Конденсационные котлы: за и против

Конструкция конденсационного и обычного газового котла имеет определенное сходство и включает следующие элементы:

• Патрубки. Предназначены для возвращения холодной воды из отопительной системы в котел и после нагрева подачи теплоносителя к отопительным приборам.

• Горелка. Обеспечивает подачу газа в камеру сгорания и его равномерного распределения.

• Теплообменник для нагрева теплоносителя.

• Теплообменник для конденсации пара.

• Циркуляционный насос. 

Принцип действия конденсационного котла не отличается от работы обычного газового теплогенератора, за исключением того, что в нем используются скрытые резервы — энергия фазового перехода воды, которая образуется в результате конденсации водяного пара.

Процесс выглядит следующим образом:

• При сгорании природного газа выделяется тепло, углекислый газ и вода.

• Конденсация водяного пара приводит к высвобождению энергии, что повышает КПД агрегата до значения, превышающего 100%.

Отбор тепла осуществляется с помощью специального теплообменника, который передает его теплоносителю. 

Принцип работы конденсационного котла:

• На горелку, расположенную в камере сгорания, подается газ, который поджигается после наполнения отопительной системы и первого теплообменника водой. Продукты сгорания нагревают стенки последнего, а те в свою очередь — циркулирующий теплоноситель.

• Газы, образующиеся при сгорании топлива и имеющие температуру выше точки росы, поступают во второй теплообменник. В нем пар охлаждается с образованием конденсата с выделением энергии, которая идет на нагрев теплоносителя.

Для повышения эффективности процесса конденсации применяют следующие технические решения:

• Теплообменник выполняют в виде спирали, что позволяет увеличить площадь контакта.

• Охлажденный теплоноситель направляется сначала в зону, в которую поступают охлажденные продукты сгорания.

• Устанавливают горелки, конструкция которых обеспечивает оптимальную пропорцию газо-воздушной смеси для полного сгорания топлива.

КПД конденсационных котлов выше 100%, что на первый взгляд противоречит законам физики. Однако ошибки здесь нет, так как теплотехнические расчеты выполняют исходя из высшей и низшей теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания — это сумма низшей сгорания и энергии конденсации. Таким образом, в конденсационном котле низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части, а дополнительное тепло (8-11%) получается в низкотемпературной части теплообменника.

В западных странах чаще всего устанавливают конденсационные котлы, так как это регламентируется законом и экономически целесообразно. К преимуществам теплогенераторов этого типа относят:

• Высокая энергоэффективность. КПД составляет 108-111%.

• Большой диапазон модуляции. Конденсационный котел может снижать мощность 12-15% от номинала, а традиционный до 35-40%

• Экологичность. Выбросы вредных веществ сокращаются до 70% по сравнению с традиционными газовыми котлами.

• Экономия топлива. По сравнению с конвекционными теплогенераторами конденсационные до 30% меньше расходуют природный газ.

• Низкая температура продуктов сгорания. Температура газов в дымоходе составляет около 40℃.

• Универсальность. Возможность подключения не только отопительных радиаторов, но и теплого пола.

Сдерживающим фактором для широкого распространения газовых конденсационных котлов является более высокая цена по сравнению с обычными газовыми котлами. Кроме этого, специфика работы такого теплогенератора обуславливает следующие проблемы, с которыми придется столкнуться при его эксплуатации:

• Установка целесообразна в низкотемпературных отопительных системах. Переход котла на работу в конденсационном режиме возможно только при условии, что температура теплоносителя в обратном контуре не превышает 30–40℃. 

• Утилизация конденсата. В процессе работы образуется большое количество конденсата, который имеет повышенную кислотность. Для его нейтрализации предусматривают специальную систему в случае установке котла в частном доме с локальной системой канализации. Если используется централизованная канализация, то это требование не актуально.

Безусловно, известный бренд производителя говорит о качестве и надежности котла. Однако при выборе отопительного оборудования следует обращать внимание на следующие основные параметры.Котел не должен иметь избыточную мощность, но и работу не на полную мощность допускать тоже нельзя. Профессионалы сначала изучают условия эксплуатации и, основываясь на полученных данных, производят теплотехнический расчет. При этом специалисты учитывают все факторы, в том числе потери тепла и климатическую зону. В упрощенном виде можно принять, что на отопление 10 м² требуется 1-1,5 кВт.

Конденсационные котлы могут быть одно- и двухконтурными. В первом случае они работают только на нагрев теплоносителя, во втором — обеспечивают отопление и горячее водоснабжение. Мнения по поводу, какой котел лучше расходятся. Одни эксперты считают, что для ГВС достаточно установить бойлер косвенного нагрева, другие — утверждают, что при невысокой интенсивности использования горячей воды, двухконтурные модели более выгодны. 

Следует понимать, что двухконтурные конденсационные котлы имеют мощность до 24 кВт, поэтому их установка будет оправдана в небольших домах с хорошей теплоизоляцией или в квартирах. Для обогрева больших площадей придется приобретать мощную одноконтурную модель.

