Напольные газовые конденсационные котлы - принцип работы, достоинства и недостатки

Vaillant ecoCOMPACT VSC INT

Газовые конденсационные котлы — это новейшая технология в категории отопительной техники. Основное их преимущество перед традиционными приборами — высокий коэффициент полезного действия, превышающий на 15–20% этот показатель у обычных котлов. Но высокий КПД наблюдается только при низкотемпературном режиме работы системы отопления.

И это еще не все.

Особенности конденсационных котлов

Подобные агрегаты могут обеспечить теплом дополнительные ветки, к примеру, систему «теплый пол». Плюс ко всему их срок эксплуатации раза в 2 больше, чем у традиционных моделей, и шире диапазон мощности и конфигурации. Такие котлы в навесном исполнении могут иметь мощность до 100 киловатт, в то время как обычные — до 35 кВт.

Почему обычные котлы имеют низкий КПД? Чтобы это понять, нужно разобраться в конструкции прибора. В таких агрегатах отбор тепловой энергии производится в достаточно больших количествах, но не вся она идет на обогрев теплоносителя, поскольку есть потери. Кроме того, под действием определенных условий на теплообменнике образуется конденсат. Это приводит к коррозии металла, из которого теплообменник изготовлен. Так что срок эксплуатации такого котла в несколько раз меньше.

Почему появляется конденсат? Все дело в температуре внутри теплообменника. Она не должна опускаться ниже определенного показателя. Если же это происходит, тяга в дымоходе ослабевает, и влажные пары начинают осаждаться на металлических частях котла. При достаточной тяге влажные пары своевременно удаляются из камеры сгорания. В этом вся проблема обычных газовых котлов.

В конденсационных котлах действует процесс рекуперации, когда производится отбор скрытой тепловой энергии из конденсирующих влажных паров, образующихся в процессе сжигания природного газа. И это отличительная черта таких котлов.

Если рассматривать отдельные узлы любого котла, то основной его элемент — это теплообменник. В обычных котлах он один, а в конденсационных их два. Причем они бывают раздельными или совмещенными — двухступенчатыми. Первичный теплообменник в конденсационных котлах работает, как и в обычных. То есть тепло от сгорания топлива проходит сквозь него, нагревая его поверхность, а значит, и теплоноситель, который движется по внутренним полостям. Кстати, первичный теплоноситель никогда не остывает до температуры точки росы. Второй теплообменник нагревают те же газы, но по нему идет теплоноситель из обратной магистрали.

Устройство котла

А теперь заметьте, что вода в обратке намного ниже, чем в подающей магистрали. Это значит, что на поверхностях теплообменника обязательно будут конденсироваться влажные пары. Но при этом сюда добавится скрытая тепловая энергия от процесса конденсации. То есть при переходе вещества из парообразного состояния в жидкое всегда выделяется тепло. Это закон физики. Вот почему КПД конденсационных котлов на несколько процентов выше, чем у обычных.

Но тут встает один очень важный вопрос — как справиться с негативным воздействием влаги, которая будет образовываться на стенках вторичного теплообменника? Специалисты предлагают два варианта:

Куда девается конденсат?

Этот вопрос часто задают потребители, которые решили приобрести конденсационный котел. В конструкции нагревательного прибора есть небольшой резервуар, где конденсат и собирается. Оттуда он выводится в канализацию. Кстати, в Европе такую воду в канализацию сливать запрещено. Каждый потребитель должен за свой счет проводить утилизацию конденсационных стоков. Вот такие жесткие требования.

Vaillant ecoCOMPACT

Сколько конденсата образуется, например, за сутки? Если взять 30-киловаттный напольный конденсационный газовый котел, то он будет вырабатывать около 30 литров конденсата в сутки. Объем немалый, поэтому европейцы и не дают разрешения на слив всего этого в общую систему канализации. Правда, сегодня на рынке появились модели, в конструкцию которых вмонтирован нейтрализатор. Это новый резервуар, заполненный гранулятом из магния и калия, которые являются щелочными металлами. Кислотный конденсат проходит через щелочную среду с возникновением химической реакции. В результате образуются конечные продукты — углекислый газ и вода. Эту воду уже можно сливать в канализацию.

А теперь несколько слов о максимальной эффективности конденсационного агрегата. Если вы приобретаете эту модель, но оставляете старую систему отопления, где нет лучевой разводки труб, не сетуйте на то, что экономии не получится. Ведь эффективно такой котел будет работать только в период разогрева, а дальше все пойдет по старой схеме. Поэтому совет — сразу меняйте схему разводки. Это первое.

Второе — разница температур на выходе из котла и входе должна быть минимум 55 градусов. При этом оптимальный показатель температуры теплоносителя на выходе должен составлять +82С. И это при естественной циркуляции горячей воды внутри отопительной системы.

