Что значит конденсационный котел. Конденсационные газовые котлы – принцип работы, достоинства и недостатки. Монтаж напольных газовых котлов

Благодаря своим конструктивным особенностям и принципу работы конденсационные котлы намного эффективнее и экономичнее используют топливную энергию, чем традиционные газовые агрегаты. Несмотря на то, что цена конденсационного оборудования пока еще высока, домовладельцы все чаще делают выбор в его пользу. И это не удивительно – КПД котла достигает показателя до 98%, а экономия газа доходит до 20%. Специалисты утверждают, что за конденсационной техникой – будущее.

Принцип работы конденсационных котлов

Стоимость топлива год от года становятся выше, поэтому энергосберегающие технологии уверенно набирают популярность. Конденсационные котлы появились еще в середине прошлого столетия, но они не сразу смогли завоевать доверие потребителей. В то время приборы были ненадежны, и производителям пришлось дорабатывать их конструкцию. В результате они добились того, что данные модели котов отопления заняли лидирующие позиции на рынке.

Интересным является тот факт, что европейские страны стимулируют и поддерживают своих граждан, решивших купить конденсационный газовый котел, путем предоставления кредитов под минимальные проценты.

Обычный котел отопления, работающий на природном газе, использует только часть энергии, получаемую при сгорании топлива. Отработанные газы, имеющие достаточно высокую температуру и мощный потенциал, через дымоход отводятся в атмосферу, отдавая неиспользованное тепло наружному воздуху. Конденсационный газовый агрегат более эффективно задействует тепловые ресурсы, выделяемые не только при сгорании газа, но и при конденсации паров воды, содержащихся в дыме. Поступающий в отдельный теплообменник пар, охлаждаясь, превращается в жидкость, называемую конденсатом. При этом освобождается некоторое количество теплоты. Влага отводится в конденсатосборник, а тепловая энергия – в систему отопления.

Обычный газовый котел при работе использует низшую теплоту сгорания, тогда как оборудование конденсационного типа – высшую, состоящую из тепла, выделяемого при сгорании топлива, и теплоты, появляющейся при конденсации. В этом и состоит более эффективное использование природного газа и экономичность, а также увеличенные показатели КПД, которыми отличаются не только напольные агрегаты, но и настенные приборы отопления.

Рассматриваемое оборудование конденсационного типа великолепно подходит как для систем радиаторного отопления и горячего водоснабжения, так и для устройства «теплого пола».

Конструкция конденсационных приборов отопления

Любой из котлов имеет теплообменник, в котором нагревается теплоноситель, поступающий затем в обогревательную систему дома через разводку труб. Газовые котлы конденсационного принципа действия оснащаются двумя теплообменниками, первый из которых функционирует по традиционной схеме, а второй, конденсационный, - включается в работу позже.

Вторичный теплообменник представляет собой конструкцию труб сложного сечения, имеющих спиралевидные ребра. Такая форма позволяет значительно увеличить площадь, контактирующую с паром. Дымовые газы в дополнительном теплообменнике нагревают теплоноситель, поступающий из обратной магистрали. В этот момент водяной пар охлаждается до точки росы, в результате чего появляется конденсат.

Иными словами, в конденсационном котле часть энергии возвращается для повторного использования, тогда как при работе обычного котла она безвозвратно улетучивается в атмосферу вместе с паром.

Для изготовления вторичных теплообменников используют нержавеющую сталь, а также покрытия из алюминиево-кремниевых сплавов, называемых силумином. Это защищает прибор от химически агрессивного конденсата.

Газовые конденсационные котлы комплектуются высокотехнологичными горелками. Их особенность состоит в том, что в режиме горения они обеспечивают постоянный контроль над пропорциями смешения газо-воздушной смеси, соблюдая оптимальное соотношение. Конструкция отопительных приборов имеет камеру сгорания закрытого типа, изолированную от помещения. Поэтому рассматриваемые котлы относятся к сравнительно безопасному оборудованию.

Внешне энергосберегающие и традиционные газовые котлы практически ничем не отличаются. Производители выпускают настенные модели и напольные, в одноконтурном исполнении и многоконтурном. Но следует обратить внимание на то, что конденсационное оборудование обладает большей мощностью при одинаковых габаритах. К примеру, настенные котлы, использующие теплоту воздушного пара, могут иметь мощность до 110кВт, в то время как обычные газовые агрегаты мощностью более 40кВт выпускаются уже в напольном исполнении.

