просто собирается в специальный резервуар, предусмотренный в конструкции котла, и, в последствие, отводится в канализацию в своем первоначальном виде. В котлах мощностью до 30 кВт, предназначенных для отопления частных домов, за 24 часа  сутки работы образуется около 30 л конденсата.

Как определить КПД конденсационного котла

На сегодняшний день существуют низкотемпературные и традиционные системы отопления. К низкотемпературным можно отнести системы, скажем, тёплый пол. Конденсационные устройства очень хорошо интегрируются в данные системы отопления и показывают высокие результаты эффективности в подобных системах. Всё это потому, что в этих системах отопления создаются очень хорошее условия, которые способствуют наилучшей конденсации. Если правильно смонтировать тандем из конденсационного котла плюс тёплый пол, то в данном случае можно вообще не использовать радиаторы. «Тёплый пол» вполне справится с задачей отопления помещения, не хуже системы, которая использует радиаторы. Всё это благодаря высокому коэффициенту полезного действия конденсационного котла.

Если же со всей объективностью подойти к вопросу оценки КПД конденсационного газового котла, то мы получим где-то около 95% КПД. Этот показатель во многом зависит от условий применения данного оборудования. Также эффективность можно повысить при помощи использования «погодозависимой» автоматики. С помощью этого оборудования можно добиться дифференцированного управления котлом, опираясь на среднесуточную температуру.

Общая информация

Конденсационные котлы представляют собой усовершенствованную версию обычного котла конвекционного типа. При этом принцип работы последнего знаком даже тем, кто никогда раньше не интересовались техническими вопросами или физикой. В качестве источника энергии для таких установок задействуется газ в двух формах:

• природный (магистральный);
• сжиженный (баллонный).

Во время сгорания топлива, как и любых других органических веществ, происходит образование углекислого газа и воды, что приводит к выделению внушительного количества энергии. Это вызывает нагрев теплоносителя — специальной жидкости, которая циркулирует по трубам отопительной системы.

В данном видео рассмотрим какой котел лучше выбрать:

Показатели коэффициента полезного действия достигают 90%, что превосходит аналогичные показатели у котлов, работающих на жидком и твердом топливе. Тем не менее, по мере развития науки и техники люди пытались максимально улучшить продуктивность котлов и достичь 100% результатов. Ведь некоторые продукты сгорания газа, которые составляют 10 процентов от общей массы, банально выходят через дымоходную трубу. Кстати, они разогреты до +150…+250°С.

В поисках оптимальных решений ученые и инженеры старались обеспечить более полную рекуперацию теплового потенциала, но воплотить это в реальность удалось только 10 лет назад, когда на свет вышли первые конденсационные котлы.

Как работает конденсационный котел и в чем заключаются принципиальные отличия от традиционных установок, рассказать просто. После отработки основной процедуры сгорания топлива и передачи выделенного тепла аппарат начинает автоматически остужать газообразные продукты до отметки +50…+60°С, т.е. до начала конденсации воды.

Основные отличия конструкции конденсационных котлов от обычных

Конденсационные котлы отличаются от традиционных материалом, используемым для теплообменника. Их теплообменник выполняется из кислотостойкого сплава силумина или нержавеющей стали. Образующийся в котле водный конденсат имеет повышенную кислотность и вызывает коррозию таких материалов, как сталь и чугун, которые используются в производстве неконденсационных котлов. Форма теплообменника представляет собой трубу сложного сечения, имеющую дополнитель­ные спиралевидные ребра. Такая форма теплообменника способствует увеличению площади теплообмена и повышает эффективность работы котла.

В конденсационных котлах перед горелкой установлен вентилятор, кото­рый «высасывает» газ из газопровода и смешивает его с воздухом, после чего направляет  смесь газа с воздухом к горелке.

Устройство конденсационного котла

Дымовые газы удаляются через коаксиальные дымоходы,  изготовляемые из термостойкого пластика. Кроме этого, в конденсационных котлах есть насос, управляемый электроникой, который оптимизирует мощ­ность отопления, экономя электроэнергию и сни­жая шум от теплоносителя, протекающего в системе отопления.