История появления устройств

Котельная в доме

Эти котлы появились еще в 50-х годах прошлого столетия. Первые модели были ненадежными, потому что быстро выходили из строя под действием кислотного конденсата. К тому же в разных европейских странах не было единого стандарта для газовых смесей, используемых для нагрева теплоносителя. То есть была проблема на проблеме. Все изменилось в 70-е годы, когда для производства вторичных теплообменников стали использовать нержавеющую сталь.

Сегодня практически во всех европейских странах государство поддерживает установку конденсационных котлов. К примеру, под его покупку банки выдают кредиты с самым низким процентом.

Альтернативная точка зрения

Стопроцентный КПД — это блеф рекламодателей. Но производители нагревательных видов оборудования, включая газовые котлы, стараются достичь максимального коэффициента полезного действия. При этом нужно помнить, что такой показатель зависит от множества факторов:

• От возраста нагревательного агрегата.
• Соотношения мощности котла и объема помещения, которое он обогревает.
• Использования современного вида розжига или старых вариантов.

В настоящее время производители предлагают два вида конденсационных котлов — с мокрой и сухой теплоотдачей. Агрегаты с сухой теплоотдачей — это котлы, которые используются в жилых помещениях, то есть это обычные конденсационные устройства. Агрегаты с мокрой теплоотдачей применяются в основном в коммерческих котельных и пока находятся в стадии разработки. Они эффективнее, но намного дороже.

Выгоды от конденсации

Принципиальная схема

Во всех котлах, которые устанавливаются в небольших частных домах, предусмотрена возможность менять мощность за счет регулирования подачи газа на горелку. Конденсационные котлы в этом плане ничем не уступают обычным аналогам, но максимальная эффективность их работы отмечается на более низких температурах. В этом-то вся разница. Но не только.

Как соотносится мощность котла и температура теплоносителя? Чем мощнее котел, тем больше он потребляет топлива, и тем выше температура теплоносителя. И наоборот. Чаще всего коэффициент полезного действия, а значит, и эффективность работы нагревательного агрегата, зависит от подачи топлива. Чем его больше, тем лучше.

В конденсационных котлах все по-другому. Их максимальный КПД наблюдается, когда котел нагружается всего лишь на 30%. В этом случае выбирать из маломощного или более мощного агрегата нет смысла, поскольку этот показатель не имеет значения.

Кстати, специалисты считают, что с конденсационным котлом хорошо взаимодействует система «теплого пола»:

• Температура теплоносителя и в подаче, и в обратке теплого пола всегда ниже уровня конденсации влажных паров. Этот барьер равен +56С.
• В напольной системе отопления присутствует достаточно большой объем воды, которую приходится длительное время разогревать. То есть увеличивается цикл работы горелки на низких температурах с минимальной мощностью. А значит, затрачивается больше времени на процесс конденсации.

Если сравнить с простым котлом, то теплоноситель быстро нагревается, горелка отключается, и конденсации паров не происходит. Снижение КПД налицо.

Дымоход для котла

Baxi Коаксиальный

Понятно, что из конденсационных котлов выходят продукты сгорания с низкой температурой, а значит, тяга в дымоходе будет слабой. Естественным способом продукты сгорания подняться по дымоходу не смогут, поэтому в таких моделях камера сгорания закрытая, а на дымоходе устанавливаются вентиляторы. Кстати, именно для таких котлов монтируется коаксиальный дымоход — труба в трубе. По внутренней вентилятор отводит продукты сгорания топлива, а по внешней воздух с улицы подается внутрь камеры сгорания.

Преимущества и недостатки

К преимуществам таких агрегатов можно отнести тот факт, что при продолжительной зиме, когда средняя температура равна -20С, они работают куда эффективнее, чем их обычные аналоги. К тому же при правильной эксплуатации происходит экономия природного газа не меньше чем на 15%. А если сравнить со старыми моделями, то и на все 30%. Кроме того, эти модели меньше всего вредят окружающей среде, потому что выбрасывают минимум СО и других газов.

Buderus Logano plus SB615

А вот недостаток у них всего лишь один — это высокая цена. И если опять провести сравнение, то разница с обычными агрегатами будет не меньше чем в 2 раза. Если рассматривать ситуацию с экономической точки зрения, то такие нагревательные агрегаты быстрее окупятся там, где потребность в тепле самая большая. Поэтому недостаток можно перевести в другую категорию. Будем считать, что это прямые инвестиции, потому что рост стоимости газа налицо. И никто не знает, какой будет его цена лет через 5 или 6. А экономия — величина постоянная, поэтому не надо скупиться, выбирая новейшие технологии.

Заключение по теме

Новые технологии в сфере отопления постепенно входят в нашу жизнь. И понятно, что выиграет тот производитель, который поставит на рынок высокоэффективные агрегаты по доступной цене. Не будем пока утверждать, что газовые конденсационные котлы имеют приемлемую цену, но это лишь начало. Еще несколько лет тому назад об этих котлах мало кто знал, а сейчас они довольно популярны. И самое главное, что потребители все меньше и меньше смотрят на цену, понимая, что экономия даже в 15% — это неплохой показатель.