Кондиционный котел. Газовые конденсационные настенные котлы – принципы работы, плюсы и минусы. Принцип работы конденсационного котла
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;
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.
Сегодня газогорелочное оборудование представлено большим количеством агрегатов. Выделяют несколько видов отопительных котлов, каждый из которых обладает своим преимуществами и недостатками.
Электрические котлы – это простые в монтаже конструкции, для функционирования которых нет необходимости проводить газ в дом. При этом стоимость эксплуатации такой техники выше, нежели моделей, работающих на газе.
Жидкотопливные котлы – отличная альтернатива электрическим моделям. Они идеально подходят для отопления помещений без газоснабжения. При этом большинство моделей данного типа комплектуются двумя горелками для жидкого топлива и для природного газа, что делает их универсальным оборудованием.
Сегодня все большие обороты популярности набирают конденсационные котлы, принцип работы которых отличается новаторством и технической продвинутостью. Появились они на рынке относительно недавно, но успели завоевать свою нишу, в которой их объем продаж стабильно растет. Рассмотрим подробнее, в чем же заключается особенность конденсационных котлов.
Принцип работы традиционного отопительного оборудования достаточно прост. Теплообменные поверхности пропускают горячий дым, и тем самым отдается часть энергии теплоносителю. Через узел отвода дыма продукты горения выводятся на улицу. КПД таких систем недостаточно высок, так как водяной пар, который образуется при сгорании топлива, выводится вместе с газами. Стандартный котел не в состоянии отдать эту энергию теплоносителю, в то время как конденсационная техника способна это делать. Выброс дыма осуществляется через специальный коаксиальный дымоход.
Такие агрегаты оснащаются вентилятором, который нагнетает воздух, с изменяемой частотой оборотов. Это позволяет автоматике подбирать нужные условия для создания наиболее эффективной смеси воздуха и газа. Конденсационные индивидуальные котлы в большинстве своем способны функционировать от сжиженного газа, что очень актуально для регионов с неразвитой инфраструктурой.
Далеко не всегда конденсационная техника работают с предельной эффективностью. Для минимизации потерь тепла в котле происходит конденсация пара. КПД подобного агрегата повышается с понижением температурного режима отопительной системы. Именно поэтому конденсационные котлы являются лучшим выбором для отопления полов. В данном случае температура теплоносителя будет составлять около сорока пяти градусов.
Покупка такого инновационного котла целесообразна для повышения удобства использования отопительной системы, поскольку оборудование способно функционировать при невысоких температурах. Кроме того, подобные агрегаты позволяют сократить потребление топлива на 20%. Чтобы понять их преимущества в сравнении с традиционным оборудованием, имеет смысл сопоставить технические характеристики обычных и конденсационных котлов, принципы работы которых очень отличаются.
Стандартный газовый агрегат функционирует следующим образом: в специальной камере происходит сгорание топлива, газы проходят по специальному теплообменнику, отдавая при этом энергию воде, играющей роль теплоносителя. Затем газы через отводящий контур уходят на улицу. Происходит потеря энергии вместе с водяным паром, который всегда образуется при сгорании газа.
В свою очередь конденсационный котел способен извлекать дополнительную энергию из этого пара и оставлять ее в системе, повышая тем самым ее КПД.
Главное различие между обычным и конденсационным котлом заключается в том, что второй оснащается специальным теплообменником большой площади. За счет этого дым охлаждается эффективней, и его температура может опускаться до сорока градусов. Разумеется, в традиционном котле это невозможно. Пар, который содержится в дыму, становится жидким теплоносителем. Часть энергии, которая теряется в стандартном котле, остается в системе, повышая ее КПД.
Сегодня существует множество конструктивных вариаций конденсационных котлов. В частности, выделяют модели, которые монтируются на пол или фиксируются на стене. Также выделяют одно- и двухконтурные агрегаты. Такое разнообразие позволяет покупателю подобрать идеальное техническое решения для удовлетворения своих конкретных потребностей.
