Суть процесса
Идея заключается в следующих постулатах:
- газ – неоднородный источник тепла, в своём составе он имеет и водяной пар;
- оказывается, при сжигании газа мы выбрасываем наружу не только продукты сгорания, но и этот самый пар;
- и возникает идея – а почему бы этот пар не конденсировать и получающуюся горячую воду тоже не использовать для нагрева теплоносителя в системе отопления.
Так и было сделано – на свет появились новейшие газовые отопительные котлы конденсационного типа. Котлы, так широко завоёвывающие популярность, что по статистике более 30% всех газовых котлов в Германии именно компенсационные.
Конденсационные газовые котлы отопления имеют очень много всевозможных модификаций, а, учитывая их популярность, модификации часто связаны и с дизайном корпусов таких котлов
Родившись в пору, когда на создаваемые в мире изделия стали предъявляться повышенные требования с точки зрения дизайна, конденсационные котлы разрабатываются с упором и на эту характеристику – все они страшно привлекательно выглядят.
Ну, а то, что скрывается внутри, благодаря такой «двойной очистке» газа и позволяет достичь реального расчётного КПД от 105 до 110%. Другими словами, конденсационные котлы, по сути процесса работы, являются двухконтурными.
Преимущества конденсационных котлов
Среди преимуществ бытовых газовых котлов отопления следующие:
у них максимальный КПД из всех возможных устройств аналогичного назначения – а, значит, вы имеете возможность уменьшить потребление газа при тех же калориях выработанной энергии; по статистике, потребление газа у конденсационных котлов на 15-20% меньше, чем у обычных;
гораздо больший диапазон регулировки температуры теплоносителя – такая регулировка возможна на всех котлах, но работающие с газом и «попутным» паром, имеют максимальный диапазон от 30 до 85 градусов (кстати, такой максимум, как правило, нет необходимости подавать в систему, обычная температура теплоносителя в отопительных системах не превышает и 40 градусов);
меньший выход вредных веществ в атмосферу – газовая смесь сгорает в гораздо большем объёме;
инновационная технология подстегивает и конструкторов, и технологов – все конденсационные котлы изготавливаются по самых передовым технологиям, что обеспечивает им гораздо больший срок службы при тех же нагрузках.
Не составляет труда подобрать конденсационный котёл, который прекрасно впишется в любой дизайн помещения
Из недостатков
Но надо отдавать себе отчёт, что такие котлы имеют и некоторые недостатки, больше житейского плана:
самое главное – они стоят минимум в два раза дороже обычных газовых котлов; и это на сегодняшний день – главный тормоз их массового использования;
во-вторых, такие агрегаты очень привередливы к материалу, из которого сделан дымоход – необходимо использовать только высококачественный пластик и керамику;
в-третьих, требует специального расчёта системы отопления под более низкие внутренние температуры (не выше 70 градусов) – это требование уже выдвигает необходимость конденсирования пара внутри;
в-четвёртых, требуется специальный водовод для вывода наружу, как правило, в канализацию, скопившейся внутри воды (обычно, не более 30 литров в день при постоянной работе котла); тут необходимо отметить, что в той же Германии существуют ограничения на вывод подобной воды в общую канализационную систему;
в-пятых, требует наличия опытного персонала для их установки и сопровождения.
Когда инновация содержания вдруг поддерживается и инновацией формы, то получается вот такая оригинальная конструкция, тоже вполне работоспособная, а главное, всё с тем же КПД под 110%
Несмотря на то, что эти котлы изначально разрабатывать как двухконтурные, существуют и одноконтурные модели. Но самое главное, разработано несколько модификаций конденсационных котлов в зависимости от места их установки.
Конденсационные агрегаты прекрасно вписываются в любую систему отопления, они «дружат» и со всем существующим контролирующим оборудованием и с бойлерами
Существует модификации:
- напольные – самые мощные и распространённые; мощность подобных котлов может составлять 100-120 кВатт;
- настенные газовые котлы отопления – очень изящно выглядящие аппараты с мощностью в 30-40 кВатт, чего часто с лихвой и хватает.
