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:
- Основное тепло нагреваемая вода получает в теплообменнике №1 от сжигания газа.
- Затем теплоноситель проходит по контуру отопления, остывает и попадает на вторичный теплообменный блок.
- 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:
- Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
- В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
- Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
- Возможность установки каскада из нескольких котлов.
- Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
- 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:
- Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
- Проблемы с утилизацией конденсата.
- Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
- Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
- 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.
Главная / Газовые котлы
Постоянный рост цен на энергоносители вынудил ученых и специалистов разработать новейшую модификацию котлоагрегата — конденсационный котел.
Это инновационная отопительная технология, использует энергию конденсации водяного пара, образующегося при сгорании газа, и является перспективным направлением для российского рынка. В странах Европы их устанавливают везде, где только можно, а в ряде государств они являются единственными котлами, которые допущены к эксплуатации.
Предпосылкой таких жесточайших ограничений — является проверенная временем эффективность схемы производства конденсационного тепла и ее экологическая безопасность.
Устройство и принцип работы конденсационных котлов
По конструкции конденсационный котел (КК) в значительной мере напоминает принцип работы конвекционного агрегата с закрытой камерой сгорания.
Отличие только в том, что он дополнительно укомплектовывается вторичным теплообменным аппаратом и блоком рекуперации.
Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:
- Закрытой топочной камеры с модулируемым горелочным устройством.
- Первичным теплообменным аппаратом No1.
- Камеры сгорания уходящих газов при точке росы до +55 С.
- Вторичного конденсационного теплообменного аппарата No2.
- Дымоотводящей системы.
- Вентилятора для нагнетания подачи воздуха в котел.
- Емкости для сбора и отвода конденсата.
- Электронасоса для циркуляции теплоносителя.
Принцип работы конденсационных котлов:
- Базовое количество тепловой энергии от сгорания газового топлива, греющая вода получает в теплообменном аппарате No1. Далее подающая вода из котла поступает в отопительный контур внутридомовой системы, где отдает тепло через радиаторы, охлаждается и направляется в низкотемпературный контур, на теплообменное устройство No2, где происходит глубокий отвод тепла дымовых газов, ниже точки росы +55С.
- В теплообменнике No2 остывшая вода из обратного трубопровода системы отопления, нагревается за счет рекуперации тепла от конденсации влаги дымовых газов и поступает для основного нагрева в подогреватель No1 расположенного в зоне высоких топочных температур. Такая тепловая схема нагрева воды отопительного контура позволяет экономить до 20 % топлива.
- Высокоточный контроль температуры отработанных газов, в конденсационном отопителе происходит благодаря высокому уровню автоматизации и применения модулируемой горелки с принудительной воздухоподачей и с диапазоном регулировки мощности от 20 до 100%. Принцип действия конденсационного котла. Источник фото: warmhouse.by
Сравнение с обычными котлами
Первое, что выделяет конденсационные отопительные котлы и шокирует покупателей — это диковинно большой КПД, больше 100%. При этом теоретическая физика настаивает на том, что такого не бывает. И это действительно так. В данном случае производители просто используют своеобразную систему расчетов.
Для того чтобы понять, что такое конденсационный котел и за счет чего он получает дополнительную тепловую энергию, необходимо рассмотреть Qн низшую и Qв высшую теплотворную способность топлива.
У натурального топлива существует 2 точки сгорания: высшая и низшая, между которыми существует большая разница.
Qв = Qн +k*(W+9H);
Где:
- K — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);
- W — количество воды в горючем веществе, %;
- H — количество водорода в горючем веществе, % (по массе).
Собственно использование тепла от конденсации влаги, в обычных котлах выбрасывается в атмосферу, повышает КПД в конденсационных котлах.
