Конденсационный котел отопления: что это такое, принцип работы, инструкция, видео и фото

Принцип работы конденсационного котла + 5 надежных моделей

Постоянный рост цен на энергоносители вынудил ученых и специалистов разработать новейшую модификацию котлоагрегата — конденсационный котел.

Это инновационная отопительная технология, использует энергию конденсации водяного пара, образующегося при сгорании газа, и является перспективным направлением для российского рынка. В странах Европы их устанавливают везде, где только можно, а в ряде государств они являются единственными котлами, которые допущены к эксплуатации.

Предпосылкой таких жесточайших ограничений — является проверенная временем эффективность схемы производства конденсационного тепла и ее экологическая безопасность.

Устройство и принцип работы конденсационных котлов

По конструкции конденсационный котел (КК) в значительной мере напоминает принцип работы конвекционного агрегата с закрытой камерой сгорания.

Отличие только в том, что он дополнительно укомплектовывается вторичным теплообменным аппаратом и блоком рекуперации.

Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:

  1. Закрытой топочной камеры с модулируемым горелочным устройством.
  2. Первичным теплообменным аппаратом No1.
  3. Камеры сгорания уходящих газов при точке росы до +55 С.
  4. Вторичного конденсационного теплообменного аппарата No2.
  5. Дымоотводящей системы.
  6. Вентилятора для нагнетания подачи воздуха в котел.
  7. Емкости для сбора и отвода конденсата.
  8. Электронасоса для циркуляции теплоносителя.

Принцип работы конденсационных котлов:

  1. Базовое количество тепловой энергии от сгорания газового топлива, греющая вода получает в теплообменном аппарате No1. Далее подающая вода из котла поступает в отопительный контур внутридомовой системы, где отдает тепло через радиаторы, охлаждается и направляется в низкотемпературный контур, на теплообменное устройство No2, где происходит глубокий отвод тепла дымовых газов, ниже точки росы +55С.
  2. В теплообменнике No2 остывшая вода из обратного трубопровода системы отопления, нагревается за счет рекуперации тепла от конденсации влаги дымовых газов и поступает для основного нагрева в подогреватель No1 расположенного в зоне высоких топочных температур. Такая тепловая схема нагрева воды отопительного контура позволяет экономить до 20 % топлива.
  3. Высокоточный контроль температуры отработанных газов, в конденсационном отопителе происходит благодаря высокому уровню автоматизации и применения модулируемой горелки с принудительной воздухоподачей и с диапазоном регулировки мощности от 20 до 100%.

Сравнение с обычными котлами

Первое, что выделяет конденсационные отопительные котлы и шокирует покупателей — это диковинно большой КПД, больше 100%. При этом теоретическая физика настаивает на том, что такого не бывает. И это действительно так. В данном случае производители просто используют своеобразную систему расчетов.

Для того чтобы понять, что такое конденсационный котел и за счет чего он получает дополнительную тепловую энергию, необходимо рассмотреть Qн низшую и Qв высшую теплотворную способность топлива.

У натурального топлива существует 2 точки сгорания: высшая и низшая, между которыми существует большая разница.

Qв = Qн +k*(W+9H);

  • K – коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);
  • W – количество воды в горючем веществе, %;
  • H – количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

Собственно использование тепла от конденсации влаги, в обычных котлах выбрасывается в атмосферу, повышает КПД в конденсационных котлах.

При сгорании равного объема газа, конденсационные котлоагрегаты выделяют на 15-20% больше тепловой энергии, чем классический аналог. Данный результат образуется в связи с установкой дополнительного теплового элемента котла, особого теплообменного аппарата — водяного экономайзера, отбирающего тепло от уходящих дымовых газов ниже точки конденсации +55 C.

Для того чтобы привести в соответствие эти расчеты многие страны ЕС сейчас перешли на модернизированный способ определения КПД, в котором учитывается все выделяемое тепло сгорания топлива.

И по таким, обновленным расчетам, реальный КПД конденсационного котла достигает 95%, например, как у немецких моделей конденсационного типа Wolf, а КПД обыкновенных конвекционных аналогов котлов не превышает 85%.

Таким образом, действительно у конденсационных котлов имеется существенное преимущество по эффективности, по сравнению с традиционными отопительными котлами.

Экономия

Принципиальным фактором, определяющего высокую экономичность конденсационного котла, является наличие глубокого модулирования пламени, реализуемое в горелочных устройствах котлоагрегатов данного типа.

Модуляция пламени — это потенциальная возможность автоматической регулировки котла от 25 до 100%. Для традиционных газовых отопителей данный диапазон возможен от 45% до 100%.

Кроме того, эффективность такого отопительного котла в большей степени исходит от технической возможности системы, чем меньше температура обратки, тем наиболее полно конденсируются водяные пары в дымовых газах, а следовательно, тем больше скрытой теплоты сгорания возвращается в нагревательную систему, и, следовательно, с большим КПД работает котел.

При минимальной отрицательной температуре наружного воздуха, температура в обратке будет примерно 45-50 С и агрегат будет функционировать в варианте конденсации. Необходимые условия, самым эффективным образом, соблюдаются в напольных или низкотемпературных системах отопления.