Конденсационные котлы: принцип работы
В агрегате происходит охлаждения пара, из-за чего он конденсируется и при этом отдает часть тепловой энергии теплоносителю. Если в традиционном котле изменение агрегатного состояния пара нежелательно, то в конденсационном такое явления является важнейшим этапом отопления помещения.
Говоря о подобном газогорелочном аппарате, стоит выделить основные его плюсы:
- КПД конденсационного отопительного котла достигает 108-109%. По этому параметру они существенно превосходят традиционное газогорелочное оборудование.
- Количество потребляемого топлива на двадцать процентов меньше в сравнении с традиционным агрегатом с сопоставимыми техническими параметрами. Современные инновационные горелки играют немаловажную роль в экономии топлива, поскольку они создают оптимальное соотношение газа и воздуха в смеси.
- Экономия на дымоходе достигается благодаря использованию более доступных конструкций из пластика. Это стало возможным потому, что температура газов, выводимых из котла, довольно низкая и составляет около 40 градусов.
Эффективность использования дополнительной тепловой энергии конденсата зависит от температуры теплоносителя на входе в систему – чем она ниже, тем больший конденсационный эффект можно получить. Сегодня производители подобной техники стремятся к обеспечению максимальной конденсации какой бы то ни было температуре теплоносителя. Решая эту задачу, инженеры акцентируют внимание на температуре точки росы.
Когда приобретение конденсационного котла целесообразно?
Сегодня конденсационные котлы агрегируются и с системой подогрева пола, и с привычными радиаторами. Степень конденсации и температура теплоносителя в обратной линии – величины обратно пропорциональные. Устанавливая конденсационный котел с подогревом пола, можно рассчитывать на еще более эффективную эксплуатацию оборудования. Температура обратной воды будет заметно ниже показателя точки росы, что позитивно отражается на КПД отопителя.
Очевидно, что конденсационные котлы сегодня являются достойной альтернативной стандартной газогорелочной техники. Правильный расчет всех показателей и корректный подход к монтажу оборудования гарантирует высокий КПД системы и комфортные условия проживания в холодное время года.
Ассортимент отопительных котлов, представленных в торговых сетях, необычайно разнообразен и широк. На сегодняшний день есть возможность приобрести не просто хороший, а практически технически совершенный агрегат. Думаете, таких не существует? Вы ошибаетесь. Рынок стремительно и уверенно завоевывают конденсационные котлы – истинное воплощение экологичности и эффективности. В отличие от типичных газовых котлов, имеющих КПД около 85%, конденсационные агрегаты способны расходовать топливо более экономно – и демонстрировать при этом КПД 95-96%. В связи с этим рациональные европейцы поощряют повсеместную эксплуатацию такого оборудования даже на законодательном уровне.
Несмотря на сравнительно большую стоимость конденсационных котлов по сравнению с «привычными конструкциями», первые успешно и быстро окупаются в условиях непрерывного роста цен на газ. Конденсационники предлагают практически все ведущие производители отопительного оборудования - Vaillant, Junkers, Ferroli, Baxi, Viessmann.
Конденсация водяного пара, являющегося результатом сгорания углеводоров – это одна из наиболее перспективных инновационных технологий производства тепла. Именно поэтому можно с уверенностью сказать, что за такими агрегатами – будущее.
Немного из истории прогрессивной разработки
Первые «представители» конденсационных котлов появились еще в 50-х годах. Естественно, эти модели были весьма и весьма далеки от совершенства – но реальную экономию топлива демонстрировали уже тогда. Ключевым их минусом была недолговечность конструкционных элементов, контактирующих с агрессивным конденсатом. Стальные и чугунные теплообменники скоропостижно приходили в негодность под «натиском» безжалостной коррозии, и устройство выходило из строя.
Конденсационные котлы, максимально подобные современным по конструкции и качеству, мир увидел в 70-х годах. Их теплообменники уже изготавливались из нержавейки – долговечного и надежного материала.