Разница между обычным и конденсационным котлом
КПД
При сгорании равного объема газа, конденсационные котлоагрегаты выделяют на 15-20% больше тепловой энергии, чем классический аналог. Данный результат образуется в связи с установкой дополнительного теплового элемента котла, особого теплообменного аппарата — водяного экономайзера, отбирающего тепло от уходящих дымовых газов ниже точки конденсации +55 C.
Производители таких устройств утверждают, что полезное действие их может достигать значения 120%. С точки зрения расчета теплового баланса стандартного котла — это невозможно, поскольку он не учитывает высшую теплоту сгорания.
Для того чтобы привести в соответствие эти расчеты многие страны ЕС сейчас перешли на модернизированный способ определения КПД, в котором учитывается все выделяемое тепло сгорания топлива.
И по таким, обновленным расчетам, реальный КПД конденсационного котла достигает 95%, например, как у немецких моделей конденсационного типа Wolf, а КПД обыкновенных конвекционных аналогов котлов не превышает 85%.
Таким образом, действительно у конденсационных котлов имеется существенное преимущество по эффективности, по сравнению с традиционными отопительными котлами.
Экономия
Принципиальным фактором, определяющего высокую экономичность конденсационного котла, является наличие глубокого модулирования пламени, реализуемое в горелочных устройствах котлоагрегатов данного типа.
Модуляция пламени — это потенциальная возможность автоматической регулировки котла от 25 до 100%. Для традиционных газовых отопителей данный диапазон возможен от 45% до 100%.
Грелка с модуляцией пламени. Источник фото: arkodan.com
Кроме того, эффективность такого отопительного котла в большей степени исходит от технической возможности системы, чем меньше температура обратки, тем наиболее полно конденсируются водяные пары в дымовых газах, а следовательно, тем больше скрытой теплоты сгорания возвращается в нагревательную систему, и, следовательно, с большим КПД работает котел.
При минимальной отрицательной температуре наружного воздуха, температура в обратке будет примерно 45-50 С и агрегат будет функционировать в варианте конденсации. Необходимые условия, самым эффективным образом, соблюдаются в напольных или низкотемпературных системах отопления.
Конденсат
По информации фирм изготовителей конденсационного теплового оборудования, исходя из конструкции и настройки теплового режима, объем образовывающегося конденсата равняется примерно 0.12-0.16 л на 1 кВт-ч выработанной энергии.
Следовательно, размер конденсатной влаги, возникающей при работе агрегата до 30 кВт, будет составлять приблизительно 4 л/ч, а при работе 500 кВт — от 50 до 75 л/ч.
Важно обозначить, что рН конденсатной жидкости располагается в границах 3 — 4, что говорит о ее высочайшей кислотности. В связи, с чем для ее отвода применяют кислотоупорные строительные материалы, например, полипропилен, отличающейся повышенной кислотоупорностью и гарантирующим герметичность каналов при рН от 2 и выше.
По действующим государственным санитарным нормам сброса сточных вод, запрещен слив в канализацию стоков с рН ниже 6.5 и выше 9. Поэтому в состав оборудования КК, должна быть включена установка по нейтрализации таких кислотных стоков.
Требования к дымоходам
Конденсационные котлы не позволяют экономить на материалах для производства дымовентиляционных систем. К ним предъявляются особые требования, поскольку отвод дымовых газов происходит с температурами ниже точки росы + 55 С.
При этом необходимо учитывать, что конденсация паров в дымовых газах происходит не только в котлоагрегате, но частично уже в дымоходе. Кислотная агрессивная влажная среда в дымоходе, где-то pH=4, является губительной для стандартного дымохода обычного котла.
Важно правильно смонтировать дымоход
Здесь необходимы совершенно другие низкотемпературные, кислотостойкие материалы из теплоустойчивых полимеров, кислотоупорной высококачественной некорродирующей стали либо алюминия и его сплавов.
Топ 5 конденсационных газовых котлов по рейтингу
Предпочтительный газовый конденсационный котлоагрегат такой, который отвечает насущным потребностям собственника дома по объемам выработки тепловой энергии, оборудован современной автоматикой для экономной и безопасной эксплуатации и имеет доступную цену.
