Как работает конденсационный котел - Ремонт и стройка от Stroi-Sia.ru
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает конденсационный котел

Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Продавцы теплогенераторов конденсационного типа заявляют, что КПД предложенного нам инновационного оборудования превышает 100%. Но согласитесь, это слегка противоречит закону сохранения энергии, знакомому всем нам по школьному курсу физики. Так в чем же загадка?

С одной стороны подобные заявления являются уловкой маркетологов. Однако с другой – в их убеждающих покупателя уверениях есть и зерно правды. Мы подробно разберем, как устроен конденсационный котел: преимущества и недостатки, его специфика работы и конструкции заслуживают детального изучения.

Для того чтобы получить полноценное представление о конденсационном типе оборудования, сравним его с классическим видом генератора тепловой энергии. Приведем особенности его подключения и эксплуатации. Раскроем тайны сверхвысокой производительности.

Конденсационный котел на газу

Высокий КПД конденсационного газового теплогенератора обеспечивается наличием в его конструкции дополнительного теплообменника. Первый штатный для всех отопительных котлов теплообменный узел передает теплоносителю энергию сжигаемого топлива. А второй добавляет к этому еще и тепло от рекуперации выхлопных газов.

Работают конденсационные котлы на «голубом топливе»:

  • магистральном (смеси газов с преобладанием метана);
  • газгольдерном или баллонном (смеси пропана с бутаном с преобладанием или первого, или второго компонента).

Допустимо использовать любой вариант газа. Главное, чтобы горелка была рассчитана на работу с тем или иным типом топлива.

Наилучшую эффективность конденсационный теплогенератор показывает при сжигании метана. Пропан-бутановая смесь здесь немного уступает. Причем чем больше доля пропана, тем лучше.

В этом отношении «зимний» газ для газгольдера дает на выходе немного больший КПД, нежели «летний», так как пропановая компонента в первом случае выше.

В отличие от конденсационного газового котла в конвекционном часть тепловой энергии уходить в дымоход вместе с продуктами горения. Поэтому у классических конструкций КПД и находится в районе 90%. Выше его поднять можно, но технически слишком сложно.

Экономически это не оправдано. А вот в конденсатниках тепло, получаемое от сжигания газа, используется более рационально и полно, так как тепло выделяемого при переработки пара аккумулируется и передается системе отопления. Так дополнительно нагревается теплоноситель, что позволяет снизить расход горючего в расчете на получаемый 1 кВт тепла.

Устройство и принцип работы

По конструкции конденсационный котел во многом похож на конвекционный аналог с закрытой камерой горения. Только внутри он дополняется вторичным теплообменником и блоком рекуперации.

Состоит конденсационный котел на газу из:

  • камеры горения закрытого типа с модулируемой горелкой;
  • первичного теплообменника №1;
  • камеры охлаждения выхлопных газов до +56–57 0 С (точки росы);
  • вторичного конденсационного теплообменника №2;
  • дымохода;
  • вентилятора подачи воздуха;
  • резервуара для конденсата и системы его отвода.

Рассматриваемое оборудование практически всегда оснащается встроенным циркуляционным насосом для теплоносителя. Обычный вариант с естественным током воды по трубам отопления здесь малоприменим. Если насоса в комплекте нет, то его обязательно надо будет предусмотреть при подготовке проекта обвязки котла.

Котлы-конденсатники в продаже есть одноконтурные и двухконтурные, а также в напольном и настенном исполнении. В этом отличий они от классических конвекционных моделей не имеют.

Принцип работы конденсационного газового котла следующий:

  1. Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
  2. Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
  3. В результате конденсации продуктов горения в теплообменнике №2 остывшая вода подогревается за счет рекуперированного тепла (экономя до 30% топлива) и уходит вновь на №1 в новый цикл циркуляции.

Чтобы точно контролировать температуру отработанных газов, конденсационные котлы всегда оснащаются модулируемой горелкой с ходом мощности от 20 до 100% и вентилятором подачи воздуха.

Нюансы эксплуатации: конденсат и дымоход

В конвекционном котле продукты горения природного газа СО2, оксиды азота и пар охлаждаются лишь до 140–160 0 С. Если остудить их ниже, то в дымоходе упадет тяга, начнет образовываться агрессивный конденсат и потухнет горелка.