Чаще применяется более мощные напольные конденсационные котлы, обеспечивающие большие возможности контроля своей работы
Правила установки и эксплуатации конденсационного котла
Если установка котла будет произведена правильно, то его использование ничем не будет уступать использованию стандартных газовых приборов
Но некоторым параметрам конденсационных газовых котлов следует уделять особое внимание. Так, главным отличием, как мы уже выяснили, является наличие потребности в утилизации отходов и обустройстве специального отводящего канала. Конечно, в России его можно сливать и в канализацию, но исключительно в разбавленном виде (соотношение 25:1)
В других же случаях применяются нейтрализационные блоки, в которых указанные выше реагенты нейтрализуют агрессивную жидкость. И никаких неудобств в эксплуатации нет, поскольку замену блока придется проводить максимум два-три раза за все время использования
Конечно, в России его можно сливать и в канализацию, но исключительно в разбавленном виде (соотношение 25:1). В других же случаях применяются нейтрализационные блоки, в которых указанные выше реагенты нейтрализуют агрессивную жидкость. И никаких неудобств в эксплуатации нет, поскольку замену блока придется проводить максимум два-три раза за все время использования.
Как установить газовый котел
Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать установить газовый котел. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с этим руководством
Обратите внимание! При расчете отопительной системы необходимо учитывать оптимальную температуру прибора отопления. Чтобы эксплуатация была предельно эффективной, можете использовать в роли отопительных устройств старые радиаторы панельного типа. Также источником тепла может служить система «теплого пола»
Также источником тепла может служить система «теплого пола».
Дымоход
Безусловно, газовый конденсационный котел производит низкотемпературные продукты сжигания, из-за чего тяга будет достаточно слабой. Поэтому естественным образом эти продукты не сумеют подняться по дымоходному каналу. В связи с этим котлы оснащаются камерами сжигания закрытого типа, а отводящие каналы оснащаются специальными турбинами.
Как сделать дымоход для газового котла
Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать дымоход для газового котла, рассматривали необходимые нормы и требования. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с этим руководством
К слову, именно для этих приборов ставятся коаксиальные трубы, то есть «труба в трубе». По одной из них подается воздух снаружи, а по другой продукты сжигания выводятся из системы.
Обратите внимание! Конденсат будет в любом случае появляться внутри дымохода, поэтому материалом, из которого он сделан, должна быть сталь, устойчивая к воздействию кислоты. Этот момент обязателен и исключений не имеет. Альтернативная сторона вопроса
Альтернативная сторона вопроса
Как мы уже отмечали, КПД, который равен или превышает 100 процентов – это маркетинговая уловка. Но фирмы-изготовители подобного оборудования все равно пытаются максимально приблизиться к данному показателю. При этом не забывайте, что он – показатель – зависит от ряда важных факторов, среди которых:
- соотношение объема комнаты к мощности нагревательного прибора;
- «возраст» самого прибора;
- то, какой тип розжига используется – современный либо же один из старых.
На данный момент изготовители производят такие котлы в двух вариациях:
- с мокрой отдачей тепла;
- с сухой.
В первой группе – приборы, применяемые в жилых домах, или, проще говоря, обычные отопительные котлы. А вот устройства второй группы эксплуатируются в котельных коммерческого назначения и пока еще на стадии разработки. Эффективность их выше, но стоят они при этом в несколько раз дороже.
Недостатки конденсационных котлов. Основные компоненты
Естественно, как и любая другая техника, имеют конденсационные котлы недостатки. Конденсационные котлы, недостатки:
- стоимость. Конденсационные газовые котлы в среднем на 50% дороже обычных газовых котлов;
- необходимость установки отдельного резервуара для конденсата. В этих котлах конденсат нельзя сливать в септик, потому как он сразу убьёт все бактерии в септике. Поэтому придётся установить специальный резервуар определенного объема;
- неэффективность при очень низких температурах.
Эти недостатки конденсационных газовых котлов обязательно стоить учесть перед их покупкой и установкой. Перед приобретением нужно узнать, что такое конденсационный газовый котел, принципы работы и, уже, зная все плюсы и минусы, можно сделать свой выбор либо в сторону экономичности, либо в сторону качества и эффективности.
Устройство и предназначение
Основное предназначение конденсационных отопительных приборов – обустройство отопительной системы в частных домах.
Среди основных элементов конденсационного газового котла отопления следует отметить:
- Устройство, которое предназначено для сбора конденсирующейся жидкости, куда поступает теплоноситель после охлаждения отводимых воздушных масс. Таким образом, пар конденсируется и отдает тепловую энергию воде. Затем конденсат отводится в специальную емкость через сливное устройство.
