Почему за конденсационными газовыми котлами будущее
В наш век, когда стоимость топлива с каждым годом возрастает, будущее за энергоэффективными решениями, и здесь газовые конденсационные котлы на высоте – и по своему КПД выше 100%, и по многим другим характеристикам. Разумеется, как и все на этом свете, есть и минусы у конденсационных газовых котлов, к числу которых относится и более высокая, в сравнении с конвекционными моделями, цена этих устройств. Но преимущества конденсационного газового котла настолько велики, что с легкостью затмевают все минусы. Хотя еще раз оговоримся, что и обычные газовые котлы тоже весьма энергоэффективное и современное решение. Вот лишь несколько преимуществ конденсационных газовых котлов над обычными газовыми котлами:
- Большая экономия топлива – до 35% (более чем на треть) за 1 сезон. И это не предел, т.к. технологии не стоят на месте. Поэтому особенно эффективны конденсационные котлы при использовании сжиженного газа пропан-бутана, а не магистрального газа.
- Даже при самых неблагоприятных высокотемпературных режимах эффективность конденсационных котлов остается выше, чем у обычных.
- Выбросы вредных углекислого газа и азотных соединений у конденсационного котла, в среднем, в 5-7 раз меньше, чем у обычного.
- Для обустройства котельных, оснащенных конденсационными котлами, не нужны такие большие площади, как в случае применения традиционных котлов. Да и общий вес оборудования для «конденсационной» котельной ниже.
- По сравнению с дутьевыми традиционными котлами, у конденсационных котлов более низкий уровень шума и меньше вибрация.
- Как правило, при корректной настройке горелки котла теплообменник не нуждается в чистке. К тому же большая часть поверхности теплообменника самоочищается стекающим конденсатом.
Газовые котлы – как выбрать правильно ✮Большой выбор газовых котлов на портале TopClimat.ru
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
Основные отличия конструкции конденсационных котлов от обычных
Конденсационные котлы отличаются от традиционных материалом, используемым для теплообменника. Их теплообменник выполняется из кислотостойкого сплава силумина или нержавеющей стали. Образующийся в котле водный конденсат имеет повышенную кислотность и вызывает коррозию таких материалов, как сталь и чугун, которые используются в производстве неконденсационных котлов. Форма теплообменника представляет собой трубу сложного сечения, имеющую дополнительные спиралевидные ребра. Такая форма теплообменника способствует увеличению площади теплообмена и повышает эффективность работы котла.
В конденсационных котлах перед горелкой установлен вентилятор, который «высасывает» газ из газопровода и смешивает его с воздухом, после чего направляет смесь газа с воздухом к горелке.
Устройство конденсационного котла
Дымовые газы удаляются через коаксиальные дымоходы, изготовляемые из термостойкого пластика. Кроме этого, в конденсационных котлах есть насос, управляемый электроникой, который оптимизирует мощность отопления, экономя электроэнергию и снижая шум от теплоносителя, протекающего в системе отопления.
Конструкция традиционных котлов не предусматривает процесса конденсации и использования крытой энергии, поэтому температуру продуктов сгорания поддерживают на высоком уровне. Часть тепла в таких котлах не используется, а выводится с продуктами сгорания через дымоход.
Так как конденсат обладает химической агрессивностью, чтобы его использовать необходимо элементы котла делать из химически устойчивых материалов, стоимость которых довольно высокая. Производителям намного легче продавать более дешевые товары, чем вкладывать свои средства в прогрессивные, но дорогие технологии. Поэтому большинство котлов, представленных на рынке, созданы на основе устаревших технологий. Для пользователей же выгоднее купить пусть дорогие, но более эффективные конденсационные котлы, которые позволяют экономить на расходе топлива.
В Европейских странах конденсационные котлы — самый массовый вид отопительных приборов. Есть страны, в которых запрещена установка неконденсационных котлов. Причина этому — более высокий КПДД и более низкий показатель выброса вредных веществ в конденсационных котлах.
Практическое применение
Выбор системы отопления – теплый пол или радиаторное отопление – также влияет на экономичность конденсационной установки.
Для отопительных систем с радиаторами часто принимают расчетную зимнюю температуру в подающей линии 70 °С и 50 °С– в обратной линии.
Решающей для создания условий конденсации является температура обратной воды. Она должна быть как можно ниже температуры точки росы. Даже если расчетная зимняя температура составляет -20 °с, температура обратной воды как раз достигнет температуры точки росы. Таким образом, конденсационный котел весь год работает в области конденсации.