Такого развития ситуации все производители классических газовых теплогенераторов стремятся избежать, чтобы максимально повысить безопасность работы, а также продлить срок службы своего оборудования.

В конденсационном котле температура газов в дымоходе колеблется в районе 40 0 С. С одной стороны это снижает требования по жаростойкости материала дымоходной трубы, но с другой накладывает ограничения на его выбор в плане стойкости к воздействию кислот.

Теплообменники в конденсационных теплогенераторах делают из:

  • нержавейки;
  • силумина (алюминия с кремнием).

Оба эти материала обладают повышенными кислотостойкими характеристиками. Чугун и обычная сталь для конденсатников совершенно не подходят.

Дымоходную трубу для конденсационного котла разрешается устанавливать исключительно из нержавейки либо кислотостойкого пластика. Кирпичные, железные и иные дымоходы для подобного оборудования не подходят.

При работе конденсационного котла мощностью 35–40 кВт образуется порядка 4–6 литров конденсата. Упрощенно выходит около 0,14–0,15 литра на 1 кВт тепловой энергии.

Фактически это слабая кислота, которую запрещено сливать в автономную канализацию, так как она погубит задействованные в переработке отходов бактерии. Да и перед сбросом в централизованную систему рекомендована сначала разбавить водой в пропорции до 25:1. А потом уже можно удалять, не боясь разрушить трубу.

Если котел ставится в коттедже с септиком или ЛОС, то конденсат вначале необходимо нейтрализовать. В противном случае он убьет всю микрофлору в автономной очистной системе.

«Нейтрализатор» выполняется в виде емкости с мраморной крошкой общей массой 20–40 кг. При прохождении через мрамор у конденсата из котла повышается pH. Жидкость становится нейтральной или низкощелочной, уже неопасной для бактерий в септике и для материала самого отстойника. Менять наполнитель в таком нейтрализаторе требуется раз в 4–6 месяцев.

Откуда КПД выше 100%?

При указании эффективности работы газового котла производители за основу берут показатель низшей теплоты сгорания газа без учета теплоты, образующейся при конденсации водяного пара. В конвекционном теплогенераторе последний вместе с приблизительно 10% тепловой энергии полностью уходит в дымоходную трубу, поэтому его и не учитывают.

Однако если сложить конденсационное вторичное тепло и основное от сожженного природного газа, то выйдет как раз более 100% КПД. Никакого мошенничества, просто небольшая хитрость в цифрах.

По сути, «неправильный» коэффициент полезного действия выше 100% возникает из-за желания производителей теплогенерирующего оборудования сравнивать сравниваемые показатели.

Просто в конвекционном приборе «водяной пар» вообще ни как не считается, а в конденсационном его учитывать надо. Отсюда и небольшие расхождения с логикой базовой физики, которую преподают в школе.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Среди преимуществ конденсационного котла числятся:

  1. Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
  2. В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
  3. Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
  4. Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0 С).
  5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
  6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
  7. Наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.

Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели.

Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования.

Из минусов конденсационных теплогенераторов следует упомянуть:

  1. Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
  2. Проблемы с утилизацией конденсата.
  3. Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
  4. Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
  5. Запрет на использование с антифризами.

Несмотря на значительные первоначальные затраты, конденсационный котел вполне оправдан с экономической точки зрения. В процессе эксплуатации он с лихвой возвращает все потраченные изначально деньги.

В России подобное оборудование пока распространено мало. Газовый котел с рекуперацией еще слишком необычен и мало изучен на нашем рынке. Но интерес к таким теплогенераторам постепенно растет.

Выводы и полезное видео по теме

Как работает конденсационный теплогенератор:

Устройство газовых котлов с рекуперацией водяного пара:

Все преимущества конденсационных котлов:

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, то на первый взгляд «некорректные» 108–110% КПД становятся вполне понятными и оправданными цифрам.

Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов действительно более эффективен в сравнении с классической конструкцией. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с высокой кислотностью, который надо куда-то утилизировать.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Не исключено, что вы владеете информацией, которая сможет пополнить запас сведений, изложенных в статье. Задавайте вопросы, делитесь собственным опытом в выборе и эксплуатации котлов конденсационного типа, размещайте фото по теме статьи.

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

Мастер-класс, в котором рассказывается о нюансах работы и особенностях эксплуатации конденсационного газового котла.

У пользователей нашего портала есть уникальная возможность — следить, как в рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» 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, «сердцем» 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 Ariston.