- Теплообменный аппарат цилиндрической формы с большой теплообменной поверхностью. Это устройство выполняется из материалов, устойчивых к воздействию кислот: «нержавейки» и сплавов алюминия с кремнием. Котлы с большой мощностью имеют пару теплообменных аппаратов.
- Газовая горелка с закрытой камерой сгорания. Есть возможность автоматически менять расход подаваемых газовых и воздушных масс.
- Система контроля и управления.
Для более детального изучения принципа работы конденсационных котлов нужно иметь какое-то представление об обычных котлах. Традиционные котлоагрегаты производят тепловую энергию путем нагрева теплоносителя с помощью тепла, аккумулированного в продуктах сгорания. Температура газов, поступающих в камеру сгорания, составляет не более 200 градусов. Оправдано это тем, что со снижением температуры тяга уменьшается, образуется активный конденсат, ведущий к коррозионному разрушению отопительного оборудования.
Как было сказано, конденсационные нагревательные аппараты имеют один двухступенчатый или два раздельных теплообменных аппарата. Начальная ступень работает по тому же принципу, что и в теплообменных аппаратах классических отопительных агрегатов. Газы разложения поступают в теплообменный агрегат, называемый конденсационным.
В данном случае пар, имеющийся в газах разложения, охлаждается и конденсируется до наступления жидкой фазы. Выделившееся в процессе тепло передается теплоносителю. Таким образом, в конденсационных аппаратах определенная часть затраченной энергии возвращается для возможности повторного ее использования.
Тепло, которое обычно выводится классическими агрегатами в атмосферу, в конденсационном аппарате используется для повышения их коэффициента полезного действия. Конденсационные газовые котлы выпускаются в двух вариантах: напольные и настенные аппараты, однако конструктивными особенностями они схожи между собой.
Поскольку отопительные агрегаты конденсационного типа оснащаются закрытыми камерами сгорания, отработанные газы из них выводятся принудительным путем. Объясняется это тем, что у отработанных газов относительно невысокая температура, а дополнительный теплообменный агрегат позволит увеличить сопротивление транспортировки выводимых продуктов. Как следствие, естественной тяги недостаточно для вывода продуктов, для чего и используется принудительный способ.
Воздух в камеру сгорания подается под повышенным давлением при помощи турбины, что обеспечивает полное удаление из камеры отработанных газов. Вследствие этого отпадает необходимость обустраивать котлы дымоходами, поскольку продукты выводятся из помещения по приточно-отводному каналу. Конденсационные котлы можно устанавливать в помещениях без дымоходов, а также в зданиях с короткими дымоходами, чтобы образовалась определенная тяга.
Нормы размещения конденсационных котлов
Конденсационные котлы для отопления и горячего водоснабжения дома, устанавливаются в строгом соответствии с действующими СНиП и санитарными нормами. Отдельно оговариваются требования, предъявляемые к помещению, используемому под нужды котельной и системе дымоотведения.
Рекомендации направлены на обеспечение безопасности и сведению к минимуму вероятности возникновения аварийных ситуаций. Нормы оговариваются в СП 60.13330 (СНиП 41-01-2003) , СП 62.13330 (СНиП 42-01-2002) .
Каким должно быть помещение под котел
Конденсационный котел, во время работы не сжигает воздух из помещения, поэтому, требования, указанные в СНиП, гораздо ниже, чем для атмосферного оборудования. Обязательные нормы для установки:
- Площадь помещения не менее 8 м². Места должно быть достаточно, чтобы обеспечить возможность подключения бойлера и беспрепятственного доступа ко всем важным узлам для обслуживания.
- Котлы с закрытой камерой сгорания, можно закрывать декоративными перегородками, встраивать в мебель.
- Обязательно оснащение системой водоподготовки и фильтрации.
- Допускается подключение в любом нежилом помещении, отделенном от коридора или жилых комнат, дверным проемом.
- Стены и пол, облицовываются негорючими отделочными материалами. Высота потолков, не менее 2,2 м. Навесной котел располагают в пределах 0,8 -1,6 м от уровня пола.
Устройство отвода дымовых газов
В котлах закрытого типа, используется принудительный отвод продуктов сгорания и забор воздуха. Циркуляция воздушных масс, осуществляется посредством коаксиальных дымоходов, представляющих собой конструкцию типа «труба в трубе».
Современное котельное оборудование, снабжено независимыми выходами дымоудаления. Отвод продуктов сгорания, осуществляется в обычный дымоход, а забор воздуха, выполняется через небольшое отверстие в стене.
Принцип работы газового котла конденсационного типа с коаксиальным дымоходом, заключается в следующем:
- Внутри корпуса котла, расположены две турбины. Первая, нагнетает воздух на горелку и соединяется с наружной трубой, вторая, отводит продукты сгорания и подключена к внутренней полости коаксиального дымохода.
- Забор воздуха происходит принудительно, через верхнюю полость трубы. Отвод продуктов сгорания, через сердцевину дымохода.
Дымоходы для котлов конденсационного типа, выполняют в нескольких вариантах. Так как температура отходящих газов не превышает 110°С, можно поставить пластиковую трубу, отличающуюся простотой монтажа и дешевизной, либо, выбрать вариант из нержавеющей стали. При обустройстве общего вертикального дымохода, как правило, выбирают утепленную сэндвич-трубу.
Плюсы и минусы конденсационных котлов
Перед тем как окончательно решиться на приобретение, необходимо тщательно проанализировать все плюсы и минусы конденсационных газовых котлов. Преимущества и недостатки становятся очевидными, если учесть теплотехнические характеристики, реальный опыт эксплуатации и другие аспекты.
На некоторые нюансы обращают внимание отзывы тех, кто уже какое-то время пользуется конденсационным отопительным оборудованием. Что показывает практика?
Преимущества конденсационного оборудования
Выгода от установки конденсационного газового котла, очевидна. Экономия, по сравнению с атмосферным котельным оборудованием, составляет порядка 30-45%. В режиме конденсатообразования, КПД конденсационных котлов достигает 108-109%. Если учесть, постоянное повышение расценок на «голубое топливо», с каждым годом, установка становится экономически целесообразнее.
Дополнительные преимущества установки конденсационного котельного оборудования:
- Возможность отопления теплых полов – конденсационное оборудование разрабатывалось с учетом подключения к низкотемпературным системам обогрева (теплым полам). Но, при необходимости, допускается монтаж комбинированной системы отопления (одновременно подключаются радиаторы и теплые полы).
- Экономичность – модуляционная горелка, высокий КПД и погодозависимая автоматика, существенно снизили расход топлива, что особенно заметно, если планируется сделать отопление на сжиженном газе. При установке газгольдера или газобаллонного узла, оптимальным выбором остается подключение конденсационного агрегата.
- Срок службы конденсационных котлов – минимальный период эксплуатации 12-15 лет. За это время, котел полностью окупается и со временем начинает приносить стабильный доход, в виде сокращения расходов на обогрев жилых помещений.
Высокая надежность конденсационных котлов
В предыдущем разделе были кратко указаны основные требования, предъявляемые к теплообменникам конденсационных котлов. Здесь мы рассмотрим основные следствия учета данных требований в конструкции котлов.
Используемые материалы для теплообменника
Химическая формула, приведенная выше в параграфе «конденсационные котлы принцип работы», учитывала только основные составляющие процесса горения. Сейчас самое время вспомнить другие компоненты, в первую очередь азот, содержащийся в воздухе, и соединения серы, которые присутствуют в топливе. В результате участия данных элементов в процессе горения образуются кислоты на их основе — серная, сернистая, азотная и азотистая. Соответственно, данные кислоты содержатся в конденсате. Таким образом, материалы, применяемые для изготовления теплообменника конденсационного котла, должны быть устойчивы к кислотным средам. Наиболее распространенные используемые металлы — алюминий-силикатные сплавы (силумин) и высококачественные нержавеющие стали.
Силуминовые теплообменники изготавливают методом литья с, возможно, последующей фрезеровкой. При изготовлении из нержавеющей стали используют сварку предварительно сформированных частей. В силу меньшей стоимости материала как такового и более дешевой технологии производства при готовых формах для литья, теплообменники из силумина обычно несколько дешевле, однако имеют значительно меньшую долговременную устойчивость к кислотному конденсату.
