Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из инновационных технологий, внедряемых в производство отопительных систем, является технология конденсации водяного пара. Она основана на использовании пара, который образуется в процессе сгорания углеводородных топлив. Установка конденсационных газовых котлов на российском рынке считается новшеством, тогда как в Европе это решение уже распространено повсеместно, а в некоторых странах это единственно разрешенный к использованию вариант.

Это связано с тем, что такая технология обладает небольшим вредным воздействием на окружающую среду, прекрасно сочетается с любым видом отопления и демонстрирует высокую эффективность работы. Давайте подробнее рассмотрим принцип функционирования котла, а также изучим его достоинства и недостатки для того, чтобы вы могли решить, подходит ли такой тип котла для вас и вашего дома.

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.

Известно, что технология конденсационных котлов имеет много преимуществ и некоторые недостатки. Конденсационные котлы обладают необычайно высоким КПД, который может составлять до 111%, что является выше стандартных значений. Производители использовали особую систему расчетов. В высокотемпературной части теплообменника отбирается низшее тепло на 100%, а дополнительные 8-11% приходятся на тепло, от глубокого охлаждения дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника.

Конденсационные котлы имеют много достоинств. Например, они обладают компактными размерами и легко помещаются в ограниченном пространстве. Они экономят до 35% топлива в сравнении с обычными котлами, и имеют точность модуляции, что позволяет потребителю выбрать котел в точности под его параметры, и не переплачивать за излишнюю мощность. Эти котлы имеют низкий уровень шума и сокращают вредные выбросы. Они также позволяют использовать пластиковые дымоходы, которые дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

Конденсационные котлы имеют несколько минусов, главным из которых является их цена - котел на 30-80% дороже, чем обычный котел. Кроме того, необходимо учитывать низкую температуру нагрева воздуха в помещении для эффективной работы. Из-за наличия в конденсате кислоты следует предусмотреть отдельную систему для нейтрализации конденсата.

Перед выбором конденсационного котла важно получить профессиональную консультацию о его особенностях эксплуатации в конкретных условиях. При проектировании резервуара также следует учитывать, что маломощный котел может образовать свыше 35 литров конденсата в сутки.

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 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 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.

Стоит отметить, что оптимальным режимом является пара температур, равных 40/30 °С, на которые способны установки напольного типа и панельные системы отопления с низкой температурой. Подобная пара температур позволяет достичь непрерывной конденсации пара.

Современные котлы оснащены автоматикой и системами управления, обеспечивающими эффективный и автоматический контроль за температурой в контурах, давлением и расходом топлива. Надстройки в виде датчиков позволяют осуществлять снижение температуры в период ночного времени, а также регулирование температуры при отсутствии в помещении жильцов. Управление продвинутыми моделями котлов возможно через специальные приложения на мобильных устройствах.

Выбор способа монтажа котла зависит от его типа и мощности. Напольные котлы с большой мощностью свыше 100 кВт чаще используют в помещениях с большим расходом горячей воды и легко связываются с другими установками с помощью циркуляционных насосов. Но если предполагается использование котла в небольшом доме на одну или две семьи, то настенные двухконтурные конденсационные газовые котлы будут оптимальным вариантом. Они компактны, не требуют полноценный дымоход и легко монтируются.

Цена на конденсационные газовые котлы зависит от их класса. Престижные немецкие бренды относятся к премиум-классу и отличаются высоким качеством, безопасностью и дизайном. Такие котлы могут быть довольно дорогими. BAXI, находящаяся в средней ценовой категории, предлагает комфортные, экономичные и экологичные агрегаты, одно- и двухконтурные, настенные и напольные. Корейские и словацкие производители представлены в эконом-классе, цена на их котлы в два и более раз ниже, чем на престижные модели. Однако, учитывая простой функционал и минимальные опции, недорогие котлы адаптированы к российским условиям, а их надежность и устойчивость к перепадам давления и сбоям в электроснабжении часто превосходят модели из более дорогих ценовых категорий.

При выборе котла следует учитывать не только ваши потребности и характеристики продукта, но также уделить внимание возможности быстрого ремонта, а также наличию в продаже запасных частей для этого типа агрегатов. В этом вопросе средний ценовой диапазон является оптимальным выбором, поскольку предлагаемые изделия этой категории, как правило, обладают наибольшей доступностью и удобством при ремонте. При этом они не уступают продукции более высокой ценовой категории по основным характеристикам. Таким образом, выбрав котел из среднего ценового диапазона, вы сделаете правильный выбор, сочетая внушительные технические характеристики и высокий уровень эксплуатации.

Фото: freepik.com