Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из перспективных инновационных технологий, применяемых в производстве отопительных систем, является конденсационная технология, базирующаяся на конденсации водяного пара, который образуется при сгорании углеводородных топлив. Эта технология называется конденсационным газовым котлом и еще только начинает завоевывать популярность на российском рынке. Однако, в Европе она широко распространена и, в некоторых странах является единственным разрешенным способом отопления.

Между тем, это не случайно. Котлы, основанные на конденсационной технологии, отличаются высокой эффективностью, экологичностью и универсальностью. В данной статье мы рассмотрим принцип работы конденсационного газового котла, его достоинства и недостатки, а также некоторые особенности, которые следует учитывать при выборе этого оборудования.

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 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.

Теплообменники предназначены для передачи энергии от горючего топлива к теплоносителю. Какой материал используется для изготовления теплообменников, напрямую влияет на эффективность работы системы в различных условиях окружающей среды. В этой статье мы рассмотрим два основных материала для изготовления теплообменников и их особенности.

Силумин

Силумин - это сплав, в состав которого входят алюминий и кремний. Он используется в теплообменниках конденсационных котлов, чтобы защитить систему от агрессивного конденсата. Так как силумин подвержен коррозии, теплообменник выполняют литым из одного куска, чтобы избежать швов, которые могут уменьшить его защитные свойства.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь - это материал, который обычно дешевле, чем силумин. Он также устойчив к коррозии и не подвержен термоудару. Нержавеющая сталь часто используется для производства теплообменников газовых котлов конденсационного типа.

Экологичность

Одним из преимуществ конденсационных котлов является их экологичность. Котлы, использующие пар с примесью кислот (угольной, серной, азотной), выбрасывают их в атмосферу, тогда как в конденсационных котлах кислоты растворяются в конденсате и затем нейтрализуются.

Температурные режимы

Температурные режимы работы также оказывают влияние на КПД котла. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем лучше происходит конденсация. В таблице 2 представлены соотношения температурных режимов и значения КПД.

Вывод

Выбор материала для теплообменника зависит от целей и условий эксплуатации. Сильная коррозия конденсата, высокая стоимость материала и требования к долговечности могут повлиять на выбор. Однако, несмотря на все эти факторы, сегодня вы можете выбрать из множества материалов, которые гарантируют точную работу, оптимизацию процесса и экономию энергии.

В зависимости от температуры воды в прямом и обратном контурах, эффективность работы конденсационного котла может значительно изменяться, что можно наблюдать в таблице 2. Как видно из таблицы, при температуре в 40 градусов в прямом контуре и 30 градусах в обратном, КПД составляет 108%. Для температуры в 70/60 градусов КПД снижается до 104%, а при температуре в 90/75 градусов конденсационный котел работает с эффективностью в 98%. Следует обратить внимание на то, что указанная температура градусов относится к воде в прямом и обратном контурах соответственно.

Наилучшим режимом является пара температур 40/30°C, которой обладают все напольные установки и панельные низкотемпературные системы отопления. Однако, конденсация пара происходит непрерывно.

Управление в современных котлах ведется в автоматическом режиме благодаря электронике, которая при помощи датчиков контролирует температуру в контурах, давление, расход топлива и другие параметры. Более сложные модели позволяют настраивать разные сценарии работы, например, снижение температуры в ночное время или поддержание температуры в помещении на минимальном уровне при отсутствии жильцов. Некоторые модели можно управлять с помощью специальной программы на мобильном телефоне.

Касательно способа монтажа, есть два варианта: настенные или напольные. Напольные котлы обычно одноконтурные и имеют большую мощность, свыше 100 кВт. Они легко увязываются с другими котельными установками при помощи циркуляционных насосов, что делает такой котел наилучшим решением для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел, который компактен и легко монтируется. Для таких котлов не нужен полноценный дымоход, достаточно вывести трубу на улице через стену.

Цены на конденсационные газовые котлы можно условно поделить на премиум, средний и эконом-класс. Продвинутые марки оборудования, такие как немецкие бренды, имеют высокую цену, но обладают стильным дизайном, безопасны и долговечны, а также удобны в эксплуатации и эффективны в работе. К представителям средней ценовой категории можно отнести, например, торговую марку BAXI, которая предлагает комфортные, экономичные и экологичные агрегаты различных типов и мощностей. Корейские и словацкие производители уверенно держат позиции в эконом-классе с более низкой ценой, но простым функционалом и минимальным количеством "интеллектуальных" опций. Такие котлы адаптированы к условиям эксплуатации в России и могут переносить перепады давления и сбои в электроснабжении.

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