Борьба за энергоэффективность теплового оборудования вынуждает инженеров придумывать новые способы повышения данного показателя. Примерно 80% котлов, которые реализуются в России на сегодняшний день, работают на голубом топливе.
Высокая конкуренция на рынке теплового оборудования приводит к тому, что каждый производитель старается предложить агрегаты с максимальным функционалом и наилучшими техническими параметрами. Конденсационные газовые котлы являются одним из видов теплогенераторов, отличающихся высокой эффективностью.
Что такое конденсационный газовый котел
Содержание статьи
Газовый котел конденсационного типа имеет устройство, позволяющее смешивать в системе горячую и холодную воду. Это способствует образованию конденсата на поверхности теплообменника. Агрегат предназначен для обустройства отопительной системы в частном доме.
Большинство теплогенераторов конденсационного типа, предлагаемых на рынке теплового оборудования, в качестве горючего используют природный газ.
Плюсы топлива:
- удобно доставляется потребителям,
- не требует специальных условий хранения,
- отлично взаимодействует с кислородом, находящимся в воздухе,
- имеет большую разность между низшей и высшей теплотой сгорания.
Конструкция и принцип работы конденсационных котлов позволяют извлекать максимум энергии из процесса горения топлива.
Эффективность любой системы отопления зависит от многих факторов. Профессионалы в сфере установки газового теплового оборудования знают, что конденсационные агрегаты показывают наилучшую отдачу в низкотемпературных системах отопления.
При оборудовании водяных теплых полов или установке стеновых отопительных панелей поверхности, отдающие тепло, имеют значительную площадь и относительно невысокую температуру теплоносителя. Если конденсационный газовый котел купить под такую систему отопления, можно существенно сэкономить за счет пониженного расхода газа.
Принцип работы
При сгорании топлива в специальных камерах теплогенераторов образуются дымовые газы с довольно высокой температурой (до 200 ºС), имеющие в своем составе пары воды. При обычном варианте дымоотвода все газы, продукты сгорания и пар просто отводятся в атмосферу. Вместе с ними уходит и значительная часть тепла. Уловить его путем конденсации паров воды и возвратить в систему — главная цель конвекционных агрегатов, поэтому они являются энергоэффективными устройствами.
Из школьного курса физики известно, что для преобразования воды в пар требуется довести ее до кипения при нормальном атмосферном давлении. Продолжая нагрев полученного пара можно достичь еще более высоких показателей температуры.
Когда происходит конденсация пара, тепловые процессы идут в обратном направлении. Охладив пар до момента начала конденсации (точки росы) можно произвести отбор содержащегося в дымовых газах тепла и через обменник вернуть его в систему.
Устройство
Аппараты такой конфигурации обычно крепятся на стену или пол и внешне мало чем отличаются от конвекционных аналогов.
К основным элементам конструкции относятся:
- корпус устройства, в котором смонтированы основные элементы и системы;
- камера сгорания, оснащенная горелкой с плавным регулированием и вентилятором для качественного смешивания воздуха с газом;
- один или два основных теплообменника (по количеству контуров);
- система сбора и отвода в канализацию сконденсированного пара;
- конденсационный теплообменник;
- коаксиальный дымоход (для большинства моделей);
- управляющая автоматика;
- дополнительные элементы (расширительный бак, встроенные циркуляционные насосы).
Отдельного внимания заслуживает устройство дополнительных теплообменников для отвода тепла от конденсата. Обычно их изготавливают из кислотостойкой нержавеющей стали или силумина (сплав алюминия с кремнием). При смешивании продуктов сгорания с конденсатом образуются растворы органических кислот, способные вызвать процессы химической коррозии.
Так как теплообменники, в которых происходят процессы передачи тепловой энергии от пара, имеют довольно большую площадь соприкосновения с агрессивной средой и относительно малую толщину стенок, к материалам их изготовления предъявляются особые требования. Они не только должны обладать хорошей теплопроводностью, но и устойчивостью к воздействию влаги, повышенной температуры и кислоты. Высоколегированные стали и силумин по своим характеристикам подходят для этого лучше всего.
Преимущества
Данным моделям не требуется дымоход сложной конструкции. Достаточно будет обустроить его из алюминиевых или пластиковых труб, так как температура отводимых газов обычно не превышает 60 градусов. Наряду с высокой мощностью настенные модели котлов очень компактны, для них не потребуется много места. При этом все дополнительное оборудование ( измерительные приборы, циркуляционный насос, расширительный бак) часто входит в состав агрегата. Это позволяет сэкономить еще больше места при установке и упрощает монтаж.