Теплообменники из соответствующей требованиям нержавеющей стали не подвержены химическому воздействию кислот. Как дополнительное следствие применения указанных материалов мы получаем повышение общей надежности изделия, в том числе по отношению к качеству и типу используемого теплоносителя.
Переменные и критические режимы работы
В силу того, что теплообменники конденсационных котлов изначально проектируются исходя из широкого диапазона температур теплоносителя (нижняя температура не ограничена) и высоких значений температурных напряженностей в топке теплообменника, на выходе мы получаем оборудование, которое устойчиво к резким сменам режимов работы и выходам различных параметров (температуры, расходы теплоносителя, давления) за допустимые пределы. Несомненно, компоненты безопасности оборудования, электронные и механические, в обязательном порядке предусматривают контроль за данными параметрами, но конструкция котлов обеспечивает дополнительную гарантию долговечности установки.
Устройство основных узлов конденсационного котла
С конструкционной точки зрения конденсационный котел не сильно, но все же отличается от обычного газового. Его основными элементами являются:
- камера сгорания, оснащенная горелкой, системой подачи топлива и вентилятором для нагнетания воздуха;
- теплообменник № 1 (первичный теплообменник);
- камера доохлождения парогазовой смеси до температуры, максимально приближенной к 56-57°C;
- теплообменник № 2 (конденсационный теплообменник);
- резервуар для сбора конденсата;
- дымоход для отведения холодных дымовых газов;
- насос, обеспечивающий циркуляцию воды в системе.
1. Дымоход.2. Расширительный бак.
3. Теплообменные поверхности.4. Модулируемая горелка.
5. Вентилятор горелки.6. Насос.7. Панель управления.
В первичном теплообменнике, сопряженном с камерой сгорания, выделяющиеся газы охлаждаются до температуры, существенно превышающей точку росы (собственно, так и выглядят обычные конвекционные газовые котлы). Затем дымовая смесь принудительно направляется к конденсационному теплообменнику, где происходит ее доохлаждение до температуры ниже точки росы, т. е. ниже 56°C. При этом водяной пар конденсируется на стенках теплообменника, «отдавая последнее». Конденсат собирается в специальном резервуаре, откуда по отводящей трубе стекает в канализацию.
Вода, выполняющая роль теплоносителя, движется в направлении, противоположном движению парогазовой смеси. Холодная вода (обратная вода системы отопления) предварительно подогревается в конденсационном теплообменнике. Затем она поступает в первичный теплообменник, где нагревается до более высокой температуры, заданной пользователем.
Конденсат – увы, не чистая водичка, как полагают многие, а смесь разбавленных неорганических кислот. Концентрация кислот в конденсате невелика, но с учетом того, что температура в системе всегда повышенная, его можно считать агрессивной жидкостью. Именно поэтому при производстве подобных котлов (и в первую очередь конденсационных теплообменников) используют кислотостойкие материалы – нержавеющую сталь или силумин (алюминиево-кремниевый сплав). Теплообменник, как правило, делают литым, поскольку сварные швы являются уязвимым местом – именно там в первую очередь начинается процесс коррозионного разрушения материала.
Конденсироваться пар должен именно на конденсационном теплообменнике. Все, что прошло дальше, в дымоход, с одной стороны, потеряно для отопления, с другой – разрушающе действует на материал дымохода. Именно в силу последней причины дымоход изготавливают из кислотостойкой нержавеющей стали или пластика, а горизонтальным его участкам придают небольшой уклон, чтобы вода, образовавшаяся при конденсации незначительных количеств пара, все же попавших в дымоход, сливалась обратно, в котел
Следует принять во внимание, что дымовые газы, выходящие из конденсатника, сильно охлаждены, и все, что не сконденсировалось в котле, обязательно сконденсируется в дымоходе
В разное время суток от отопительного котла требуется разное количество тепла, регулировать которое можно с помощью горелки. Горелка у конденсационного котла может быть либо модулируемой, т.е. с возможностью плавного изменения мощности в процессе работы, либо немоделируемой – с фиксированной мощностью. В последнем случае котел подстраивается под требования хозяина путем изменения частоты включения горелки. На большинстве современных котлов, предназначенных для отопления частных домов, устанавливают модулируемые горелки.
