Принцип работы конденсационных газовых котлов отопления

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.

Требования к системе отопления

Прежде, чем с нуля заниматься монтажом оборудования для отопления, необходимо иметь на руках полный пакет документов, включающий план с системой распределения, а также соответствующими инженерными расчетами.

Если у вас уже имелся, допустим, одноконтурный котел, то практически не составит никого труда заменить его на такой же конденсаторный вариант, только двухконтурный.

Может возникнуть такая ситуация, что вы полностью захотите заменить систему отопления, с обычной на конденсационную. Для этого, разумеется, потребуются дополнительные материальные вложения. Основные расходы возьмет на себя сам конденсатник. Однако, монтаж и установка уже не будут такими затратными.

При смене системы отопления на рассматриваемый вариант, может потребоваться замена дымохода. Ведь специфика отработанных газов данного котла такова, что они обязательно должны отводиться через трубы из определенного материала изготовления.

Для того, чтобы избежать лишних трат, можно модернизировать имеющийся вариант дымохода, применив гильзование одно стенной трубой из нержавейки, а также отвода из пластиковой трубы.

Образование конденсата

Отмечается, что при работе конденсационного устройства мощностью 24 кВт, включенном на низкотемпературный режим, имеющем нагрузку 50%, оно дает около 40 литров конденсата в сутки.

Утилизировать кислоту из конденсата прямо в почву не разрешается, так как может образоваться «мертвое пятно». Конденсат низкой концентрации возможно сливать в канализацию, при этом разбавляя примерно 10:1 или 25:1.

Если в доме имеется автономная канализация, а также котел, работающий в полную мощь, то рекомендуют проводит процедуру нейтрализации. Для этого жидкость пропускают через специальный резервуар, заполненный мраморной крошкой. И только после этого сливают.

Требования к дымоходу

Для отвода отработанных веществ вместе с данными отопительными устройствами используются дымоходы облегченных конструкций или коаксиальные (труба внутри трубы).

Подобная дымоходная конструкция, одновременно с выводом дыма, засасывает воздух с улицы. Это позволяет агрегату не забирать чистый воздух из помещения, что одновременно повышает КПД.

Монтаж дымохода производится под небольшим углом наклона для того, чтобы избежать попадания кислотных соединений внутрь котла.

Особенности работы конденсационных котлов

При работе конденсационных котлов образуется кислый конденсат. Разумеется, конденсат образуется и при работе обычных котлов, но чаще всего о его существовании владельцы оборудования не догадываются или не задумываются, т.к. почти весь он улетает в трубу. Хотя задуматься-то как раз не мешало бы – этот конденсат, попадая в атмосферу, приводит к образованию кислотных дождей в местах концентрации обычных котлов.

А вот владельцам конденсационных котлов волей-неволей приходится задуматься о том, что делать с конденсатом. А его, кстати, образуется немало. Так конденсационный котел мощностью менее 30 кВт за период работы, равный 1 суткам, собирает около 30 л конденсата. Чаще всего накопленный конденсат просто сливают в канализацию. Согласно правилам эксплуатации котлов, можно сливать конденсат без его нейтрализации из котлов мощностью до 150 кВт, т.е. для большинства моделей бытового класса. В противном случае нужно установить нейтрализатор (емкость с щелочными материалами, например, гранулами магния и калия) и периодически менять его, что, конечно, доставляет некоторые неудобства, но вполне по силам каждому.

Николай Иванов, Региональный менеджер компании «Navien»

«В последних моделях котлов Navien вентилятор установлен под горелкой – в отличие от котлов европейских производителей, где вентилятор расположен в верхней части. Нижнее расположение вентилятора увеличивает длину дымоудаления – до 8 м

Кстати, обычные котлы тоже решают проблему конденсата, только иначе, чем конденсационные. В конвекционных котлах делается все, чтобы вывести как можно больше конденсата в трубу, чтобы он не накапливался на теплообменнике и не разрушал его. Для этого отработанные газы выпускают «в трубу» при температуре 140-160°С, при охлаждении их до более низких температур в дымоходе уменьшается тяга, и конденсат начинает скапливаться в котле, к чему обычный котел абсолютно не готов.

Температура газов на выходе из конденсационного котла гораздо ниже (всего на 10-15°С выше температуры теплоносителя), ведь почти вся тепловая энергия утилизируется в котле. Поэтому отработанные газы из него можно выводить не только вверх на крышу, но и через стену, а сам дымоход делать меньшего диаметра и изготавливать из пластика.

