Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из перспективных инновационных технологий, применяемых в производстве отопительных систем, является конденсационная технология, базирующаяся на конденсации водяного пара, который образуется при сгорании углеводородных топлив. Эта технология называется конденсационным газовым котлом и еще только начинает завоевывать популярность на российском рынке. Однако, в Европе она широко распространена и, в некоторых странах является единственным разрешенным способом отопления.

Между тем, это не случайно. Котлы, основанные на конденсационной технологии, отличаются высокой эффективностью, экологичностью и универсальностью. В данной статье мы рассмотрим принцип работы конденсационного газового котла, его достоинства и недостатки, а также некоторые особенности, которые следует учитывать при выборе этого оборудования.

Конденсационный котел использует в качестве топлива сжиженный или природный газ, так же, как и обычный котел для отопления. Однако, его название происходит от его способности извлекать "скрытую" теплоту из продуктов сгорания с помощью конденсации водяного пара.

Технология работы базируется на физических законах. В процессе сгорания газа выделяется углекислый газ и вода. Поскольку жидкость испаряется, то это сопровождается выделением тепловой энергии. Конденсация водяного пара позволяет "выдрать" потерянную теплоту (энергию), тем самым предоставляя возможность повысить КПД системы. В обычных котлах конденсат является нежелательным явлением, которое потребует дополнительных затрат. В конденсационных же котлах оборудование способствует образованию жидкости путем конденсации водяного пара в специальном теплообменнике. Тепло, полученное в результате этого, передается теплоносителю (технической воде).

В производстве конденсационных котлов используются материалы повышенной стойкости, такие как нержавеющая сталь или сплав алюминия и кремния, чтобы предотвратить коррозию.

Конструктивно конденсационный котел схож с обычным газовым котлом. Его основными элементами являются:

• Патрубки подачи и отвода воды, включая холодную воду, подаваемую в котел и возвращаемую в радиаторы и трубы ГВС;
• Горелка, которая равномерно распределяет топливо в камере сгорания;
• Теплообменник №1, где происходит нагрев воды;
• Теплообменник №2, где происходит конденсация и извлечение дополнительной тепловой энергии;
• Насос, который обеспечивает циркуляцию воды.

При поступлении воды в камеру сгорания подается газ. Горелка запускает процесс горения. Продукты горения проходят через теплообменник №1 и нагревают его стенки. Затем, тепло обменивается с циркулирующей технической водой (теплоносителем). Газы с температурой выше точки росы (55 °С) переходят в теплообменник № 2, где происходит конденсация пара и образуется конденсат. В результате освобождается энергия, которая также передается для обогрева.

Для повышения КПД конденсационных котлов используются некоторые технологические решения, такие как:

• Увеличение площади соприкосновения трубок теплообменника с теплоносителем, путем их приваривания в форме спирали;
• Охлаждение теплоносителя, который после необходимых работ отправляется в ту часть теплообменника, где поступают охлажденные дымовые газы;
• Использование высокотехнологичных горелок, которые позволяют максимально смешать воздух и магистральный газ, делая работу аппарата еще более эффективной.

Конденсационные котлы используются для отопления квартир, небольших коттеджей или частных домов. Выбор размера и мощности котла зависит от площади помещений. Кроме обеспечения отопления, конденсационные котлы также используются для обогрева воды для бытового использования.

В Европе более 70% котлов являются конденсационными. Массовое производство этих котлов началось в Голландии и быстро развилось в Великобритании. В США и Канаде пользователи таких котлов могут получать льготы налогообложения.

В современном мире все большее значение приобретает экономия топлива и экологическая безопасность, поэтому конденсационные газовые котлы становятся все более популярными. Конденсационные котлы отличаются высоким КПД, который может достигать до 111%. Производители используют особую систему расчетов, основанную на двух точках сгорания топлива: низшей температуре и температуре конденсации. Этот показатель и определяет конечный КПД конденсационных котлов.