Конденсат

По информации фирм изготовителей конденсационного теплового оборудования, исходя из конструкции и настройки теплового режима, объем образовывающегося конденсата равняется примерно 0.12-0.16 л на 1 кВт-ч выработанной энергии.

Следовательно, размер конденсатной влаги, возникающей при работе агрегата до 30 кВт, будет составлять приблизительно 4 л/ч, а при работе 500 кВт — от 50 до 75 л/ч.

По действующим государственным санитарным нормам сброса сточных вод, запрещен слив в канализацию стоков с рН ниже 6.5 и выше 9. Поэтому в состав оборудования КК, должна быть включена установка по нейтрализации таких кислотных стоков.

Требования к дымоходам

Конденсационные котлы не позволяют экономить на материалах для производства дымовентиляционных систем. К ним предъявляются особые требования, поскольку отвод дымовых газов происходит с температурами ниже точки росы + 55 С.

При этом необходимо учитывать, что конденсация паров в дымовых газах происходит не только в котлоагрегате, но частично уже в дымоходе. Кислотная агрессивная влажная среда в дымоходе, где-то pH=4, является губительной для стандартного дымохода обычного котла.

Здесь необходимы совершенно другие низкотемпературные, кислотостойкие материалы из теплоустойчивых полимеров, кислотоупорной высококачественной некорродирующей стали либо алюминия и его сплавов.

Топ 5 конденсационных газовых котлов по рейтингу

Предпочтительный газовый конденсационный котлоагрегат такой, который отвечает насущным потребностям собственника дома по объемам выработки тепловой энергии, оборудован современной автоматикой для экономной и безопасной эксплуатации и имеет доступную цену.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Это газовый конденсационный напольный котел от итальянского известного изготовителя. Котлоагрегат одноконтурный, рассчитанный исключительно для отопления.

  1. Сверхвысокий КПД – 105,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность – 35 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
  5. Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
  6. Полнофункциональная защита.
  7. Предварительная очистка конденсата.
  8. Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
  9. Цена: 83420 руб.


Недостатки напольного конденсационного котла Baxi:

  • работает только с низкотемпературными теплоносителями в системе «теплый пол»;
  • высокая стоимость;
  • реализуется только под заказ, длительный период доставки.

Buderus Logamax plus GB062-24 KD

Также конденсационный котел немецкой компании. Модель с теплопроизводительностью 24 кВт предназначенная для отопления жилых домов.

Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:

  1. Сверхвысокий КПД – 103,0 %.
  2. Площадь нагрева до 250 м2.
  3. Теплопроизводительность – 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
  7. Цена: 63700 руб.

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Bosch Condens 2500W WBC 24-1

Турецкий двухконтурный газовый котел с мощностью по отоплению – 24 кВт.

  1. Сверхвысокий КПД – 110,0 %.
  2. Площадь нагрева до 192 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материалы, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля теплотехнических процессов.
  7. Расширительный бак – 6л.
  8. Цена: 89670 руб.


Недостатки конденсационного котла Bosch:

  • недоступность для работы на сжиженном газе;
  • высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкий бренд Vaillant – лидер в производстве бытовых отопительных котлоагрегатов, выпускает одноконтурную конденсационную модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 со стальным теплообменным аппаратом. Котел, рассчитан для нагрева жилых и общественных помещений до 200 кв.м.

Преимущества котла Vaillant:

  1. Сверхвысокий КПД – 108,0 %.
  2. Площадь нагрева до 200 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 20 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
  8. Расширительный бак – 10 л.
  9. Цена: 62270 руб.

Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий одноконтурный конденсационный котлоагрегат. Мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м.

Преимущества котла Viessmann:

  1. Сверхвысокий КПД – 108,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению – 35 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
  8. Цена: 105806 руб.

Недостатки котлоагрегата – высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Что учесть при обслуживании и эксплуатации

Перед приобретением и монтажом конденсационного котла необходимо принимать во внимание, что они обладают определенными отличиями:

  • вывод дымовых газов может производиться исключительно через коаксиальный дымоотвод;
  • для вывода конденсатной влаги в систему городской канализации требуется провести специфический антикоррозионный трубопровод и оборудоватьсистему повышения рН конденсата до 6.5;
  • к конденсационным котлоагрегатам возможно подсоединить бойлер косвенного нагрева;
  • для того, чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, рекомендуется запитать котел через электрический стабилизатор.

Конденсационный котлоагрегат наиболее распространённый вариант отопительных котлов в странах Европы. Во многих государствах установка иных отопительных агрегатов запрещена.

Это вызвано высокими выбросами вредных веществ, и низким КПД у традиционного отопительного котла.

Конденсационный котел: что это такое

Конденсационный котел – это газовый котел, работа которого основана на принципе конденсации. Благодаря своей современной конструкции, такой газовый котел отопления позволяет сделать обогрев помещений еще более экономичным и комфортным.

Разберем подробнее, что такое котел конденсационного типа, чем он лучше обычного и почему его КПД больше 100%.

Конденсационный котел: принцип работы

Чтобы лучше понять, в чем особенность конденсационного газового котла, сравним его работу с традиционным.