Следует помнить, что выбор материала для дымохода конденсационного котла должен быть строже, чем для обычного. Ведь вся влага, которая не сконденсировалась на теплообменнике в котле, обязательно сконденсируется в дымоходе и начнет разъедать его. Поэтому дымоход для котла конденсационного типа изготавливают устойчивого к кислой среде материала – нержавеющей стали или пластика, а горизонтальным его участкам придают небольшой уклон, чтобы вода, образовавшаяся при конденсации попавшего в дымоход пара, сливалась под действием силы тяжести обратно в котел.

Напольные конденсационные газовые котлы De Dietrich С 230 Eco

Другой значимой особенностью конденсационного котла является его повышенная чувствительность к качеству поступающего в камеру сгорания воздуха. Наличие заметного количества пыли в воздухе приводит к быстрому износу вентилятора. Кстати, это характерно для всех котлов, имеющих закрытую горелку, не только конденсационного типа. Но не только запыленность воздуха влияет на эффективность газового котла, но и его температура.

Как показывает практика, в морозы канал для подвода воздуха может обмерзать, поскольку температура отработанных газов в конденсационном котле довольно низкая, и они не способны в достаточной степени прогревать стенки дымохода. Это приводит к уменьшению поступления кислорода, необходимого для горения топлива, и, как следствие этого, к снижению КПД самого котла. Поэтому в особо суровых климатических условиях смогут работать далеко не все модели конденсационных котлов.

Как видно, проектирование системы отопления с помощью газового конденсационного котла – не простая задача, здесь обязательно требуется помощь специалистов.

Принцип работы газовых конденсационных котлов

Обычный котел выпускает довольно горячие продукты сгорания в дымоход. Температура дымовых газов колеблется в пределах 150-250 градусов. Кондесатник же после отработки основного процесса термопередачи доостужает газообразные продукты сгорания до тех пор, пока не начнет происходить изменение агрегатного состояния. То есть до начала процесса конденсации. За счет этого котел увеличивает полезную часть тепла, передаваемую нагреваемому теплоносителю. Причем, делает это дважды:

• сперва остужая дымовые газы до 50-60 градусов
• а после забирая тепло, выделяемое в процессе конденсирования.

Вот отсюда и появляется дополнительные 15-20% полезной энергии. Ниже имеется отличная иллюстрация того, как работает конденсационный газовый котел.

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.

Рейтинг самых популярных моделей конденсационных газовых котлов

Следующие модели заслуживают внимания в первую очередь:

1. Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5-20 кВт – одноконтурный котел со стальным теплообменником. Подходит для отопления помещения площадью 200 кв. м. Объем расширительного бака – 10 л. Предусмотрена дистанционная система управления. Компания Vaillant – лидер в производстве газовых котлов.
2. Viessmann Vitodens 100-W B1HC043 – одноконтурный агрегат мощностью 35 кВт, подходит для помещений площадью 250 кв. м.
3. NAVIEN NCB-52H – 52,3 кВт хватит для обогрева 418 кв. м, вес 32 кг.
4. Hotpoint-Ariston Alteas One Net 24 – мощность – 24,4 кВт, оптимальная отапливаемая площадь – 195 кв. м, имеет 2 контура, масса равна 32,7 кг.

Современные проектные решения

Естественно, что применение конденсационных котлов предоставляет дополнительные возможности с точки зрения применяемых конструктивных и теплотехнических решений при проектировании котельных. Однако для реализации этих возможностей необходимо выполнить ряд дополнительных требований.

При этом стоит отметить, что большая часть этих требований позволяет так же увеличить эффективность работы котельных с применением неконденсационных котлов, но именно применение конденсационной техники раскрывает возможности в полной мере. То есть ориентировка на применение современного оборудования позволяет повысить уровень проектных решений в целом. Максимальная эффективность от современных проектных решений является отличным преимуществом конденсационных котлов.