Конденсационные котлы имеют много достоинств. Во-первых, они компактны и легко помещаются даже в ограниченном пространстве. Во-вторых, экономия топлива может достигать до 35% по сравнению с обычными котлами. В-третьих, котел можно подобрать в точности под те параметры, которые необходимы потребителю, и не переплачивать за излишнюю мощность. Кроме того, конденсационные котлы имеют низкий уровень шума, сокращают вредные выбросы и позволяют устанавливать пластиковые дымоходы, которые дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

Однако у конденсационных котлов есть и минусы. Главный из них — это их цена, на 30-80% выше, чем у обычных котлов. Но, несмотря на это, заметная экономия топлива позволит окупить вложения. Кроме того, есть некоторые специфические особенности в работе системы, которые следует учесть при выборе котла. Например, необходимо учитывать невысокую температуру нагрева воздуха в помещении, что может потребовать установки дополнительных радиаторов. Также следует предусмотреть отдельную систему для нейтрализации конденсата, так как в нем содержится кислота и сливать его в локальную систему канализации (септик) недопустимо.

Перед приобретением конденсационного котла важно получить профессиональную консультацию об особенностях эксплуатации выбранной модели в конкретных условиях. Тем не менее, плюсы конденсационных котлов превалируют над минусами, и этот тип оборудования с каждым годом становится все более востребованным.

Советы специалистов по выбору конденсационного котла

Покупка конденсационного газового котла не является дешевой инвестицией, однако такое оборудование обычно покупают на десятилетия вперед. Поэтому стоит обратить внимание на производителей, использующих инновационные технологии, повышающие комфорт эксплуатации и гарантирующие бесперебойную работу на протяжении всего срока службы. Однако выбор торговой марки является только общим правилом. При выборе конкретного котла необходимо обратить внимание на несколько характеристик и учесть особенности дома, который вы планируете обогревать.

Мощность является важным фактором при выборе конденсационного котла, однако более мощный котел не всегда означает лучшее решение. Избыточная мощность может привести к ускоренному изнашиванию оборудования. Для определения оптимальной мощности котла необходимо учесть площадь дома, высоту потолков и качество утепления. Для более точного рассчета рекомендуется обследование дома с помощью специальных приборов, которые позволят выявить источники тепловых потерь и подобрать соответствующий котел. В различных климатических зонах рекомендуемые мощности котлов различаются. Например, для Москвы среднее значение от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. Таким образом, если вы планируете обогревать коттедж площадью 250 кв. метров, вам потребуется котел мощностью не менее 25 кВт.

Количество контуров является еще одним важным параметром для конденсационных котлов. В двухконтурных котлах один теплообменник отвечает за нагрев теплоносителя для отопления, а другой - для горячего водоснабжения. При повороте горячего крана система автоматически переключается на нагрев воды. В одноконтурных котлах нагревается только теплоноситель. Стоит отметить, что для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду, рекомендуется установить бойлер косвенного нагрева даже на двухконтурный котел. Специалисты не дают четких рекомендаций относительно предпочтительности одноконтурных или двухконтурных котлов. Обычно мощность оборудования с двумя контурами не превышает 24 Вт, что делает их идеальным выбором для небольших домов с хорошей теплоизоляцией или квартир с автономным отоплением.

Расход газа зависит от мощности котла, коэффициента полезного действия и нагрузки на систему отопления. Таблица 1 показывает расход газа в зависимости от мощности котлов.

В таблице 1 представлены расходы природного газа в газовых котлах разной мощности. Как видно из таблицы, при мощности 10 кВт потребление составляет 1,12 м³/ч, а при мощности 60 кВт - 6,72 м³/ч. Между этими значениями присутствуют промежуточные значения для котлов мощностью от 15 до 50 кВт. Данная информация может быть полезной при выборе оптимального котла для отопления помещения в зависимости от его площади и ожидаемой тепловой нагрузки.

Теплообменник является ключевым элементом в системе энергообеспечения, и от выбора материала, из которого он будет изготовлен, зависит его эффективность и долговечность. Эффективность же напрямую влияет на экономию ресурсов и экологическую безопасность работы котла.