Современные модели котлов отопления, использующих конденсационный принцип работы, выпускаются в двух модификациях – с сухой или мокрой теплоотдачей. Первый вариант предназначается для жилых домов, а второй, более эффективный и дорогостоящий – для котельных. Но котлы с мокрой теплоотдачей до конца еще не доработаны, т.к. находятся еще в стадии разработки.

Утилизация конденсата

За сутки конденсационный котел вырабатывает достаточно большой объем конденсата. Он зависит от мощности оборудования и может составлять 30 и более литров. Агрессивную жидкость напрямую в бытовую канализацию сливать не допускается, поэтому современные газовые отопительные приборы производители оснащают нейтрализаторами.

Дополнительное устройство представляет собой отдельный резервуар, в который попадает кислотный конденсат. Он проходит сквозь слой щелочных металлов (магний и калий), в результате чего происходит химическая реакция. В итоге конденсат разлагается на углекислый газ и воду, которую уже можно сливать в систему канализации.

Насколько выгодно использование конденсационных котлов

Есть много мнений по поводу экономической выгоды от применения конденсационного газового оборудования в отечественных условиях. Дело в том, что для потребителей в России цена на газ предоставляется значительно ниже, чем для жителей европейских государств. Поэтому некоторые знатоки утверждают, что окупаться конденсационные котлы в наших условиях будут не менее десяти лет. Но это не соответствует действительности.

Во-первых, газ не настолько дешев, как хотелось бы. Во-вторых, отзывы владельцев котлов отопления говорят о том, что существенная экономия может быть видна уже на 2-4 году эксплуатации. Этот период зависит от технических характеристик оборудования, таких как мощность, и от дополнительной комплектации.

Для наглядности следует рассмотреть некоторые примеры.

Бюджетный вариант

Конденсационный котел со встроенным теплообменником для частного дома, предполагающего тепловую нагрузку до 30кВт с наиболее простой разводкой и подключением только радиаторов отопления, по сравнению с традиционным котлом обойдется дороже на треть. Но эксплуатационные затраты при максимальных нагрузках позволят вернуть эту разницу уже через 3,5-4 года с учетом ежегодного повышения цены на газ. В дальнейшем, конденсационный котел начнет существенно экономить затраты на топливо, с каждый годом становясь все выгоднее.

Продвинутый вариант

Цена традиционного котла (с учетом приобретения комплекта дополнительных устройств) для дома, требующего тепловой нагрузки примерно в 35кВт, с многоконтурной системой разводки отопления и наличием 200-литровой водогрейной емкости окажется выше конденсационного газового оборудования. Поэтому об окупаемости здесь говорить не приходится. Получается, что конденсационный котел, предназначенный для средних тепловых нагрузок, с первого дня начинает экономить средства хозяина.

Высоко продвинутый вариант

В данной категории можно рассмотреть многоконтурные котлы с тепловой нагрузкой, достигающей 60кВт. В этом случае потребуется доукомплектовать уже конденсационный котел, поэтому его цена окажется выше на 15-20%. Но разница, с учетом подорожания газа, сравняется раньше, чем при бюджетной варианте. Об окупаемости можно будет говорить через 2,5-3 года.

Отзывы специалистов и потребителей говорят о том, что конденсационным отопительным котлам отдают предпочтение те владельцы, которые умеют считать свои деньги. Они понимают, что кроме экономии на оплате счетов за газ, подобное оборудование прослужит как минимум в два раза дольше, по сравнению с обычным газовым прибором.

Но не стоит забывать о том, что эффективность конденсационного оборудования будет зависеть от нескольких факторов:

возраста котла;
правильного соотношения обогреваемого объема и мощностных характеристик агрегата;
использования современных газовых горелок.

Монтаж напольных газовых котлов

В напольном исполнении изготавливают котлы большой мощности. Их устанавливают в отдельных помещениях, в которых имеется возможность организации лополнительной вентиляции. Процесс монтажа осуществляется поэтапно.

На стадии подготовительных работ выполняется устройство фундамента в виде бетонной подушки высотой 100-200мм или установка опорной рамы.
Определяются и организовываются места подключения к котельному оборудованию дымохода, подающих и возвратных труб отопления.
На подготовленное основание устанавливается газовый котел по горизонтальному уровню. Его регулировка производится винтовыми ножками.
Осуществляется подсоединение агрегата к трубопроводам системы циркуляции теплоносителя. При этом учитывается, что двухконтурные и многоконтурные котлы имеют дополнительные патрубки и гибкие обвязки.

