конденсационный и традиционный газовый котел в чем отличие

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

Об особенностях выбора и работы газового конденсационного котла в формате мастер-класса вам расскажет технический специалист компании Ariston.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу. Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе.

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии. В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH₄), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) в виде пара и ряд других химических элементов.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

Преимущества использования конденсационного газового котла

Итак, мы разобрались с теоретической частью. Теперь расскажем, как особенности конструкции конденсационного котла влияют на эффективность его работы и долговечность. На первый взгляд кажется, что использовать дополнительную энергию водяного пара, скрытую в дымовых газах, можно и в обычном котле, специально «загнав» его в низкотемпературный режим работы. Например, подключив котёл (это неправильно) напрямую к системе теплого пола или значительно понизив температуру теплоносителя, циркулирующего в радиаторной системе отопления. Но, выше мы уже писали, что при сгорании магистрального газа образуется целый «букет» химических элементов. В водяном паре содержатся: углекислый и угарный газы, окислы азота, а также примеси серы. При конденсации и переходе пара из газообразного в жидкое состояние эти примеси оказываются в воде (конденсате) и на выходе получается слабый кислотный раствор.

Теплообменник обычного котла не выдержит длительной работы в агрессивной химической среде, со временем он проржавеет и выйдет из строя. Теплообменник конденсационного котла сделан из материалов, отличающихся коррозионной стойкостью и устойчивостью к кислотным средам. Наиболее стойким материалом является нержавеющая сталь.

Кроме этого, повышенные требования предъявляются и к другим конструкционным элементам конденсационного теплогенератора, т.к. требуется охладить дымовые газы до нужной температуры. Для этого котёл оснащается наддувной горелкой с высокой степенью модуляции. Такая горелка работает в широком диапазоне мощностей, что позволяет оптимальным образом регулировать нагрев воды. Также конденсационные котлы оснащаются автоматикой, обеспечивающей точное поддержание режима горения, температуры отходящих газов и воды в обратной линии. Для чего ставятся циркуляционные насосы, плавно изменяющие силу напора протока теплоносителя, а не как простые 2-х и 3-х скоростные. С обычным насосом теплоноситель проходит через котёл с постоянной скоростью. Это приводит к росту температуры в «обратке», повышению температуры дымовых газов выше точки росы, а следовательно, снижению эффективности работы оборудования. Также возможен перегрев системы отопления (тёплого пола) и уменьшение теплового комфорта.

Важный нюанс: горелка обычного котла не может работать на мощности ниже 1/3 от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора. Горелка конденсационного котла может работать на мощности, составляющей 1/10 (10%) от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора.

Обычный котёл не сможет, работая в непрерывном режиме, выдавать необходимые для компенсации теплопотерь 5 кВт мощности. В результате он перейдёт в так называемый цикличный режим функционирования. Т.е. будет постоянно включать и отключать горелку, либо будет перегреваться система отопления.

Конденсационный котёл, при той же мощности и в аналогичной ситуации, в непрерывном режиме работы спокойно выдаст 2.5 кВт мощности (10% от 25 кВт)¸ что напрямую влияет на срок службы теплогенератора и уровень комфорта в загородном доме.

Современная автоматика позволяет значительно упростить процесс управления котлом, в том числе и дистанционно, с помощью специального мобильного приложения для смартфонов, что повышает удобство пользования оборудованием.

Добавим, что отопительный сезон в России, в зависимости от региона, в среднем составляет 6-7 месяцев, начинаясь осенью, когда на улице ещё не очень холодно, и длится до весны.

Получается, что максимальная мощность котла может потребоваться только в относительно короткий период времени (декабрь, январь), когда установились настоящие морозы.

В другие месяцы от котла не требуется выход на максимальный режим работы и повышенная теплоотдача. Следовательно, конденсационный котёл, в отличие от обычного, будет эффективно работать и при температурных перепадах, и при небольшом морозе. При этом снизится потребление газа, что в тандеме с низкотемпературной системой отопления (теплым полом) уменьшит затраты на покупку энергоносителя.

Помимо экономичности, важным преимуществом конденсационных котлов является возможность получения большой мощности при компактных размерах оборудования. Конденсационный газовый котёл в настенном исполнении особенно актуален для небольших котельных.