В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих отходящих газов проходят через теплообменник котла, где отдают большую часть своей энергии теплоносителю. Большую, да не всю. Затем, через дымоход эти отходящие газы выбрасываются в атмосферу — и вместе с этим теряется часть неиспользованной теплоты, ведь вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар и уносит с собой скрытую энергию. Суть конденсационного котла в том, что он способен сохранять и передавать системе отопления эту энергию.

При охлаждении пар превращается в жидкость, то есть конденсируется, высвобождая при этом определённое количество теплоты. В обычном котле идет борьба с конденсацией, в этом же варианте конденсация только приветствуется. Конденсация происходит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и отбирает тепло для системы отопления.

Почему КПД более 100%

КПД (коэффициент полезного действия) конденсационного котла обычно составляет около 108-109%, в то время как у обычного — 92-95%. Как это возможно? Ведь КПД характеризует эффективность котла, соотношение потребляемого топлива к объему выделяемого тепла. Проще говоря, если КПД котла более 100%, то он должен отдавать энергии больше, чем потреблять. А энергия, как мы знаем, не появляется из ниоткуда.

Причина таких невероятных характеристик в следующем:

Количество теплоты, которое может быть получено при полном сжигании единицы топлива, включая долю, высвобождаемую при конденсации пара, называется «высшей» теплотой сгорания топлива. То же количество теплоты, но без учёта теплоты конденсации, называется «низшей» теплотой сгорания топлива.

Понятно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать стопроцентную «планку». Но древние философы говорили, что, прежде чем начинать спор, следует договориться о тождественности терминов. В этом и заключается суть такой величины КПД: для возможности сравнения тепловой эффективности конденсационных газовых и обычных газовых котлов вычисление выполняется на основе значения низшей теплоты сгорания. Исторически сложилось так, что все физические расчеты велись на основании измеряемого значения низшей теплоты сгорания. Таким образом, это не реальный КПД, а сравнительный, или условный.

При этом необходимо отметить, что и при вычислении КПД на основе значения высшей теплоты сгорания величина КПД конденсационных котлов получается достаточно высокой, и значительно выше, чем обычных газовых котлов.

Преимущества

Помимо высокой эффективности, среди плюсов конденсационных отопительных котлов можно выделить их более высокую экономичность, примерно на 15-20% выше в сравнении с обычными. Кроме того, в таких котлах используются высокотехнологичные горелки, которые обеспечивают приготовление топливно-воздушной смеси в оптимальных для данного режима горения пропорциях (с непрерывным контролем соотношения «газ -воздух»), что сводит к минимуму вероятность неполного сгорания топлива. В результате в отходящих газах значительно снижается количество вредных выбросов, а низкая температура отходящих газов, зачастую ниже 40 °С, позволяет использовать дымоходы из пластмассы, что уменьшает затраты на их монтаж.

Конструкция и эксплуатация

По исполнению конденсационные котлы для отопления подобны традиционным. Обычно они выполняются в настенном варианте, хотя выпускаются и напольные устройства высокой мощности, которые применяются в промышленных или офисных помещениях. Отличаются они от обычных котлов тем, что теплообменник в них иной и выполняется из кислотостойких материалов, таких как силумин или нержавеющая сталь. Ведь образующийся водный конденсат за счет повышенной кислотности может вызвать коррозию стали и чугуна, применяемых при производстве обычных котлов. По форме теплообменник может выполняться, например, в виде труб сложного сечения с дополнительными спиралевидными ребрами. Все это делается для увеличения площади теплообмена и, соответственно, повышения эффективности работы котла. Кроме этого, в газовом конденсационном котле применен вентилятор, установленный перед горелкой, который «высасывает» из газопровода газ, смешивает с воздухом и направляет к горелке рабочую смесь газа с воздухом.

Удаление дымовых газов, как правило, осуществляется через коаксиальные дымоходы, обычно изготовляемые из термостойкого пластика. А управляемый электроникой насос оптимизирует мощность отопления, экономит электроэнергию и снижает шум от протекающего в отопительной системе теплоносителя.

Каким бы совершенным ни был котёл, эффективность его работы в значительной степени зависит от параметров системы отопления. Чем ниже температура воды, тем более полно будет происходить конденсация водяного пара, а значит, тем большая доля скрытой теплоты будет возвращаться в систему. Таким образом, тем выше будет и КПД котла. Разумеется, и систему отопления под конденсационный котел следует применять соответствующую, рассчитанную на более низкую температуру теплоносителя. При проектировании нужно ставить условие, чтобы температура теплоносителя в обратном контуре не превышала 60 °С при любых условиях снаружи. В таком случае при относительно небольшом морозе температура в обратной линии будет составлять около 45-50 °С и котел будет работать в режиме конденсации. Все необходимые условия соблюдаются в напольных системах отопления или системах низкотемпературного панельного отопления. Режим конденсации в этом случае обеспечивается в течение всего периода отопления. Необходимое условие для работы котла в конденсационном энергосберегающем режиме – температура теплоносителя на входе в котел менее 57 °С. Чем температура ниже, тем лучше будет происходить конденсация и тем выше будет КПД котла.

Но даже если установить такой котел на место старого обычного, не меняя систему отопления, все равно большую часть времени он будет работать с эффектом конденсации, то есть более эффективно, чем старый. Связано это с тем, что самые холодные дни составляют в нашем климатическом поясе порядка 10% длительности отопительного периода, следовательно, в течение девяти десятых этого периода конденсация возможна.