Итак, вы, надеемся, получили общее представление о том, что такое конденсационный котел, как он устроен и по какому принципу работает. Однако, скорее всего, этих сведений будет недостаточно для того, чтобы понять, а стоит ли лично вам приобретать подобное оборудование. Чтобы помочь вам принять то или иное решение, расскажем обо всех достоинствах и недостатках, плюсах и минусах конденсационного котла, сравнив его с традиционным конвекционным.
Какая экономия от использования конденсационного котла
У меня есть два настенных газовых котла, обычный и конденсационный. Понятно, что один выкидывает водяные пары в трубу, а второй снимает с них тепло. Давайте разбираться, какая экономия между ними, ведь конденсационный котёл стоит дороже, чем обычный.
Начать нужно с системы отопления. Она бывает высокотемпературная и низкотемпературная. Если в системе отопления температура выше точки конденсации, то она высокотемпературная. Если ниже, то низкотемпературная.
Когда отопление делают грамотные монтажники, то они придумывают конфигурацию системы исходя из параметров источника тепла. В идеале система отопления должна рассчитываться и проектироваться.
Согласитесь, будет глупо ставить радиаторы под каждое окно исходя из расчётов 10 Ватт на квадратный метр, если у вас источник тепла выдаёт температуру, например, +45°C. Зимой вы просто замёрзнете.
Так как конденсационный котёл работает на низких температурах, есть смысл его устанавливать на низкотемпературные системы отопления. А если у вас, например, для комфорта в доме температура радиаторов должна быть не меньше 70°C, то смысла в установке конденсационного котла нет никакого. Вы просто переплатите за него.
При работе на температуре выше 55°C он будет работать с такой же эффективностью, как и обычный газовый котёл.
А вот если у вас низкотемпературная система отопления, например, тёплые полы, то конденсационный котёл то, что нужно. Первый плюс его использования — экономия самого котла на этапе сжигания газа.
Второй огромный плюс — возможность сэкономить на конфигурации системы отопления. Конденсационный котёл можно напрямую подключить к водяным тёплым полам, не тратя деньги на смесительные узлы. Без которых водяные полы к обычному котлу подключать нельзя.
Сколько я сэкономил
Как я писал выше, в 2020 году у меня была замена обычного котла на конденсационный. Я живу в частном доме с пристройкой. Площадь дома и пристройки примерно одинаковы. В доме установлены радиаторы, в пристройке водяные тёплые полы. Газовый котёл управляется по механическому термостату.
Вот этот термостат управляет моим конденсационным котлом
После замены одного котла на другой расход газа уменьшился примерно на 20%. Раньше мы платили 4 000 рублей в месяц, после установки конденсационного котла Viessmann Vitodens 050 стали платить по 3 000 — 3 200 рублей в месяц.
Преимущества и недостатки
Плюсы конденсационных котлов являются основными критериями выбора именно данной конструкции для отопительных систем. К ним относятся:
- экологичность – минимальное количество выбросов токсичных веществ, для сравнения, в среднем на 70% ниже, чем газовых или твердотопливных,
- компактность размером, за счёт чего их можно устанавливать даже в малогабаритных помещениях,
- малошумность и отсутствие вибраций,
- относительно невысокая температура отводимых газов, что позволяет оборудовать котлы пластиковыми дымоходами и экономить финансы,
- возможность каскадной установки, позволяющая отапливать большие по площади помещения или организовывать отопительные системы повышенной надёжности,
- точная регулировка мощности нагрева, благодаря которой можно изменять КПД конденсационного котла и использовать его в экономных режимах.
Среди плюсов конденсационных котлов их экологичность и малошумность
При выборе также важно учитывать и недостатки котлов, чтобы избежать лишних затрат на топливо и обеспечить эффективный прогрев помещений:
- высокая стоимость оборудования и запчастей к нему,
- сложная конструкция теплообменника, требующая периодических обслуживаний и контроля состояния,
- необходимость утилизации конденсата,
- высокие требования к чистоте воздуха в помещении,
- неэффективность использования при высоких температурных режимах.
То есть минусы конденсационных котлов не так существенны, по сравнению с экономичностью, долговечностью, надёжностью и их экологичностью, особенно при их эксплуатации в жилых помещениях.
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
Сергей БугаевТехнический специалист компании Ariston
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?
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.
В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.
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.
- Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
- Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.
КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 – 97%.
Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.
Сергей Бугаев
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:
- при сгорании природного газа – 11%;
- при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
- при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.