  • 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.

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 CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

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%.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Настенный конденсационный газовый котёл — 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.

Конденсационный котел: что это такое

Конденсационный котел – это газовый котел, работа которого основана на принципе конденсации. Благодаря своей современной конструкции, такой газовый котел отопления позволяет сделать обогрев помещений еще более экономичным и комфортным.

Разберем подробнее, что такое котел конденсационного типа, чем он лучше обычного и почему его КПД больше 100%.

Конденсационный котел: принцип работы

Чтобы лучше понять, в чем особенность конденсационного газового котла, сравним его работу с традиционным.

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. Затем, через дымоход эти отходящие газы выбрасываются в атмосферу — и вместе с этим теряется часть неиспользованной теплоты, ведь вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар и уносит с собой скрытую энергию. Суть конденсационного котла в том, что он способен сохранять и передавать системе отопления эту энергию.

При охлаждении пар превращается в жидкость, то есть конденсируется, высвобождая при этом определённое количество теплоты. В обычном котле идет борьба с конденсацией, в этом же варианте конденсация только приветствуется. Конденсация происходит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и отбирает тепло для системы отопления.

Почему КПД более 100%

КПД (коэффициент полезного действия) конденсационного котла обычно составляет около 108-109%, в то время как у обычного — 92-95%. Как это возможно? Ведь КПД характеризует эффективность котла, соотношение потребляемого топлива к объему выделяемого тепла. Проще говоря, если КПД котла более 100%, то он должен отдавать энергии больше, чем потреблять. А энергия, как мы знаем, не появляется из ниоткуда.

Причина таких невероятных характеристик в следующем:

Количество теплоты, которое может быть получено при полном сжигании единицы топлива, включая долю, высвобождаемую при конденсации пара, называется «высшей» теплотой сгорания топлива. То же количество теплоты, но без учёта теплоты конденсации, называется «низшей» теплотой сгорания топлива.

Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать стопроцентную «планку». Но древние философы говорили, что, прежде чем начинать спор, следует договориться о тождественности терминов. В этом и заключается суть такой величины КПД: для возможности сравнения тепловой эффективности конденсационных газовых 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.

При этом необходимо отметить, что и при вычислении КПД на основе значения высшей теплоты сгорания величина КПД конденсационных котлов получается достаточно высокой, и значительно выше, чем обычных газовых котлов.

Преимущества

Помимо высокой эффективности, среди плюсов конденсационных отопительных котлов можно выделить 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 °С, позволяет использовать дымоходы из пластмассы, что уменьшает затраты на их монтаж.

Конструкция и эксплуатация

По исполнению конденсационные котлы для отопления подобны традиционным. Обычно они выполняются в настенном варианте, хотя выпускаются и напольные устройства 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 обычных 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 газовом конденсационном котле применен вентилятор, установленный перед горелкой, который «высасывает» из газопровода газ, смешивает с воздухом и направляет к горелке рабочую смесь газа с воздухом.

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 теплоносителя в обратном контуре не превышала 60 °С при любых условиях снаружи. В таком случае при относительно небольшом морозе температура в обратной линии будет составлять около 45-50 °С и котел будет работать в режиме конденсации. Все необходимые условия соблюдаются в напольных системах отопления или системах низкотемпературного панельного отопления. Режим конденсации в этом случае обеспечивается в течение всего периода отопления. Необходимое условие для работы котла в конденсационном энергосберегающем режиме — температура теплоносителя на входе в котел менее 57 °С. Чем температура ниже, тем лучше будет происходить конденсация и тем выше будет КПД котла.

Но даже если установить такой котел на место старого обычного, не меняя систему отопления, все равно большую часть времени он будет работать с эффектом конденсации, то есть более эффективно, чем старый. Связано это с тем, что самые холодные дни составляют в нашем климатическом поясе порядка 10% длительности отопительного периода, следовательно, в течение девяти десятых этого периода конденсация возможна.

Наконец, выпускаются модели, применяемые как для отопления, так и для нагревания горячей воды, и мощность их может составлять 20-100 кВт. Для бытовых целей этого более чем достаточно, а для промышленного или офисного применения выпускаются более мощные модели в напольном исполнении. Предлагаются также комплекты для подключения котлов, расширительные баки, нейтрализаторы конденсата в зависимости от мощности установки, средства для нейтрализации, предохранительные устройства, а также комплекты трубной обвязки котлов и подключения гидравлической стрелки, системы отвода дымовых газов. На рынке есть одноконтурные и двухконтурные модели для настенной или напольной установки.