Дымоходы для конденсационных газовых котлов

Все конденсатники – котлы с закрытой камерой сгорания. Воздух на горение в камеру поступает по внешнему контуру подключаемого к котлы двухконтурному дымоходу. это так называемые коаксиальные дымоходы. Они представляют собой трубу в трубе. Обе трубы имеют общую ось – отсюда и название “коаксиальный”. Как правило для котлов малой мощности в каталогах производителей имеется отдельный раздел с дымовыми трубами для той или иной модели. Но, никто не запрещает использовать другую дымоходную систему.Мало того, порой это полностью оправдано, а в некоторых случаях – единственно возможный вариант.Допустим, котельная у Вас в подвале и выход дымохода в уличную стену будет расположен очень низко. В таких случаях коаксиальный дымоход разделяют на отдельные патрубки для подачи входного воздуха и выхода дымовых газов.

Если Вы строите дымоход для Вашего конденсационного газового котла по своему проекту и из дымовых труб других производителей, то следует помнить, что дымовые газы от конденсатника сильно охлаждены. То, что несконденсировалось в котле, сконденсируется в дымоходе, осаждаясь на его стенках. Именно поэтому внутренняя труба дымохода должна быть изготовлена из нержавеющей стали с хорошими показателями кислотостойкости. Например, из аустенитной нержавейки марки Aisi 316, по нашему 07Х17Н13М2.

Какой лучше выбрать

Перед покупкой агрегата рекомендуется определить потребность семьи в горячем водоснабжении, площадь жилья, а также изучить следующие характеристики:

1. Мощность. Необходимо провести простой расчет исходя из того, что для обслуживания дома в 200 кв. м с высотой потолков 2,7 м нужен прибор в 24 кВт. Расход топлива напрямую зависит от этого показателя. Чтобы не ошибиться, нужно посоветоваться со специалистами для определения особенностей жилья и выявления тепловых потерь.
2. Тип исполнения – настенный или напольный котел.
3. Материал теплообменника – нержавеющая сталь и силумин. Они обладают антикоррозийными свойствами.
4. Автоматика – наличие тех или иных датчиков и защитных механизмов.

https://youtube.com/watch?v=1y4KeV8lbts

Сравнение конденсационных котлов

Модели котлов находятся в одном ценовом сегменте.

Условия подбора:

• Мощность: 24-25 кВт
• КПД: более 100%
• Одноконтурный
• Цена: до 50000 рублей

Учитывая данные параметры, нашлось две модели,  полностью удовлетворяющие установленные параметры.

	Газовый котел Baxi Duo-tec Compact 1.24	Газовый котел Protherm Рысь К 25 MKO
Стоимость, сентябрь 2017	44590	49585
Максимальная тепловая мощность, кВт	24	25
Минимальная тепловая мощность, кВт	3.4*	6
КПД, %	105.7	108.5**
Материал теплообменника	нержавеющая сталь	алюминиево-кремниевый сплав
Расход природного газа	2.61 м³/час	3.2 м³/час

*По отзывам, в модели Baxi минимальная тепловая мощность занижена, на деле она составляет 4.7 кВт.

**Относительно модели Protherm, то в таблице указан показатель при режиме частотной нагрузки (примерно 30%) и температуре 40/30 °С. При работе в полном низкотемпературном режиме 50-30°С КПД составит 104%. Кроме всего прочего, уровень шума у турбины значительно выше, чем у Baxi.

Так как модель от Protherm совсем недавно на российском рынке, то отзывов совсем немного, но если учесть отзывы о конвекционных котлов этого же бренда, можно полагать, что качество на высоком уровне.

Устройство конденсационных котлов

Обычный газовый котел отличается на редкость простой конструкцией. Здесь располагается газовый узел с клапаном, соединенный с горелкой. Над всем этим нависает единственный теплообменник, отвечающий за подогрев теплоносителя до заданной температуры. За поддержку температуры отвечает механическая или электронная система управления. КПД оборудования достигает 90-92%, в зависимости от конструкции выбранного прибора и типа камеры сгорания – модели с закрытыми камерами сжигают топливо более эффективно.

Если одноконтурные газовые котлы устроены просто, то их двухконтурные «коллеги» устроены чуточку сложнее – здесь добавляются вторичный теплообменник (или ставится один битермический) и трехходовой клапан. Все эти узлы отвечают за подготовку горячей воды. Техника отличается неплохим КПД и позволяет избавиться от необходимости покупки дополнительного водонагревателя.

Конденсационные котлы устроены еще сложнее, ведь они отличаются повышенной эффективностью и высоким показателем КПД – он достигает 98%. Здесь используется технология конденсации влаги из выделяющихся продуктов сгорания. Так как в них все еще полно тепла, то их можно отобрать и пустить в систему отопления. Тем самым достигается солидная экономия топлива – в зависимости от модели и условий работы, она составляет до 10%.

Газовые конденсационные котлы включают в себя следующие узлы:

На данный момент конденсационные котлы являются самыми современными и эффективными решениями в области отопительных систем.

• Камера сгорания – открытая или закрытая. Здесь происходит сгорание поступающего топлива. Причем подавляющее большинство конденсационных агрегатов построено на основе закрытых камер, в то время как модели с открытыми камерами – единичные;
• Основной теплообменник – здесь происходит основной отбор тепловой энергии, которую уносит горячий теплоноситель;
• Конденсационный теплообменник – самая важная деталь газового конденсационного котла. Именно здесь происходит конденсация влаги с отдачей тепла в отопительную систему;
• Вторичный (или битермический) теплообменник и трехходовой клапан – эти узлы отвечают за работу контура ГВС;
• Управляющая электроника – отвечает за работу всего установленного на борту оборудования;
• Дренаж – отвечает за отвод конденсата в канализацию.

Конденсационный котел устроен сложнее, чем любой другой конвекционный агрегат. Но именно это позволяет ему по максимуму отбирать тепловую энергию из продуктов сгорания.

Сложность конденсатных котлов напрямую повлияла на их стоимость – они минимум на 30% дороже конвекционных аналогов.

Принцип работы

Принцип работы котла

Конденсационный котел – это усовершенствованная версия обычного конвекционного аналогичного газового оборудования. Суть работы достаточно проста:

• для функционирования используется магистральный или сжиженный газ, поставляемый в баллонах;
• в процессе сгорания топлива появляется углекислый газ и вода, что приводит к получению большого объема энергии;
• образовавшееся тепло нагревает теплоноситель, в качестве которого чаще всего выступает техническая вода;
• горячая жидкость нужной температуры циркулирует по системе, организуя отопление.

По расчетам специалистов привычный конвекционный котел имеет КПД в среднем 90%, а оставшиеся 10% уходят в трубу и обогревают воздух на улице. Чтобы исключить такие потери, был создан конденсационный котел.

Принцип работы конденсационного котла

Конденсационный котел является младшим братом самого обычного газотопливного конвекционного котла. Принцип действия последнего крайне прост, а посему понятен даже людям, плохо разбирающимся в физике и технике. Топливом для газового котла, как следует из его названия, служит природный (магистральный) или сжиженный (баллонный) газ. При сгорании голубого топлива, как впрочем и любой другой органики, образуется углекислый газ и вода и высвобождается большое количество энергии. Выделяющееся тепло идет на нагрев теплоносителя – технической воды, циркулирующей по системе отопления дома.

КПД газового конвекционного котла составляет ~90%. Это не так уж и плохо, по крайней мере, выше, чем у жидко- и твердотопливных теплогенераторов. Однако люди всегда стремились максимально приблизить этот показатель к заветным 100%. В связи с этим встает вопрос: куда же деваются остальные 10%? Ответ, увы, прозаичен: вылетают в трубу. Действительно, продукты сгорания газа, покидающие систему через дымоход, разогреты до очень высокой температуры (150-250°C), а значит, потерянные нами 10% энергии расходуются на обогрев воздуха за пределами дома.

Ученые и инженеры давно искали возможность более полной рекуперации тепла, однако способ технологического воплощения их теоретических разработок был найден лишь 10 лет назад, когда был создан конденсационный котел.

В чем его принципиальное отличие от традиционного конвекционного газотопливного теплогенератора? Отработав основной процесс сжигания топлива и передачи значительной части выделенного при этом тепла теплообменнику, конденсатник доостужает газообразные продукты сгорания до 50-60°C, т.е. до точки, когда начинается процесс конденсации воды. Уже этого достаточно для того, чтобы существенно увеличить КПД, в данном случае – количество тепла, переданного теплоносителю. Однако и это еще не все.

Традиционный газовый котел

Конденсационный газовый котел

При температуре 56°C – в так называемой точке росы – вода переходит из парообразного состояния в жидкое, иными словами, происходит конденсация водяного пара. При этом выделяется дополнительная энергия, в свое время затраченная на испарение воды и в обычных газовых котлах теряемая вместе с улетучивающейся парогазовой смесью. Конденсационный котел способен «забрать» тепло, выделяемое в процессе конденсации водяного пара, и передать его теплоносителю.

Производители теплогенераторов конденсационного типа неизменно обращают внимание своих потенциальных клиентов на необычайно высокий КПД выпускаемых ими устройств – выше 100%. Как такое возможно? На самом деле никакого противоречия канонам классической физики здесь нет. Просто в данном случае применяют иную систему расчетов

Просто в данном случае применяют иную систему расчетов.

Часто, оценивая КПД отопительных котлов, подсчитывают, какая часть выделившегося тепла передана теплоносителю. Тепло, «отбираемое» в обычном котле, и тепло от глубокого охлаждения дымовых газов дадут в сумме 100% КПД. Но если добавить сюда еще и тепло, выделившееся при конденсации пара, мы получим ~108-110%.

С точки зрения физики такие вычисления не совсем верны. При расчете КПД нужно учитывать не выделившееся тепло, а полную энергию, высвободившуюся в процессе горения смеси углеводородов заданного состава. Сюда войдет и энергия, затраченная на перевод воды в газообразное состояние (впоследствии выделившаяся в процессе конденсации).

Из этого следует, что коэффициент полезного действия, превышающий 100%, это всего лишь хитрый ход маркетологов, эксплуатирующих несовершенство устаревшей формулы расчета. Тем не менее, следует признать, что конденсатнику, в отличие от обычного конвекционного котла, удается «выжать» из процесса сгорания топлива все или почти все. Положительные моменты очевидны – более высокая эффективность и снижение потребления ископаемых ресурсов.

Особенности работы конденсационных одноконтурных котлов

При использовании обычного котла для отопления частного дома, в процессе сжигания газа образуется дым. Его температура составляет около 120 градусов. Дым выбрасывается в трубу, теряя значительную часть тепла, потому КПД обычных напольных газовых котлов составляет порядка 92%. Остальные 8% просто уходят вместе с топочными газами через дымоход.

В конденсационных одноконтурных котлах дым служит дополнительным источником энергии. Отдавая максимум своего тепла, он выходит из дымохода с температурой 50-60 градусов. Это достигается за счет специальной конструкции теплообменника конденсационного одноконтурного котла.

Поступаемый в котел воздух имеет определенную влажность, соответственно при его нагреве, имеющиеся частички воды превращаются в пар и именно его мы видим с дымоотвода.

При работе напольных конденсационных одноконтурных котлов, топочные газы не отводятся в дымоход, а сперва направляются к задней части теплообменника или в отдельную конденсационную камеру, куда поступает охлажденный теплоноситель. В результате разности температур, пар переходит в жидкое состояние. Процесс перехода сопровождается выделением тепла, которое передается теплоносителю. Получается, что при поступлении в ту часть теплообменника, которая расположена непосредственно возле горелки, теплоноситель уже предварительно подогрет. В результате, количество сжигаемого газа для получения необходимой температуры в системе отопления снижается.

Дополнительно ко всему, тепло с топочных газов поглощается уже при выходе из напольного конденсационного одноконтурного котла. Подобный механизм реализовывается путем использования коаксиального дымоотвода. Эффект его работы заключается в том, что горячие отводящие газы отдают свое тепло приходящему воздуху. Таким образом, в горелке с природным газом смешивается предварительно подогретый воздух, что снижает затраты энергии на его разогрев.

Виды конденсационных котлов

Конденсатные котлы классифицируются по следующим критериям:

• по типу установки: напольные или настенные;
• по количеству контуров: одно- или двухконтурные.

Конденсационные напольные котлы имеют не только большие габариты, а и могут оснащаться выносными насосами и прочим оборудованием, требующим для установки отдельного помещения. Они обычно бывать одноконтурными и предназначены для отопления больших площадей. Их преимуществами являются ремонтопригодность и простота конструкции.

Конденсационные настенные котлы от напольных отличаются компактностью размером и относительно малым весом. Все узлы и агрегаты расположены внутри корпуса, выносных элементов нет. Выпускаются в одно- и двухконтурном исполнении, просты в подключении, неприхотливы в эксплуатации.

Конденсационный котел одноконтурный напольный

Одноконтурные отопительные котлы для обогрева помещений могут применяться не только в отопительных системах, а и для горячего водоснабжения, при условии наличия бойлера. Отличаются простотой конструкции, низкой стоимостью, по сравнению с двухконтурным котлом, высоким КПД и мощностью нагрева, экономным расходом топлива.

Двухконтурный конденсационный газовый котёл выпускается с накопительным бойлером или с теплообменником проточного типа. Может использоваться для отопления или подогрева воды без необходимости приобретения отдельного бойлера. Компактный, легко устанавливается и обслуживается, монтаж выполняется напольным или настенным способом.

Принцип работы

Стоимость конденсационного оборудования на порядок выше, чем цена обычных котлов отопления. Чем это обусловлено? Каковы отличия в принципе работы разных видов отопительного оборудования?

Принцип работы конденсационного котла

В котлах традиционного исполнения топливо поступает в горелку, потом транспортируется в камеру сгорания, там перерабатывается в тепло и отработанные газы. Тепло направляется на нагревание теплообменника, по которому циркулирует вода и разносится по всей системе. Отработанные газы выходят через дымоход на улицу.

Казалось бы всё просто, но в воздух выделяются газы, температура которых 140 градусов. Они могли бы быть использованы с пользой. Именно этот нюанс был учтён при изготовлении конденсационных моделей. Принцип их работы следующий:

• Первый теплообменник нагревается в результате сгорания топлива и отдаёт тепло теплоносителю. Вода нагревается, циркулирует по трубопроводу, отдаёт тепло помещению.
• Конденсационный теплообменник забирает тепло отработанных газов, охлаждая их ниже точки росы.
• На стенках вторичного теплообменника собирается пар, продукты сгорания отдают своё тепло воде, а в воздух выходят газы, температуры которых не превышает 40 градусов. Это то, чем отличается конденсационный котёл от обычного .

Обратите внимание! Чтобы предупредить коррозию, которая может быть вызвана конденсатом, в процессе производства оборудования используются высококачественные сплавы, которые отличаются стойкостью к воздействию химических веществ и коррозии

Эффективность и использование конденсационного котла

Конфигурация КПД котла рассмотрена в предыдущих разделах. Высокий КПД позволяет достигнуть экономии топлива почти в 20%. Это является основным достоинством конденсационного типа котлов.

Необходимо сказать о недостатках в применении конденсационного отопительного котла. Главные недостатки можно перечислить в следующих показателях:

1. Высокая стоимость оборудования;
2. Необходимость утилизации конденсата;
3. Ограничения по температуре обратного теплоносителя.

Высокая стоимость котлов обусловлена тем, что теплообменники выполнены из дорогостоящих материалов и имеют сложную конфигурацию. Причем чаще всего они выполняются методом литья, так как сварные швы больше подвержены негативному влиянию агрессивного конденсата.

Образование конденсата – не менее весомый фактор при выборе данного оборудования. Нужно знать, что при сгорании 1 м3 природного газа образуется почти 1 литр водяного конденсата (после конденсации водяных паров). То есть при работе котла средней мощности в 24 кВт образуется примерно 55 – 60 литров конденсата в сутки.

Конденсат нужно утилизировать. В многоквартирных домах эта проблема решается довольно просто – конденсат сливается в централизованную систему канализации, где разбавляется большим количеством бытовых стоков. При этом следует заметить, что при наличии в квартире системы канализации из чугуна возможно его локальное повреждение агрессивным конденсатом.

При установке конденсационного котла в частном доме проблема утилизации конденсата потребует дополнительных затрат. Сливать конденсат в бактериальные септики автономной канализации нельзя – погибнет рабочая фауна устройства. Сброс в фильтровальные колодцы вызовет отравление почвы на участке.

Поэтому потребуется организация либо системы сбора, либо системы нейтрализации отхода. Это потребует сооружения емкости сбора с последующим вывозом разбавленного конденсата. В другом случае устанавливается химическая установка фильтрации и нейтрализации – стоит она тоже недешево.

Принцип работы котла реализуется на условии поддержания температуры обратного теплоносителя не выше 55С. Это возможно лишь в системах водяных теплых полов (t2 обычно не более 25 – 30С), высокотемпературное радиаторное отопление работает эффективно при диапазоне температур 75 – 60С (t1 = 75; t2 =60C). Это налагает дополнительные ограничения при выборе конфигурации системы отопления.

Решение о применении конденсационного котла следует принимать на основе конкретных показателей (возможность утилизации отходов, тип системы отопления, возможная экономия топлива и так далее). В целом оборудование отличается высокими техническими характеристиками, но следует учитывать и особенности эксплуатации конденсационного котла отопления.

Рекомендуем прочитать:

Настенный газовый котел отопления

Полимерные трубы для отопления – виды и методика монтажа

Схема отопления тепловым насосом

Проектирование системы водоснабжения дома

Обвязка теплоаккумулятора в системе отопления

Инфракрасные электрические обогреватели

(Просмотров 1 933 , 1 сегодня)

Особенности эксплуатации конденсационного газового котла

Частые вопросы потребителей: что делать с конденсатом, получаемым в процессе эксплуатации котла, насколько он вреден, и как его утилизировать.

Количество конденсата можно рассчитать так: на 1 кВт*ч приходится 0,14 кг. Следовательно, конденсационный газовый котёл мощностью в 24 кВт при работе на 12 кВт мощности (т.к. большую часть отопительного периода котел работает с модуляцией, а средняя нагрузка на него, в зависимости от условий, может составлять ниже 25%) в достаточно холодный день вырабатывает 40 литров конденсата при низкотемпературном режиме.

Конденсат можно слить в центральную канализацию, при условии, что его разбавили в пропорции 10 или лучше 25 к 1. Если дом оборудован септиком или локальной очистной станцией, требуется нейтрализация конденсата.Сергей Бугаев

Нейтрализатор представляет из себя ёмкость, заполненную мраморной крошкой. Вес наполнителя – от 5 до 40 кг. Менять её надо вручную в среднем раз в 1-2 месяца. Конденсат, обычно пройдя через нейтрализатор, самотёком попадает в канализацию.

Одноконтурные и двухконтурные

Настенный газовый конденсационный одноконтурный котел Viessmann Vitodens 200-W-19 кВт

Газовые конденсационные котлы бывают одно- и двухконтурные. В первом случае механизм имеет один контур движения теплоносителя и предназначен только для отопления. Второй вариант обеспечен двумя контурами циркуляции жидкости, что позволяет отапливать помещение и организовывать горячее водоснабжение.

Преимущества одноконтурных котлов:

• Большой функционал, позволяющий настраивать режимы работы устройства и расход газа.
• Автоматическая система безопасности.
• Базовый вариант для создания разнообразных систем отопления с большим количеством разводок.
• Датчики контроля, регулирования нагрева в зависимости от изменения температуры на улицы и в доме.
• Понятная, легкая эксплуатация.
• Длительный срок службы.

Оборудование одноконтурного типа отличается доступной стоимостью.

Wolf FGB-K-35 Котел газовый двухконтурный конденсационный 35 кВт

Достоинства двухконтурного котла:

• Многофункциональность: механизм одновременно выполняет опцию отопителя и бойлера.
• Количество нагретой воды соответствует потребностям пользователя, нет дефицита и излишков, так как жидкость нагревается постоянно в процессе поступления к крану.
• Компактные размеры модели позволяют устанавливать оборудование в небольших помещениях.

Выбирая одноконтурную конструкцию надо учитывать, что при необходимости в горячем водоснабжении нужно будет приобретать дополнительное оборудование, которое может ударить по бюджету и потребует дополнительного места. У двухконтурного котла также есть недостатки

Важно постоянно поддерживать баланс между отоплением и расходом воды, иначе это приведет к нестабильным температурным показателям и неудовлетворительной подаче воды с плохим напором

Чтобы не нести постоянные расходы, нужно серьезно отнестись к расчету мощности. Если нет необходимости в больших объемах эффективности, можно купить устройство попроще и подешевле. Главное, чтобы котел справлялся с поставленными перед ним задачами.

Заключение по теме

Тот, кто считает себя человеком экономным и держит расходы семейного бюджета в жестких рукавицах, должен приобретать именно конденсационный газовый котел для отопления и ГВС собственного дома. С помощью такого агрегата можно отлично сэкономить на потреблении топлива, не снижая такой показатель, как эффективность. Тем более что цены на газ каждый год растут.

Читайте далее:

Чем примечателен энергонезависимый напольный газовый котел — принцип работы, плюсы и минусы агрегата

Разбираем двухконтурный газовый котел: принцип работы и виды оборудования

Одноконтурный газовый котел отопления — принцип работы и классификация

Что собой представляет автономный газовый обогреватель

Пиролизная печь своими руками — основные преимущества отопительного агрегата