Конденсатный котел принцип работы. Описание конденсационного котла, рекомендации к использованию

Принцип работы газового котла

То, что система отопления, работающая на природном газе, является самым экономичным и эффективным способом обогрева помещений, знают многие. Но вот что странно - вроде бы использование газа сегодня устраивает всех, но высокие и жесткие требования расхода энергоносителей ставят определенные ограничения. Поэтому на рынке теплотехнического оборудования конденсационные котлы занимают особое место. Кстати, в некоторых европейских странах законом запрещено использовать другие виды нагревательных газовых приборов, кроме конденсационных. Попробуем разобраться с газовыми конденсационными котлами, принципом их работы, достоинствами и недостатками.

Принцип работы

В первую очередь нас будет интересовать принцип работы этого вида котлов. Чтобы показать, чем он отличается от обычных агрегатов, надо разобраться с особенностями функционирования последних.

Что в них происходит?

Газ в качестве топлива через горелку подается в камеру сгорания, где и сжигается. При этом выделенная тепловая энергия нагревает металлический теплообменник, в котором движется теплоноситель.
Отдавая часть тепловой энергии, топочные газы проходят в дымоход и выводятся через него на улицу.

Казалось бы, что может быть проще. Но тут есть один очень важный нюанс. Для того чтобы тяга в дымоходе была соответствующей, и в нем не образовывался и не скапливался конденсат, необходимо, чтобы температура топочных газов с 200С падала до 140С. То есть должна происходить интенсивная отдача тепловой энергии теплообменнику. Но учитывайте тот факт, что температура отводящих газов не должна быть ниже данного уровня.

По сути, температура 140С - это достаточно серьезный потенциал, который попросту улетучивается в атмосферу. Заключенная в отводящих газах тепловая энергия не расходуется по прямому назначению. Тем более что внутри топочных газов всегда присутствуют влажные пары воздуха, которые также обладают определенным температурным потенциалом. Вот почему были изобретены конденсационные котлы, в которых все эти нюансы были собраны и использованы.

Внутри газового конденсационного котла собирается влага, которая при конденсации отдает часть энергии, используемой для нагрева дополнительного теплообменника.

Устройство

Итак, понятно, что в конструкции конденсационного газового котла два теплообменника. Первый работает по стандартному принципу, то есть обогревается за счет сгораемого топлива. Именно на нем и происходит основной отбор тепловой энергии. Второй, который носит название конденсационного, отбирает вторичную энергию конденсируемых влажных паров воздуха.

Конструкция конденсационного теплообменника достаточно сложна. Ведь температура отходящих газов и конденсата не очень большая, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы как можно больше отобрать тепла.

Есть несколько технических решений, которые помогают добиться желаемого результата:

Увеличение площади отбора температуры. Для этого к теплообменнику привариваются ребра в виде спиралей.
Используются внутренние полости с разным сечением. Это позволяет интенсивно отбирать тепловую энергию за счет уменьшения объема проходимого потока теплоносителя.
Устанавливается вторичный теплообменник на обратный контур отопительной системы. Таким образом достигается быстрая конденсация влажных паров отводящих газов за счет снижения точки росы. Получается, что в нагревательный газовый котел теплоноситель поступает уже подогретым. А это влияет на уменьшение расхода топлива и эффективность работы самого агрегата.

Если рассматривать принцип работы агрегата данного вида с позиции традиционного котла, то в нем происходит своеобразная рекуперация, которая обычно используется в системах кондиционирования зданий.

Хотелось бы добавить, что в конструкцию конденсационного газового котла производители устанавливают только высокотехнологичные горелки, с помощью которых достигается оптимальное смешивание магистрального газа и воздуха. Это опять-таки повышает эффективность работы газового аппарата.

Плюсы конденсационного агрегата

Настенный газовый конденсационный котел Buderus

К чему все это приводит, если сравнивать традиционные и конденсационные газовые котлы?

Экономичность потребления топлива газового конденсационного котла на 20% выше, чем традиционного.
Выброс угарных газов и других продуктов сгорания меньше практически на 70%.

Вот, что удивительно. Принцип работы котла и его устройство были изобретены около столетия назад. Но только сейчас его использование стало возможным. Дело в том, что металлические узлы и конструкции прибора не могли долго выдерживать серьезные нагрузки, связанные с процессом конденсации влажных паров и высокой температурой.