Стоит отметить, что 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.

На нашем сайте Вы можете купить конденсационный газовый котел по низким ценам от производителей.

Мифы о конденсационных котлах

Миф №1

Конденсационные котлы дороже традиционных.

Конденсационные котлы бывают напольные и настенные, как правило, их сравнивают именно по этим признакам. Но такое сравнение не всегда корректно. Настенные конденсационные котлы бывают мощностью до 120 кВт, в то время как удел обычных настенных котлов 32-35 кВт. Таким образом, сравнивать 65 кВт конденсационный котел можно только с напольным котлом аналогичной мощности.

Миф №2

КПД конденсационного котла больше 100%.

Коэффициент полезного действия (КПД) более 100%! Это заявление производителей конденсационных котлов вызывает изумление не только у непросвещенных и далеких от котельного оборудования людей, но и у тех, кто вплотную занимается им.

Принцип работы любого конденсационного котла основан на использовании тепла, которое отдаёт водяной пар при конденсации. Это тепло, благодаря особой конструкции котла, также используется для нагревания теплоносителя. В теплотехнике КПД отопительного котла определяется отношением полезной теплоты, утилизированной в процессе отопления и ГВС, к теплоте сгорания (количеству тепла, образующегося при полном сгорании топлива и последующем охлаждении продуктов сгорания до стандартных условий (0 °C, 760 мм рт. ст.)). Однако для всех видов органического топлива необходимо различать высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания определяется как низшая теплота сгорания плюс теплота конденсации. Она и является основой для определения КПД. В результате потерь, связанных с высокой температурой отходящих продуктов сгорания, теплового излучения и других факторов, не вся теплота передается нагреваемой воде.

Чтобы сделать возможным сравнение конденсационных котлов с традиционными, расчет КПД ведется по той же методике, т.е. по низшей теплоте сгорания. В итоге получается, что конденсационный котел использует всю низшую теплоту сгорания (100%) и теплоту конденсации (еще 8-9%). На самом деле КПД конденсационных котлов, конечно же, меньше 100%. Но поскольку во всем мире до сих пор КПД традиционных котлов рассчитывается по низшей теплоте сгорания, то для правильного сравнения традиционных и конденсационных котлов КПД последних принимается равным 107-109%.

Миф №3

Проблемы с конденсатом.

Бытует мнение, что много проблем вызывает конденсат, образующийся в процессе работы котла. Конденсат действительно выделяется, и для его утилизации производители предлагают системы нейтрализации и отвода. Количество выделяемого конденсата зависит в первую очередь от мощности котла. Для того чтобы приблизительно оценить количество конденсата, можно использовать следующую простую схему. Для сжигания 1 м3 газа необходимо 9 м3 воздуха, в результате чего выделяется 2 м3 паров воды, из которых может осесть в виде конденсата 1,6 л. Исходя из этих цифр, можно элементарно вычислить максимальное количе-ство конденсата, которое образуется при работе конденсационного котла. Всех пугает сам факт, что при работе котла выделяется конденсат, но мало кто помнит, что при работе обычного котла также выделяется конденсат и требует утилизации. Дымовая труба после остановки котла остывает сверху вниз, и конденсат, образуясь на стенках дымохода, начинает стекать к котлу. Об этом факте зачатую забывают, ограничиваясь установкой конденсатоотводчика, который сбрасывает образовавшуюся жидкость без предварительной нейтрализации в канализацию, что недопустимо.

Миф №4

Считается, что для конденсационных котлов отопления нужен особенный кислотоустойчивый дымоход. Этот факт зачастую трактуют как необходимость в дымоходе из свинца или из чего-то не менее пугающего. В жизни все оказывается гораздо проще.

На самом деле конструкция дымоходов для конденсационных котлов почти не отличается от конструкции дымохода для обычных газовых котлов с закрытой камерой сгорания. Благодаря конструкции конденсационного котла, продукты сгорания удаляются принудительно, что дает возможность подключать котел к таким системам дымоудаления, как коаксиальный дымоход, двухтрубная система, а также к системе забора воздуха из помещения и удаления продуктов сгорания через дымовую трубу. Преимуществом таких котлов является большое количество вариантов подключения к дымоходу без его постройки. Это как раз то, чего так не хватает напольным котлам. Единственное требование к дымоходам для конденсационных котлов — их герметичность.