Конструкция традиционных котлов не предусматривает процесса конденсации и использования крытой энергии, поэтому  температуру продуктов сгорания поддерживают на высоком уровне. Часть тепла в таких котлах не используется, а выводится с продуктами сгорания  через дымоход.

Так как конденсат обладает химической агрессивностью, чтобы его использовать необходимо элементы котла делать из  химически устойчивых материалов, стоимость которых довольно высокая. Производителям намного легче продавать более дешевые товары, чем вкладывать  свои средства в прогрессивные,  но дорогие  технологии. Поэтому большинство котлов, представленных на рынке, созданы на основе устаревших технологий. Для пользователей же выгоднее купить пусть дорогие,  но более эффективные конденсационные котлы, которые позволяют экономить на расходе топлива.

Производители предлагают для своих конденсационных котлов  ком­плекты для подключения, нейтрализаторы конденсата, расширительные баки, предохранительные устройства,  комплекты трубной обвязки котлов, системы для отвода дымовых газов.

В Европейских странах конденсационные котлы —   самый массовый вид отопительных при­боров. Есть страны, в которых запрещена  установка  неконденсационных котлов. Причина этому  — более высокий КПДД  и более низкий показатель  выброса вредных веществ в конденсационных котлах.

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

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

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

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

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

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

Есть и минусы:

Некоторые минусы действительно критичны, но с ними приходится мириться.

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

При чём тут котлы?

Тепло, выделяемое при сжигании топлива, это не что иное, как процесс окисления горючих составляющих топлива при участии кислорода. Рассмотрим наиболее распространённый газ — метан (CH4).

CH4 +O2 = CO2 + 2H2O + тепло

В результате реакции с кислородом наряду с теплом и углекислым газом образуется вода в виде пара. По принятой терминологии теплота, которая выделяется при сгорании топлива, называется низшей теплотой сгорания топлива. Если начать охлаждать водяной пар, то при конденсации можно получить тепло, называемое теплотой парообразования/конденсации. Сумма низшей теплоты сгорания и теплоты конденсации будет называться высшей теплотой сгорания топлива.

Весь смысл конденсационной отопительной техники сводится к тому, чтобы охладить продукты сгорания ниже точки росы и с пользой использовать теплоту конденсации. Но в отличие от чистого водяного пара водяные пары в дымовых газах имеют несколько иные свойства, так как смешаны с другими газами. Как следствие — значение температуры, при котором начнётся конденсация, зависит от состава дымовых газов. А они, в свою очередь, определяются видом топлива и степенью насыщенности воздухом сжигаемой газо-воздушной смеси. Например, при сжигании метана точка росы (начала конденсации) будет 55 °C, а для дизельного топлива — 45 °C.

Устройство

Данный агрегат состоит из следующих узлов:

1. Камера сгорания. Бывает открытого и закрытого типа. Первый вариант встречается редко и подразумевает присутствие в здании дымохода. Котлы с закрытой камерой сгорания оснащаются выводом для подсоединения коаксиальной трубы. В камере имеются система подачи топливной смеси, вентилятор для принудительной подачи воздуха.
2. Горелка. Расположена в камере сгорания. В новых агрегатах устанавливается моделируемая камера с функцией плавного регулирования тепловой мощности в диапазоне 20–100%. Немоделируемая с неизменной мощностью (требуемые параметры отопления регулируются частотой включения при помощи автоматики) используется редко, в основном на дешёвых моделях.
3. Первичный (основной) теплообменник для передачи тепловой энергии от сгораемого топлива теплоносителю.
4. Камера доохлаждения парогазовой смеси до точки росы снабжена ёмкостью для конденсата или дренажной системой.
5. Вторичный (конденсационный) теплообменник. Расположен в камере доохлаждения. Снабжён конденсатором, на стенках которого из паров образуется конденсат и аккумулируется выделяемое тепло. Изготавливается литым из стойких к агрессивной среде нержавеющей стали и силумина (сплав алюминия с кремнием).
6. Электронный блок управления, оснащённый датчиками контроля и регулирования работы узлов котла.
7. Насос для принудительной циркуляции теплоносителя в системе.

8. Дымоход, соединяемый с коаксиальной трубой. Во избежание разрушения конденсатом изготавливают из пластика или кислотостойкой нержавеющей стали.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin