Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из наиболее перспективных инновационных технологий, применяемых в производстве отопительных систем, является технология конденсации водяного пара, образующегося при сгорании углеводородов. В России конденсационные газовые котлы можно отнести к новым технологиям, хотя в Европе они давно и массово устанавливаются, а в некоторых странах они являются единственными разрешенными к использованию на рынке.

Технология конденсации водяного пара основана на доказанной эффективности, экологичности и универсальности работы котлов на таком принципе. Также стоит упомянуть о его преимуществах и недостатках, а также о некоторых нюансах, которые необходимо учесть при выборе котла.

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.

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 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 °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