Наконец, выпускаются модели, применяемые как для отопления, так и для нагревания горячей воды, и мощность их может составлять 20-100 кВт. Для бытовых целей этого более чем достаточно, а для промышленного или офисного применения выпускаются более мощные модели в напольном исполнении. Предлагаются также комплекты для подключения котлов, расширительные баки, нейтрализаторы конденсата в зависимости от мощности установки, средства для нейтрализации, предохранительные устройства, а также комплекты трубной обвязки котлов и подключения гидравлической стрелки, системы отвода дымовых газов. На рынке есть одноконтурные и двухконтурные модели для настенной или напольной установки.

Стоит отметить, что в Европе это самый массовый тип отопительных приборов, а во многих странах установка любых других газовых котлов, кроме конденсационных, запрещена. Причина – более низкие выбросы вредных веществ и более высокий КПД. Так некоторые государства заботятся о своих гражданах, запрещая продавать не экономичное и не экологичное оборудование.

На нашем сайте Вы можете купить конденсационный газовый котел по низким ценам от производителей.

Мифы о конденсационных котлах

Миф №1

Конденсационные котлы дороже традиционных.

Конденсационные котлы бывают напольные и настенные, как правило, их сравнивают именно по этим признакам. Но такое сравнение не всегда корректно. Настенные конденсационные котлы бывают мощностью до 120 кВт, в то время как удел обычных настенных котлов 32-35 кВт. Таким образом, сравнивать 65 кВт конденсационный котел можно только с напольным котлом аналогичной мощности.

Миф №2

КПД конденсационного котла больше 100%.

Коэффициент полезного действия (КПД) более 100%! Это заявление производителей конденсационных котлов вызывает изумление не только у непросвещенных и далеких от котельного оборудования людей, но и у тех, кто вплотную занимается им.

Принцип работы любого конденсационного котла основан на использовании тепла, которое отдаёт водяной пар при конденсации. Это тепло, благодаря особой конструкции котла, также используется для нагревания теплоносителя. В теплотехнике КПД отопительного котла определяется отношением полезной теплоты, утилизированной в процессе отопления и ГВС, к теплоте сгорания (количеству тепла, образующегося при полном сгорании топлива и последующем охлаждении продуктов сгорания до стандартных условий (0 °C, 760 мм рт. ст.)). Однако для всех видов органического топлива необходимо различать высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания определяется как низшая теплота сгорания плюс теплота конденсации. Она и является основой для определения КПД. В результате потерь, связанных с высокой температурой отходящих продуктов сгорания, теплового излучения и других факторов, не вся теплота передается нагреваемой воде.

Чтобы сделать возможным сравнение конденсационных котлов с традиционными, расчет КПД ведется по той же методике, т.е. по низшей теплоте сгорания. В итоге получается, что конденсационный котел использует всю низшую теплоту сгорания (100%) и теплоту конденсации (еще 8-9%). На самом деле КПД конденсационных котлов, конечно же, меньше 100%. Но поскольку во всем мире до сих пор КПД традиционных котлов рассчитывается по низшей теплоте сгорания, то для правильного сравнения традиционных и конденсационных котлов КПД последних принимается равным 107-109%.

Миф №3

Проблемы с конденсатом.

Бытует мнение, что много проблем вызывает конденсат, образующийся в процессе работы котла. Конденсат действительно выделяется, и для его утилизации производители предлагают системы нейтрализации и отвода. Количество выделяемого конденсата зависит в первую очередь от мощности котла. Для того чтобы приблизительно оценить количество конденсата, можно использовать следующую простую схему. Для сжигания 1 м3 газа необходимо 9 м3 воздуха, в результате чего выделяется 2 м3 паров воды, из которых может осесть в виде конденсата 1,6 л. Исходя из этих цифр, можно элементарно вычислить максимальное количе-ство конденсата, которое образуется при работе конденсационного котла. Всех пугает сам факт, что при работе котла выделяется конденсат, но мало кто помнит, что при работе обычного котла также выделяется конденсат и требует утилизации. Дымовая труба после остановки котла остывает сверху вниз, и конденсат, образуясь на стенках дымохода, начинает стекать к котлу. Об этом факте зачатую забывают, ограничиваясь установкой конденсатоотводчика, который сбрасывает образовавшуюся жидкость без предварительной нейтрализации в канализацию, что недопустимо.

Миф №4

Считается, что для конденсационных котлов отопления нужен особенный кислотоустойчивый дымоход. Этот факт зачастую трактуют как необходимость в дымоходе из свинца или из чего-то не менее пугающего. В жизни все оказывается гораздо проще.

На самом деле конструкция дымоходов для конденсационных котлов почти не отличается от конструкции дымохода для обычных газовых котлов с закрытой камерой сгорания. Благодаря конструкции конденсационного котла, продукты сгорания удаляются принудительно, что дает возможность подключать котел к таким системам дымоудаления, как коаксиальный дымоход, двухтрубная система, а также к системе забора воздуха из помещения и удаления продуктов сгорания через дымовую трубу. Преимуществом таких котлов является большое количество вариантов подключения к дымоходу без его постройки. Это как раз то, чего так не хватает напольным котлам. Единственное требование к дымоходам для конденсационных котлов – их герметичность.

В интернет-магазине отопительного оборудования «Энергомир» можно купить котел отопления, а также заказать бойлер для нагрева воды к нему. Мы предлагаем конденсационные котлы Baxi, Buderus, Vaillant, Protherm и других проверенных брендов.

Устройство и принцип работы газового конденсационного котла

Газовый конденсационный котел — обогреватель, предназначенный для отопления помещений и нагрева воды для хозяйственных нужд. В нем используют наибольшее количество теплоты путем конденсации продуктов сгорания на стенках теплообменника. Для процесса конденсации добиваются снижения температуры обратной подачи воды до «точки росы». Идеально для выполнения этой задачи подходит система «теплый пол».

Конструктивно кондиционный котел отопления не сильно отличается от обычных газовых обогревателей. Благодаря некоторым дополнительным элементам их работа происходит по-другому. К основным деталям и устройствам относятся:

  • камера сгорания;
  • первичный теплообменник;
  • камера охлаждения парогазовой смеси;
  • экономайзер (вторичный теплообменник);
  • емкость для сбора конденсата;
  • дымоход;
  • циркулирующий водяной насос.

Первичный теплообменник с распределенной радиальной циркуляцией состоит из камеры сгорания на водяной бане и серии труб, закрученных в три витка различного диаметра, связанными в начале и конце с двумя коллекторами, которые организовывают подачу и отбор воды.

Температура воды регулируется на пульте управления через электронные датчики, которые гарантируют простое функционирование и возможность работать при низком водяном давлении — до 0,05 бар. Производство горячей санитарной воды доверено вторичному теплообменнику.

Он изготовлен из медной ребристой трубки, помещенной в корпус из нержавеющей стали. Горелка с предварительным смешиванием изготовлена из специальной металлической фибры. Смесь воздуха и газа в строго определенном количестве подается внутрь горелки, где возникает короткое пламя.

Эта смесь является прекрасным топливом и разрешает получить оптимальный процесс горения с высоким КПД, низким выделением CO и оксида азота. Горелка регулирует и контролирует соотношение между воздухом и газом.

Когда уменьшается запрашиваемая мощность, производительность увеличивается, вместо того, чтобы уменьшаться, как случается с котлами, в которых отсутствует такой тип горелки.

Основной задачей конденсационного газового котла считается обеспечение меньших затрат тепловой энергии, идущей на нагрев теплоносителя. Решение этого вопроса достигается за счет использования для обогрева, кроме энергии сгорания, выделенного количества тепла при образовании конденсата.

Энергия, затраченная на образование пара при работе котлов, не теряется попусту, а тоже используется и приносит дополнительную эффективность. Остывший теплоноситель из системы по основному контуру поступает в теплообменник, где происходит непосредственный его нагрев от газовой горелки.

Горячая вода попадает в экономайзер и сталкивается с охлажденной водой, поступающей по обратному трубопроводу. На поверхности вторичного теплообменника происходит процесс конденсации.

После этого процесса выделяется дополнительная энергия, которая в обычных котлах улетучивается, а в конденсационных обогревателях идет на дополнительный нагрев теплоносителя. Осуществляется такой процесс за счет обдува отработанными газами вторичного теплообменника. В этом заключается главное отличие.

Конденсатные котлы обладают резервуарами для сбора конденсата, который затем удаляется из устройства в проточную канализацию. Частично нагретая вода из экономайзера поступает в основной теплообменник. Так как вода уже теплая, то для ее нагрева потребуется меньший расход топлива.

Практически все производители газовых котлов выпускают обогреватели такого вида. Отличаются они друг от друга мощностью, способом монтажа, системой управления и стоимостью. К наиболее популярным моделям относятся:

  1. 1. Vaillant eco TEC plus VU INT IV 346/5−5H — одноконтурный обогреватель от немецких производителей, который устанавливают на стену. Обладает коэффициентом полезного действия, превышающим 100%. Расход газа составляет 3,5 м³/час, мощность — 34,7 квт. Для изготовления теплообменника используют нержавеющую сталь, что позволяет увеличить срок службы агрегата.
  2. 2. Buderus Logamax plus GB 172−32iK — двухконтурный котел, способный без бойлера производить нагрев воды для горячего водоснабжения. Корпус обладает привлекательным внешним видом, а передняя панель выполнена из черного титанового стекла. Коэффициент полезного действия обогревателя — 109%.
  3. 3. Baxi LUNA Platinum+ 1.32 — одноконтурный обогреватель, выпускаемый в Италии. Представляет собой настенный агрегат, который предназначен для работы в отоплении. Корпус экономайзера и основного теплообменника выполнены из нержавеющей стали.
  4. 4. Wolf CGB 2−24 — этот обогреватель обладает высоким КПД, около 110%. Расход топлива — 2,79 м³ при мощности 24 квт. Единственный его недостаток — это высокая стоимость, которая составляет почти 200 тыс. рублей.

При выборе конденсационного котла потребители учитывают мощность, расход топлива и материал, из которого выполнен теплообменник.

Практически все котлы, произведенные по такой технологии, обладают высоким коэффициентом полезного действия, который не бывает ниже 100%. В классической физике практически таких результатов не встречается.