Перед входом в котел отопления на возвратной трубе в обязательном порядке ставится специальный фильтр грубой очистки для предотвращения попадания в теплообменник окалин или ржавчины.

Агрегат подключают к газопроводу при помощи медных труб или гибких шлангов. На входящий патрубок монтируют вентиль. Отводной патрубок соединяют с дымоходом.
Проверяют швы и соединения на герметичность, а давление газа в трубопроводе – на соответствие нормативным требованиям.

Вне зависимости от модели, напольные газовые котлы разрешается монтировать в помещениях с высотой потолка не менее двух метров. Для одного агрегата требуется минимальный объем пространства 7,5 м3 и обязательное вентиляционное отверстие, служащее для притока воздуха извне.

Минимальное расстояние от стены, выполненной из негорючих материалов, допускается принимать в 100мм. В качестве изолирующего материала используют кровельную сталь толщиной не менее трех миллиметров.

На полу под газовым котлом требуется укладывать негорючие покрытия. Это может быть:

лист стали;
кафель;
натуральный камень;
цементная стяжка;
керамзитобетонные плиты.

Монтаж котлов настенных моделей

Настенные приборы устанавливают после подготовки электроподводки и соединений с гидравлическими и газовыми контурами, что делается при помощи прилагаемых шаблонов. Перед этим определяется:

место расположения отопительного прибора;
возможность устройства коммуникаций;
допустимость организации правильного отвода продуктов сгорания.

Крепить настенный котел отопления требуется к надежному основанию. В большинстве случаев для этого используют несущие стены или специально установленный каркас в виде рам, консолей, подвесов, стоек и т.д. Производители предоставляют ассортимент приспособлений и арматурных присоединений, поставляемых в комплекте с оборудованием, либо приобретаемых отдельно. Также настенный агрегат может фиксироваться к вертикальному ограждению при помощи монтажной рамы, изготавливаемой под определенную модель отопительного прибора. Ее использование в комплекте с декоративными панелями и крышками позволяет гармонично вписать конденсационную технику в интерьер помещения.

После установки котла на стену приступают к его непосредственному подключению к подведенным инженерным сетям и коммуникациям.

Патрубок, отвечающий за отведение угарных газов, соединяют через гофрированные трубы с дымоходом. При этом не допускается их резких перегибов. Дымоход не должен располагаться на расстоянии менее 100мм от легко воспламеняющихся поверхностей. В любом случае будет лучше выполнить их изоляцию.

На газовых патрубках устанавливают вентили и проверяют газопроводы на герметичность. Настенный котел должен подключать специалист, проводя соответствующие испытания и продувку труб.

Для возможности подсоединения оборудования к электросети 220В потребуется установление розетки и наличие стабилизатора. Не следует забывать о заземлении конденсационных котлов, а также о том, что соприкосновение кабеля к горячим элементам может привести к его расплавлению и выходу из строя. Требование по безопасности должны соблюдаться беспрекословно.

Водный контур к настенному котлу подсоединяют, придерживаясь соответствующих схем, поставляемых вместе с оборудованием.

Особенности дымоходов для конденсационных котлов

На настенные и напольные котлы конденсационного типа устанавливают готовые дымоходные трубы, изготовленные из пластика или алюминия. По конструкции они могут быть:

коаксиальными, представляющими собой конструкцию «труба в трубе»;
двухтрубными, разделенными на дымоотводящий и воздухозаборный сегмент.

Низкая температура отработанных газов, выходящих через дымоходную трубу, допускает использование в отводной системе пластика. При температуре 35-70 градусов он не деформируется, не плавится и прекрасно справляется со своими функциями.

Данное обстоятельство существенно помогает при замене старого котла, имеющего кирпичный дымоход, на новое оборудование. Обычный газовый котел потребует демонтажа старой дымовой трубы, так как из-за температурных колебаний и агрессивного конденсата кладка слишком быстро разрушится. Чтобы предотвратить аварийную ситуацию, придется заранее подумать о монтаже антикоррозионного, газонепроницаемого дымоотвода из нержавейки или о полимерных вкладышах, цена которых достаточно высока.

Для конденсационного котла можно ограничиться гильзованием старого дымохода пластиком, что выйдет намного дешевле.