Важно отметить, что понятием «низкой цены», конденсационные котлоагрегаты не обладают, они изначально имеют высокую стоимость из-за применения высокопрочных материалов.
BAXI LUNA Platinum+ 1.32
Это газовый конденсационный напольный котел от итальянского известного изготовителя. Котлоагрегат одноконтурный, рассчитанный исключительно для отопления.
Преимущества модификации:
- Сверхвысокий КПД — 105,7 %.
- Площадь нагрева до 350 м2.
- Теплопроизводительность — 35 кВт.
- Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
- Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
- Полнофункциональная защита.
- Предварительная очистка конденсата.
- Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
- Цена: 83420 руб.
- работает только с низкотемпературными теплоносителями в системе «теплый пол»;
- высокая стоимость;
- реализуется только под заказ, длительный период доставки.
Buderus Logamax plus GB062-24 KD
Также конденсационный котел немецкой компании. Модель с теплопроизводительностью 24 кВт предназначенная для отопления жилых домов.
Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:
- Сверхвысокий КПД — 103,0 %.
- Площадь нагрева до 250 м2.
- Теплопроизводительность — 24 кВт.
- Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
- Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
- Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
- Цена: 63700 руб.
Недостатки котлоагрегата — высокая стоимость котла и ремонтных работ.
Bosch Condens 2500W WBC 24-1
Турецкий двухконтурный газовый котел с мощностью по отоплению — 24 кВт.
Преимущества модификации:
- Сверхвысокий КПД — 110,0 %.
- Площадь нагрева до 192 м2.
- Теплопроизводительность по отоплению — 24 кВт.
- Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
- Высококачественные конструкционные материалы, долговечность работы котла.
- Высокий уровень автоматизации и контроля теплотехнических процессов.
- Расширительный бак — 6л.
- Цена: 89670 руб.
- недоступность для работы на сжиженном газе;
- высокая стоимость котла и ремонтных работ.
Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5
Немецкий бренд Vaillant — лидер в производстве бытовых отопительных котлоагрегатов, выпускает одноконтурную конденсационную модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 со стальным теплообменным аппаратом. Котел, рассчитан для нагрева жилых и общественных помещений до 200 кв.м.
Преимущества котла Vaillant:
- Сверхвысокий КПД — 108,0 %.
- Площадь нагрева до 200 м2.
- Теплопроизводительность по отоплению — 20 кВт.
- Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
- Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
- Дистанционное управление.
- Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
- Расширительный бак — 10 л.
- Цена: 62270 руб.
Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.
Viessmann Vitodens 100-W B1HC043
Еще один немецкий одноконтурный конденсационный котлоагрегат. Мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м.
Котел Viessmann Vitodens. Источник фото: ferencziepuletgepeszet.hu
Преимущества котла Viessmann:
- Сверхвысокий КПД — 108,7 %.
- Площадь нагрева до 350 м2.
- Теплопроизводительность по отоплению — 35 кВт.
- Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
- Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
- Дистанционное управление.
- Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
- Цена: 105806 руб.
Недостатки котлоагрегата — высокая стоимость котла и ремонтных работ.
Что учесть при обслуживании и эксплуатации
Перед приобретением и монтажом конденсационного котла необходимо принимать во внимание, что они обладают определенными отличиями:
- вывод дымовых газов может производиться исключительно через коаксиальный дымоотвод;
- для вывода конденсатной влаги в систему городской канализации требуется провести специфический антикоррозионный трубопровод и оборудоватьсистему повышения рН конденсата до 6.5;
- к конденсационным котлоагрегатам возможно подсоединить бойлер косвенного нагрева;
- для того, чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, рекомендуется запитать котел через электрический стабилизатор.
Конденсационный котлоагрегат наиболее распространённый вариант отопительных котлов в странах Европы. Во многих государствах установка иных отопительных агрегатов запрещена.