Современные конденсационные котлы - воплощение экономии, экологичности и высокой эффективности. По мнению многих экспертов, их однозначно ждет перспективное будущее на рынке отопительного оборудования
Различные исследования и наработки в отношении использования «скрытой энергии парообразования» были и в Советском Союзе, но в силу множества причин стать массовыми и глобальными им так и не удалось.
Принцип работы таких агрегатов
Как известно, принцип функционирования любого отопительного котла предельно прост:
- Сгорает топливо.
- Выделяется тепловая энергия.
- Тепловая энергия через теплообменник «поступает» к теплоносителю.
Естественно, не обходится без теплопотерь. В традиционном газовом котле отходящие газы через дымоход «улетучиваются» в атмосферу; вместе с ними уходит и часть неиспользованной теплоты, потому что вместе с газами теряется также водяной пар, образующийся при сгорании топлива.
Этот пар как раз и содержит ту скрытую энергию, которую умеют сохранять и передавать отопительной системе конденсационные котлы. Добыча «драгоценного тепла» становится возможной благодаря конденсации пара в специальном теплообменнике.
Поток воды («обратки») охлаждает пары до температуры точки росы; выделяемая при конденсации паров энергия поглощается этой же водой.
Теплообменники конденсационников изготавливаются исключительно из устойчивых к коррозии материалов – нержавейки или силумина, поскольку практическая польза конденсата, к сожалению, ничуть не улучшает его химически агрессивный состав.
Обычно конденсат собирается в особом, встроенном в агрегат резервуаре, а уже затем отводится в канализацию. В связи с высокой агрессивностью данного продукта «жизнедеятельности» котла, в разных странах были приняты различные нормы и правила его отведения. В одних конденсат разрешается отправлять сразу в канализацию, в других его требуется предварительно нейтрализовать. Нейтрализаторы конденсата предлагают многие фирмы-производители. Что они собой представляют? Это емкости, наполненные гранулятом, содержащие кальциевые либо магниевые соединения.
Определение реального КПД котла
Конденсационные котлы можно смело «внедрять» и в традиционные, и в низкотемпературные системы вроде теплого пола. Работая в тандеме с последними, данные агрегаты демонстрируют необычайно высокую эффективность, поскольку условия для конденсации создаются практически идеальные.
Грамотная установка системы «конденсационный котел+теплый пол» позволяет полностью отказаться от радиаторов и эксплуатировать теплые полы как основной, а не вспомогательный источник тепла
Часто приходится слышать, что КПД конденсационного котла может достигать фантастических 109%. Такие дерзкие заявления производителей обычно приводят в изумление людей хоть мало-мальски разбирающихся в физике. Ведь получается, что в продаже появились фактически вечные двигатели! На самом же деле это исключительно маркетинговый ход, призванный всего лишь привлечь внимание к разработке, и ни в коем случае не претендующий на научную истину. Но как же получилась такая цифра? Оказывается, «зашкаливающий» за 100% коэффициент полезного действия - результат тщательного сравнения конденсационников с рядовыми газовыми котлами.
«Нонсенс» объясняется специалистами так: КПД типичного котла рассчитывается по низшей теплоте сгорания, без учета «улетающей в трубу» теплоты, и составляет при такой математике 92-95%. КПД конденсационного котла по этой методике расчета - целых 100%. Если же к нему добавить 8-9%-ный «заряд энергии» от использования скрытой теплоты конденсации, как раз и получится «феноменальная производительность». Но это все условно.
Если же производить объективные расчеты, оказывается, что КПД стандартных агрегатов составляет всего 84-86%, а конденсационных – немногим более 95%. И это при идеальных условиях.
Конденсационный котел можно всегда оснастить современной погодозависимой автоматикой. Она управляет котлом, ориентируясь на среднесуточную температуру, тем самым еще больше повышая эффективность работы оборудования
Конденсационные котлы – оборудование с закрытой камерой сгорания. Подача воздуха, удаление продуктов сгорания осуществляются в «принудительном порядке». Они не нуждаются в классическом дымоходе и являются достаточно безопасными. Их можно подключать к таким системам дымооудаления как двухтрубная система, коаксильный дымоход и др.