Кроме этого, конденсационный котёл имеет турбированную горелку, что позволяет отказаться от стандартного дорогостоящего дымохода и просто вывести коаксиальную дымоходную трубу через отверстие в стене. Это упрощает монтаж оборудования или установку нового конденсационного котла взамен старого – обычного, при реновации существующей системы отопления.

Особенности эксплуатации конденсационного газового котла

Частые вопросы потребителей: что делать с конденсатом, получаемым в процессе эксплуатации котла, насколько он вреден, и как его утилизировать.

Количество конденсата можно рассчитать так: на 1 кВт*ч приходится 0,14 кг. Следовательно, конденсационный газовый котёл мощностью в 24 кВт при работе на 12 кВт мощности (т.к. большую часть отопительного периода котел работает с модуляцией, а средняя нагрузка на него, в зависимости от условий, может составлять ниже 25%) в достаточно холодный день вырабатывает 40 литров конденсата при низкотемпературном режиме.

Конденсат можно слить в центральную канализацию, при условии, что его разбавили в пропорции 10 или лучше 25 к 1. Если дом оборудован септиком или локальной очистной станцией, требуется нейтрализация конденсата.

Нейтрализатор представляет из себя ёмкость, заполненную мраморной крошкой. Вес наполнителя – от 5 до 40 кг. Менять её надо вручную в среднем раз в 1-2 месяца. Конденсат, обычно пройдя через нейтрализатор, самотёком попадает в канализацию.

Подведение итогов

Настенный конденсационный газовый котёл — это современное оборудование, отличающееся надёжностью, экономичностью и эффективностью работы. Также сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу, что особенно актуально при ужесточении норм по экологичности. Кроме этого, установка данного типа теплогенератора, за счёт уменьшения расхода газа, позволит уменьшить затраты на отопление в долгосрочной перспективе и повысить уровень комфорта в загородном доме.

Источник

Отличия и критерии выбора конденсационных газовых котлов

Метод получения дополнительной энергии из пара довольно давно нашёл своё применение в сфере производства отопительного оборудования: первые газовые конденсационные котлы появились в Европе ещё на рубеже 50–60 годов, но для России, где их стали продавать лишь несколько лет назад, они до сих пор в новинку.

Тем не менее, сегодня из-за постоянного роста цен на природные ресурсы и увеличения затрат на обогрев жилища, вопрос экономии актуален как никогда, а значит уже пора задумываться о приобретении энергосберегающего агрегата. Но сначала нужно понять, в чём плюс, а в чём минус этой современной технологии.

Устройство и принцип работы конденсационных газовых котлов

Конструктивно конденсационный котёл на газу не слишком-то отличается от обычного (конвекционного) котлоагрегата, но некоторые изменения всё же есть.

Особенности внутреннего устройства (узлов) конденсационного котла:

Дополнительный теплообменник неизбежно подвергается действию конденсата, который вопреки распространённому мнению представляет собой не воду, а едкую кислотную жидкость (pH=2,5–5,0). Поэтому для него используются только химически стойкие металлы – нержавеющая сталь и сплав алюминия с кремнием (силумин).

При этом лучше выбрать литые изделия, ведь любой шов, будь в нём хоть самый мелкий сварочный изъян, уже считается потенциальным очагом коррозии.

Поэтапный процесс функционирования конденсационного котла:

Таким образом, главное отличие «конденсационников» от конвекционных котлов заключается в том, что они используют скрытую теплоту для разогрева воды ещё до подачи в основной теплообменник. В результате для достижения комфортной температуры им нужно тратить на 15–25 % меньше топлива – экономия очевидна.

Почему КПД конденсационников выше 100 %

Эффективность конденсационных газовых котлов составляет около 103–109 %, в то время как КПД традиционных агрегатов ограничен рамками 91–96 %.

С точки зрения законов физики это невозможно, поэтому многие думают, что такие показатели не более чем маркетинговый ход, однако тут дело в другом.

Начнём с того, что почти любое топливо имеет две теплоты сгорания:

* разница низшей и высшей теплоты сгорания природного газа равна 10–11 %.

Когда учёные выводили теплотехнические формулы, материалы, способные выдерживать длительную эксплуатацию в условиях конденсатообразования просто отсутствовали, поэтому низшая теплота сгорания была принята за международный стандарт – в сравнении с ним и получается «невозможный» КПД современных котлов.