Это вызвано высокими выбросами вредных веществ, и низким КПД у традиционного отопительного котла.
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
Дополнительная энергия от сгорания газа
В действительности энергия выделяется в процессе горения, а фокус заключается в том, чтобы ее применить для нагрева воды. Чтобы понять суть процесса, достаточно вспомнить школьный курс физики. Для того чтобы воду превратить в пар, нужно затратить дополнительную энергию на переход из одного агрегатного состояния в другое. Эта энергия – удельная теплота парообразования и для воды ее значение равно 2256 кДж/кг или 627 Вт/кг, величина немалая. Конденсируясь, водяной пар отдает это же количество теплоты.
Устройство конденсационного котла
Горение – это химический процесс, в результате которого выделяется тепло, используемое для обогрева жилища. Природный газ СН4 распадается, атомы углерода соединяются с кислородом, образуя углекислый газ СО2. Атомы водорода также окисляются и получается вода Н2О. Она тут же превращается в водяной пар, поскольку реакция проходит в зоне выделения большого количества теплоты.
Вода переходит в пар, забирая ощутимую долю теплоты на парообразование, а конструкция конденсационного котла позволяетотобратьэту энергиюобратно.
В обычных газовых установках водяные пары благополучно удаляются вместе с углекислым газом через дымоход наружу. Теплообменник с протекающей по нему водой, установленный на пути дымовых газов, заставляет пар конденсироваться на его поверхности, это и есть принцип работы конденсационного газового котла. При этом теплота парообразования, отобранная при горении газа, возвращается и передается теплоносителю. Соответственно, КПД простой водогрейной установки составляет 88—93%, а использующей принцип конденсации – 97—98%. Такая эффективность позволяет ощутимо экономить природный газ, стоимость которого неуклонно растет.
Особенности конструкции
Поскольку выпадающий конденсат содержит примеси кислот, теплообменники для отопительных агрегатов выполняются из нержавеющей стали. Теплоноситель из обратного трубопровода подводится к змеевику, его витки образуют кольцо, внутри которого располагается газогорелочное устройство. В идеале оно тоже имеет цилиндрическую форму, отверстия форсунок расположены по всей поверхности горелки и пламя распространяется во всех направлениях. Таким способом прогревается весь змеевик, водяной пар активно конденсируется на первой половине витков, где теплоноситель имеет низкую температуру.
Для выпадения конденсата требуется температура 59 ºС и ниже. В системах отопления температура воды в обратном трубопроводе колеблется от 30 до 60 ºС, что вполне приемлемо. Схема основных узлов, из которых состоит настенный газовый конденсационный котел, представлена на рисунке.
Камера сжигания – закрытого типа, с принудительным нагнетанием воздуха для горения. Поскольку вентилятор – самый шумный элемент конструкции, для конденсационных установок используются малошумящие модели, звук их работы практически не слышен. Воздух втягивается по наружному каналу двустенного коаксиального дымохода. Одновременно навстречу ему по внутреннему каналу выходят дымовые газы, отдавая тепло через металлическую стенку. Температура газов на выходе из конденсационного котла – менее 100 ºС.
Рекомендации по выбору конденсационного котла
Поскольку выбор типа котла сделан изначально, перед его покупкой следует найти ответы на вопросы:
- Какова потребная тепловая мощность на обогрев дома в холодный период?
- Есть ли необходимость подогревать воду для хозяйственных нужд, если да, то определить число ее потребителей.
- Уточнить расположение котельной установки в доме и выяснить, сколько для нее есть места.
- Заблаговременно предусмотреть возможность устройства дымохода и его тип.
Вопрос стоимости не затрагивается по умолчанию, поскольку конденсационные котлы выпускаются зарубежными производителями и имеют высокую цену.