Мифы о конденсационных котлах

Популярность любого продукта всегда порождает множественные слухи и мифы, которые не всегда отражают действительность. Не исключением являются и конденсационные котлы, как настенные, так и напольные. Попробуем разобраться в некоторых из них.

Цена

Знатоки утверждают, что конденсационные котлы дороже традиционных газовых агрегатов. Но это только при поверхностном взгляде на ценник или прайс-лист. Разобравшись в вопросе, можно понять, что оборудование различается не только по цене и варианту исполнения (настенные или напольные, одно- или двухконтурные устройства), но и по тепловой мощности.

Обратив внимание на технические характеристики газовых котлов разного принципа действия, а также сравнив два агрегата с одинаковыми показателями и возможностями, можно убедиться в том, что окончательная цена традиционного оборудования нередко бывает выше конденсационного. А если учесть, что к обычным газовым котлам требуется докупать дополнительные устройства, цена которых может быть существенной, то вопрос о более высокой стоимости конденсационной техники отпадет сам собой.

КПД

Многие производители заявляют, что их конденсационные котлы имеют КПД более 100%. Данное утверждение вызывает двоякое чувство. С одной стороны, оно достаточно привлекательно для потребителей, а с другой – вызывает недоумение.

Использование дополнительного тепла, конечно же, поднимает эффективность использования данного вида оборудования и повышает КПД. Но говорить о коэффициенте, превышающем 100%, можно лишь условно.

Дело в том, что для облегчения сравнения двух видов газового отопительного оборудования расчет КПД производят по методике определения показателя для традиционных котлов, использующих только низшую теплоту сгорания. И здесь не учитывается теплота конденсации, добавляющая к КПД 7-9%. Конденсационные установки стопроцентно задействуют низшую теплоту и ее часть, возникшую вследствие процесса конденсации, из чего и складывается показатель 107-109%. На самом деле КПД не поднимается выше 98%.

Дымоход

Несмотря на мнения о необходимости устройства для конденсационных устройств дымоходов из кислотоустойчивых материалов, цена которых достаточно высока, они мало чем отличаются от обычных дымовых труб, устанавливаемых в системах газовых агрегатов с закрытой топкой.

Отработанные продукты сгорания отводятся принудительно, поэтому рассматриваемые котлы могут подключаться к различным системам дымоотведения. Главное, чтобы соблюдалась герметичность конструкции.

Конденсат

Многие потребители уверены в том, что при работе котла возникают проблемы, связанные с появлением конденсата. Но производители конденсационного оборудования закладывают в конструкцию приборов системы нейтрализации и утилизации агрессивной влаги. Для обычных газовых агрегатов, в дымоходах которых хотя и в меньших количествах, но присутствует конденсат, отводчики и нейтрализаторы устанавливаются дополнительно.

Известные производители

Рынок отопительного оборудования разнообразен и обширен. Отечественные и зарубежные производители предлагают огромный ассортимент котлов, отличающихся своими габаритами, мощностью и видом используемого топлива. Среди наиболее известных производителей конденсационной техники можно выделить несколько компаний.

Германская компания появилась в 1917 году как мастерская по выпуску сельхозмашин, а уже через 10 лет ее основателем Иоганном Виссманном был разработан и выпущен первый котел. До сих пор предприятие возглавляет один из представителей семьи, уже в третьем поколении.

Сегодня в состав Viessmann входит несколько компаний, специализирующихся на отопительных системах, а также вентиляционных и холодильных установках. Ее продукция в большей степени производится на экспорт, а производственные площадки расположены в 11 странах. Первый конденсационный котел компания выпустила в 1992 году.

Небольшая частная фирма была основана прусским инженером Йоханом Вайллантом в 1874 году. Благодаря незаурядным способностям хозяина, она достаточно быстро добилась успеха. С 1894 года компания начала выпуск газового оборудования, а сегодня Vaillant Group, имеющую заводы в 7 странах, знают во всем мире, в том числе и по ее разработкам в области энергосберегающего оборудования.

Bosch

Мастерская, основанная в 1886 году немецким изобретателем-исследователем Робертом Бошем, долгое время ничего общего с отопительными котлами не имела. Лишь в 1929 году основателем компании было принято решение о ее реструктуризации и переходу на более обширную сферу деятельности. С этого времени в структуру корпорации влились многие предприятия, в том числе и фирмы по производству бытового котельного оборудования.