Объясняется это тем, что в этом случае применяется несколько другая формула расчетов. У температуры сгорания существует две крайние точки: высшая и низшая. Высшее значение получается из суммы низшей и температуры образования конденсата.

Полученный результат и определяет коэффициент полезного действия. Тепло, относящееся к низшему показателю, в полном объеме используется в первом теплообменнике. Тепловая энергия, получаемая путем конденсации, составляет от 8 до 11% от общего объема тепла.

Поэтому и получается окончательный результат от 108 до 111%. Конденсационные котлы имеют и ряд других преимуществ:

  1. 1. Обогреватели небольшой мощности обладают небольшими размерами и не занимают много места в квартире или загородном доме.
  2. 2. Расход топлива на 35% меньше, чем у обычных агрегатов.
  3. 3. Котел можно подобрать точно под расчетные параметры и не переплачивать за лишнюю мощность.
  4. 4. Конденсатное оборудование на 70% более экологичное, чем обычные газовые котлы.
  5. 5. Вместо металлических дымоходов, можно устанавливать более дешевые пластиковые трубы, так как выхлопные газы обладают низкой температурой.

Конденсационный котел имеет как плюсы, так и минусы. Главный недостаток — это высокая цена, которая на 30—80% выше, чем у классических котлов. Правда, экономия топлива позволит в короткий срок восстановить этот ценовой дисбаланс.

Необходимо продумать способ отвода конденсата из-за наличия в нем кислоты. Котел средней мощности за сутки образует около 35 литров конденсируемой жидкости. К негативному фактору можно отнести низкую температуру нагрева воздуха в помещении.

Для правильной работы котла необходимо, чтобы температура теплоносителя в обратном трубопроводе не превышала 40 °C. Поэтому если в отоплении нет системы «теплый пол», то для обогрева следует ставить дополнительные батареи. В регионах с сильными морозами конденсационные котлы для обогрева помещений будут неэффективны.

Принцип работы и устройство конденсационного котла отопления

Вопрос повышения эффективности работы газового отопительного оборудования всегда будет актуален. Для его решения производители применяют новые материалы изготовления, улучшают конструкцию котла и его основных элементов: камеры сгорания, теплообменника, дымохода. Последнее заставило задуматься, – а используется ли полностью вся потенциальная энергия отводящих газов?

Для поддержания процесса горения всегда необходим кислород, который содержится в окружающем воздухе. Он нагнетается в камеру горения котла естественным или принудительным способом. Однако, в его составе кроме кислорода есть и определенный % воды, которая определяется термином относительная влажность. Большая часть ее испаряется во время горения, но что-то остается. Но как ее можно отделить и выделить из сложного состава дымовых газов, где уже и так намешано множество элементов?

Поможет в этом эффект «точки росы». Каждый имел возможность наблюдать это явление – появление конденсата на окнах в зимний период. Это происходит из-за того, что на граничной области температур помещения и улицы воздух переходит из состоянии легкого пара в насыщенный. Т.е большая часть влаги, содержащаяся в воздухе, начинает оседать на поверхности. Причем ее температура всегда будет ниже температуры воздуха. Пример возникновения такого явления в жилом здании показан на рисунке.

Но как применить это в газовом котле?

Реализация

Достаточно просто представить вместо комнаты конструкцию котла. Условия для формирования росы остаются те же – границы температур и замкнутое пространство. Но что будет играть роль «холодного стекла», по аналогии с квартирой? Для этого конструкторы установили второй теплообменник. Хотя, нагляднее будет описать весь процесс на примере схемы типичного конденсационного котла.

Второй теплообменник устанавливается на трубы обратного хода теплоносителя, т.е. там, где вода из системы отопления, уже пройдя весь маршрут по помещению возвращается обратно в котел для нагрева. Начнем по порядку:

  1. Активация газовой горелки. Зажигается пламя и начинается подача воздуха. Большая часть энергии передается основному теплообменнику, который нагревает воду в трубах отопления до нужного режима.
  2. Но некоторая часть тепла сохраняется в продуктах сгорания, которые движутся по системе дымохода.
  3. Дойдя до зоны вторичного теплообменника, их температура остается достаточно высокой (около 55-58°С). В то же время показатель температуры энергоносителя несколько ниже – 45-50°С. Это и является условием для возникновения «точки росы».
  4. Горячий конденсат выпадает на поверхности теплообменника, тем самым повышая температуру воды, поступающей для нагрева.
  5. Чем меньше разница между требуемой температурой нагрева и реальным значением для теплоносителя, тем быстрее и эффективнее будет работать котел.

Как видно, ничего сложного в работе конденсационного котла нет.

Преимущества и недостатки

Как и любое отопительное оборудование, этот вид котлов имеет ряд положительных (и не очень) нюансов монтажа и эксплуатации.

  • Высокий показатель КПД. Но несмотря на заверения многих производителей, он не может превышать 100%. Они учитывают суммарную эффективность работы первичного и вторичного теплообменников, но «забывают» о тепловых потерях. Коэффициент полезного действия – это отношение полученной энергии к затраченной.
  • Габаритные размеры не больше традиционных газовых котлов.
  • Уменьшение количества вредных вещества, выбрасываемых в атмосферу. Некоторая их часть остается в конденсате.