Если пересчитать по высшей теплоте, то для конденсационного котла КПД снизится до 92–98 %, что всё ещё показывает хорошую производительность, а вот для конвекционного агрегата выйдет цифра всего 80–85 %, поэтому чтобы их можно было корректно сравнивать, часто в техпаспортах указываются оба значения Hs и Hi.

Специфика эксплуатации

Требования к системе отопления

Поскольку для конденсации пара используется уже прошедший по трубам охлаждённый (30–50 °С) теплоноситель, работать с максимальной отдачей такие котлы будут только в низкотемпературных системах – к ним относятся тёплые полы, стеновые панели, капиллярные маты и батареи с увеличенным числом секций.

В системах, функционирующих в высокотемпературном режиме (60–80 °С), конденсационные агрегаты теряют существенную часть эффективности, до 6–8 %.

Однако говорить, что они совсем не годятся для стандартного радиаторного или лучистого отопления нельзя, ведь даже в них поддерживать слишком высокую температуру (50–55 °С) обогрева жилого дома большую часть времени просто нет необходимости – за исключением нескольких морозных недель за целый период.

Поэтому, в межсезонье конденсационник может полноценно обслуживать и стандартные системы – просто, когда наступит сильное похолодание (-25–30 °C), он перейдёт в усиленный режим работы. Процесс конденсации при этом прекратится и КПД упадёт, но всё равно он на 3–5 % будет выше, чем у конвекционных агрегатов.

Образование конденсата

Следующий важный нюанс, который многие пользователи отмечают как недостаток – котлу необходима ежедневная утилизация отработанного конденсата.

Количество конденсата можно определить из расчета 0,14 кг на 1 кВт/ч. Так, например, агрегат мощностью 24 кВт, который в среднем работает с нагрузкой 40–50 % (благодаря точной регулировке параметров, исходя из погодных условий, может задействоваться и меньшая часть ресурса), выделяет около 32–40 л в сутки.

Что дальше делать с этой жидкостью зависит от вида очистной системы:

Наполнителем для нейтрализатора, как правило, служит мелкая минеральная крошка совокупным весом от 5 до 40 кг. Менять её придётся вручную каждые 1–2 месяца. Также есть модели со встроенными нейтрализаторами, попадая в которые, конденсат автоматически ощелачивается и самотёком отводится в канализацию.

Пример применения компактного нейтрализатора при производстве небольшого к-ва конденсата.

Дымоход

Для удаления продуктов сгорания на конденсационные котлы устанавливают облегчённые дымоходы, не требующие строительства более традиционного аналога. Обычно под понятием «облегчённые» подразумеваются коаксиальные дымоходы – объединены в конструкцию по принципу «труба-в-трубе».

Коаксиальный дымоход одновременно используется как для выброса дыма (через внутреннюю трубу), так и для подачи воздуха (через пространство между внутренней и внешней трубой). За счёт такой конструкции он не забирает кислород из помещения, а также повышает КПД котла, т. к. воздух подогревается ещё до поступления на горелку.

Монтаж такого дымохода относительно прост: единственная сложность – необходимость размещения под небольшим углом (3–5 °) к улице. Это делается для того, чтобы весь скапливающийся на стенках внутренней трубы конденсат не попадал обратно в камеру сгорания и на первичный теплообменник котла, многократно снижая срок службы уязвимых к кислотности агрегатов.

Дымоходные трубы для конденсационных агрегатов изготавливаются из лёгких антикоррозийных материалов – нержавеющей стали и жёстких полимеров (пластика): при низких температурах отработанного газа они не деформируются, не плавятся, а также не выделяют в атмосферу каких-либо загрязняющих веществ.

Как правило, производители предполагают эксплуатацию конденсационного котла исключительно с коаксиальным дымоходом, который входит в комплект поставки.

Отзывы о конденсационных газовых котлах: преимущества и недостатки

Невзирая на то, что в России такие агрегаты ещё недостаточно востребованы, для полного понимания стоит изучить отзывы их немногочисленных владельцев.

Основные потребительские качества конденсационных газовых котлов:

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

BAXI Duo-TEC Compact 1.24

Малогабаритный одноконтурный котёл серии Duo-TEC считается одним из самых «умных» представителей бюджетного сегмента. Внедрение технологии Think позволяет ему не только подстраиваться под различные условия работы (погоду, состав газа, параметры дымохода), но и контролировать разнотемпературные зоны.