Как правило, необходимую тепловую мощность высчитывают по упрощенному алгоритму: выясняют общую обогреваемую площадь дома и умножают ее на число 0,1, получая в результате мощность котла в киловаттах. Алгоритм исходит из того, что на отопление 100 м2 здания требуется 10 кВт тепловой энергии. Способ пригоден для помещений высотой не более 3 м и довольно точен для районов с умеренным климатом.
В силу своей конструкции конденсационные газовые котлы отопления имеют переменную мощность, которая зависит от температурного графика работы системы отопления.
Чем ниже температура теплоносителя в обратном трубопроводе, тем эффективнее работа конденсационной установки. Поэтому производители в техническом паспорте на изделие могут указывать две тепловых мощности:
- для температурного графика работы 80/60 ºС;
- для температурного графика работы 50/30 ºС.
У некоторых производителей эти графики могут несколько отличаться, — 75/60 ºС и 40/30 ºС соответственно. Как пример, приведем значения тепловой мощности для котла FERROLIEconceptTech. Для первого графика диапазон мощностей установки составляет 3.7–17.6 кВт, а для второго – 4—19 кВт, на это следует обратить внимание при выборе отопительного агрегата. В южных районах температура в подающем трубопроводе редко превышает 50 ºС и системы отопления там работают по второму графику, в то время как в северных регионах нормальная температура подачи – 80 ºС (1-й график).
Расположение котла
Конструкция газового котла с принудительной подачей воздушной смеси позволяет расположить его практически в любом помещении, так как он не забирает воздух из комнаты и оборудован закрытой камерой сгорания. Это позволяет установить агрегат, к примеру, на кухне. Лучше, когда он находится неподалеку от наружной стены, чтобы не пришлось делать длинный горизонтальный участок дымохода. В зависимости от интерьера можно выбрать настенный котел, вписав его между бытовой техникой либо напольную версию. Например, внешний дизайн напольного конденсационного агрегата Vitodens 222 – F бренда Viessmann отлично подходит для кухни, так как с виду он похож на большой холодильник.
Перед покупкой стоит внимательно изучить все конденсационные котлы конкретного производителя не только на предмет мощности, но и дизайна. Как настенные, так и напольные установки разных брендов имеют большой диапазон мощностей. Настенный агрегат можно приобрести от 3.5 до 110 кВт тепловой мощности, что позволит отапливать как несколько комнат, так и трехэтажный коттедж. Мощность бытовых напольных установок еще больше – до 320 кВт.
Если требуется обеспечить нагрев воды на хозяйственные нужды, есть смысл приобрести двухконтурный газовый котел конденсационного типа. Подбирать его следует по количеству потребителей горячей воды. Агрегаты с проточным теплообменником могут обеспечить 2—3 потребителя, если же их количество больше, стоит рассмотреть вариант со встроенным бойлером.
Определив место установки котла, нужно убедиться, что к нему есть возможность подвести дымоход. Самый простой вариант – вывести трубу горизонтально сквозь наружную стену, — такой вариант подойдет для одноэтажного дома. Для двух и более этажей он может стать неприемлемым, поскольку дым может задуваться ветром в окна верхних помещений. Здесь лучше установить традиционный вертикальный дымоход. Некоторые производители продают детали дымовой трубы в комплекте со своими котельными установками.
Заключение
Поскольку любой одноконтурный конденсационный газовый котел имеет достаточно высокую стоимость, его выбор сводится к подбору производителя, определению мощности, способу установки и наружному дизайну. Автоматикой и опциями, повышающими удобство и комфорт эксплуатации, снабжены все конденсационные агрегаты начиная от выносных пультов управления и заканчивая приложениями для мобильного телефона, с помощью которых можно управлять котлом на любом расстоянии.
Газовый конденсационный котел — обогреватель, предназначенный для отопления помещений и нагрева воды для хозяйственных нужд. В нем используют наибольшее количество теплоты путем конденсации продуктов сгорания на стенках теплообменника. Для процесса конденсации добиваются снижения температуры обратной подачи воды до «точки росы». Идеально для выполнения этой задачи подходит система «теплый пол».