В интернет-магазине отопительного оборудования «Энергомир» можно купить котел отопления, а также заказать бойлер для нагрева воды к нему. Мы предлагаем конденсационные котлы Baxi, Buderus, Vaillant, Protherm и других проверенных брендов.

Устройство и принцип работы газового конденсационного котла

Газовый конденсационный котел — обогреватель, предназначенный для отопления помещений и нагрева воды для хозяйственных нужд. В нем используют наибольшее количество теплоты путем конденсации продуктов сгорания на стенках теплообменника. Для процесса конденсации добиваются снижения температуры обратной подачи воды до «точки росы». Идеально для выполнения этой задачи подходит система «теплый пол».

Конструктивно кондиционный котел отопления не сильно отличается от обычных газовых обогревателей. Благодаря некоторым дополнительным элементам их работа происходит по-другому. К основным деталям и устройствам относятся:

  • камера сгорания;
  • первичный теплообменник;
  • камера охлаждения парогазовой смеси;
  • экономайзер (вторичный теплообменник);
  • емкость для сбора конденсата;
  • дымоход;
  • циркулирующий водяной насос.

Первичный теплообменник с распределенной радиальной циркуляцией состоит из камеры сгорания на водяной бане и серии труб, закрученных в три витка различного диаметра, связанными в начале и конце с двумя коллекторами, которые организовывают подачу и отбор воды.

Температура воды регулируется на пульте управления через электронные датчики, которые гарантируют простое функционирование и возможность работать при низком водяном давлении — до 0,05 бар. Производство горячей санитарной воды доверено вторичному теплообменнику.

Он изготовлен из медной ребристой трубки, помещенной в корпус из нержавеющей стали. Горелка с предварительным смешиванием изготовлена из специальной металлической фибры. Смесь воздуха и газа в строго определенном количестве подается внутрь горелки, где возникает короткое пламя.

Эта смесь является прекрасным топливом и разрешает получить оптимальный процесс горения с высоким КПД, низким выделением CO и оксида азота. Горелка регулирует и контролирует соотношение между воздухом и газом.

Когда уменьшается запрашиваемая мощность, производительность увеличивается, вместо того, чтобы уменьшаться, как случается с котлами, в которых отсутствует такой тип горелки.

Основной задачей конденсационного газового котла считается обеспечение меньших затрат тепловой энергии, идущей на нагрев теплоносителя. Решение этого вопроса достигается за счет использования для обогрева, кроме энергии сгорания, выделенного количества тепла при образовании конденсата.

Энергия, затраченная на образование пара при работе котлов, не теряется попусту, а тоже используется и приносит дополнительную эффективность. Остывший теплоноситель из системы по основному контуру поступает в теплообменник, где происходит непосредственный его нагрев от газовой горелки.

Горячая вода попадает в экономайзер и сталкивается с охлажденной водой, поступающей по обратному трубопроводу. На поверхности вторичного теплообменника происходит процесс конденсации.

После этого процесса выделяется дополнительная энергия, которая в обычных котлах улетучивается, а в конденсационных обогревателях идет на дополнительный нагрев теплоносителя. Осуществляется такой процесс за счет обдува отработанными газами вторичного теплообменника. В этом заключается главное отличие.

Конденсатные котлы обладают резервуарами для сбора конденсата, который затем удаляется из устройства в проточную канализацию. Частично нагретая вода из экономайзера поступает в основной теплообменник. Так как вода уже теплая, то для ее нагрева потребуется меньший расход топлива.