Потребление природного газа котлом прямо пропорционально его мощности, КПД и нагрузки на отопительную систему. Ориентировочное значение расхода топлива:

• маломощные теплогенераторы 10 кВт расходуют 1,12 м³/ч;

• агрегаты со средней мощностью в 25 кВт потребляют 2,8 м³/ч;

• мощное оборудование 60 кВт требует 6,72 м³/ч.

Теплопроводность теплообменника определяет эффективность передачи тепла продуктов сгорания теплоносителю. В конденсационных котлах используются следующие материалы:

• Силумин. Сплав алюминия с кремнием обладает устойчивостью к агрессивному воздействию конденсата. Для повышения коррозионной устойчивости теплообменник выполняют литым.

• Нержавеющая сталь. Позволяет снизить стоимость изделия и обеспечить достаточную коррозионную устойчивость, поэтому во многих моделях конденсационных котлов устанавливаются стальные теплообменники.

Современные котлы полностью автоматизированы и не требуют участия человека. Модели отличаются друг от друга функционалом. Все основные показатели находятся под контролем электроники. В продвинутых котлах имеется возможность реализации различных сценариев работы и управления с помощью гаджетов.Мощные котлы предусматривают напольную установку и могут быть увязаны с другим оборудованием для организации ГВС. Одноконтурные напольные модели — оптимальный вариант для отопления больших площадей. Компактные настенные конденсационные котлы просты в монтаже и не требуют организации полноценного дымохода.

Условно модели котлов можно разделить на классы:

• Премиум-сегмент. Продукция немецких производителей — это надежность и качество, за которое придется платить. В них используются лучшие материалы, инновационные технологии и заложены европейские экологические стандарты. Они выполнены в стильном дизайне и отличаются высокой эффективностью.

• Средняя ценовая категория. Бренд BAXI — это экономичность, экологичность и разнообразие моделей. Конденсационные котлы BAXI соответствуют мировым стандартам и обеспечивают высокую энергоэффективность.

Эконом-класс. Представлены продукцией корейского и словацкого производства, которые адаптированы к российским условиям эксплуатации. Такие конденсационные котлы предлагают минимальный функционал и не имеют интеллектуальных опций, поэтому им не страшны перепады напряжения в сети и сбои в подаче электроэнергии.

Линейка конденсационных котлов Baxi LUNA Duo-tec характеризуется высокой энергоэффективностью, которая достигается за счет использования последних технических разработок. Интеллектуальное оборудование способно подстраиваться под качество используемого топлива, при этом учитывают диаметр дымохода и другие параметры работы. В нем установлен двухскоростной насос, который может приспосабливаться к особенностям системы отопления, подбирая оптимальный режим работы и рационально используя электроэнергию. Компактные размеры и эргономичный дизайн делают настенный котел гармоничным элементом интерьера.

Горелка выполнена из нержавеющей стали и заранее подготавливает газо-воздушную смесь, что делает работу оборудования более эффективной и экологичной. Для контроля температурных показателей в диапазоне от 25℃ до 80℃ предусмотрена крупная панель управления. Обратка и подача снабжены индивидуальными датчиками температуры. В котел интегрирована погодозависимая автоматика, которая способна адаптироваться к изменяющимся условиям.

Электронный манометр предупреждает о неполадке при падении давления, а при показателях ниже 0,5 бар отключает систему.

Одноконтурный конденсационный котел Viessmann Vitodens — эффективное отопительное оборудование. Он имеет компактные размеры, что позволяет выполнять настенную установку. Работа агрегата не сопровождается шумом, поэтому возможны его установка в квартире. Отличительная особенность модели — повышенная энергоэффективность и экологичность.

Котел оснащен горелкой Matrix, которая имеет цилиндрическую форму и изготовлена из высококачественной нержавеющей стали. Контроль пламени осуществляется с помощью системы Lambda Pro Control Plus, которая работает с любым видом газа. 

Работа вентилятора изменяется в зависимости от изменения параметров работы котла, что обеспечивает экономный расход электроэнергии. Переход в конденсационный режим служит дополнительным источником экономии энергоресурсов.

Для подготовки горячей воды предназначен интегрированный пластинчатый теплообменник Inox-Radial из нержавеющей стали. Управление режимами работы происходит с помощью сенсорной панели.

Конденсационные котлы Buderus Logamax plus — экологичное и энергоэффективное оборудование с компактными габаритами, что позволяет выполнять монтаж на стене. Их можно подключать к внешней автоматике для установки погодозависимого режима и программирования работы по дням или на неделю.

Котел Buderus Logamax plus GB072 предназначен для установки в закрытых отопительных системах и подготавливают воду для ГВС. Он может использоваться с системой теплый пол.

Встроенный вентилятор имеет регулируемую скорость вращения. Котел предусматривает датчик и регулятор температуры, манометр и автоматический воздухоотводчик.