Конденсационные котлы для отопления: принцип работы, выбор, монтаж и обслуживание

Устройство

Итак, понятно, что в конструкции конденсационного газового котла два теплообменника. Первый работает по стандартному принципу, то есть обогревается за счет сгораемого топлива. Именно на нем и происходит основной отбор тепловой энергии. Второй, который носит название конденсационного, отбирает вторичную энергию конденсируемых влажных паров воздуха.

Конструкция конденсационного теплообменника достаточно сложна. Ведь температура отходящих газов и конденсата не очень большая, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы как можно больше отобрать тепла.

Есть несколько технических решений, которые помогают добиться желаемого результата:

• Увеличение площади отбора температуры. Для этого к теплообменнику привариваются ребра в виде спиралей.
• Используются внутренние полости с разным сечением. Это позволяет интенсивно отбирать тепловую энергию за счет уменьшения объема проходимого потока теплоносителя.
• Устанавливается вторичный теплообменник на обратный контур отопительной системы. Таким образом достигается быстрая конденсация влажных паров отводящих газов за счет снижения точки росы. Получается, что в нагревательный газовый котел теплоноситель поступает уже подогретым. А это влияет на уменьшение расхода топлива и эффективность работы самого агрегата.

Если рассматривать принцип работы агрегата данного вида с позиции традиционного котла, то в нем происходит своеобразная рекуперация, которая обычно используется в системах кондиционирования зданий.

Хотелось бы добавить, что в конструкцию конденсационного газового котла производители устанавливают только высокотехнологичные горелки, с помощью которых достигается оптимальное смешивание магистрального газа и воздуха. Это опять-таки повышает эффективность работы газового аппарата.

Плюсы конденсационного агрегата

Настенный газовый конденсационный котел Buderus

К чему все это приводит, если сравнивать традиционные и конденсационные газовые котлы?

1. Экономичность потребления топлива газового конденсационного котла на 20% выше, чем традиционного.
2. Выброс угарных газов и других продуктов сгорания меньше практически на 70%.

Вот, что удивительно. Принцип работы котла и его устройство были изобретены около столетия назад. Но только сейчас его использование стало возможным. Дело в том, что металлические узлы и конструкции прибора не могли долго выдерживать серьезные нагрузки, связанные с процессом конденсации влажных паров и высокой температурой.

В настоящее время эти проблемы решены за счет использования в котлах коррозионостойких материалов. Ведь образующийся конденсат является химически активным веществом, который за короткий срок действия выводит из строя любые прочные материалы. Поэтому в котлах данной модели применяются или нержавейка, или силумин — сплав из алюминия и кремния.

Если говорить о внешнем отличии двух моделей, то неопытному человеку сделать это будет сложно. Но конденсационные газовые котлы — это настенные агрегаты с закрытой камерой сгорания. Кто имеет представление, о чем идет речь, поймет, сколько достоинств добавляется только за счет этих двух показателей.

Три причины купить газовый котел для отопления и горячего водоснабжения

1. Экономия энергоресурсов. Конденсационное оборудование позволяет использовать на 18–20 % меньше газа, сохраняя при этом свою эффективность. Добиться таких результатов позволяют полный цикл сгорания топлива, использование специально сконструированных горелок, улучшенная теплоизоляция и специально разработанная геометрия.
2. Производительность напольного или настенного газового котла позволяет увеличить КПД агрегата до 96–98 %. В совокупности с компактностью и простотой установки это более чем убедительное преимущество.
3. Кроме того, газовые котлы Viessmann абсолютно безопасны для экологии и окружающей среды. Минимальные показатели выбросов вредных веществ позволяют устанавливать такую технику даже в помещениях с большим скоплением людей.

Рейтинг конденсационных котлов

Рейтинг конденсационных котлов отличается по производителям и моделям, в зависимости от типа конструкции: настенной или напольной.

