Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Режимы работы конденсационного газового котла

Только специалист может спроектировать систему отопления дома таким образом, чтобы она функционировала наиболее эффективно. Прежде всего, вам нужно выбрать, как вы хотите, чтобы работал ваш котел. Это зависит практически от всех параметров системы отопления.

В разное время суток отопительным котлам требуется разное количество тепла, которое можно регулировать с помощью газовой горелки. Горелки большинства современных газовых конденсационных котлов настроены на возможность плавного изменения мощности котла во время работы. Горелки обычно имеют широкий диапазон конфигураций тепловой эффективности, варьирующийся в пределах 20-100%. Это позволяет легко поддерживать желаемую температуру в доме и экономить на дорогом топливе.

Следует отметить, что газовые горелки также расположены на многих моделях обычных котлов.

Газовые котлы с синагогами обычно работают в режиме 80/60 или 75/60. Где 75 — температура теплоносителя, выходящего из котла при температуре 75°C, а 60 — температура теплоносителя, входящего в котел после прохождения через все радиаторы (SO возмещается). Если температура возврата низкая, в котле скапливается конденсат, а точка росы (dew point) составляет около 58°C, поэтому обычные котлы вообще не рассчитаны на это.

Конденсационные котлы — еще одна проблема. Они эффективны только при низких температурах, так как приветствуется образование конденсата. Концентрационные котлы снижают температуру теплоносителя до 50/30 (выход — 50°C, возврат — 30°C). Именно в этой функции находится максимум тепла от продуктов сгорания газа и тепла от конденсации водяного пара. Тогда возникает вопрос, как спроектировать систему отопления таким образом, чтобы котел работал близко к 50/30, а жильцы получали столько тепла, сколько им необходимо.

При использовании обычных котлов понятно, что лучше всего отапливать дом с помощью радиаторов. Однако при использовании конденсационных котлов многие предлагают использовать систему «водяного отопления под полом». Используя водяное отопление пола, конденсационные котлы используют энергию от конденсации водяного пара в течение отопительного периода, обеспечивая максимальную экономию газа.

Однако если по каким-то причинам напольное отопление не может быть установлено, конденсационные котлы все равно являются подходящим решением для вашей системы отопления. Давайте докажем это. В большинстве районов страны и в соседних странах зимой сильные холода длятся недолго — до 10 дней. Да, в этот период КПД котла все еще составляет 93-97%, поэтому конденсационный котел должен «работать» в нормальном высокотемпературном режиме без конденсации. Это вполне приемлемо. Это выше, чем у лучших моделей обычных котлов. Однако в течение оставшейся части зимы конденсационный котел может работать в режиме частичной конденсации при более низких температурах.

Эксперты предлагают маленькие хитрости, позволяющие отрегулировать работу конденсационных котлов таким образом, чтобы КПД поддерживался на уровне выше 100%, экономя топливо и обеспечивая тепло в доме. Например, сначала спроектируйте систему отопления для работы в режиме 60/40 вместо оптимального режима 50/30. Таким образом, расход бензина будет немного выше, но вам не придется мерзнуть на холоде.

Нормы размещения конденсационных котлов

Конденсационные котлы для отопления и горячего водоснабжения дома, устанавливаются в строгом соответствии с действующими СНиП и санитарными нормами. Отдельно оговариваются требования, предъявляемые к помещению, используемому под нужды котельной и системе дымоотведения.

Рекомендации направлены на обеспечение безопасности и сведению к минимуму вероятности возникновения аварийных ситуаций. Нормы оговариваются в СП 60.13330 (СНиП 41-01-2003) , СП 62.13330 (СНиП 42-01-2002) .

Каким должно быть помещение под котел

Конденсационный котел, во время работы не сжигает воздух из помещения, поэтому, требования, указанные в СНиП, гораздо ниже, чем для атмосферного оборудования. Обязательные нормы для установки:

Площадь помещения не менее 8 м². Места должно быть достаточно, чтобы обеспечить возможность подключения бойлера и беспрепятственного доступа ко всем важным узлам для обслуживания.
Котлы с закрытой камерой сгорания, можно закрывать декоративными перегородками, встраивать в мебель.
Обязательно оснащение системой водоподготовки и фильтрации.
Допускается подключение в любом нежилом помещении, отделенном от коридора или жилых комнат, дверным проемом.
Стены и пол, облицовываются негорючими отделочными материалами. Высота потолков, не менее 2,2 м. Навесной котел располагают в пределах 0,8 -1,6 м от уровня пола.

Устройство отвода дымовых газов

В котлах закрытого типа, используется принудительный отвод продуктов сгорания и забор воздуха. Циркуляция воздушных масс, осуществляется посредством коаксиальных дымоходов, представляющих собой конструкцию типа «труба в трубе».

Современное котельное оборудование, снабжено независимыми выходами дымоудаления. Отвод продуктов сгорания, осуществляется в обычный дымоход, а забор воздуха, выполняется через небольшое отверстие в стене.

Принцип работы газового котла конденсационного типа с коаксиальным дымоходом, заключается в следующем:

Внутри корпуса котла, расположены две турбины. Первая, нагнетает воздух на горелку и соединяется с наружной трубой, вторая, отводит продукты сгорания и подключена к внутренней полости коаксиального дымохода.
Забор воздуха происходит принудительно, через верхнюю полость трубы. Отвод продуктов сгорания, через сердцевину дымохода.