1 Устройство агрегата</span></h2>
Конструктивно кондиционный котел отопления не сильно отличается от обычных газовых обогревателей. Благодаря некоторым дополнительным элементам их работа происходит по-другому. К основным деталям и устройствам относятся:
- камера сгорания;
- первичный теплообменник;
- камера охлаждения парогазовой смеси;
- экономайзер (вторичный теплообменник);
- емкость для сбора конденсата;
- дымоход;
- циркулирующий водяной насос.
‘ >Регулярный ежегодный сервисный осмотр конденсационных газовых котлов | Thermona
Первичный теплообменник с распределенной радиальной циркуляцией состоит из камеры сгорания на водяной бане и серии труб, закрученных в три витка различного диаметра, связанными в начале и конце с двумя коллекторами, которые организовывают подачу и отбор воды.
Температура воды регулируется на пульте управления через электронные датчики, которые гарантируют простое функционирование и возможность работать при низком водяном давлении — до 0,05 бар. Производство горячей санитарной воды доверено вторичному теплообменнику.
Он изготовлен из медной ребристой трубки, помещенной в корпус из нержавеющей стали. Горелка с предварительным смешиванием изготовлена из специальной металлической фибры. Смесь воздуха и газа в строго определенном количестве подается внутрь горелки, где возникает короткое пламя.
Эта смесь является прекрасным топливом и разрешает получить оптимальный процесс горения с высоким КПД, низким выделением CO и оксида азота. Горелка регулирует и контролирует соотношение между воздухом и газом.
‘ >Конденсационный котел Vaillant — Обзор.
Когда уменьшается запрашиваемая мощность, производительность увеличивается, вместо того, чтобы уменьшаться, как случается с котлами, в которых отсутствует такой тип горелки.
РекомендуемКак сделать промывку теплообменника газового котла своими руками
2 Принцип действия</span></h2>
Основной задачей конденсационного газового котла считается обеспечение меньших затрат тепловой энергии, идущей на нагрев теплоносителя. Решение этого вопроса достигается за счет использования для обогрева, кроме энергии сгорания, выделенного количества тепла при образовании конденсата.
Энергия, затраченная на образование пара при работе котлов, не теряется попусту, а тоже используется и приносит дополнительную эффективность. Остывший теплоноситель из системы по основному контуру поступает в теплообменник, где происходит непосредственный его нагрев от газовой горелки.
Горячая вода попадает в экономайзер и сталкивается с охлажденной водой, поступающей по обратному трубопроводу. На поверхности вторичного теплообменника происходит процесс конденсации.
После этого процесса выделяется дополнительная энергия, которая в обычных котлах улетучивается, а в конденсационных обогревателях идет на дополнительный нагрев теплоносителя. Осуществляется такой процесс за счет обдува отработанными газами вторичного теплообменника. В этом заключается главное отличие.
Конденсатные котлы обладают резервуарами для сбора конденсата, который затем удаляется из устройства в проточную канализацию. Частично нагретая вода из экономайзера поступает в основной теплообменник. Так как вода уже теплая, то для ее нагрева потребуется меньший расход топлива.
‘ >Конденсационный котел. Как нас пытаются надуть.РекомендуемПринцип работы двухконтурного газового котла
3 Популярные модели</span></h2>
Практически все производители газовых котлов выпускают обогреватели такого вида. Отличаются они друг от друга мощностью, способом монтажа, системой управления и стоимостью. К наиболее популярным моделям относятся:
- 1. Vaillant eco TEC plus VU INT IV 346/5−5H — одноконтурный обогреватель от немецких производителей, который устанавливают на стену. Обладает коэффициентом полезного действия, превышающим 100%. Расход газа составляет 3,5 м³/час, мощность — 34,7 квт. Для изготовления теплообменника используют нержавеющую сталь, что позволяет увеличить срок службы агрегата.