Один из самых популярных материалов для производства теплообменников конденсационных котлов - это силумин. Это сплав алюминия и кремния, который обладает повышенной коррозионной устойчивостью и успешно противостоит химически агрессивному конденсату. Теплообменники из силумина лучше лить, так как швы при сварке снижают коррозионную устойчивость изделия.

Если говорить о стоимости, то нержавеющая сталь обходится дешевле, но все же менее популярна по сравнению с силумином в производстве теплообменников. Нержавеющая сталь тоже устойчива к коррозии, не восприимчива к термоударам и часто используется при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.

Одним из главных преимуществ конденсационных котлов является их экологичность. В отличие от обычных котлов, которые выбрасывают пары с примесями кислот в атмосферу, конденсационные котлы собирают кислоты в растворе в воде конденсата и затем нейтрализуют их.

Температурные режимы работы теплообменника также играют ключевую роль в его работе. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация и тем выше значение КПД. В таблице 2 приведено соотношение температурных режимов и значений КПД.

Статья:

В таблице 2 представлены результаты исследования зависимости КПД конденсационного котла от температуры воды в прямом и обратном контурах. Анализ показал, что увеличение температуры воды в прямом и обратном контурах приводит к снижению КПД в процентах.

При температуре 40°C в прямом контуре и 30°C в обратном контуре, КПД конденсационного котла составил 108%. При увеличении температуры до 70°C в прямом контуре и 60°C в обратном контуре, КПД снижается до 104%. Когда температуры воды достигают 90°C в прямом контуре и 75°C в обратном контуре, КПД составляет 98%.

Таким образом, исследование показало, что для достижения максимальнного КПД конденсационного котла важно поддерживать низкую температуру воды в прямом и обратном контурах.

Наилучшим режимом является пара температур 40/30°C, которой обладают все напольные установки и панельные низкотемпературные системы отопления. Однако, конденсация пара происходит непрерывно.

Управление в современных котлах ведется в автоматическом режиме благодаря электронике, которая при помощи датчиков контролирует температуру в контурах, давление, расход топлива и другие параметры. Более сложные модели позволяют настраивать разные сценарии работы, например, снижение температуры в ночное время или поддержание температуры в помещении на минимальном уровне при отсутствии жильцов. Некоторые модели можно управлять с помощью специальной программы на мобильном телефоне.

Касательно способа монтажа, есть два варианта: настенные или напольные. Напольные котлы обычно одноконтурные и имеют большую мощность, свыше 100 кВт. Они легко увязываются с другими котельными установками при помощи циркуляционных насосов, что делает такой котел наилучшим решением для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел, который компактен и легко монтируется. Для таких котлов не нужен полноценный дымоход, достаточно вывести трубу на улице через стену.

Цены на конденсационные газовые котлы можно условно поделить на премиум, средний и эконом-класс. Продвинутые марки оборудования, такие как немецкие бренды, имеют высокую цену, но обладают стильным дизайном, безопасны и долговечны, а также удобны в эксплуатации и эффективны в работе. К представителям средней ценовой категории можно отнести, например, торговую марку BAXI, которая предлагает комфортные, экономичные и экологичные агрегаты различных типов и мощностей. Корейские и словацкие производители уверенно держат позиции в эконом-классе с более низкой ценой, но простым функционалом и минимальным количеством "интеллектуальных" опций. Такие котлы адаптированы к условиям эксплуатации в России и могут переносить перепады давления и сбои в электроснабжении.

При выборе котла следует учитывать не только ваши потребности и характеристики продукта, но также уделить внимание возможности быстрого ремонта, а также наличию в продаже запасных частей для этого типа агрегатов. В этом вопросе средний ценовой диапазон является оптимальным выбором, поскольку предлагаемые изделия этой категории, как правило, обладают наибольшей доступностью и удобством при ремонте. При этом они не уступают продукции более высокой ценовой категории по основным характеристикам. Таким образом, выбрав котел из среднего ценового диапазона, вы сделаете правильный выбор, сочетая внушительные технические характеристики и высокий уровень эксплуатации.

Фото: freepik.com