История немецкого предприятия Buderus началась в 1731 году, когда его основатель Иоганн Вильгельм Будерус арендовал небольшой металлургический завод, где выпускались чугунные детали для печей. В 1898 году предприятием был получен патент на собственные секционные котлы, а в 1981 году – представлено конденсационное чугунное оборудование. С 2003 года торговая марка Buderus принадлежит группе компаний Robert Bosch GmbH.

Baxi

Предприятие появилось в 1866 году в Англии. Оно было основано в партнерстве Ричарда Баксендаля с Иосифом Хилдом, а использована торговая марка Baxi была лишь в 1930 году при выпуске одной из систем отопления. Сегодня на российский рынок поступают котлы итальянского производства Baxi S.p.A., относящегося к одному из предприятий холдинга Baxi Group.

Принцип работы газового котла

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

Принцип работы

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

Что в них происходит?

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

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

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

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

Устройство

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

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

Есть несколько технических решений, которые помогают добиться желаемого результата:

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

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

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

Плюсы конденсационного агрегата

Настенный газовый конденсационный котел Buderus

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

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

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

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

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

Реальное положение вещей

Устройство котла

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

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

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

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

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

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

Схема котла газового

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

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

Заключение по теме

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

Прогресс в области производства газового отопительного оборудования шагнул далеко вперед – достаточно изучить функционал представленных в продаже моделей, чтобы убедиться в этом на собственном опыте. Но техника оценивается не только по функциям, но и по другим параметрам – это экономичность и эффективность. И самым продвинутым по данным характеристикам является конденсационный газовый котел, позволяющий по максимуму преобразовать энергию горения газа в тепло, поступающее в отопление.

В этом обзоре мы рассмотрим:

Конструкционные особенности газовых конденсационных котлов;
Как работает конденсационное оборудование;
В чем заключаются плюсы и минусы данных котлов.

В заключение мы пройдемся по самым востребованным среди покупателей моделям и изучим их основные технические характеристики и функционал.

Устройство конденсационных котлов

Обычный газовый котел отличается на редкость простой конструкцией. Здесь располагается газовый узел с клапаном, соединенный с горелкой. Над всем этим нависает единственный теплообменник, отвечающий за подогрев теплоносителя до заданной температуры. За поддержку температуры отвечает механическая или электронная система управления. КПД оборудования достигает 90-92%, в зависимости от конструкции выбранного прибора и типа камеры сгорания – модели с закрытыми камерами сжигают топливо более эффективно.

Если одноконтурные газовые котлы устроены просто, то их двухконтурные «коллеги» устроены чуточку сложнее – здесь добавляются вторичный теплообменник (или ставится один битермический) и трехходовой клапан. Все эти узлы отвечают за подготовку горячей воды. Техника отличается неплохим КПД и позволяет избавиться от необходимости покупки дополнительного водонагревателя.

Конденсационные котлы устроены еще сложнее, ведь они отличаются повышенной эффективностью и высоким показателем КПД – он достигает 98%. Здесь используется технология конденсации влаги из выделяющихся продуктов сгорания. Так как в них все еще полно тепла, то их можно отобрать и пустить в систему отопления. Тем самым достигается солидная экономия топлива – в зависимости от модели и условий работы, она составляет до 10%.

Газовые конденсационные котлы включают в себя следующие узлы:

На данный момент конденсационные котлы являются самыми современными и эффективными решениями в области отопительных систем.

Камера сгорания – открытая или закрытая. Здесь происходит сгорание поступающего топлива. Причем подавляющее большинство конденсационных агрегатов построено на основе закрытых камер, в то время как модели с открытыми камерами – единичные;
Основной теплообменник – здесь происходит основной отбор тепловой энергии, которую уносит горячий теплоноситель;
Конденсационный теплообменник – самая важная деталь газового конденсационного котла. Именно здесь происходит конденсация влаги с отдачей тепла в отопительную систему;
Вторичный (или битермический) теплообменник и трехходовой клапан – эти узлы отвечают за работу контура ГВС;
Управляющая электроника – отвечает за работу всего установленного на борту оборудования;
Дренаж – отвечает за отвод конденсата в канализацию.

Конденсационный котел устроен сложнее, чем любой другой конвекционный агрегат. Но именно это позволяет ему по максимуму отбирать тепловую энергию из продуктов сгорания.

Сложность конденсатных котлов напрямую повлияла на их стоимость – они минимум на 30% дороже конвекционных аналогов.