Практически все производители газовых котлов выпускают обогреватели такого вида. Отличаются они друг от друга мощностью, способом монтажа, системой управления и стоимостью. К наиболее популярным моделям относятся:

  1. 1. Vaillant eco TEC plus VU INT IV 346/5−5H — одноконтурный обогреватель от немецких производителей, который устанавливают на стену. Обладает коэффициентом полезного действия, превышающим 100%. Расход газа составляет 3,5 м³/час, мощность — 34,7 квт. Для изготовления теплообменника используют нержавеющую сталь, что позволяет увеличить срок службы агрегата.
  2. 2. Buderus Logamax plus GB 172−32iK — двухконтурный котел, способный без бойлера производить нагрев воды для горячего водоснабжения. Корпус обладает привлекательным внешним видом, а передняя панель выполнена из черного титанового стекла. Коэффициент полезного действия обогревателя — 109%.
  3. 3. Baxi LUNA Platinum+ 1.32 — одноконтурный обогреватель, выпускаемый в Италии. Представляет собой настенный агрегат, который предназначен для работы в отоплении. Корпус экономайзера и основного теплообменника выполнены из нержавеющей стали.
  4. 4. Wolf CGB 2−24 — этот обогреватель обладает высоким КПД, около 110%. Расход топлива — 2,79 м³ при мощности 24 квт. Единственный его недостаток — это высокая стоимость, которая составляет почти 200 тыс. рублей.

При выборе конденсационного котла потребители учитывают мощность, расход топлива и материал, из которого выполнен теплообменник.

Практически все котлы, произведенные по такой технологии, обладают высоким коэффициентом полезного действия, который не бывает ниже 100%. В классической физике практически таких результатов не встречается.

Объясняется это тем, что в этом случае применяется несколько другая формула расчетов. У температуры сгорания существует две крайние точки: высшая и низшая. Высшее значение получается из суммы низшей и температуры образования конденсата.

Полученный результат и определяет коэффициент полезного действия. Тепло, относящееся к низшему показателю, в полном объеме используется в первом теплообменнике. Тепловая энергия, получаемая путем конденсации, составляет от 8 до 11% от общего объема тепла.

Поэтому и получается окончательный результат от 108 до 111%. Конденсационные котлы имеют и ряд других преимуществ:

  1. 1. Обогреватели небольшой мощности обладают небольшими размерами и не занимают много места в квартире или загородном доме.
  2. 2. Расход топлива на 35% меньше, чем у обычных агрегатов.
  3. 3. Котел можно подобрать точно под расчетные параметры и не переплачивать за лишнюю мощность.
  4. 4. Конденсатное оборудование на 70% более экологичное, чем обычные газовые котлы.
  5. 5. Вместо металлических дымоходов, можно устанавливать более дешевые пластиковые трубы, так как выхлопные газы обладают низкой температурой.

Конденсационный котел имеет как плюсы, так и минусы. Главный недостаток — это высокая цена, которая на 30—80% выше, чем у классических котлов. Правда, экономия топлива позволит в короткий срок восстановить этот ценовой дисбаланс.

Необходимо продумать способ отвода конденсата из-за наличия в нем кислоты. Котел средней мощности за сутки образует около 35 литров конденсируемой жидкости. К негативному фактору можно отнести низкую температуру нагрева воздуха в помещении.

Для правильной работы котла необходимо, чтобы температура теплоносителя в обратном трубопроводе не превышала 40 °C. Поэтому если в отоплении нет системы «теплый пол», то для обогрева следует ставить дополнительные батареи. В регионах с сильными морозами конденсационные котлы для обогрева помещений будут неэффективны.

Конденсационные котлы – отделяем правду от мифов

Хотя конденсационные котлы появились на российском рынке более 20 лет назад, до сих пор в их отношении нет единого мнения ни среди покупателей, ни даже в профессиональном сообществе — среди проектировщиков, дилеров и монтажников отопительного оборудования. Множество стереотипов и мифов крайне мешают, когда дело доходит до осознанного выбора котла для конкретного объекта недвижимости. Выберем несколько расхожих утверждений о конденсационных котлах и разберемся, насколько они соответствуют действительности.

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.

«В нашей продуктовой линейке нет упрощенных низкобюджетных моделей. Низкотемпературные котлы Evolution и конденсационные Condensation оснащены аналогичными медными трубчатыми теплообменниками большой емкости и интеллектуальной системой управления ECO RADIO SYSTEM Visio. Все модели производятся только во Франции с ручным контролем качества компонентов и сборки, — отмечает Роман Гладких, технический директор FRISQUET, лидера французского рынка отопительного оборудования. — Поэтому мы рекомендуем выбирать котел не по цене, а исходя из его соответствия параметрам будущей системы отопления».

Заключение: отчасти верно.

Утверждение №2. Конденсационный котел не окупится никогда!