  • Высокая стоимость.
  • Работа котла подразумевает постоянное выпадение конденсата. Поэтому нужно продумать заранее механизм его отведения.
  • Повышение трудоемкости при монтаже и обслуживании.
  • В состав конденсата входят вредные элементы, поэтому его нельзя сливать в общую канализационную систему.

Конденсационные котлы современного типа

Грядет похолодание, и большинство домовладельцев уже задались вопросом: как сэкономить бюджет при эксплуатации автономной системы отопления. Решение нашлось: газовые конденсационные котлы для отопления частного дома, обладая усовершенствованной конструкцией, позволят сохранить до 15% ресурса, используемого для обогрева вашего жилища.

В довершении этого, конденсационные котлы на газу отличаются высокой степенью экологической безопасности, выделяя в атмосферу минимум парниковых газов.

Технические параметры

Вследствие сравнения технических характеристик и принципа работы конденсационного котла и газового, можно выявить, насколько выигрышным будет приобретение первого. Так, например, в традиционном отопительном оборудовании после сгорания природного газа, отходящие продукты распада (углекислота и пар) при изначальной температуре 200 градусов поступают в теплообменник, имея уже при этом величину 150-170о С. В нем они отдают большую часть энергии теплоносителю обогрева, затем выводятся через дымоход.

При этом некоторая составляющая теплоты (примерно 11%) расходуется впустую, потому как в воздух улетучивается и водяной пар, образующийся при выработке топливного сырья. Тогда как в конденсирующем наоборот: пар, после его охлаждения, сгущается до жидкого состояния. Выделяемое при этом тепло отдается отопительной воде, тем самым происходит рекуперация высвобождающейся энергии. Это дает возможность минимизировать расход метана.

Принцип работы

Принцип работы газового конденсационного котла была известна давным-давно: освобождение тепловой энергии в «сжижающем» механизме аналогично работе обычного конвекционного котла отопления. Однако отличие состоит в том, что здесь из первичного теплообменника продукты сгорания горючего направляются к вторичному (конденсационному) теплоносителю увеличенного размера, где под воздействием обратной воды из нагревающей системы и происходит охлаждение горячих паров до температуры +57оС (точка росы), что приводит к выделению дополнительного тепла.

Чтоб избежать кислотной коррозии, производят его из устойчивых к разрушению сплавов: силумина (смесь алюминия и кремния) или легированной высококачественной стали. Излишняя остывшая влага (конденсат) выводится особым отводным каналом на улицу либо в канализационную сеть, что очень схоже с работой сплит-систем и охладительных кондиционеров.

Принцип работы конденсационного котла

Уместно будет заметить, что объем тепловой мощности котла, выделяемой при полном выгорании единицы используемого топлива, учитывая долю, извлекаемую при конденсации пара, именуют «высшей» точкой сгорания топлива. Тогда как «низшей» точкой зовется идентичный критерий теплоты, однако конденсацию пара в расчет не берут.

Характеристики

Характеристики газовых котлов конденсационного типа определяется величиной коэффициента полезного действия. У обыкновенных котлов КПД 94-98% – определение величины происходит с использованием низшей теплоты сгорания энергетического ресурса. У «сгущающих» – на 10-11% выше обыкновенных аппаратов за счет конденсирования паров и путем сложения составляет 104-109%. Значение более 100% может быть получено и при исчислении КПД по «высшей» теплоте.

Оснащение сжижающей установки инновационной газовой горелкой, автоматически подающей предварительно смешанную топливно-воздушную массу пропорциональными долями, дает возможность перерабатывать горючее сырье в полном объеме.

Вследствие высокого КПД газового котла расходование метана сокращается на 34%. Такие характеристики и принцип работы конденсационных котлов для отопления способствуют уменьшению выброса в атмосферу азото-углеродных окисей до 89%, что в настоящее время очень актуально.

КПД сгорания топлива конденсационного котла

Виды котлов

Функции современных котлов подразделяется на 4 вида: настенные котлы и напольные, одноконтурные котлы (обогрев помещений) и двухконтурные устройства (с функцией горячего водоснабжения).

Параметры мощности настенных конденсирующих моделей котла может достигать 100 кВт, притом, что простые выдают всего лишь 20 – 45 кВт.

Напольные котлы отопления чаще всего устанавливаются в офисных и промышленных зданиях с обширной площадью, потому что монтаж нескольких приборов общей производительностью до 800 кВт не возбраняется.

Конструкция конденсирующего котла

Конструкция любого конденсирующего котла состоит из следующих частей: перед горелкой обязательно устанавливается вентилятор, вытягивающий из газопроводной трубы метан и направляющий его в специальную камеру для дальнейшего смешения с воздухом. Далее такой горючий состав проходит через горелку.

Конструкция конденсирующего агрегата

Выделяемые под ее воздействием газообразные продукты движутся к первичному, затем к вторичному теплообменнику, выполненному в форме спиралевидной трубы прямоугольного сечения с расположенными между витками зазорами. Образующийся конденсат стекает в специальный отдел (нейтрализатор), где щелочные металлы (калий и магний) понижает его кислотность, затем вода через трубку стекает на улицу.