Сравнительно невысокая температура продуктов сгорания конденсационников позволяет обустраивать дымоотводящую систему для них с помощью пластиковых труб. Это позволяет немного сэкономить, что не может не радовать
Стоит ли приобретать «конденсационник»?
Конденсационники бывают настенные и напольные. Мощность первых в зависимости от модели может составлять до 120 кВт, вторых – до 320 и более кВт. При необходимости увеличения мощности установок можно увязывать котлы в каскад.
В зависимости от предназначения, различают одноконтурные и двухконтурные конденсационные котлы. Одноконтурные – исключительно для решения вопроса отопления; двухконтурные – это отопление + ГВС.
Каскадное подключение конденсационных котлов позволяет с легкостью организовать компактную, удобную в эксплуатации котельную, способную демонстрировать в переходный период колоссальную экономию
До сих пор в сомнениях, стоит ли обзаводиться конденсационным котлом и возлагать на него большие надежды? Объективный взгляд на преимущества и недостатки данного оборудования поможет вам сделать правильный выбор.
Конденсационные котлы обладают характеристиками, превосходящими даже самые жесткие требования, предъявляемые к отопительным агрегатам сертификационными органами. Они рекомендованы для установки в заповедных и курортных зонах. Количество вредных выбросов у конденсационных котлов меньше чем у газовых в 5-8 раз
К основным плюсам агрегатов можно отнести:
- Предельную компактность. Конденсационник мощностью до 120 кВт всегда можно найти в настенном исполнении. Традиционные котлы такой же мощности бывают, как правило, исключительно напольными, следовательно, занимают намного больше места;
- Малый вес;
- Высокую эффективность;
- Глубокую модуляцию;
- Экономию средств на обустройство дымохода;
- Экологичность – минимум вредных выбросов в окружающую среду;
- Пониженную вибрацию;
- Низкий уровень шума. Грамотно продуманная конструкция агрегатов позволяет практически полностью исключить шумовые эффекты. Эксплуатация котлов данного типа внутри жилых помещений не вызывает никакого дискомфорта;
- И главное, существенное уменьшение расходов на газ – от 10% до 35% в зависимости от «исходных условий».
Из минусов оборудования стоит отметить:
- Весьма высокую стоимость. Конденсационник обойдется на 40-120% дороже обычного котла;
- Неэффективность при сильных морозах. Когда на улице лютая стужа, температуру воды в отопительной системе однозначно приходится повышать. Если температура возвратной воды превысит 60 градусов, конденсационный котел не сможет выполнять свою чудо-функцию и перейдет в режим обычного котла с КПД около 85%.
Практика показывает, что, несмотря на все нюансы, конденсационные котлы – верный выбор вдумчивых хозяев, ценящих грамотную экономию и жаждущих привнести в свой дом максимальный тепловой комфорт. Обратите внимание, что наслаждаться по настоящему эффективной системой на базе конденсационного котла вы сможете только в том случае, если доверитесь в вопросах выбора и установки оборудования грамотным профессионалам.
Эксплуатация традиционного газового котла влечет за собой некоторую потерю тепловой энергии вместе с продуктами сгорания. Другим негативным моментом выступает образование химически агрессивного конденсата, который вызывает коррозию в системе.
Конденсационный котел охлаждает продукты сгорания ниже точки образования конденсата. Результатом становится конденсация водяного пара с отдачей скрытой энергии теплоносителю, который нагревается в котле.
Принцип работы конденсационных котлов
При сгорании газа в котлах конденсационного типа возникает эффект образования высокотемпературного водяного пара. Выделенные пары концентрируются в виде жидкости на теплообменнике из нержавеющей стали. Стандартные виды газового отопительного оборудования выводят пар вместе с остальными отработанными продуктами горения через дымоход.