Наиболее популярные настенные типы котлов:

1. De Dietrich PMC-M 24/28 MI Plus – двухконтурный навесной котёл с литым, легированным алюминием, теплообменником и пластинчатым для подключения в горячему водоснабжению, а также расширительным баком на 8 л. Мощность нагрева 6,1-24 кВт, максимальная площадь отопления – 248 м2, масса конструкции 29 кг.
2. Ariston Genus Premium Evo 30 – двухконтурный котёл премиум-класса, оснащённый радиальным и пластинчатым теплообменниками, погодозависимой автоматикой. Рассчитан на мощности 3,3-30 кВт и площадь помещений до 311 м2, масса конструкции 35 кг.
3. Viessmann Vitodens 100-W – двухконтурный котёл с высокотехнологичным теплообменником Inox Radial и вторичным пластинчатым для ГВС, модулируемой горелкой Matrix в диапазоне от 20% до 100%. Диапазон мощностей – 11-35 кВт, рассчитан на площадь до 350 м2, масса 44 кг.

Конденсационный котел Viessmann Vitodens 100-W

Рейтинг популярных напольных котлов:

1. Vaillant ecoVIT VKK INT 366 – одноконтурный котёл мощностью 34 кВт, предназначенный для отопления помещений площадью до 340 м2. Оснащён цифровой системой управления DIA-System, электронным поджигом и модулируемой горелкой. Предназначен для отопления и производства горячей воды.
2. Viessmann Vitogas 100-F GS1D870 – одноконтурный котёл, оснащённый открытой камерой сгорания, надёжной и долговечной системой поджига с предварительным смешением, высокоточной автоматикой. Рассчитан на мощность 29 кВт и отапливаемую площадь 300 м2.
3. Buderus Logano G234 WS-38 – одноконтурный котёл мощностью 38 кВт, предназначенный для отопления помещений площадью до 380 м2. Конструкция теплоизолирована, поддерживает подключение дополнительной автоматики, прочна и надёжна в эксплуатации. Предназначен для отопления и нагрева воды для ГВС.

Установка конденсационных котлов в современных системах отопления является весьма выгодной, даже несмотря на их высокую стоимость. Они безопасны в эксплуатации, неприхотливы в обслуживании, ремонтопригодны, эффективны и универсальны в применении. Являются отличной альтернативой обычным котлам за счёт высокого КПД и экономного расхода газа.

Высокие показатели эффективности конденсационного котла

Описывая данное устройство, можно выделить более подробно некоторые такие преимущества, как экологичность, экономичность, высокие показатели производительности, который основан на принципе работы конденсационного котла

Именно экономия является одним из основных положительных качеств, что особенно важно в условии постоянно растущих цен на газ

Если есть необходимость увеличить мощность котельной, есть возможность объединить сразу несколько котлов в определенный каскад. Это особенно востребовано для крышных устройств, а также в котельных, где требуется определенная производительность. Настенный и напольный конденсационный котел имеют, как говорят отзывы, преимущественные пониженные шумовые характеристики, которые особенно сильно выделяются при сравнении с обычными котлами. Есть и недостатки конденсационных котлов — это их относительно высокая стоимость.

Таким образом, в процессе приобретения подобной конструкции покупатель делает выбор в пользу экономичности, современной инновации, возможности долговременного применения, а также в защите чистоты окружающей среды.

Устройство и функционирование котлов на сжиженном газе

Как и для традиционных моделей, в качестве энергоносителя для конденсационных котлов используется магистральный или сжиженный газ.

Фото 1. Изображение внутреннего устройства котла (слева) и его схема (справа). Подписаны основные части конструкции.

Чаще применяется первый вариант, прежде всего, ввиду высокой стоимости сжиженного газа (и, как следствие, из-за низкой экономической эффективности подобного способа обогрева). Однако второй вариант нередко реализуется в промышленности.

Главное отличие конденсационных котлов заключается в несколько ином принципе работы. В традиционных моделях для нагрева теплоносителя, циркулирующего в отопительном контуре, используется только тепловая энергия, образующаяся непосредственно от сжигания газа. При этом часть ее теряется, оставаясь в продуктах горения.

При функционировании конденсационного котла, теряемое в обычных условиях, тепло извлекается из продуктов горения посредством передачи кинетической энергии от постоянно образующегося конденсата к дополнительному теплообменнику.