Образующийся низкотемпературный углекислый газ выходит в атмосферу через герметичный коаксиальный дымоход, изготовленный из алюминия и термостойкого пластика. Употребление в изготовлении дымохода подобных составляющих существенно сокращает затраты на материал, потому как их стоимость невелика.

Высочайшая производительность конденсационного котла зависит от параметров обогревательной системы. В связи с тем, что сгущение паров происходит только в случае, когда температура поверхности конденсатора ниже точки росы и не переходит за 60 градусов по Цельсию, выгоднее применять подобный котел в низкотемпературном панельном отоплении либо при монтаже «теплых полов», где вода подается из магистрали с t 40оС, а возвращается в систему со значением примерно 30оС.

В таких условиях конденсационный котел будет работать в сжижающем режиме весь зимний период – даже если на улице мороз, температурный показатель во вторичном теплоносителе будет около +42-44оС.

Преимущества

К основным преимуществам сжижающего оборудования относятся следующие:

  • Несмотря на завышенную в разы стоимость, расходование средств на покупку такого нагревательного механизма при максимальной эксплуатации окупится уже в течение 2,5-4 лет, даже с учетом роста цен на коммунальные услуги. Все это достигается благодаря уменьшению потребления количества используемого топлива как минимум на 14%, а в сравнении со старыми моделями – на все 25%!
  • Специфика конструкции делает работу оборудования почти бесшумной.
  • Срок службы такой отопительной техники в 2-3 раза больше аналогичных простых агрегатов.

В большинстве стран Евросоюза наложен запрет на пользование стандартными газовыми котлами вследствие того, что завышенный КПД сжижающего устройства в разы снижает уровень загрязнения воздуха, что также способствует минимизации проблем в вопросе экологической безопасности.

Инновационные технологии в сфере отопительного вопроса стремительно развиваются. Ведь еще некоторое время назад о таких котлах знали немногие, а теперь чуть ли не каждый третий потребитель может позволить себе подобную покупку. Кроме того, ценовой показатель уже имеет меньшее значение, когда на кону стоит возможность экономии еще больших сумм!

Преимущества конденсационных котлов

Конденсационные котлы отопления — преимущества и недостатки

Кстати о КПД конденсационных котлов, он составляет более 100%. Но это не единственное отличие конденсационного котла отопления от обычного. Преимущества заключаются и в ряде других характеристик, которые мы рассмотрим на сайте remstroisovet.ru

Что такое конденсационный котел

Конденсационный котел — это газовый котел с установленным вторичным теплообменником. Именно вторичный теплообменник позволяет получить дополнительное тепло из конденсата и продуктов сгорания газа. По этой же причине КПД конденсационного котла выше 100%, в то время, как у обычного газового котла, КПД редко превышает отметку в 90%.

Особенностью конденсационных котлов отопления является необходимость использования сброса конденсата в канализацию или за пределы дома. Само собой разумеется, что в обычных газовых котлах, ни о каком сбросе конденсата речи не идёт, и он спокойно себе улетучивается через дымоход.

Принцип работы конденсационного котла

Конденсационные котлы получили название от слова «конденсат». В процессе работы они преобразуют продукты сгорания газа в конденсат, который, в свою очередь, отдаёт дополнительную тепловую энергию теплоносителю.

По этой причине КПД конденсационного котла превышает 100%. Само собой разумеется, что подобного рода оборудование не может стоить дёшево. Стоимость конденсационных котлов на порядок выше стоимости обычных газовых котлов отопления.

Однако использование конденсационных котлов полностью себя оправдывает, поскольку заплатив один раз, в итоге, можно получить достаточно неплохую экономию на отоплении.

Конденсационные котлы отопления — преимущества и недостатки

Рассмотрим самые главные достоинства конденсационных котлов отопления по сравнению с обычными газовыми котлами

Конденсационный газовый котел имеет следующие преимущества:

  • Он обладает максимально возможным КПД, более 100%;
  • Экономия газа при работе конденсационных котлов достигает порядка 20% по сравнению с обычными котлами;
  • Конденсационные котлы — самые экологичные среди других, за счет вторичной переработки продуктов сгорания газа. Результатом этого становится минимальный выброс вредных веществ в атмосферу;
  • Универсальные в работе, ведь конденсационные котлы отопления позволяют осуществлять плавную регулировку температуры воды и теплоносителя;
  • Безопасные в работе.

К сожалению, есть у конденсационных котлов и свои недостатки. К одному из них следует причислить высокую стоимость. Однако, как было сказано ранее, не смотря на высокую стоимость, окупаемость конденсационного котла довольно быстрая.

Ну и второй недостаток связан с необходимостью оборудования дренажа для сброса конденсата из котла. Иногда сделать это очень сложно, например, если помещение где будет установлен конденсационный котел, не имеет канализации.

В общем, устанавливать или нет конденсационный котел, дело каждого. Однако если вы твердо решили сэкономить на отоплении, то, без установки современного газового оборудования вам все равно не обойтись. Невозможно экономно отапливаться старым газовым котлом, КПД которого не соответствует сегодняшним стандартам.

Читайте также:  Твердотопливные котлы Viadrus, установка приборов фирмы Виадрус своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена
Добавить комментарий