Выбираем конденсационный котел для дома

Одним из перспективных направлений в развитии отопительных систем является использование инновационных технологий, в том числе технологии, основанной на конденсации водяного пара, возникающего при сгорании углеводородов. В России еще относительно новые конденсационные газовые котлы, тогда как в Европе они устанавливаются практически всюду, и в некоторых странах являются единственными допустимыми для использования приборами.

Это происходит благодаря высокой эффективности, экологичности и универсальности технологии конденсации водяного пара. Рассмотрим более подробно принцип функционирования конденсационного котла, а также его преимущества и недостатки. Также обратим внимание на тонкости, которые стоит учесть при выборе и покупке данного прибора.

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.

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 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°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 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