Такая система адаптации максимально оптимизирует расход топлива – при мощности 24,0 кВт не более 2,61 м 3 /ч (СУГ 1,92 кг/ч). Безопасность котла обеспечивает современный гидравлический блок, включающий насос с функцией постциркуляции, автоматический байпас и двойной манометр (1 – предупреждение, 2 – блокировка). Согласно отзывам владельцев и опыту монтажа, котлы беспроблемно работают уже на протяжении более 7 лет и известны своей высокой надежностью.

Производитель: BAXI (БАКСИ), Италия.

Лучшие итальянские газовые котлы
Высокая эффективность, качество сплавов и надежность по доступной цене

Protherm Рысь (Condence) 18/25 MKV

Тоже недорогой, но уже двухконтурный агрегат, разработанный специально для эксплуатации с газом ненадлежащего качества и водой повышенной жёсткости: продуманная конструкция не предусматривает наличия тонких извилистых трубок, которые могли бы засориться, заблокировав протоки в контурах отопления и ГВС.

Несмотря на небольшую мощность 18,1 кВт он способен производить до 12,1 л/мин горячей (30–60 °C) воды, при этом потребление топлива не превышает 2,71 м 3 /ч (СУГ 1,98 кг/ч). Коммуникативная автоматика со встроенной шиной eBus даёт возможность интегрирования агрегата в сложные системы, в т. ч. каскадные.

Производитель: Protherm (Протерм), Словакия.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC042

Классическая одноконтурная модель с лаконичным дизайном, но при этом очень интересным наполнением: его теплообменник Inox-Radial, изготовленный из толстой нержавеющей стали, отличается беспрецедентным для настенного котла сроком службы (гарантия 10 лет), то же относится и к цилиндрической горелке MatriX.

Немецкие модели всегда были известны, прежде всего, своей надежностью и качеством материалов. В конвекционных аналогах реальный срок службы подобных теплообменников в среднем 14-15 лет, что является крайне достойным результатом.

За стабильную энергоэффективность отвечает программа Lambda Pro Control Plus. Она, кроме того, что постоянно отслеживает состояние агрегата, ещё и сама настраивается на потребление того или иного вида топлива, сокращая его расход до 2,57 м 3 /ч (СУГ 1,86 кг/ч) при функционировании на предельной мощности 26,0 кВт.

Производитель: Viessmann (Висман), Германия.

Vailliant ecoTEC pro VUW INT IV 236/5-3 H

Еще одна эталонная немецкая модель. Двухконтурный агрегат мощностью 23,0 кВт, пожалуй, – один из лучших газовых конденсационных котлов для отопления частного дома и квартиры: его преимущество в том, что благодаря системе Aqua-Kondens, он использует энергию уходящего пара не только для отопления, но и для ГВС до 11,0 л/мин (25–65 °C).

За счёт переключения на экономичный режим, потребление газа даже зимой составляет не более 2,54 м 3 /ч (СУГ 1,80 кг/ч). Встроенный контроллер с цифровым информационно-аналитическим модулем DIA-System поставляется в едином корпусе с агрегатом, что значительно упрощает его монтаж, эксплуатацию и обслуживание.

Производитель: Vailliant (Вайлант), Германия.

De Dietrich NANEO PMC-M 24

По-настоящему инновационный одноконтурный газовый конденсационный котёл мощностью 24,8 кВт является наиболее компактной (66,4×36,8×36,4 см) и лёгкой (25 кг) моделью на рынке. Он изначально рассчитан на использование разных видов газа, поэтому не требует дополнительного оборудования для работы на СУГ.

Производитель: De Dietrich (Де Дитрих), Франция.

Цены: итоговая таблица

Сравнение характеристик и цен популярных моделей конденсационных газовых котлов:

* заказав монтаж у компании-поставщика можно сэкономить 6–10 тыс. рублей.

Где купить конденсационный газовый котёл

В Москве и МО

В Санкт-Петербурге и ЛО

В целом конденсационные газовые котлы неплохо подходят для реализации желания большинства владельцев домов и квартир – управлять микроклиматом в помещении вне зависимости от погоды. А в долгосрочной перспективе они помогут сохранить чистоту окружающей среды и свои деньги, уменьшив расход топлива.

Источник