- 2. Buderus Logamax plus GB 172−32iK — двухконтурный котел, способный без бойлера производить нагрев воды для горячего водоснабжения. Корпус обладает привлекательным внешним видом, а передняя панель выполнена из черного титанового стекла. Коэффициент полезного действия обогревателя — 109%.
- 3. Baxi LUNA Platinum+ 1.32 — одноконтурный обогреватель, выпускаемый в Италии. Представляет собой настенный агрегат, который предназначен для работы в отоплении. Корпус экономайзера и основного теплообменника выполнены из нержавеющей стали.
- 4. Wolf CGB 2−24 — этот обогреватель обладает высоким КПД, около 110%. Расход топлива — 2,79 м³ при мощности 24 квт. Единственный его недостаток — это высокая стоимость, которая составляет почти 200 тыс. рублей.
При выборе конденсационного котла потребители учитывают мощность, расход топлива и материал, из которого выполнен теплообменник.
РекомендуемУстройство газового котла и принцип его работы
4 Преимущества конденсатных обогревателей</span></h2>
Практически все котлы, произведенные по такой технологии, обладают высоким коэффициентом полезного действия, который не бывает ниже 100%. В классической физике практически таких результатов не встречается.
Объясняется это тем, что в этом случае применяется несколько другая формула расчетов. У температуры сгорания существует две крайние точки: высшая и низшая. Высшее значение получается из суммы низшей и температуры образования конденсата.
Полученный результат и определяет коэффициент полезного действия. Тепло, относящееся к низшему показателю, в полном объеме используется в первом теплообменнике. Тепловая энергия, получаемая путем конденсации, составляет от 8 до 11% от общего объема тепла.
‘ >газовый конденсационный котел в Крыму
Поэтому и получается окончательный результат от 108 до 111%. Конденсационные котлы имеют и ряд других преимуществ:
- 1. Обогреватели небольшой мощности обладают небольшими размерами и не занимают много места в квартире или загородном доме.
- 2. Расход топлива на 35% меньше, чем у обычных агрегатов.
- 3. Котел можно подобрать точно под расчетные параметры и не переплачивать за лишнюю мощность.
- 4. Конденсатное оборудование на 70% более экологичное, чем обычные газовые котлы.
- 5. Вместо металлических дымоходов, можно устанавливать более дешевые пластиковые трубы, так как выхлопные газы обладают низкой температурой.
Конденсационный котел имеет как плюсы, так и минусы. Главный недостаток — это высокая цена, которая на 30—80% выше, чем у классических котлов. Правда, экономия топлива позволит в короткий срок восстановить этот ценовой дисбаланс.
Необходимо продумать способ отвода конденсата из-за наличия в нем кислоты. Котел средней мощности за сутки образует около 35 литров конденсируемой жидкости. К негативному фактору можно отнести низкую температуру нагрева воздуха в помещении.
Для правильной работы котла необходимо, чтобы температура теплоносителя в обратном трубопроводе не превышала 40 °C. Поэтому если в отоплении нет системы «теплый пол», то для обогрева следует ставить дополнительные батареи. В регионах с сильными морозами конденсационные котлы для обогрева помещений будут неэффективны.
‘ >Устройство и принцип работы конденсационного котлаФото Используемые источники:
- https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/kondensatsionnyy-gazovyy-kotel-preimuschestva-i-nedostatki.html
- https://kotle.ru/gazovye-kotly/kondensatsionnyj-kotel
- https://expert-dacha.pro/otoplenie/kotly-ot/gazovye-k/luchshie-kondensacionnye.html
- https://cotlix.com/ustrojstvo-i-princip-raboty-kondensacionnogo-gazovogo-kotla
- https://oventilyacii.ru/otoplenie/ustrojstvo-kondensatsionnogo-kotla.html