Элементы и принцип работы

Основные элементы конденсационного котла:

• патрубки прямой и обратной подачи;
• насос, отвечающий за циркуляцию;
• камера сгорания с горелкой, форсунками подачи газа и вентилятором, нагнетающим воздух;
• первичный (основной) теплообменник и емкость для нагрева воды;
• охлаждающая камера — в ней температура получаемых продуктов горения снижается до температуры, максимально близкой к «точке росы» (~56 °C);
• вторичный (конденсационный) теплообменник и емкость для конденсата;
• дымоход для отведения охлажденных газов.

Функционирование конденсационного котла происходит следующим образом: газовоздушная смесь подается в камеру сгорания и воспламеняется, после чего высвобождаемая тепловая энергия, она проходит через основной теплообменник, тем самым нагревая теплоноситель. Продукты горения перемещаются в конденсационный теплообменник. Пар охлаждается до температуры ниже «точки росы», вследствие чего образуется конденсат.

Высвобождаемая энергия улавливается вторичным теплообменником и также используется для нагрева теплоносителя. Таким образом, за счет конденсации паров аккумулируются дополнительные объемы тепловой энергии.

Особенности

Среди основных особенностей конструкции конденсационных котлов выделяются следующие решения:

​

• Теплообменник, состоящий из трубок, имеет форму спирали для увеличения площади соприкосновения с циркулирующим теплоносителем.
• Охлажденный теплоноситель (обратной подачи) сначала подогревается за счет конденсационного теплообменника и лишь затем получает основной объем тепловой энергии от первичного теплообменника.
• Из-за высокой химической активности образующегося конденсата, основные составляющие котлов производятся из нержавеющей стали или силумина — сплава кремния и алюминия.
• В конструкции котлов используются высокотехнологичные горелки, наиболее эффективно смешивающие магистральный газ и воздух.

Принцип работы конденсационного котла

После того, как пар охлаждается, он преобразуется в жидкость. Благодаря такому процессу конденсации будет высвобождаться некоторое количество тепла. В обычном котле во время его работы происходит борьба с таким явлением, как конденсация, а в случае с конденсационным котлом конденсация является полезным явлением. Процесс конденсации имеет место в теплообменнике, который, по сравнению с газовым котлом, имеет несколько больший размер. Этот компонент конденсационного котла отбирает тепловую энергию для отопительной системы.

«Низшей» теплотой сгорания будет называться количество теплоты без учета конденсационного тепла.

Принцип работы конденсационного котла

Конденсационные котлы отопления начали пользоваться популярностью относительно недавно, хотя принцип их работы был известен человечеству еще более 100 лет назад. На сегодняшний день благодаря технологическому прогрессу при изготовлении котлов начали использовать сплавы, которые обладают хорошей устойчивостью к коррозии и другим губительным процессам.

Принцип работы настенного конденсационного газового котла

Когда сгорает топливо (газ), то кроме тепла в топке образуется водяной пар — результат разложения углеводорода на H2O и CO2. В отличие от устаревших устройств, конденсационный газовый котел оснащен легированным теплообменником. Этот элемент собирает и передает обратно в систему энергию пара, выводя вновь образованную воду по специальным трубкам.

Универсальность оборудования позволяет купить конденсационный газовый котел для установки в любых типах помещений: от частных домов и квартир до многокомнатных (или даже многоэтажных) зданий.

Обратите внимание, что на эффективность системы влияет температура воздуха и носителя после прохождения контура. Обращайтесь в ООО «Виссманн», чтобы купить напольное или настенное оборудование разной мощности

Обращайтесь в ООО «Виссманн», чтобы купить напольное или настенное оборудование разной мощности.

Те, кто хоть раз сталкивался с необходимостью того, что требуется качественно и эффективно обогреть загородный дом или коттедж, останавливают свой выбор на таком оборудование, как конденсационный котел. Это наиболее популярное приспособление, которые отличается высокими показателями экономичности. Благодаря этому, а также большому количеству иных положительных эксплуатационных характеристик оборудование оптимально подходит для большого количества разнообразных помещений.

Конденсат на теплообменнику

Перечень недостатков

Несмотря на массу плюсов, у конденсационных котлов есть и весомые преимущества. Некоторые из них заставляют потребителей отказаться от своего выбора и искать другие варианты:

• высокаястоимость оборудования;
• низкий тепловой потенциал при эксплуатации в высокотемпературных системах;
• сложности утилизации конденсата;
• высокая чувствительность к качеству забираемого воздуха.

И хоть конденсационные котлы способны выдавать дополнительные проценты тепловой энергии, за них приходится немало платить. При этом стоимость оборудования повышается из-за сложных технических особенностей, поэтому такой котел окажется гораздо дороже, чем классическая модель с аналогичными показателями мощностями. С одной стороны, это оправдывается большим сроком службы, но не все готовы платить за обогревательное оборудование тысячи долларов.

https://youtube.com/watch?v=2cuYAMBJ16s

Доступные на рынке модели конденсационных котлов условно разделяются на три ценовые категории: премиальный класс, средний и бюджетный. Представители первой группы предназначаются для узкого круга потребителей, и к ним относятся дорогостоящие установки от ведущих немецких производителей. Среди преимуществ таких котлов выделяют соответствие всем стандартам экологичности, наличие многих функций, максимальный уровень комфорта, а также возможность программирования работы.

В среднем ценовом сегменте расположены более дешевые модели с урезанным функционалом. В плане экономичности и экологичности к ним нет никаких претензий, при этом показатели производительности находятся на оптимальном уровне. Котлы этого класса поддерживают массу важных функций, а также автоматизированы, поэтому они способны самостоятельно изменять параметры работы с учетом окружающей температуры.

Эконом-класс рассчитан на ту аудиторию потребителей, которая готова смиряться с низкой производительностью в пользу дешевизны. При этом бюджетная продукция всегда находится на лидирующей позиции по объемам продаж.

При выборе будущего конденсационного котла важно учитывать и его стоимость, и рабочие показатели. Гораздо разумнее купить более дорогую систему, которая сможет проработать без сбоев в течение нескольких десятков лет, нежели переплачивать за дешевые модели, способные выйти из строя через короткий промежуток времени

3 Коэффициент полезного действия (КПД)

Определение. КПД – это отношение количества теплоты, полученного системой отопления, к количеству теплоты, образовавшемуся при сжигании топлива (газа). Для углеводородов эту теплоту называют низшей теплотой сгорания. Высшая теплота сгорания бывает только у конденсационных котлов – за счет отбора тепла при конденсации дымовых газов. Существуют различные методы вычисления КПД. Но все они дают примерно одинаковый результат: у конденсационного котла этот показатель на 10-11% выше, чем у обычного.

Традиционный котел. В лучших моделях при оптимальном режиме максимальный КПД составляет 81-84%.

Конденсационный котел. Более эффективная конструкция позволяет увеличить отбор тепла за счет конденсации продуктов сгорания и довести максимальный КПД до 92-95%.

Самые популярные производители

Не менее важные факторы, которые дают преимущества отечественным котлопроизводителям — доступный рынок запасных частей, доступность ремонтных работ  и способность надежно работать в режиме российских  инженерных сетей: электро, газ и водоснабжение.

Особенно популярными фирмами, по мнению пользователей, считаются:

1. Viessmann – немецкое предприятие, выпускающее настенные и газовые напольные котлы.
2. Protherm – словацкая компания, изготавливающая широкий ассортимент газовый котлоагрегатов, каждая серии носит название представителя животного мира.
3. Buderus – “дочка” хорошо известного концерна Бош, выпускает современные настенные и напольные модификации.
4. Vaillant – еще один популярный немецкий бренд высокоэффективных котлов.
5. Лемакс — российская компания, выпускающая энергонезависимый газовый напольный одноконтурный котел.
6. Navien- корейские агрегаты с доступными ценами при высоких энергоэффективных параметрах работы.

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.

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.

Важно отметить, что понятием «низкой цены», конденсационные котлоагрегаты не обладают, они изначально имеют высокую стоимость из-за применения высокопрочных материалов.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

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

Преимущества модификации:

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.

Преимущества модификации:

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.

Котел Viessmann Vitodens. Источник фото: ferencziepuletgepeszet.hu

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.