Принцип работы конденсационных котлов

Давайте рассмотрим принцип работы конденсационного газового котла и узнаем, за счет чего он получает дополнительную энергию. Мы уже говорили, что здесь используется принцип конденсации влаги из продуктов сгорания. Если взяться за дымоходную трубу, то мы обнаружим, что она теплая, а в некоторых случаях даже горячая (все зависит от эффективности оборудования). Именно эту тепловую энергию мы и можем отобрать в отопительную систему.

Работает конденсационный котел следующим образом:

Именно наличие второго теплообменника, в котором горячий пар конденсируется и отдает оставшуюся энергию, обуславливает такой высокий КПД всей системы.

Газовая горелка выделяет тепловую энергию, которая поглощается основным теплообменником;
Продукты сгорания поступают в конденсационный теплообменник большой площади;
Проходящий через конденсационный обменник холодный теплоноситель вызывает образование конденсата, забирая тепловую энергию из водяного пара;
После этого теплоноситель поступает в основной теплообменник.

Для некоторых может остаться непонятным то, откуда вообще берется водяной пар. Ничего странного здесь нет – он образуется в результате сгорания природного газа. Если мы внимательно посмотрим на химическую формулу протекающей здесь реакции, то мы увидим в ее результатах два основных компонента – это водяной пар и углекислый газ. Именно пар и содержит необходимую нам тепловую энергию.

Конденсационный котел отличается повышенным КПД. Это становится возможным за счет более полного отбора тепла из продуктов сгорания. Производители утверждают, что КПД составляет до 115%, но против законов физики не пойдешь – нельзя получить больше энергии, чем ее затрачено. И столь высокий КПД – это всего лишь маркетинговая уловка, нацеленная на увеличение продаж. В действительности же КПД достигает 98%.

Создавая конденсационный котел, разработчики сделали все возможное, чтобы оборудование получилось экономичным и энергоэффективным. Но эффективность напрямую зависит от температуры теплоносителя в обратной трубе. Чем она ниже, тем лучше, оптимальный показатель – от +30 до +40 градусов. Если же температура будет высокой, никакой конденсации не будет – тепло улетит в атмосферу, а КПД упадет. Поэтому теплоноситель сначала поступает в конденсационный, и лишь потом в основной теплообменник.

Иными словами, для того чтобы можно было экономить на газовом топливе за счет высокого КПД, необходимо создать отопительную систему со сравнительно низкой температурой теплоносителя – оптимальным соотношением станет +30 градусов на обратной трубе и +50 на подающей.

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

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

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

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

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

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

Есть и минусы:

Низкая температура теплоносителя потребует перерасчета количества секций в радиаторах – от этого никуда не деться. Но можно поступить по-другому, установив вместо традиционных батарей малогабаритные плинтусные конвекторы или теплые полы;
Высокая стоимость газовых конденсационных котлов – если взять аналогичную конвекционную модель, то при равной мощности, характеристиках и возможностях она будет стоить дешевле (в среднем конденсационные модели на 30-80% дороже);
Необходимость в отводе конденсата – его излишки удаляются в канализационную систему;
Уменьшение КПД при росте температуры – если вдруг вам захочется прибавить газ, чтобы в комнатах было теплее, КПД начнет быстро падать;
Энергозависимость – все газовые конденсационные котлы нуждаются в электроэнергии. Поэтому потребителям придется позаботиться о резерве;

В производстве отопительных систем наиболее перспективной инновационной технологией считается конденсация водяных паров, которые образуются во время сгорании углеводородов. По такому принципу, работают конденсационные котлы. Это новое отопительное оборудование на российском рынке появилось недавно, но уже пользуется немалым покупательским спросом. В продаже представлены котлы конденсационные как зарубежных, так и отечественных производителей.

Широкий ассортимент конденсационных котлов предлагает компания BAXI, которая, благодаря высокому качеству своей продукции, стала лидером российского рынка котельного оборудования. Конденсационные котлы Бакси это напольные и настенные конденсационные котлы, отличающиеся высоким коэффициентом полезного действия. Другими известными марками котельного оборудования на отечественном рынке можно назвать конденсационные котлы vaillant и висман.

Конденсационный котел

Принципы горения и конденсации

Любое углеводородное топливо при горении выделяет тепло. В процессе сгорания топлива конечными продуктами становятся углекислый газ (СO 2) и (Н 2 О) вода, которая под действием высоких температур превращается в пар. Испаряясь, вода затрачивает тепло, но его можно получить обратно в процессе конденсации, то есть, если вода из газообразной фазы перейдет снова в жидкую.

