Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из инновационных технологий, применяемых при производстве отопительных систем, является использование конденсации водяного пара, появляющегося при сгорании углеводородов. В настоящее время конденсационные газовые котлы считаются новым решением на российском рынке. В то же время, в Европе такие котлы устанавливаются повсеместно, а в некоторых странах они являются единственно разрешенными для использования.

Основными преимуществами такой технологии являются доказанная эффективность, экологичность и универсальность. Давайте рассмотрим более подробно принцип работы конденсационного газового котла, преимущества и недостатки, а также важные нюансы, которые нужно учитывать при покупке.

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.

КПД конденсационных отопительных устройств может достигать до 100%, что противоречит законам классической физики. Тем не менее, производители используют специальную систему расчетов, которая позволяет высчитывать КПД. Эта система заключается в том, что у топлива есть две точки сгорания: высшая и низшая. Показатель КПД определяется высшей точкой, которая складывается из низшей температуры и температуры конденсации. Для конденсационных котлов низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части теплообменника, а дополнительные 8-11% приходятся на тепло, которое выделяется при охлаждении дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника, что позволяет достичь конечного КПД в 108-111%.

Конденсационные газовые котлы по многим параметрам имеют ряд достоинств, что объясняет их растущую популярность среди покупателей. Габариты и вес котлов небольшой мощности являются компактными, что позволяет легко помещать их даже в условиях ограниченного пространства в квартирах. Также конденсационные котлы позволяют сэкономить до 35% топлива по сравнению с обычными котлами. Благодаря точной модуляции, возможной у конденсационных котлов, можно подобрать котел с необходимыми параметрами и избежать переплаты за излишнюю мощность. Другие достоинства — низкий уровень шума, экологическая чистота (конденсационные модели на 70% экологичнее традиционных газовых аналогов) и возможность использования пластиковых дымоходов, что является более дешевым и простым в монтаже вариантом.

Однако у конденсационных газовых котлов есть и некоторые минусы. Основной из них — это их цена, которая на 30-80% выше, чем у обычных котлов. Однако, благодаря экономии топлива, они позволяют окупить свою стоимость. Другие минусы включают работу системы при низкой температуре нагрева воздуха в помещении (на 30-40 °C меньше, чем для обычных котлов), а также необходимость утилизации конденсата, который содержит кислоту и должен быть утилизирован отдельно. Поэтому перед выбором конденсационного газового котла следует получить профессиональную консультацию, чтобы определить его особенности эксплуатации в конкретных условиях.

Конденсационные газовые котлы являются достаточно дорогими покупками, тем не менее, покупая такое оборудование, необходимо ориентироваться на долгие периоды использования. Таким образом, стоит выбирать производителей, которые следуют инновационным технологиям, улучшают комфорт эксплуатации и гарантируют бесперебойную работу на протяжении всего срока эксплуатации. Это является общим правилом выбора торговой марки. Когда речь заходит о самом котле, то необходимо обращать внимание на несколько важных характеристик и учитывать особенности дома, который вы планируете обогреть:

1. Мощность

Выбирать котел следует в зависимости от площади дома и высоты потолков, а также от качества его утепления. Излишняя мощность также не является лучшим решением, так как это может привести к ускоренному изнашиванию оборудования. Поэтому, чтобы рассчитать оптимальное значение, специалисты рекомендуют провести обследование дома с помощью специальных приборов, которые позволят выявить источники теплопотерь и купить правильный конденсационный газовый котел. Рекомендуемая мощность котлов отличается в разных климатических зонах. Например, для Москвы средняя мощность составляет от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. Если ваш дом имеет площадь в 250 кв. метров, то вам понадобится котел мощностью не менее 25 кВт.

2. Количество контуров

В двухконтурных котлах используется один теплообменник для нагрева теплоносителя для отопления, а другой для горячего водоснабжения. Причем последнее является приоритетным и система автоматически переключается на нагрев воды при повороте горячего крана. В одноконтурном котле обогревается только теплоноситель, тем не менее, для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Его также рекомендуется ставить и на двухконтурный котел, если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду. Однозначного мнения о том, какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный — нет. Мощность оборудования с двумя контурами обычно не превышает 24 Вт. Такие котлы устанавливаются в небольших домах с хорошей теплоизоляцией или в квартирах с автономным отоплением. В остальных случаях оптимальным будет один контур.

3. Расход топлива

Расход топлива зависит от мощности оборудования, КПД и нагрузки, которую оказывает система отопления. Расход топлива в зависимости от мощности котлов представлен в таблице 1.

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 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