Чем ниже становится температура воды в обратной линии при уменьшении нагрузки, тем выше становится степень конденсации в конденсационном котле. Здесь необходимо отметить, что в течение отопительного сезона имеют место наружные температуры, превышающие расчетную зимнюю, поэтому обеспечиваются условия высокоэффективной эксплуатации конденсационного котла. Если вместо радиаторного отопления применяют систему теплого пола с температурой подачи 40 °С и температурой в обратной линии 30 °С, полнота конденсации становится еще выше. В результате в течение всего отопительного сезона температура обратной воды существенно ниже температуры точки росы. Условия работы конденсационного котла становятся оптимальными, и он работает еще более эффективно.
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.
Лучшие марки котлов
Марки котлов стоит классифицировать по территориальному принципу.
Европейские бренды
Популярность среди потребителей завоевали следующие компании:
- Vaillant. Немецкий бренд, выпускающий технологичные напольные модели с 1-м и 2-мя контурами. Предел мощности оборудования составляет 4-280 кВт. КПД конвекционных котлов составляет 92-94%, конденсационных – примерно 109 %.
- Viessmann. Производитель из Германии, который поставляет котлы открытой и закрытой камерой сгорания, встроенным реле времени, защитой от перегрева, уличными датчиками и внутренними термостатами.
- Ariston. Если рассматривать, какой котел будет лучше для отечественных условий – Бакси или бренда Аристон, стоит приобретать последний. Агрегаты работают при колебаниях напряжения, давления, оснащаются системой самодиагностики. Управляются автоматически или вручную.
Ariston
Vaillant
Viessmann
Азиатская продукция
Пользователи рекомендуют два бренда:
- Navien. Фирма из Южной Кореи, занимающаяся производством котлов с защитой от перепадов напряжения, КПД от 90 %, модулируемым турбонаддувом.
- Rinnai. Японская продукция с легким автоматическим управлением, показателями мощности (в зависимости от серии) от 12 до 42 кВт, КПД 92-104 %.
Navien
Rinnai Стоимость азиатского оборудования окупится уже на второй отопительный период.
Российские газовые котлы
Пользователи хвалят следующие бренды:
- Лемакс. Российский концерн, производящий товары с усиленной защитой от скачков давления и напряжения. Теплообменник ГВС не зависим, основные детали не подвергаются коррозии.
- Нева. Конвекционные устройства с одним или двумя контурами подходят под газ с различной плотностью. Могут подключаться к теплым полам, защищены от перегрева, замерзания, скачков давления.
- ЖМЗ. Простые ремонтопригодные модели с европейской автоматикой работают по принципам естественной и принудительной конвекции. Отличаются энергонезависимым розжигом.
Нева Лемакс ЖМЗ
Виды по методам розжига котла и какой метод наиболее оптимальный?
Существует три варианта розжига:
- электронный. Горелка поджигается одним нажатием кнопки при помощи специального узла. Этот вариант присутствует на всех моделях энергозависимых котлов;
- пьезоэлектрический. Принцип работы такой системы аналогичен всем пьезоустройствам — для появления искры надо надавить на специальный кристалл. Используется на энергонезависимых котлах. Многие пользователи считают такой тип розжига неудобным;
- ручной. Пламя поджигают обычной зажженной спичкой (лучиной). Для розжига необходимо иметь некоторый запас таких удлиненных деревянных палочек.
Большинство пользователей единодушно предпочитают электронный тип розжига, но на энергонезависимых агрегатах он невозможен. Приходится привыкать к использованию пьезоэлемента или поджигать горелку горящей лучиной.
Как работает?
Прежде всего, стоит выяснить принцип работы оборудования, чтобы понять, как удается добиться столь высокого кпд.
Сущность явления
Углеводородное топливо, в том числе и газ, при сгорании разлагается на простые составляющие: углекислый газ и воду. Из-за высокой температуры вода преобразуется в пар. Процесс перехода жидкости в пар требует затрат тепла.
Но при обратном переходе (из пара в жидкость) тепло, напротив, выделяется. И это тепло, образуемое при конденсации, используется в котлах этого типа.
Принцип работы
Как же используется конденсация в работе котла? Начнем с того, что принцип конденсации и механизм образования конденсата давно используется человечеством, однако в оборудовании для отопления его начали применять недавно.
Применяемые для создания котлов материалы (чугун, сталь) слишком быстро разрушаются под воздействием конденсата. После того, как появились материалы, устойчивые к коррозии, использовать принцип конденсации в котлах стало возможно.
Современный конденсационный котел обладает кпд в пределах 109%, что по физическим законам кажется невозможным. Но такому феномену есть вполне логичное объяснение, в оборудовании для отопления используется скрытая энергия.
КК оборудованы парой теплообменников, первый из них обычный, который используется для транспортировки тепла, температура в нем не падает и конденсация не возможна.
Во втором теплообменнике не поддерживается стабильно высокая температура, поэтому тут осуществляется процесс конденсации, а тепло, образуемое в процессе, возвращается обратно в систему.
На что обратить внимание при выборе?