Дымоходы для котлов конденсационного типа, выполняют в нескольких вариантах. Так как температура отходящих газов не превышает 110°С, можно поставить пластиковую трубу, отличающуюся простотой монтажа и дешевизной, либо, выбрать вариант из нержавеющей стали. При обустройстве общего вертикального дымохода, как правило, выбирают утепленную сэндвич-трубу.

Плюсы и минусы конденсационных котлов

Перед тем как окончательно решиться на приобретение, необходимо тщательно проанализировать все плюсы и минусы конденсационных газовых котлов. Преимущества и недостатки становятся очевидными, если учесть теплотехнические характеристики, реальный опыт эксплуатации и другие аспекты.

На некоторые нюансы обращают внимание отзывы тех, кто уже какое-то время пользуется конденсационным отопительным оборудованием. Что показывает практика?

Преимущества конденсационного оборудования

Выгода от установки конденсационного газового котла, очевидна. Экономия, по сравнению с атмосферным котельным оборудованием, составляет порядка 30-45%. В режиме конденсатообразования, КПД конденсационных котлов достигает 108-109%. Если учесть, постоянное повышение расценок на «голубое топливо», с каждым годом, установка становится экономически целесообразнее.

Дополнительные преимущества установки конденсационного котельного оборудования:

Возможность отопления теплых полов – конденсационное оборудование разрабатывалось с учетом подключения к низкотемпературным системам обогрева (теплым полам). Но, при необходимости, допускается монтаж комбинированной системы отопления (одновременно подключаются радиаторы и теплые полы).
Экономичность – модуляционная горелка, высокий КПД и погодозависимая автоматика, существенно снизили расход топлива, что особенно заметно, если планируется сделать отопление на сжиженном газе. При установке газгольдера или газобаллонного узла, оптимальным выбором остается подключение конденсационного агрегата.
Срок службы конденсационных котлов – минимальный период эксплуатации 12-15 лет. За это время, котел полностью окупается и со временем начинает приносить стабильный доход, в виде сокращения расходов на обогрев жилых помещений.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу

Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе

Сергей БугаевТехнический специалист компании Ariston

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии. В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%

Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 – 97%.

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.

Сергей Бугаев

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

при сгорании природного газа – 11%;
при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Почему КПД газового конденсационного котла выше 100%

Разумеется, согласно закону сохранения и преобразования энергии, КПД выше 100% недостижим в принципе – дополнительная энергия «из ниоткуда» взяться не может. Тем не менее, как и в случае с тепловыми насосами, существуют устройства, которые обладают эффективностью выше 100%, и конденсационный газовый котел относится к их числу.

Откуда же в конденсационном котле берется дополнительное тепло, и почему оно не появляется в конвекционном? Ответ лежит уже в самом названии – конденсационный котел использует не только энергию, «заложенную» в топливе, в данном случае, в газе, но и энергию, которая выделяется в процессе конденсации влаги, являющейся одним из продуктов сгорания газа. Обычный котел эту дополнительную энергию просто выбрасывает в атмосферу вместе с дымом, а вот конденсационный котел – направляет ее на обогрев дома.

Таким образом, если конвекционный котел может потратить на обогрев дома только 100% энергии, образующейся в процессе сжигания газа, то конденсационный котел уже на старте имеет солидное преимущество – помимо этих 100% он использует еще и дополнительную энергию, выделяющуюся в процессе конденсации воды, которая, в случае сжигания в котле природного газа, равна 11%.

Сравнение КПД обычного и конденсационного котлов

Еще раз для понимания – эти дополнительные 11% энергии НЕ содержатся в сжигаемом топливе, поэтому КПД конденсационного газового котла фактически меньше 100%, если принимать во внимание только процесс сгорания газа и выработку тепловой энергии за счет этого. Конденсационный котел для обогрева всего лишь использует два последовательных процесса выработки тепла, а не один, как обычный котел, причем, КПД каждого из них менее 100%

Но для обычного потребителя, главной заботой которого является стоимость потребленного газа, не имеет значение происхождение этих дополнительных 11% энергии, поэтому с полным основанием производители газового оборудования говорят о КПД конденсационного котла на уровне 106-108%.

В процессе работы котла любого типа неизбежно возникают потери, но и в этом случае котел конденсационного типа имеет преимущество – потери в нем, даже без учета конденсации, как правило, ниже. И потери эти зависят от режима эксплуатации котла, поговорим об этом ниже.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу

Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии. В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%

Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH₄), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) в виде пара и ряд других химических элементов.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 — 97%.

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

при сгорании природного газа – 11%;
при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Теплообменники котлов HORTEK

Принципиальным решением для всех перечисленных котлов является использование теплообменников только из кислотоустойчивой нержавеющий стали AISI 316. С точки зрения конструктива все теплообменники представляют собой набор гладких трубок, сообщающихся через коллекторы. Данное решение позволило обеспечить высокую устойчивость к загрязнениям как по стороне теплоносителя так и по стороне дымовых газов. Кроме того, распределение потоков в теплообменнике рассчитано на высокие скорости теплоносителя, что дополнительно повышает устойчивость к засорению. Благодаря данным факторам эффективность котлов с такими теплообменниками остается на постоянном уровне на протяжении всего срока службы.