В настоящее время эти проблемы решены за счет использования в котлах коррозионостойких материалов. Ведь образующийся конденсат является химически активным веществом, который за короткий срок действия выводит из строя любые прочные материалы. Поэтому в котлах данной модели применяются или нержавейка, или силумин - сплав из алюминия и кремния.

Если говорить о внешнем отличии двух моделей, то неопытному человеку сделать это будет сложно. Но конденсационные газовые котлы - это настенные агрегаты с закрытой камерой сгорания. Кто имеет представление, о чем идет речь, поймет, сколько достоинств добавляется только за счет этих двух показателей.

Реальное положение вещей

Устройство котла

Итак, конденсационные газовые котлы экономичнее - здесь спору нет. Но за эту экономию все равно придется заплатить хотя бы один раз. Эти модели раза в полтора дороже традиционных. Это первое.

Второе. Хотелось бы обратить ваше внимание на некоторые позиции, которые на первый взгляд в глаза не бросаются. И даже некоторые специалисты не всегда обращают на них внимание. К примеру, конденсационный котел - это настенный вариант - по показателю мощности находится в диапазоне 20–110 кВт. Традиционные агрегаты настенного типа имеют более скромные показатели - максимум до 36 кВт.

Вы можете себе представить, что небольших размеров конденсационный аппарат двухконтурного типа способен обеспечить теплом и горячей водой для хозяйственных нужд большой частный дом? К примеру, общей площадью 800 м². Если использовать традиционный отопительный агрегат, то только напольного типа.

Уже исходя из этого можно сопоставить стоимость двух моделей. Она практически выравнивается. Но плюсов у конденсационных моделей гораздо больше:

Экономия топлива.
Уменьшение вредных выбросов в атмосферу.
Эффективность работы оборудования.
К тому же под них нет необходимости выделять отдельное помещение для организации котельной, как это обычно происходит с напольными агрегатами.

Самое главное, что эффективность работы прибора зависит от того, насколько интенсивно пользуются им. Ведь чем меньше температура теплоносителя в обратном контуре, тем полноценнее конденсация во вторичном теплообменнике, тем больше выделяется тепловой энергии, и тем выше становится коэффициент полезного действия оборудования. Вот почему этот вид отопительных приборов более рентабелен в так называемых низкотемпературных системах отопления - теплые полы как пример.

Схема котла газового

Но в реальности российские условия эксплуатации совершенно иные, чем в той же Европе. Например, когда температура за окном минус 20–50С, надо повысить температуру теплоносителя. Сделать это можно, лишь увеличив расход топлива, потому что основной источник тепловой энергии - это сжигаемый газ. А это значит, что температура теплоносителя в обратном контуре не опустится ниже 60С. При таком показателе нельзя говорить о конденсации влажных паров. То есть установленный вами конденсационный газовый котел начинает работать, как обычный. Так стоит ли приобретать такое дорогое устройство?

Однако не будем умалять достоинств конденсационных моделей. Даже при работе в таком режиме они экономичнее традиционных. Правда, на первый взгляд экономия не очень большая - до 5%, но если пересчитать на годовой расход газа, то сумма получится внушительной. К тому же конструкция котла устроена таким образом, что даже при максимальном падении давления газа в трубной магистрали он будет продолжать работать. Эффективность, если и упадет, то незначительно.

Заключение по теме

Тот, кто считает себя человеком экономным и держит расходы семейного бюджета в жестких рукавицах, должен приобретать именно конденсационный газовый котел для отопления и ГВС собственного дома. С помощью такого агрегата можно отлично сэкономить на потреблении топлива, не снижая такой показатель, как эффективность. Тем более что цены на газ каждый год растут.

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.

Газовый конденсационный котел – относительно новое понятие в области производства техники для отопления. Отличительной особенностью оборудования является высокий КПД, особенно при низкотемпературном режиме. Агрегаты были созданы с целью энергосбережения, улучшения эффективности и повышения экологических показателей. Наиболее известные компании: Vaillant, Baxi,Viessman, Ariston, Bosh изготавливают котлы по инновационным технологиям, отвечающим всем стандартам.

Чтобы понять, что такое конденсационный газовый котел и как он работает, следует разобраться в его функционировании. В обычных агрегатах для отопления продукты сгорания удаляются в атмосферу при температуре 100-170 °C с парами воды, понижая КПД. Тепловая энергия, предназначенная для повышения эффективности деятельности носителя, вылетает через дымоход вместе с отходами.