Как работают конденсационные котлы

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

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

Конденсационный котел имеет коэффициент полезного действия — 108-109%. Как же это возможно, если по законам физики КПД не может превышать 100%, так как потери энергии в любых процессах неизбежны.

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Настенный отопительный котел

Конденсационный газовый котел можно назвать одним из самых экономичных и высокоэффективных отопительных приборов. Его КПД на 10-15% выше, чем коэффициент полезного действия у традиционного котла. Кроме того по экономичности конденсационные котлы на 20 % превышают обычное котельное оборудование.

В конструкциях конденсационных котлов применяются высокотехнологичные горелки, которые готовят топливно-воздушные смеси в оптимальных пропорциях, что минимизирует возможность неполного сгорания топлива. Благодаря этому снижается количество выбросов вредных веществ.

Отходящие газы имеют низкую температуру (ниже 40 °С), что дает возможность применять для конденсационных котлов дымоходы из пластмассы, тем самым уменьшая затраты на монтаж отопительной системы.

Преимуществами конденсационных котлов можно назвать:

небольшие габариты и небольшой вес котельного оборудования;
экономичность (экономия газа составляет 35% за сезон);
глубокую модуляцию (экономия газа при частичных нагрузках);
невысокий уровень вибраций и низкий уровень шума;
возможность каскадной установки;
экономия на дымоходе (можно устанавливать дымоходы с меньшим диаметром);
уменьшение выбросов вредных веществ NO X и CO 2 (ниже в 7 раз, чем у обычных котлов).

Каскад конденсационных котлов

Благодаря небольшим габаритам и малому весу котельного оборудования, для установки котла требуется меньше места, в то же время снижаются затраты на его транспортировку и монтаж. Существует такое заблуждение, что конденсационные котлы эффективно работают только с системой отопления теплый пол. В другом случае эффективность их не больше, чем у традиционных котлов. Но это не так. В конструкции конденсационного котла есть модуляционная горелка, позволяющая достигать глубокой модуляции мощности, уменьшая при этом затраты газа и воздуха.

Процесс конденсации в котле идет и при работе отопительного оборудования с радиаторной системой отопления. При пониженных нагрузках КПД конденсационного котла вполне может достигать высоких значений, в отличие от обычных газовых котлов, у которых КПД в таком режиме падает из-за переизбытка воздуха.

Для каскадной установки конденсационных котлов производители предлагают специальные регуляторы (например, фирма BAXI продает для своих котлов регулятор RVA47), которые превращают котлы, установленные отдельно, в единую систему.

Преимуществами каскадной системы является легкость монтажа и компактные размеры котельной. Благодаря пониженным вибрациям и низкому уровню шума при установке конденсационных котлов, нет надобности делать виброизолирующие платформы и звукоизоляцию помещения, предназначенного для котельной. Что тоже позволяет сэкономить денежные средства при установке отопительной системы.

Экономить на размерах дымохода, позволяет работающий в конденсационных котлах вентилятор. Он развивает довольно высокое давление, поэтому диаметр дымохода может быть в два раза меньше, чем при монтаже отопительной системы с традиционными котлами.

Благодаря низким выбросам NO X и CO 2 ,конденсационные котлы относятся к разряду экологичного оборудования, их часто используют для оборудования котельных в курортных и заповедных зонах. Отыскать недостатки в котлах конденсационных очень трудно. Главным минусом этого отопительного оборудования является высокая цена, которая в два раза выше цены обычных котлов.

Применение

По внешнему виду конденсационные котлы мало чем отличаются от традиционных. Изготавливают их в настенном варианте и напольном варианте. Настенные газовые конденсационные котлы обладают меньшей мощностью, чем напольные и применяются в быту для отопления частных домов и коттеджей.

Напольные конденсационные котлы с высокой мощностью используют для отопления промышленных объектов и офисных помещений.

Конденсационные газовые котлы выпускают одно-, и двухконтурные. Применяются двухконтурные котлы и для отопления и для нагревания воды. Мощность одно- и двухконтурных котлов составляет — 20-100 кВт. Этого достаточно для бытового использования котлов. Для промышленного применения выпускают модели большей мощности.

Основные отличия конструкции конденсационных котлов от обычных

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

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

Устройство конденсационного котла

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

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

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

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

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