При выборе газового котла уделите внимание следующим аспектам:
- Мощность. Подбирая конденсационный газовый котел, потребители пользуются усреднёнными значениями — в среднем на площадь помещения 10 кв. м. требуется приблизительно 1 кВт тепла. Однако в основе подбора мощности котла лежит расчёт теплопотерь того здания, де прибор планируется разместить.
- Тип камеры сгорания. Модели с закрытой камерой сгорания обеспечивают минимальные затраты на систему дымоудаления, так как имеют вентилятор, удаляющий дымовые газы из камеры сгорания.
- Наличие контуров в данном котле. Отопительное оборудование бывает двух видов: одноконтурное и двухконтурное.Одноконтурный котёл работает исключительно на систему отопления. Двухконтурные модели одновременно обслуживают систему отопления и несколько точек водоразбора горячей воды.
- Тип монтажа газового котла. Напольные изготавливаются из чугуна, они долговечнее. Настенные легче и меньше по габаритам, при установке экономят место, обладают более сложной автоматикой.
- Функционал. Сюда относят различные регуляторы давления и температуры, управление с помощью пульта, система защиты и экономии расхода топлива, возможность подключения теплого пола и различных приборов.
Режимы работы конденсационного газового котла
Только специалисты смогут спроектировать системы отопления дома так, чтобы она работала наиболее эффективным образом. Прежде всего необходимо выбрать режим работы котла, от которого будут зависеть почти все параметры системы отопления.
Настенный газовый котел NAVIEN DELUXE PLUS
В разное время суток от отопительного котла требуется разное количество тепла, регулировать которое можно с помощью газовой горелки. Горелки у большинства современных газовых котлов конденсационного типа являются модулируемыми, т.е. с возможностью плавного изменения мощности котла в процессе работы. Горелки, как правило, имеют широкий диапазон модуляции тепловой мощности в пределах 20-100%. Это позволяет легко поддерживать в доме требуемую температуру и экономить дорогостоящее топливо.
Следует отметить, что модулируемые газовые горелки устанавливают и на многие модели обычных котлов.
Конвекционный газовый котел, как правило, работает в режиме 80/60 или 75/60. Где 75 – это температура теплоносителя на выходе из котла, равная 75°С, а 60 – температура теплоносителя 60°С, поступающего в котел после прохождения по всем радиаторам (так называемая обратка). Если температура обратки будет ниже, в котле начнет скапливаться конденсат, на который обычный котел совсем не рассчитан, т.к. точка росы (температура конденсации влаги) находится на уровне около 58°С.
Иное дело котел конденсационного типа. Наиболее эффективен он как раз при низкотемпературных режимах работы, т.к. конденсация в нем только приветствуется. В конденсационных котлах специально понижают температуру теплоносителя до режима 50/30 (выход – 50°С, обратка – 30°С). Именно в этом режиме происходит максимальное извлечение тепла из продуктов сгорания газа и тепла за счет конденсации водяных паров. И тут возникает вопрос, как спроектировать систему отопления, чтобы котел мог работать в режиме, близком к 50/30, а хозяева при этом получали столько тепла, сколько им надо.
Понятно, что при применении обычного котла лучше всего отапливать дом с помощью радиаторов. А вот для конденсационного котла многие предлагают использовать систему «водяной теплый пол». Именно с помощью водяных теплых полов можно заставить котел конденсационного типа использовать энергию от конденсации водяных паров весь отопительный период и обеспечить максимальную экономию газа.
Но если по каким-то причинам установить водяной теплый пол вы не сможете, конденсационный котел все же окажется неплохим решением для обустройства отопительной системы. Попробуем это доказать. На большей части территории страны и смежных государств в зимний период суровые холода держатся относительно недолго – до 10 дней. Да, в это время придется «гонять» ваш конденсационный котел в обычном высокотемпературном режиме, без конденсации, что вполне допустимо, т.к. КПД этого котла все равно будет на уровне 93-97%. Это больше, чем у лучших моделей традиционных котлов. Зато в остальное время зимы конденсационный котел сможет работать при меньшем температурном режиме и в режиме частичной конденсации.
Зависимость КПД котла от режима работы
Специалисты предлагают маленькие хитрости, позволяющие настроить режим работы конденсационного котла так, чтобы и КПД сохранить выше 100%, и на топливе сэкономить, и тепло в доме обеспечить. Например, изначально проектировать систему отопления не для оптимального режима 50/30, а для режима 60/40. Тогда расход газа будет немного больше, зато и в холода мерзнуть не придется.
Есть и другие варианты – к примеру, установить в доме дополнительные радиаторы, с увеличенной в 2,5-3 раза полезной площадью поверхности, рассчитанные на температуру теплоносителя не выше 50°C. Но в этом случае увеличатся капитальные затраты. Хотя эксплуатационные расходы на топливо снизятся. Что лучше – решать только вам.
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.