Принцип работы конденсационного котла заключается в обратном процессе обмена, при котором скрытое тепло забирается от вытягиваемого воздуха и передается в помещение. Коэффициент эффективности рекуперации состоит в отношении между максимально возможной получаемой энергией и ее действительной величиной. В зависимости от мощности агрегата, показатель может достигать 90% КПД. Выброс дыма в подобных конденсационных изделиях осуществляется через коаксиальный дымоход. Автоматика позволяет подбирать нужные условия для вентилятора, нагнетающего воздух с изменяемой частотой оборотов.

Устройство прибора для обогрева отличается от аналогичных стандартных видов тем, что котел оснащен дополнительным теплообменником (раздельным или совмещенным), на который поступает носитель в обратном ходе из контура. Конденсация зависит от величины давления, типа топлива, концентрации кислорода и газа. При образовании точки росы на корпусе газового котла происходит нагрев носителя, поэтому на основание он поступает с более высокой температурой. Необходимая энергия создается в короткие сроки и с малыми затратами ресурса.

Для предотвращения негативного воздействия водного пара обменники изготавливают из нержавеющей стали или силумина. Также специфика заключается в особенностях горелки, которая обеспечивает оптимальное соотношение газа и воздуха, постоянно контролируя процесс в конденсационном агрегате. Закрытая камера сгорания изолирована от помещения, что гарантирует безопасность эксплуатации техники для отопления.

Описание моделей

Известные производители оборудования для обогрева предлагают настенные и напольные котлы, с одно- и двухтрубной разводкой. Как и любые устройства, эти приборы имеют свои плюсы и минусы. Чтобы иметь представление о предлагаемых конденсационных газовых котлах, можно рассмотреть продукцию нескольких компаний:

Приборы предназначены для использования в многоквартирных и частных домах, для промышленных объектов. Vitosolar-300F представляет собой компактную установку с нагревателем, работающим от энергии солнца, объемом 800 л. Также в комплектацию входят расширительный бак, насос, трубопроводы, смесители, конденсационный газовый котел. Все элементы смонтированы в единый блок, что обеспечивает удобство и простоту монтажа. Горелка и радиальный теплообменник сделан из нержавеющей стали. При помощи встроенной электроники контролируется работа в заданном режиме, зависящем от температуры воздуха в помещении.

Viessman Vitodens-300V – настенная модель с коэффициентом эффективности 98%, горелкой MatriX, диагностическим узлом. Блок газового котла собирает данные с датчиков, измеряет скорость движения носителя и полученную информацию передает на выключатель, который срабатывает при понижении потребления энергии. Благодаря системе Smart, риск поломки сводится к нулю.

Отличительной чертой конденсационных агрегатов этой компании является высокая производительность в сочетании с компактными размерами и небольшим весом. По способу обогрева бывают одно-и двухконтурные системы с естественным и принудительным методом. В серию Pro входит оборудование Atmo TEC pro VUW. Выпускается в стандартном и уменьшенном вариантах, мощность – до 24 кВТ. Оснащен закрытой камерой сгорания и турбированным отводом дыма.

Одноконтурное устройство с естественным отводом дыма Vaillant TEC plus VUW обеспечивает качественное отопление и дает возможность подсоединения водонагревателя. Автоматика позволяет контролировать процессы и устанавливать температуру. При помощи клапана со встроенным шаговым двигателем настенные газовые котлы отопления плавно достигают необходимый уровень мощности.

Судя по отзывам потребителей, конденсационные котлы этой компании особенно эффективны в домах без подачи централизованного водоснабжения. Все виды могут работать на сжиженном газе, регулировка температуры происходит в двух режимах: 30-85°C и 30-45°C для теплых полов. Электрический газовый котел Baxi ECO Compact адаптирован к любому топливу, оснащен авторозжигом, модуляционной горелкой и ионизационным контролем пламени. Отработанные газы проходят открытую камеру сгорания.

DUO-TEC – двухконтурное устройство для обогрева с возможностью подключения внешнего накопительного бойлера. Имеет панель управления с доступным дисплеем, встроенную автоматику, реагирующую на климат. Конденсационный газовый котел обеспечивает контроль за разнотемпературными зональными системами.

Каждая модель может подключаться к солнечным коллекторам, оборудована скоростным пластинчатым обменником для эффективного отопления. Система подачи и смешивания дает оптимальное соотношение газа и воздуха. Горелка рассчитана на 25 лет службы. В марке GAZ 2000 установлен мембранный расширительный бак, циркуляционный насос с деаэратором и тремя скоростями.

Газовый котел Condens 2000 W ZWB может функционировать при давлении в 5 бар, согласно отзывам покупателей, адаптирован для многоквартирных зданий и частных домов. В качестве топлива используется природный или сжиженный газ с максимальным расходом в 2,5 м3/ч. Производительность горячей воды составляет 12 л/мин.

Мнения покупателей

На основании мнений потребителей о разных моделях и принципе работы газовых котлов, учитывая все плюсы и минусы, можно сделать выбор подходящего оборудования для обогрева дома и ГВС:

«Я в своем доме установил гелиосистему в целях экономии, понадобилось купить соответствующее оборудование для обогрева. Более всего для меня подходит техника конденсационного типа. Atmo TEC pro VUW от немецкого производителя Vaillant работает уже два года без перебоев. Обеспечивает не только все комнаты, отлично совмещается с теплыми полами. Электроника представляет собой датчики и экран с доступным интерфейсом, контролирующие все режимы по заданным функциям».

Виктор, Москва.

«Конденсационные котлы достаточно удобные и функциональные. Но для экономии важно, чтобы температура теплоносителя была максимум 60°C. В нашем доме площадью 300 м2 установлен двухконтурный Vitosolar-300F, который изготавливает фирма Viessman. В особенно холодные дни радиаторы были достаточно горячими, подача не превышала 50°C. При этом расход газа составлял около 1 000 м3 в месяц. Заметили, что для таких устройств необходимо использовать чистую воду. Грамотный подход к эксплуатации позволяет обеспечить бесперебойную работу и долгий срок службы».

Вадим, Санкт-Петербург.

«Газовый котел конденсационного типа запланировали купить еще на этапе проектирования дома. Вопрос стоял только о производителе. Доверились итальянской компании Baxi, выбрали модель ECO Compact. Вполне справляется с отоплением при низких температурах, также обеспечивает горячей водой. Удобна система автоматики: задал режим – и можно не беспокоиться. Впечатлил эстетичный дизайн. У многих знакомых стоит подобное оборудование, отзывы самые положительные. Даже в сильный мороз в доме тепло».

Анна, Киев.

«Когда решили приобрести новый котел, встал вопрос об экономии. Хотелось выбрать устройство, отвечающее всем требованиям. Просмотрев несколько вариантов и перечитав множество отзывов, остановились на немецкой компании Bosh. У них огромная модельная линейка конденсационных приборов с разной мощностью и возможностями. GAZ 2000, который мы установили три года назад, показал себя только с лучшей стороны. Удобное автоматическое управление, красивое оформление, качественное обслуживание. Планируем через год монтировать солнечную систему, так как эта марка идеально подходит для нее. Экономия возрастет в несколько раз, поэтому довольно высокая цена полностью себя оправдывает».

Мария, Харьков.

Резюме

Подводя итоги, можно отметить плюсы и минусы таких котлов для отопления:

1. Малый уровень шума и вибрации.

2. Высокий КПД.

3. Улучшение выброса продуктов сгорания вдвое.

4. Сокращение выделения вредных веществ в пространство.

5. Компактный размер и небольшой вес.

6. Экономичность потребления топлива увеличивается на 30 %.

7. Возможность установки гелиосистем.

Как и у любого оборудования, у газовых конденсационных котлов имеются недостатки:

Довольно высокая цена.
Работа подразумевает выпадение конденсата, поэтому требуется продумывать систему отведения его излишков.
Возможность эксплуатации только в низкотемпературном режиме.
Энергозависимость.

Обзор цен

Стоимость конденсационных изделий от разных производителей формируется на основании мощности и технических характеристик. В таблице представлены модели наиболее известных брендов и цены на них:

Производитель, модель	Вариант установки котла	Кол-во контуров	Размеры (в/ш/г в мм)	Вес, кг	Мощность (кВт)	КПД %	Стоимость, рубли
Viessman, Германия	Настенный	2	850х450х360	120	35	110	90 000
Vaillant, Германия-Словакия Atmo TEC pro VUW	Настенный	2	440х720х338	35	24	107	60 000
Baxi, Италия	Настенный	1	700х400х298	30	24	90	50 000
Bosh, Германия Condens 2000 W ZWB	Настенный	2	700х400х300	40	25	103	80 000

Настенные конденсационные котлы – высокоэффективное экономичное оборудованием, которое можно устанавливать, как для новых отопительных элементов, так и для уже имеющихся.