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.

Конденсационные котлы становятся все более популярными за счет ряда достоинств, которые есть у этой технологии. Ведущее место занимает высокий КПД, который составляет более 100%, хотя классическая физика утверждает, что такое невозможно. Производители конденсационных отопительных устройств используют особую систему расчетов, которая определяет показатель КПД. Например, в котлах данного типа низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части теплообменника, а дополнительные 8–11% приходятся на тепло от глубокого охлаждения дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника. Благодаря такой системе расчетов финальный КПД часто достигает 108–111%.

Но не только высокий КПД является плюсом конденсационных котлов. Также следует отметить экономию топлива до 35% по сравнению с обычными котлами, возможность точной модуляции мощности, а также снижение вредных выбросов на 70%. При этом котлы небольшой мощности компактны и могут легко поместиться даже в небольшой квартире. Также стоит отметить низкий уровень шума и возможность использования пластиковых дымоходов, которые гораздо дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

Конечно, у конденсационных котлов есть и минусы, главным из которых является цена, которая варьируется от 30 до 80% дороже обычных котлов. Окупаемость таких вложений зависит от интенсивности использования и других факторов. Также следует учитывать, что конденсационные котлы требуют низкой температуры нагрева воздуха в помещении, что может потребовать установки дополнительных радиаторов. Кроме того, необходимо утилизировать конденсат, что может потребовать отдельной системы для нейтрализации.

Тем не менее, это лишь некоторые плюсы и минусы конденсационных газовых котлов, которые могут стать решающими при выборе оборудования. Перед тем, как предпринимать какие-либо шаги, необходимо получить профессиональную консультацию от экспертов.

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 представлен расход природного газа в газовых котлах различной мощности. Из таблицы видно, что с увеличением мощности котла, увеличивается и потребление газа. Например, котел мощностью 10 кВт потребляет 1,12 м³/ч газа, а котел мощностью 60 кВт - уже 6,72 м³/ч. Эти данные могут быть полезны при выборе котла для домашнего отопления или в других ситуациях, где важен расчёт расхода природного газа.

Теплообменник является важной частью любой системы, где необходимо переносить тепло. Энергия сгорания топлива передается к теплообменнику, который отвечает за его распределение. Однако материал, из которого он изготовлен, играет ключевую роль в скорости реакции системы на различные внешние условия.

Сплав алюминия с кремнием, известный как Силумин, используется при создании теплообменников конденсационных котлов для борьбы с химически агрессивным конденсатом. Для достижения максимальной коррозионной устойчивости теплообменник делают литым, ведь швы могут ее снизить.

В отличие от Силумина, нержавеющая сталь обычно более доступна по цене. Этот материал устойчив к коррозии, не является инертным и устойчив к термоударам. Именно поэтому его чаще используют при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.

Конденсационные котлы также более экологичны, поскольку кислоты, образующиеся при сгорании, остаются в растворенном виде в воде конденсата и затем подвергаются нейтрализации. В обычных котлах пары с примесями кислот выбрасываются в атмосферу.

Температурные режимы работы также влияют на КПД котла. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация. В таблице 2 приведено соотношение значений температурных режимов и 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 °С, который отлично подходит для всех напольных установок и панельных низкотемпературных систем отопления. При такой температуре пара происходит непрерывно.

Автоматика и система управления кондиционерами ведется в автоматическом режиме в современных котлах. Есть различные модели, с разной функциональностью и электроника обладает возможностью контроля температуры в контурах, давления, расхода топлива и т.д. Более продвинутые модели позволяют настраивать различные режимы работы. Например, можно снижать температуру в ночное время, поддерживать минимальную температуру в помещении при отсутствии хозяев и т.д. Наиболее продвинутые модели можно управлять с помощью специальной программы на мобильном телефоне.

Существует два варианта установки: настенные и напольные котлы. Напольные котлы, как правило, имеют большую мощность - свыше 100 кВт и являются одноконтурными. Они легко соединяются с другими котельными установками с помощью циркуляционных насосов. Напольные котлы предпочтительны для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел. Он компактен, его мощность обычно не превышает 100 кВт. Его легко монтировать, и для таких котлов не требуется полноценный дымоход, достаточно вывести трубу через стену на улицу.

Цены на конденсационные газовые котлы зависят от их категории. Большинство производителей имеет линейку газовых конденсационных котлов. В условной категории их можно разделить на премиум, средний или экономкласс.

Премиум модели, которые включают такие марки, как, например, немецкие бренды, доступны в эксплуатации и обеспечивают высокий уровень безопасности. Они имеют стильный дизайн, работают бесшумно, изготовлены из материалов высокого качества, эффективно эксплуатируются и отвечают европейским эко стандартам. Единственный минус заключается в том, что цены на них очень высокие.

Средняя ценовая категория конденсационных котлов представлена такой торговой маркой, как BAXI. Она предлагает комфортабельные, экономичные и экологичные агрегаты, при этом они могут быть одно-, двух-контурными, настенными и напольными. Они обладают высокой производительностью, характерной для конденсационной технологии и соответствуют всем требованиям.

Недорогие котлы, которые относятся к экономклассу, производятся корейскими и словацкими производителями. Цена на них в два и более раз ниже, чем на премиальные конденсационные котлы. Особенность такого оборудования - его адаптированность к российским условиям эксплуатации. Недорогие котлы обладают простым функционалом и минимумом "интеллектуальных" опций, поэтому они спокойно переносят перепады давления и сбои в электроснабжении, в то время как дорогая автоматика прекращает работу.

При выборе котла необходимо учитывать не только собственные потребности и параметры устройства, но и возможность быстрой замены деталей и ремонта. Кроме того, необходимо обратить внимание на наличие в продаже запасных частей для данного типа агрегатов. По мнению экспертов, продукция, принадлежащая к средней ценовой категории, предлагает наиболее выгодные условия с этой точки зрения, став лидером в ремонтопригодности.

Фото: freepik.com