Когда скопления пара образуются на первичном теплообменнике, происходит выделение тепла, которое возвращается обратно в отопительную систему. Этот принцип работы конденсационных котлов обеспечивает высокие показатели КПД и эффективность функционирования всей системы отопления.
Особенности функционирования
Котлы конденсационного типа представляют собой приборы с закрытыми камерами сгорания. Отработанные продукты отводятся наружу принудительным способом. Причем все они имеют минимальную температуру. Наличие дополнительного теплообменника позволяет повысить сопротивление проходу веществ, образованных в процессе сжигания топлива. Данный принцип функционирования делает невозможным эффект естественной тяги. Именно поэтому конденсационный газовый котел работает на основе принципа принудительной тяги.
Конденсационные котлы обладают закрытой камерой сгорания с отводом отработанных газов при помощи специальных турбин. В этом имеются свои преимущества, так как продукты сгорания могут выводиться в любое место за пределы отапливаемого строения, перемещаясь по приточно-отводящим каналам.
Устанавливать конденсационный котел можно в домах без дымохода. Такое решение является более безопасным по сравнению с эксплуатацией традиционных газовых котлов, так как процесс сгорания оказывается полностью изолированным от помещения, куда устанавливается отопительный агрегат.
Применение
Настенные конденсационные газовые котлы, как и напольные модели применяются преимущественно в системах радиаторного отопления либо при необходимости обустройства теплого пола.
Обязательным условием для создания эффекта конденсации выступает поддержание определенной температуры воды в обратной линии. Важно, чтобы теплоноситель оставался холоднее температуры, при которой образуется конденсат. При соблюдении данного условия конденсационный газовый котел будет выдавать максимальную мощность работы на протяжении всего года.
Эффективность
Как достигнуть высочайших показателей КПД, эксплуатируя конденсационный котел? В сравнении с обычными газовыми агрегатами конденсационные устройства рассчитаны на применение тепла от конденсации. Благодаря этому становится реальным достижение показателей коэффициента полезного действия на уровне свыше 100 %.
В случае сгорания природного газа в стандартных котлах отопления бесполезный расход тепловой энергии, которую можно было бы применить с пользой, составляет порядка 11 %. Предполагая, что тепловая мощность котла в результате сжигания топлива составляет 100 % и добавив к данному показателю 11 % скрытого тепла, можно достигнуть выхода тепловой мощности, равного 111%.
Чтобы получить высокие показатели КПД, эксплуатируя конденсационный котел, рекомендуется соединение отопительного агрегата с внешним датчиком температуры окружающей среды. Это дает возможность поддерживать стабильный уровень температуры обратной воды на требуемом уровне для эффективного применения эффекта конденсации.
Безопасность
Благодаря наличию эффекта предварительного соединения газов и воздуха в соответствующих горелках, котел настенный конденсационный продуцирует минимальное количество вредных веществ из отработанных продуктов сгорания.
Если проводить параллель с традиционными котлами, то здесь снижение количества CO и NOx составляет от 80 до 90 %. Именно по этой причине с недавнего времени в высокоразвитых странах в качестве отопительных приборов все чаще применяются конденсационные агрегаты.
Преимущества
Конденсационные отопительные котлы представляют собой новейшее слово в области разработки инновационных технологий. Выгодным решением для потребителя подобные приборы становятся благодаря заметному сокращению потребления топлива. В настоящее время данная технология считается одной из наиболее экономичных при отоплении помещений. Снижение потребления газа на протяжении отопительного сезона здесь составляет около 35 %.
Достижение таких внушительных результатов становится возможным благодаря следующим факторам:
- возникновению процесса отдачи тепла от конденсации как в режиме отопления, так и подогрева воды для бытовых нужд;
- высоким показателям КПД;
- возможности достижения комфортной для проживания температуры при отсутствии значительных потерь тепла;
- наличию широких возможностей для модуляции пламени.