Забор воздуха для работы агрегата осуществляется непосредственно из помещения, в котором оборудование установлено. Это позволяет при мощностях ≤ 60 кВт не обустраивать в доме котельную.
Одной из слагаемых эффективности оборудования такого типа является корректная работа конденсационной секции. В большинстве газовых котлов такие устройства работают с температурой обратного теплоносителя.
Чтобы генератор весь сезон функционировал с максимальной эффективностью, его целесообразно устанавливать в системы низкотемпературного панельного отопления. При графике 40/30 ºС (40 ºС — температура в обратном контуре при входе в котел, 30 ºС — показатель нагрева теплоносителя на входе в систему) создаются необходимые условия для образования конденсата.
В том случае, если оборудовано радиаторное отопление с графиком 75/60 ºС, теплота конденсации работает на повышение эффективности котла в течение 97% времени отопительного периода.
С учетом всех параметров контура отопления конденсационные теплогенераторы позволяют:
- существенно увеличить общий КПД системы;
- снизить потребление газа и сэкономить до 40% топлива в отопительный сезон;
- комфортно использовать оборудование в помещениях с постоянным нахождением людей, за счет низкого уровня шума и вибраций;
- уменьшить уровень вредных выбросов в атмосферу.
Недостатки
Конденсационное оборудование имеет более сложную конфигурацию. Это ведет к увеличению количества элементов, точек подсоединения, вспомогательных систем. Например, для сбора и отвода конденсата требуется подсоединение к канализации, что сказывается на выборе места монтажа теплового оборудования.
К недостаткам конденсационных аппаратов можно отнести:
- относительно высокую стоимость;
- ощутимое падение КПД при использовании всего отопительного комплекса в условиях сильных морозов, когда приходится существенно повышать температуру теплоносителя.
Напольные модели имеют большие габариты и занимают много места. Для их установки требуется отдельное помещение. Несмотря на простоту конструкции, монтировать их сложнее. Напольные котлы в основном производятся с одним нагревательным контуром и предназначены только для отопления.
Чем отличается от обычных
Главным конструктивным отличием данных установок от их конвекционных аналогов является наличие конденсационного теплообменника. Можно сказать, что котел является более продвинутой версией обычного газового теплогенератора с повышенной при определенных условиях энергоэфективностью.
Относительно низшей теплоты сгорания (количество тепла, выделяющееся при полном сжигании единицы топлива) конденсационное оборудование дает возможность добиться того, что КПД превысит 100%. Если же система отопления находится в режиме работы, когда температура теплоносителя в обратном контуре выше точки росы, эффективность конденсационной секции становится равной нулю. В этих условиях конденсационный котел работает как обычный — с КПД около 90%.
Некоторые модели конденсационных теплогенераторов дооснащаются водяными теплообменниками, которые устанавливаются в дополнительных накопительных баках с разделением температур. Это является одним из путей повышения эффективности всей системы отопления без изменения количества и типа приборов.
Критерии выбора
Поскольку газовые конденсационные теплогенераторы являются сложными и довольно дорогими устройствами, их выбор под конкретные нужды лучше доверить профессионалам. Требуется учитывать параметры системы, особенности монтажа, общие эксплуатационные условия.
Производительность
Производительность газовых конденсационных агрегатов зависит от целого ряда факторов.
На работу котла оказывают значительное влияние:
- качество природного газа;
- тип, устройство горелки и топки;
- площадь основного и конденсационного теплообменников;
- количество контуров;
- точность работы управляющей автоматики;
- температура и скорость движения теплоносителя в подающем и обратном контуре;
- правильность монтажа трубопроводов и системы дымоотвода.
Чтобы конденсационный теплогенератор показывал заявленные характеристики, его мощность должна соответствовать параметрам системы. Потребуется создание в дополнительной секции соответствующих условий для образования жидкости. Как известно, чем ниже температура воды в контуре отопления и в обратной линии, тем эффективнее будет конденсация и выше КПД котла.
Число контуров
Различные фирмы-производители предлагают потребителям всевозможные модели газовых теплогенераторов. Есть как одно-, так и двухконтурные агрегаты. Последние, кроме обогрева помещений, способны обеспечить надежное снабжение домовладения горячей водой.
Более полное использование выделяемой при сжигании газа энергии позволяют повысить производительность конденсационных аппаратов при тех же или меньших габаритах. Например, двухконтурный прибор мощностью 100 кВт может полностью покрыть потребности дома площадью около 500 м2 в тепле и горячей воде.