Цена конденсационных котлов не менее чем на 20–3 0 % выше, чем у традиционных агрегатов той же мощности (без учета затрат на подключение к канализации для отвода конденсата). Разницу в цене такая техника может окупить только за счет сокращения потребления топлива.

Однако экономичность конденсационного котла напрямую зависит от температурного режима работы отопительной системы. Процесс конденсации водяных паров максимально эффективен, если температура теплоносителя в обратной магистрали не превышает 30–40 о С, что возможно только в низкотемпературных системах отопления, например, с «теплыми полами». В классических высокотемпературных системах с радиаторами, где температура «обратки» выше 60 о С, конденсационная технология почти не работает. В таких условиях конденсационные котлы по расходу топлива отличаются от традиционных всего на 3- 5 %.

Срок окупаемости конденсационного котла также сильно зависит от цены топлива. Однако ситуация в корне меняется, если приходится использовать сжиженный газ, который гораздо дороже магистрального. В таком случае срок окупаемости составляет всего несколько лет. Разумеется, в том случае, если котел большую часть времени работает в режиме конденсации.

Заключение: отчасти верно.

Утверждение №3: В Европе можно устанавливать только конденсационные котлы.

Европейские нормативы не оговаривают тип отопительного котла, но предъявляют жесткие требования к содержанию NO (оксида азота) и CO (угарного газа) в дымовых газах. Поскольку в конденсационных моделях уровень выброса токсичных соединений на 80–9 0 % ниже, чем у традиционных агрегатов, они гарантированно соответствуют нормативам, а потому частные и коммерческие потребители предпочитают покупать именно их.

Кроме того, использование конденсационных котлов поощряется на государственном уровне. Например, во Франции на них распространяется пониженный налог с продаж.

«В структуре продаж нашей компании во Франции конденсационные котлы занимают 6 0 %, а низкотемпературные — 4 0 %, — рассказывает Роман Гладких. — Благодаря запатентованной горелке FlatFire обе линейки котлов Hydromotrix соответствуют действующим и готовящимся к вводу нормативам Евросоюза по выбросам оксида азота и угарного газа, то есть потребители могут выбирать конкретную модель исходя из параметров системы отопления и особенностей здания».

Заключение: не 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!

Утверждение №5. Конденсационные котлы подходят только для отопления промышленных и коммерческих зданий

Исторически первые котлы с конденсационной технологией начали выпускаться для промышленного и коммерческого применения и до сих пор активнее всего используются для отопления зданий большой площади. Однако в продуктовых линейках многих производителей есть настенные двухконтурные модели мощностью 25–50 кВт, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения коттеджей, таунхаусов и квартир площадью от 200–500 кв.м.

Для повышения отказоустойчивости системы отопления такие котлы нередко подключают последовательно, используя каскадную схему. В моделях серии FRISQUET Condensation мощностью 32 и 45 кВт есть встроенный блок каскадного управления, так что они без дополнительного оборудования могут работать как ведущий (управляющий) или как ведомый котел. В каскад можно объединить до шести котлов суммарной мощностью до 270 кВт.

Заключение: не верно!

Утверждение №6. Конденсационные котлы не подходят для российского климата

Наиболее ярко преимущества конденсационных котлов проявляются в условиях мягких европейских зим. Однако практика показывает, что при грамотно спроектированной системе теплоснабжения с теплыми полами даже в климатических условиях большинства российских регионов конденсационный котел будет работать в оптимальном режиме не менее 8 0 % отопительного сезона. Выходить из режима конденсации он будет только в двух случаях — во время повышенного расхода горячей воды и в период сильных морозов, когда он будет работать на полную мощность.

Заключение: не верно!

Утверждение №7. КПД более 10 0 % — просто маркетинговая уловка.

Старые советские методики расчета КПД отопительных котлов не учитывали теплоту водяных паров, которые отводились вместе с дымовыми газами. Так что когда в России начали продаваться первые конденсационные котлы, где в теплообменнике утилизируется часть теплоты отходящих газов, продавцы с полным правом могли для привлечения покупателей заявлять про КПД 105–11 0 %. Разница в КПД 15–2 0 % по сравнению с обычными моделями также помогала обосновать для потребителя соответствующую разницу в цене.

В Евросоюзе давно действует другая методика расчетов КПД, которая учитывает, в том числе и теплоту, содержащуюся в водяном паре дымовых газов. Так что там КПД больше 10 0 % не появляется в рекламных материалах.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector