Что такое конденсаторный газовый котел — преимущества и недостатки

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.

Конденсационные газовые котлы дороже обычных конвекционных моделей, но выигрывают у них по расходам на топливо за счет снижения потребления газа на 20–30%

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.

Главные особенности устройства конденсационного теплогенератора – наличие второго теплообменника и закрытой камеры сгорания с вентилятором

Состоит конденсационный котел на газу из:

• камеры горения закрытого типа с модулируемой горелкой;
• первичного теплообменника №1;
• 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.

Дополнительные проценты КПД у конденсационного котла образуются в результате подогрева обратки за счет охлаждения выхлопных газов в дымоходе

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 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 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.

Отработанные газы из газового котла при охлаждении образуют агрессивный с высокой кислотностью конденсат, который с легкостью разъедает даже сталь

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 рекуперации во вторичном теплообменнике образуется конденсат, представляющий собой слабый кислотный раствор и подлежащий удалению из водонагревательного прибора

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.

При расчете КПД по высшей теплоте сгорания у конвекционного котла он будет в районе 83–85%, а у конденсационного – порядка 95–97%

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. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
5. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
6. 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.

Затраты на конденсационный котел в сравнении с обычным конвекционным отбиваются за 5–6 лет за счет экономии на природном газе

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.

Выбор газового котла для отопительной системы — ответственная задача.

От эффективности и надежности его конструкции зависит непрерывность процесса обогрева, что очень важно в холодное время года.

Неправильный выбор параметров агрегата может стать причиной недостаточно высокой температуры в доме, или вызвать нештатный режим работы котла.

Кроме этого, надо подобрать конструкцию агрегата, соответствующую потребностям и возможностям дома.

Конденсационные котлы появились сравнительно недавно, поэтому о них надо поговорить подробнее.

Что такое конденсационный газовый котел?

Обычная конструкция газовых котлов предполагает одноступенчатый нагрев теплоносителя. Он поступает в первичный теплообменник и получает температуру, заданную режимом работы. Конденсационный газовый котел устроен сложнее.

Нагрев теплоносителя в нем происходит в два этапа:

• первичная подготовка жидкости в конденсационной камере;
• окончательный нагрев в первичном теплообменнике (обычным способом).

Тепловая энергия для нагрева первой ступени возникает при конденсации водяного пара их дыма и выводимых продуктов горения. Смысл процедуры в том, что это тепло обычно пропадает.

Если теплоноситель хоть немного подогреть, нагрузка на основной теплообменник упадет. Возникает положительная динамика в режиме работы, позволяющая уменьшить расход газа, снизить износ основных узлов котла и получить увеличенный эффект от его работы.

Экономия топлива составляет около 20 %, но и цены на конденсационные модели почти вдвое выше, чем у конвекционных конструкций.

По заявлениям производителей, КПД таких устройств составляет 107-109 %, что с позиций физики невозможно. Это весьма неуклюжий маркетинговый ход, так как рассчитывать на неграмотного покупателя со стороны изготовителей теплотехники — некорректно.

Они попросту сложили КПД конденсационной камеры с уровнем эффективности базовой модели, на основе которой была создана данная конструкция.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!Для полноценной работы агрегата необходим специфический режим работы. Он способен демонстрировать положительные результаты только на низкотемпературных отопительных системах типа теплого пола, а с радиаторными контурами чаще всего функционирует как обычный конвекционный агрегат.

Плюсы и минусы

К достоинствам конденсационных котлов следует отнести:

• высокая производительность отопительной системы;
• экономия топлива достигает 20 %;
• снижается нагрузка на все основные узлы котла, что увеличивает срок службы агрегата;
• при отсутствии необходимых условий работа не останавливается, котел функционирует как обычное устройство конвекционного типа.

Недостатками таких конструкций являются:

• для работы необходимо создать специфические условия, что возможно далеко не всегда;
• для утилизации конденсата необходимо производить специальные мероприятия — в нем содержится большое количество кислоты, поэтому сливать в канализацию запрещено;
• стоимость конденсационных агрегатов намного выше, а ремонт обойдется дороже, чем у традиционных моделей.

Недостатков мало, но они весьма существенны. Для нормальной работы конденсационного котла с радиаторной системой необходимо, чтобы разница температур на улице и в помещении не превышала 20°.

Иначе условий для конденсации водяного пара не будет. А применение теплого пола возможно и целесообразно не всегда. Эти особенности значительно ограничивают спрос на подобные конструкции.

Возможно, отсюда и берет начало попытка производителей активизировать сбыт, указывая заведомо невозможный КПД.

Устройство

Конструкция конденсационных котлов полностью повторяет устройство базовых конвекционных моделей. Отличием является лишь присутствие конденсационной камеры.

Она выполняет двойную функцию:

• обеспечивает оседание водяного пара на стенках специальной емкости с выделением тепловой энергии;
• передает тепло обратному потоку теплоносителя, действуя как своеобразный теплообменник.

Из конденсационной камеры теплоноситель сразу поступает в первичный теплообменник, где получает заданную режимом максимальную температуру.

Затем он поступает во вторичный (пластинчатый) теплообменник и способствует нагреву воды для бытовых нужд. После этого жидкость поступает в трехходовой кран, где окончательно получает нужную по условиям работы температуру путем подмешивания в горячий поток некоторого количества остывшей «обратки».

Готовый теплоноситель выводится из котла и совершает очередной круг циркуляции, после чего весь цикл повторяется снова.

Виды

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

• одноконтурные. Выполняют только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
• двухконтурные. Способны совместно с подготовкой ОВ нагревать воду для бытовых потребностей.

По типу установки:

• напольные. Устанавливаются на пол или специальную негорючую подставку. Не имеют ограничений по весу и мощности;
• настенные. Для монтажа используются прочные несущие стены. Это накладывает ограничения по весу и мощности котла. Пределом обычно бывает 45-50 кВт.

Все конденсационные котлы имеют горелку закрытого типа, так как работа требует четкого регулирования на всех этапах и не допускает использования естественных процессов.

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Принцип работы

Функционирование агрегата проходит в два этапа:

• обратный поток теплоносителя поступает в конденсационную камеру. Она является теплообменником, в котором энергия от оседающего водяного пара из дымовых газов передается ОВ (отопительной воде). От этого температура теплоносителя немного повышается, что позволяет сделать режим нагрева газовой горелки более экономичным и мягким;
• из конденсационной камеры ОВ поступает в первичный теплообменник и далее весь процесс происходит по обычной традиционной методике. Получая полноценный нагрев, жидкость поступает во вторичный теплообменник, отдавая часть энергии на подготовку ГВС. Затем она поступает в отопительный контур или систему теплого пола.

Для эффективной работы теплового контура радиаторного типа надо, чтобы температура обратки не была выше, чем степень нагрева теплообменника конденсационной камеры, иначе работа первой ступени станет невозможна.

ВАЖНО!В условиях России обеспечить такие условия невозможно физически, поэтому остается только использовать конденсационные модели для питания контуров теплого пола. Подобное ограничение ставит под вопрос целесообразность использования этих агрегатов в неподходящих условиях, так как разница в стоимости уничтожает всю выгоду от экономии топлива.

Рейтинг ТОП-5 конденсационных газовых котлов

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей газовых конденсационных котлов от разных производителей:

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Газовый конденсационный агрегат от итальянских производителей. Котел одноконтурный, рассчитан только на отопление. Мощность составляет 35 кВт, что позволит обогревать дом площадью 350 кв.м.

Достоинства:

• высокий КПД — 105,7 %;
• при довольно высокой мощности расход газа не превышает 3,49 м3/час;
• возможна перенастройка на питание сжиженным газом, причем, переустановки форсунок для этого не требуется — все производится программным методом;
• полноценная защита от внешних воздействий;
• встроенный фильтр для воды.

Недостатки:

• необходимо использовать только низкотемпературные системы;
• стоимость котла значительно выше, чем у конвекционных моделей такой же мощности;
• котел привозят только под заказ, поэтому приходится долго ожидать доставки.

BAXI Duo-tec Compact 1.24

Еще один конденсационный котел от итальянской фирмы. Одноконтурная модель мощностью 24 кВт позволит отапливать 240 кв.м. полезной площади.

Его достоинства:

• экономичность, высокая эффективность работы;
• надежность, долговечность основных узлов и деталей;
• полный контроль за всеми участками конструкции;
• простота управления.

Недостатки агрегата:

• возможность только обогревать дом, без подачи ГВС;
• высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Protherm Рысь конденсационная 25/30 MKV

Двухконтурный газовый котел, изготовленный в Словакии. При мощности в 25 кВт он подойдет для обогрева 250 кв.м. жилой или общественной площади.

Достоинства котла:

• алюминиевый первичный теплообменник, устойчивый к эксплуатационным нагрузкам;
• встроенный расширительный бак на 8 л позволяет компенсировать перепады давления в отопительном контуре;
• высокая производительность ГВС — 14 л/мин;
• полнофункциональная защита от всех воздействий.

Недостатки:

• сравнительно высокая стоимость;
• специфические условия работы;
• нет возможности перенастройки питания сжиженным газом.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкая фирма Vaillant является одним из лидеров в производстве теплотехники. Одноконтурная конденсационная модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 обладает стальным теплообменником. Мощность агрегата — 20 кВт, рассчитанная на помещение до 200 кв.м.

Достоинства:

• высокий КПД — 108 %;
• объем расширительного бака составляет 10 л;
• расход газа составляет всего 2,6 м3/час;
• есть возможность дистанционного управления;
• многоступенчатая защита от перегрузок или неполадок.

Недостатки:

• чрезмерно высокая цена, которая значительно ограничивает возможности массового покупателя.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий конденсационный котел. Одноконтурная мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м. Предназначен для настенного монтажа.

Достоинства:

• высокий КПД — 108,7 %;
• расход газа составляет 3,46 м3/час;
• электронное управление с возможностью подключения дистанционного контроля;
• прочный теплообменник из нержавеющей стали.

Недостатки:

• специфический режим работы;
• высокая цена.

Отзывы покупателей

Рассмотрим мнения людей, использующих конденсационные модели для обогрева своих домов:

Ваше мнение {{$data | json}} —>

Судя по общему тону отзывов, смысл работы конденсационных котлов малопонятен даже консультантам. Это крайне нежелательная ситуация, поскольку для пользователей она выглядит весьма сомнительно.

Необходимо повышать подготовку продавцов, чтобы они могли давать квалифицированное объяснение специфики и особенностей работы конденсационных моделей.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете о принципах работы конденсационных газовых котлах:

Заключение

Эксплуатация конденсационных газовых котлов требует особых условий. Иначе добиться ожидаемого результата не получится. Специфика состоит в необходимости работы с низкотемпературными системами.

Степень нагрева обратного потока не должна превышать температуру конденсации дыма, что невозможно для обычного радиаторного контура в условиях суровой российской зимы. Поэтому надо либо использовать теплый пол, либо решать вопрос с помощью низкотемпературного отопительного контура.

В целом, конденсационные котлы подходят только для южных регионов с мягкими и непродолжительными зимами.

/—> 2019-09-02

Сегодня существует два типа конструкции газовых котлов: конвекционный и конденсационный. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, оба типа конструкции пользуются широким спросом и выпускаются в виде все более современных моделей. Внешне они никак не отличимы, да и конструкция различается лишь несколькими инженерными решениями.

Чтобы комплексно разобраться во всех нюансах финансовой выгоды, простоты монтажа и удобства эксплуатации, важно не только взвесить все достоинства и недостатки каждого из типов, но и разобраться в их принципе работы, произвести экономические расчеты, чем мы и займемся в данной статье.

Газовые конвекционные котлы: что это такое и каков принцип их работы

Газовые конвекционные котлы отопления – это классическая простая конструкция, где газовая горелка сжигает газ, нагревая находящийся над ней теплообменник с теплоносителем, теплоноситель циркулирует по системе отопления и отдает тепло. По сути, это обычные, простые, всем известные газовые котлы. Они могут быть как напольными, так и настенными, одноконтурными и двухконтурными, иметь открытую или закрытую камеру сгорания.

Основным недостатком такой конструкции является предел эффективности. Большинство современных конвекционных котлов имеют КПД в пределах 88-92%, а модели с самым высоким КПД 93-94,5% являются не всегда оправданными с финансовой точки зрения, ведь при приросте всего в 2% они имеют гораздо более сложную конструкцию и стоят в 1,5-2 раза дороже. Но даже при столь высоких для конвекционных котлов показателях огромная часть тепла из камеры сгорания уходит через дымоход и остается незадействованной. Температура отходящих газов часто достигает 70-80-90°C.

Кроме того, малоизвестным до покупки, но неожиданным и частым недостатком во время эксплуатации является образование в дымоходе конденсата. Обычно он образуется при низкотемпературном режиме отопления, когда температура отходящих через дымоход газов падает ниже 50-60°C, особенно, если отвод газов производится через традиционный, вертикальный дымоход, при проектировании которого часто допускаются отклонения от СНиП.

Образование конденсата в данном случае означает не просто жидкость, а смесь серьезных кислот, сокращающих срок службы дымохода и теплообменника котла (при попадании внутрь него).

На коаксиальном дымоходе, вне зависимости от температурного режима отопления, при уличной температуре ниже -15°C, часто образуется наледь, которая сужает или полностью перекрывает отвод продуктов сгорания, вследствие чего котел прекращает горение, автоматика выбивает соответствующую ошибку.

В остальном это вполне оправданная, простая, и главное – финансово доступная конструкция. Стоимость газовых котлов конвекционного типа начинается от 14-15 тыс. рублей за самые примитивные отечественные напольные модели. Лучшие в соотношении «цена-качество» и наиболее востребованные модели стоят в пределах 25-32 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более простая конструкция	Ограниченная эффективность – полученное от сжигания газа тепло аккумулируется не эффективно, достаточно большая его часть уходит в дымоход
Доступная стоимость – начиная от 14-15 тыс. руб.	Образование конденсата на стенках дымохода, что снижает срок службы металлических модулей
Наличие энергонезависимых моделей и в целом широкий выбор на любые особенности и ценовой бюджет	При отводе через коаксиальный дымоход большинство конденсата все же отводится на улицу, но при сильных морозах замерзает на оголовье, затрудняя отвод продуктов сгорания
Широкий функционал, такой же, как и у конденсационных моделей, но за гораздо меньшую цену
Простота монтажа и эксплуатации – из коммуникаций лишь обратная и подающая линии, достаточно проводить плановое обслуживание

Отличия конденсационных газовых котлов от конвекционных

Конденсационные газовые котлы отличаются от конвекционных лишь более сложным принципом аккумуляции тепла.

Конденсационные модели имеют все ту же конструкцию, но с еще одним дополнительным теплообменником. После сжигания продукты сгорания проходят более длительный путь отвода, в котором охлаждаются до точки росы. Образуется конденсат, который оседает на дополнительном теплообменнике и отдает ему (а значит и циркулирующему в нем теплоносителю) неиспользованную ранее тепловую энергию. Отсюда и соответствующее название – конденсационные – аккумулирующие тепло конденсата отходящих газов.

Таким образом, температура отводящихся продуктов сгорания практически равна атмосферной (обычно 25-40°C против 60-90°C у конвекционных моделей). КПД конденсационных моделей обычно в пределах 103-115%, что подразумевает в среднем на 15-25% меньший расход газа. Если пересчитать показатели и конвекционных, и конденсационных не по низшей (как это принято), а по высшей теплоте сгорания (включая теплоту конденсирующих водяных паров), то КПД обычных газовых котлов будет в пределах 80-85%, а конденсационных – 92-98%, что является существенным преимуществом.

Все отличия, критерии выбора и особенности эксплуатации конденсационных газовых котлов

Выхлоп конденсационных моделей более экологичный, на оголовье дымохода, в виду более низкой разницы температур отходящих газов и атмосферы, больше не образуется конденсат. У всех моделей исключительно закрытая камера сгорания и коаксиальный дымоход, что подразумевает более низкие требования к помещению и упрощенный монтаж. Но стоимость конденсационников в 2-3 раза выше, самые бюджетные модели такие, как BAXI Duo-tec Compact или Protherm Рысь MKV стоят от 50 тыс. рублей.

Есть и еще один существенный недостаток – необходимость в отводе конденсата. Как уже говорилось, это не просто нейтральная жидкость, а сильная кислота, которую нужно грамотно отводить. Сливать кислоту напрямую в канализацию нельзя, перед этим его нужно разбавить в пропорции 10:1, а лучше 25:1.

Конденсат необходимо нейтрализовать и при сливе в септик, делается это с помощью локальной очистительной станции – пластикового резервуара с нейтрализующим наполнителям. Согласно отзывам владельцев, за сутки при работе котла мощностью 18-24 кВт образуется 25-40 л конденсата.

Что в итоге лучше: конвекционный или конденсационный котел

Выбор, к сожалению не однозначен, с одной стороны экономия конденсационных моделей кажется существенной. С другой – высокая цена, необходимость в утилизации конденсата и особые требования к системе отопления и условиям эксплуатации. Дело в том, что в Европе окупаемость конденсационных моделей находится в районе 4-6 лет, а в отечественных условиях это не совсем так по нескольким причинам:

1. Наивысший КПД таких котлов достигается при низкотемпературном режиме отопления, когда используются теплые полы, радиаторы с увеличенным количеством секций, а температура теплоносителя не превышает 50°C.
2. Стоимость газа в России достаточно низкая в сравнении с европейскими странами, что лишь оттягивает окупаемость высокой изначальной цены.
3. Появляются дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с утилизацией конденсата (организация отвода, покупка нейтрализующего наполнителя или разбавка водой).

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении Если допустить использование котла в низкотемпературной системе отопления и отбросить расходы на отвод конденсата, можно посчитать потенциальную экономию.

Допустим, имеется среднестатистический дом в Подмосковье площадью 120 м², с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м, теплопотери которого составляют 12 кВт (из правила 1 кВт на каждые 10 м²). В сутки это 288 кВт, которые нужно восполнить котлу. Удельная теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м³. Отсюда следует, что на 1 кВт тепловой мощности газового котла необходимо около 0,1-0,108 м³ природного газа. Считаем:

1. При отоплении конвекционным котлом с КПД 92% – 288(кВт) * 0,1(м³) * 1,08(92% КПД) = 31,1 м³/сутки природного газа. В стоимостном выражении – 31,1(м³) * 5,7(руб/м³, тариф в МО с 1 июля 2019 года) = 177,27 руб/сутки.
2. При отоплении конденсационным котлом с КПД 109% – 288(кВт) * 0,1(м³) * 0,91(109% КПД) = 26,2 м³/сутки природного газа. В стоимостном выражении – 26,2(м³) * 5,7(руб/м³) = 149,3 руб/сутки.

Сроки окупаемости зависят от стоимости модели, ее монтажа и условий эксплуатации. Но на практике в отечественных условиях это не менее 6 лет, а в некоторых случаях и более 10.

По нашему мнению, сейчас покупка конденсационных моделей оправдана лишь при использовании в системе с низкотемпературным режимом отопления. Однако в будущем, когда цена на газ будут расти, а стоимость конденсационного отопительного оборудования будет снижаться, покупка конденсационника будет все более оправданной и в отечественных условиях.

Сравнительная таблица характеристик и цен

Производитель и модель	Мощность, кВт	КПД, %	Max расход газа, м3/час	Цена, руб.
Конвекционные
Siberia 17	17,4	90	1,76	23 500
BAXI ECO Four 1.14 F	14	92,5	1,6	34 500
Viessmann Vitopend 100-W A1HB001	24	91	2,77	39 000
Buderus Logamax U072-18	18	92	2,1	28 000
Конденсационные
Rinnai RB-277CMF	29,7	104,6	1,84	76 000
BAXI Duo-tec Compact 1.24	24	105,7	2,61	53 000
iessmann Vitodens 100-W B1KC033	35	109	3,86	119 000

Производители и продавцы уверяют, что конденсационные газовые котлы благодаря особому принципу действия имеют фантастический КПД (коэффициент полезного действия) — до 110%. Для потребителя же важны не столько цифры, сколько реальные характеристики оборудования — эффективность, экономичность, надежность. Мы постарались разобраться в плюсах и минусах конденсационных котлов, изучив принцип их работы, разновидности и стоимость.

Принцип работы конденсационных котлов

Природный газ — самое дешевое и эффективное топливо, к тому же его сжигание почти не причиняет вреда окружающей среде. Неудивительно, что газовые котлы стали наиболее востребованными среди подобного класса приборов. Но оборудование традиционных типов уже перестает полностью устраивать потребителя. Пользователям индивидуальных систем отопления нужны еще более высокие показатели эффективности. Ответом на этот вызов стали конденсационные газовые котлы.

Конструкция и принцип работы конденсационных котлов позволяют извлекать максимум энергии из процесса горения топлива. Чтобы понять, за счет чего это достигается, разберемся в отличиях этого типа оборудования от традиционных отопительных агрегатов, работающих на природном газе.

Обычный газовый котел работает по следующему принципу. Горелка подготавливает газовоздушную смесь и подает ее в камеру сгорания. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, сообщается теплообменнику, в котором циркулирует теплоноситель (обычно вода). Последний нагревается и, циркулируя по трубам системы, передает тепло воздуху отапливаемых помещений.

В процессе такого горения образуются топочные газы, которые через дымоход выбрасываются в атмосферу. Первоначально они имеют температуру около 200°С. Постепенно отдавая энергию теплообменнику, дымовые газы охлаждаются до 140° С. Дальнейшее снижение температуры может привести к возникновению таких серьезных проблем, как плохая тяга в дымоходе, образование конденсата на его стенках.

Получается, что огромное количество тепловой энергии в буквальном смысле вылетает в трубу. А между тем содержащееся в отходящих водяных парах тепло можно использовать. Именно эту возможность реализовали разработчики конструкции конденсационного котла.

В состав агрегатов такого типа входит дополнительный теплообменник. Именно в нем происходит отбор тепла из отходящих продуктов горения. В камере конденсационного теплообменника водяной пар охлаждается и преобразуется в жидкость. Полученная энергия используется для нагрева теплоносителя. В результате КПД котла возрастает.

Конденсационный теплообменник устроен сложно. Чтобы пар перешел в жидкое состояние, он должен достичь определенной температуры (так называемая точка росы). Для обеспечения таких условий приходится прибегать к различным инженерным решениям. Так, конденсационный теплообменник подсоединяется к обратному трубопроводу контура отопления. Температура воды в нем достаточно низка, чтобы охладить пар до точки росы. При этом она не должна превышать 50°С, иначе конденсации не произойдет [1] . Известно, что чем ниже температура воды в контуре отопления (и, соответственно, в обратной линии), тем эффективнее конденсация и тем выше КПД котла.

Это интересно Хотя идея конденсационного котла возникла несколько десятилетий тому назад, реализовать ее смогли лишь недавно. Конденсат — агрессивная среда, и контакт с ним быстро приводит к разрушению металла. Создание долговечного и надежного теплообменника стало возможным благодаря применению современных материалов с повышенной коррозионной стойкостью. Обычно это высококачественная нержавеющая сталь или силумин.

Что же касается обещанного КПД 110%, то это условное значение. Как известно из курса физики, при любой работе теряется определенное количество энергии. Например, при сжигании топлива в обычном газовом котле около 6% уходит в атмосферу с дымовыми газами и еще 1% — с тепловым излучением. Таким образом, на долю полезной энергии приходится в лучшем случае 93%.

Почти тот же процесс имеет место в конденсационных котлах. Разница в том, что при преобразовании пара в жидкость образуется дополнительное тепло — около 10%. Прибавив это количество к условным 100% (энергия от сжигания топлива без учета потерь), как раз и получается 110-процентный КПД. Разумеется, это не совсем правильно с точки зрения науки, ведь при таком подсчете не учитываются потери тепла. Но как бы то ни было, КПД конденсационного котла примерно на 15% выше, чем у традиционного [2] . При одинаковом расходе газа экономия очевидна.

Виды конденсационных котлов: какой лучше?

Котлы отопления принято классифицировать по типу установки (напольные и настенные) и количеству нагревательных контуров. Рассмотрим основные виды оборудования.

Настенные и напольные конденсационные котлы

Настенные и напольные котлы отличаются не только способом установки, но и мощностью, размерами, схемой обвязки, особенностями монтажа. Выбор того или иного варианта определяется прежде всего назначением.

• Настенный конденсационный котел имеет примерные габариты 800×500×400 мм и весит не более 50 кг [3] . При этом все дополнительное оборудование (циркуляционный насос, расширительный бак, измерительные приборы и т.д.) часто входит в состав агрегата. Это позволяет сэкономить еще больше места при установке, а кроме того, упрощает монтаж. Настенные котлы выпускаются как с одним, так и с двумя контурами (об этом ниже).
• Конденсационные напольные котлы отличаются большими размерами и весом. Они занимают много места еще и за счет обвязки. Насос и прочее оборудование, входящее в состав системы отопления, обычно монтируется отдельно. Поэтому для установки напольного котла, как правило, требуется отдельное помещение. Преимущество котлов напольной установки — простота конструкции. В то же время они сложнее в монтаже. Напольные котлы в основном производятся с одним нагревательным контуром, то есть предназначены только для отопления.

Главный критерий отличия двух описанных типов устройств — это мощность. У настенных котлов она меньше и не превышает 120 кВт. Такие устройства используются в квартирах, частных жилых домах, коттеджах, офисных помещениях. У напольных котлов показатель мощности может достигать 1000 кВт. Их применяют для отопления крупных промышленных и коммерческих объектов.

Важно отметить, что благодаря высокому КПД настенные конденсационные котлы гораздо мощнее обычных. Поэтому, например, когда предстоит отапливать дом большой площади, в ряде случаев имеет смысл выбрать «настенник» конденсационного типа вместо громоздкого напольного агрегата с традиционным принципом работы. Это поможет сэкономить место, упростить монтаж и снизить расходы на топливо.

Одноконтурные и двухконтурные конденсационные котлы

Конденсационный одноконтурный газовый котел служит только для отопления, тогда как устройство с двумя нагревательными контурами обеспечивает еще и приготовление горячей воды для бытовых целей.

На первый взгляд преимущество двухконтурных моделей очевидно, но в реальности все не так однозначно. Разберемся в плюсах и минусах каждого варианта.

• Двухконтурный котел имеет второй теплообменник, предназначенный специально для обеспечения горячего водоснабжения. Кроме того, он оснащен клапаном, который регулирует направление подачи теплоносителя. В зависимости от положения этого клапана горячая вода поступает либо в трубы отопления, либо в систему ГВС. Казалось бы, все очень просто и удобно. Но здесь есть важный нюанс. Большинство моделей двухконтурных котлов настроены на приоритет ГВС. Другими словами, при открытии крана горячей воды теплоноситель автоматически прекращает поступать в систему отопления. Либо вы обогреваете дом, либо принимаете душ, моете посуду и т.п. Кроме того, двухконтурные котлы имеют низкую производительность по ГВС. Ее может оказаться недостаточно, если предполагается использовать несколько точек водоразбора одновременно. По мере расхода вода будет охлаждаться, что нельзя назвать удобным.
• Что касается одноконтурных котлов конденсационного типа, то они также могут производить воду для ГВС при наличии бойлера косвенного нагрева. Возможность его подключения предусмотрена в большинстве современных агрегатов. Бойлер косвенного нагрева — это накопительный резервуар, объем которого подбирается с учетом потребностей в ГВС. Благодаря встроенной автоматике он поддерживает постоянную температуру воды на заданном уровне. Это значит, что пользоваться горячей водой можно без ограничений. При этом система отопления также будет функционировать.

Но все же какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный? Ответ на этот вопрос зависит от индивидуальных требований к системам отопления и горячего водоснабжения. Если потребность в ГВС небольшая, удобным, компактным и экономичным решением станет двухконтурный агрегат. Если же имеется необходимость в регулярном приготовлении значительных объемов горячей воды, целесообразно установить одноконтурник с отдельным бойлером.

Плюсы и минусы конденсационных газовых котлов

Чтобы решить, имеет ли смысл покупка котла, нужно объективно оценить все преимущества и недостатки устройств этого типа.

Итак, основные плюсы конденсационных котлов:

• Экономичный расход газа. За счет утилизации энергии, вырабатываемой при конденсации паров, достигается более высокий КПД, чем в котлах обычного типа. За счет этого на отопление той же площади расходуется меньшее количество газа.
• Экологичность. Благодаря особому принципу работы газ в конденсационных котлах сгорает почти полностью. В результате уменьшаются выбросы углекислоты, соединений азота и серы в атмосферу. В обычных газовых, а тем более жидкотопливных (дизельных, мазутных) и твердотопливных (дровяных, угольных) котлах пары, содержащие вредные вещества, рассеиваются в воздухе. В устройствах конденсационного типа кислоты, входящие в состав конденсата, успешно нейтрализуются с помощью специальных приспособлений. А если мощность котла не превышает 150 кВт, допустимо просто сливать жидкость в канализацию: это не причинит вреда окружающей среде [4] .

На заметку В конденсационных котлах используются модулируемые газогорелочные устройства последнего поколения, управляемые «умной» автоматикой. Они смешивают газ и воздух в соотношении, оптимальном для данного режима горения. Благодаря этому происходит практически полное сжигание топлива, а значит — экономится газ и снижаются вредные выбросы.

• Бесшумная работа. Уровень шума и вибрации при эксплуатации конденсационного котла значительно ниже, чем у традиционного газового.
• Экономия при монтаже системы дымоудаления. Температура отходящих газов в конденсационных котлах достаточно низкая, что в совокупности с закрытой камерой сгорания позволяет без проблем устанавливать пластиковые дымоходы коаксиального типа. Их монтаж проще и дешевле: продукты сгорания выводятся на улицу через стену.
• Длительный срок службы.

Это главные преимущества рассматриваемого типа отопительных агрегатов. Но даже такая высокотехнологичная инженерная система не обходится без недостатков — или, точнее, особенностей. Условные минусы конденсационных котлов:

• Более высокая цена по сравнению с конвекционными газовыми котлами. Она объясняется сложностью конструкции и использованием дорогостоящих материалов. Но если рассматривать цену конденсационного котла в долгосрочной перспективе, с учетом экономии топлива, которая по разным данным составляет от 20 до 35% за сезон [5] , а также долгого срока службы, можно сделать вывод о быстрой окупаемости оборудования.
• Достижение максимального КПД только в низкотемпературных системах отопления. Чтобы процесс конденсации протекал со всей возможной эффективностью, температура обратной линии должна быть не выше 30°С. Купить конденсационный газовый котел целесообразно, например, в том случае, если планируется монтаж «теплых полов».

В заключение приведем таблицу сравнения конденсационных котлов с отопительными приборами других типов по важнейшим параметрам.

Тип котла/ характеристика	Конденсационные	Традиционные газовые	Жидкотопливные	Твердотопливные	Электрические
Цена оборудования	Высокая	Достаточно высокая	Достаточно высокая	Низкая	Низкая
Стоимость эксплуатации	Очень низкая	Низкая	Высокая	Достаточно высокая	Очень высокая
Удобство применения	Очень удобны	Очень удобны	Не очень удобны, сложны в эксплуатации	Неудобны, отсутствует автоматика	Удобны
Надежность	Высокая	Высокая	Высокая	Высокая	Низкая (выход СО из строя при перебоях с электричеством)
Уровень вредных выбросов в атмосферу	Очень низкий	Низкий	Высокий	Достаточно высокий	Отсутствуют

Цены на оборудование

Конденсационный котел стоит в среднем на 30% дороже, чем обычный. Но диапазон цен очень широк. На конечную стоимость влияет много факторов. Среди них:

• мощность;
• количество контуров отопления;
• тип установки (напольный или настенный);
• имя производителя.

Можно выделить три ценовых сегмента конденсационных газовых котлов: эконом, средний и премиум.

В среднем сегменте первенство принадлежит брендам Protherm (Словакия), Baxi (Италия). Производители предлагают широкую линейку конденсационных котлов различного типа и мощности примерной стоимостью от 50 000 до 100 000 рублей.

В премиум-классе представлены немецкие бренды Vaillant, Viesmann, Buderus. Это настоящая умная техника для людей с высокими требованиями к комфорту и надежности. Такие котлы оснащены сложной автоматикой, которая регулирует процесс горения топлива в зависимости от температуры воздуха в помещении и за окном, позволяет программировать устройство на заданные режимы, управлять отопительным агрегатом с мобильных устройств. Стоимость оборудования класса премиум — от 100 000 рублей и выше.

Конденсационный котел за счет особого принципа работы имеет значительно более высокий коэффициент полезного действия, чем обычный газовый. При эксплуатации в режиме максимальной эффективности он позволяет экономить на топливе до 30% в год. Но для того чтобы извлечь из оборудования наивысший процент КПД, котел нужно использовать в низкотемпературной системе.

Источники:

• ^1,2 http://1poteply.ru/kotly/kondensacionnyj-princip-raboty.html
• ³ http://mingas.ru/2010/11/sravnenie-napolnyx-i-nastennyx-gazovyx-kotlov-dlya-doma/
• ⁴ http://master-otoplenie.ru/otoplenie/49-stoit-li-pokupat-kondensacionnyy-kotel.html
• ⁵ http://79w.ru/otoplenie/kotly/kondensacionnyj-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma

Используемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/kondensatsionnyy-gazovyy-kotel-preimuschestva-i-nedostatki.html
• https://expert-dacha.pro/otoplenie/kotly-ot/gazovye-k/luchshie-kondensacionnye.html
• https://gradusplus.com/kotly/gazovye/konvekcionnyj-ili-kondensacionnyj-chto-luchshe/
• https://aif.ru/boostbook/kondensatsionnye-kotly.html