Материал изготовления теплообменника
В обычных котлах, особенно с напольным способом установки, часто устанавливаются массивные элементы из чугуна. Специфика работы и особенности конструкции газовых конденсационных устройств определяют материалы изготовления теплообменников. Большая часть моделей имеет настенное крепление и строгие ограничения по габаритам и массе.
Для изготовления высокотемпературных теплообменников чаще всего применяют:
- медь;
- алюминиевые сплавы;
- специальные марки высоколегированных сталей.
Конденсационные теплообменники большей части моделей изготовлены из нержавеющей стали либо алюминиево-кремниевых сплавов. Эти материалы отлично проводят тепло, устойчивы к воздействию водяного пара и конденсата, представляющего собой смесь серной, азотной, азотистой и угольной кислот.
Управление
Большинство энергонезависимых систем и элементов давно стали неотъемлемой частью конденсационного газового оборудования. К автоматическим элементам относятся блоки управления подачей газа, датчики, клапаны, программаторы, газоанализаторы и множество других.
Объединенные в единую систему компоненты призваны:
- Обеспечить безопасность использования газового теплогенератора.
- Создать условия для максимально комфортной эксплуатации котла.
- Сделать возможной ощутимую экономию газа.
- Снизить общие эксплуатационные расходы.
В наши дни очень часто можно встретить выражение «умный дом». По сути это компьютеризированная система, управлять которой можно удаленно посредством интернета. Подключенные к ней аппараты, в которых осуществляется плавное регулирование горения, идеально вписываются в различные конфигурации комплексов как по тепло-, так и водоснабжению.
Способ монтажа
По способу крепления аппараты могут быть как напольными, так и настенными. В быту преимущественно используются компактные настенные устройства.
Если проектом предусматривается установка нескольких теплогенераторов, то их подключение проводится по каскадной схеме. Таким способом могут быть установлены устройства как напольного, так и настенного типа.
Обзор популярных моделей и цен
При беглом взгляде на предложение данного вида оборудования становится ясно, что в плане мощности и ценового диапазона выбор котлов огромный. Несмотря на то, что в любом рейтинге есть элемент скрытой рекламы, некоторые модели рассматриваются в качестве лучших чаще других.
Vaillant Eco Tec Plus
Настенный котел серии Vialant Eco Tec Plus — это компактный агрегат с отличным современным дизайном. Для управления процессами и получения информации под декоративной откидывающейся крышкой имеется удобный дисплей с понятным интерфейсом на русском языке. Баварские производители максимально позаботились о приобретателях котлов данной серии.
В стандартную комплектацию входит комплект запорной арматуры для подключения к системе отопления, горячего водоснабжения и газовой магистрали. В данную линейку входят модели мощностью от 21,2 до 102,8 кВт. Цена за самую маломощную модель начинается с отметки в 105 000 руб.
Цены на Vaillant Eco Tec Plus
Buderus Logamax Plus GB172-30iK
Отличительной чертой моделей Buderus Logamax Plus GB172-30iK является оригинальная лицевая панель, изготовленная из титанового стекла черного и белого оттенков. В линейке представлены четыре модели мощностью от 3,75 до 42 кВт.
При возможности модуляции мощности 1:8 аппараты немецкой фирмы Buderus являются образцом энергоэффективности. В комплект устройств входят все основные элементы для подключения. Стоимость ходовой модели мощностью 30 кВт на российском рынке начинается с 96 000 руб.
Baxi Luna Platinum+ 1.32 GA
Baxi Luna Platinum+ 1.32 GA — относительно недорогой и очень качественный одноконтурный итальянский агрегат.
Оснащение котла:
- съемная панель с информативным большим дисплеем;
- адаптивная система управления;
- циркуляционный насос с полной модуляцией.
Теплообменники изготовлены из нержавеющей стали, что характерно для моделей премиум-класса. Цена за агрегат мощностью 26,1 кВт составляет порядка 79 000 руб.
Цены на Baxi Luna Platinum+ 1.32 GA
Viessman Vitodens 100-W B1HCO43
Viessman Vitodens 100-W B1HCO43 — одноконтурный агрегат мощностью 35 кВт, оснащенный сенсорным дисплеем и теплообменником из нержавеющей стали. Производитель дает гарантию, что в течение 10 лет конденсационный теплообменник прослужит без потери своих эксплуатационных параметров. В России агрегат продается по цене от 105 000 руб. Газовое отопление в квартире узнавайте по ссылке.
Цены на Viessman Vitodens 100-W B1HCO43
Видео
Посмотрите видео, где подробно рассмотрен принцип работы конденсационного котла.
