Газовые конденсационные котлы

В производстве отопительных систем наиболее перспективной  инновационной технологией считается конденсация водяных паров, которые  образуются во время  сгорании углеводородов. По такому принципу, работают конденсационные котлы. Это  новое отопительное оборудование на российском рынке появилось недавно, но уже пользуется немалым покупательским спросом.  В продаже представлены котлы конденсационные как зарубежных, так и отечественных производителей.

Широкий ассортимент конденсационных котлов предлагает компания BAXI, которая, благодаря высокому качеству своей продукции, стала лидером российского рынка котельного оборудования. Конденсационные котлы Бакси это напольные и настенные конденсационные котлы, отличающиеся высоким коэффициентом полезного действия. Другими известными марками котельного оборудования на отечественном рынке можно назвать конденсационные котлы vaillant и висман.

Принципы горения и конденсации

Любое углеводородное  топливо при горении выделяет тепло. В процессе сгорания топлива конечными продуктами становятся углекислый газ (СO₂) и  (Н₂О)  вода,  которая под действием высоких температур превращается в пар. Испаряясь,  вода затрачивает тепло, но его можно получить обратно в процессе конденсации, то есть, если вода из газообразной фазы перейдет снова в жидкую.

Как работают конденсационные котлы

Принцип работы конденсационных котлов был известен давно, но применять его в котельном оборудовании из чугуна и стали было невозможно, так как водный конденсат, обладая высокой кислотностью и имея в своем составе углекислый газ,  вызывал коррозию стальных и чугунных котлов. Только с появлением  коррозионно-стойких  сплавов и нержавеющей стали стало возможным внедрить данную технологию в производство котельного оборудования.

Как мы уже знаем, при охлаждении пар снова переходит в жидкое состояние и освобождает опре­делённое количество теплоты. Если рассматривать обычный котел, то при его работе с процессом конденсации идет борьба, а в котлах конденсационных  конден­сация только приветствуется. Их конструкция предусматривает специальный теплообменник, в котором и происходит процесс конденсации, а выделяемое тепло при этом процессе отбирается для системы отопления

Конденсацион­ный котел имеет коэффициент полезного действия — 108-109%. Как же это возможно, если  по законам физики КПД  не может превышать 100%, так как потери энергии в любых процессах неизбежны.

В неконденсационных котлах во время сжигания газа отбирается не вся тепловая энергия, а только ее большая часть. Тепловой поток в теплообменнике охлаждается только до температуры 140-160° С, при его охлаждении до более низкой температуры в дымоходе уменьшается тяга образуется агрессивный конденсат, вызывающий коррозию элементов котла. Тепловая энергия, которую можно получить в процессе конденсации в обычных котлах не используется, она называется скрытой.

Конденсационные газовые котлы используют в своей работе энергию, скрытую в конденсирующихся водяных парах, поэтому их коэффициент полезного действия, в сравнении с КПДД обычных котлов, превышает 100%. Основным элементом любого котла является теплообменник. В конструкции конденсационных котлах теплообменника два. Они могут быть раздельными или совмещенными (двухступенчатыми). Первый теплообменник работает так же, как и в  обычных котлах. Через него проходит тепловой поток но, не остывает ниже точки росы. Второй конденсационный теплообменник отбирает тепло, оставшееся  у продуктов сгорания,  и охлаждает до температуры ниже точки росы.

Водяной пар, конденсируется на стенках второго теплообменника, и отдает скрытую тепловую энергию воде. В этот момент у продуктов сгорания происходит дополнительный отбор тепла их температура на выходе из теплообменника только  на 10-15°С выше температуры теплоносителя.

Чтобы решить проблему коррозии, которую вызывает агрессивный конденсат, производители используют при изготовлении котлов устойчивые к коррозии и химическим воздействиям материалы (нержавеющую сталь, силумин (алюминиево-кремниевый сплав)).

В Европе, и в частности в Германии, действуют нормы, требующие нейтрализовать конденсат перед сливом в канализацию. Нейтрализатор представляет собой емкость с гранулами магния и калия. Проходя через эти щелочные реактивы, конденсат нейтрализуется, и когда  выводится в канализацию, не представляет собой опасности для окружающей среды. В России санитарные нормы не требуют нейтрализации конденсата, поэтому он просто собирается в специальный резервуар, предусмотренный в конструкции котла, и, в последствие, отводится в канализацию в своем первоначальном виде. В котлах мощностью до 30 кВт, предназначенных для отопления частных домов, за 24 часа  сутки работы образуется около 30 л конденсата.

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Конденсационный газовый котел можно назвать одним из самых экономичных и высокоэффективных отопительных приборов. Его  КПД на 10-15% выше, чем коэффициент полезного действия у традиционного котла. Кроме того по экономичности конденсационные котлы на 20 % превышают обычное котельное оборудование.

В конструкциях конденсационных котлов применяются высокотехнологичные горелки, которые готовят топливно-воздушные смеси в оптимальных  пропор­циях, что минимизирует возможность непол­ного сгорания топлива. Благодаря этому снижается количество выбросов вредных веществ.

Отходящие газы имеют  низкую температуру (ниже 40 °С), что дает возможность применять для конденсационных котлов дымо­ходы из пластмассы, тем самым уменьшая затраты на монтаж отопительной системы.

Преимуществами конденсационных котлов можно назвать:

• небольшие габариты и небольшой вес котельного оборудования;
• экономичность (экономия газа составляет 35% за сезон);
• глубокую модуляцию (экономия газа при частичных нагрузках);
• невысокий уровень вибраций и низкий уровень шума;
• возможность каскадной установки;
• экономия на дымоходе (можно устанавливать дымоходы с меньшим диаметром);
• уменьшение выбросов вредных веществ NO_X и CO₂ (ниже в 7 раз, чем у обычных  котлов).

Благодаря небольшим габаритам и малому весу котельного оборудования, для установки котла требуется меньше места, в то же время снижаются затраты на его транспортировку и монтаж. Существует такое заблуждение, что конденсационные котлы эффективно работают только с системой отопления теплый пол. В другом случае эффективность их не  больше, чем у традиционных котлов. Но это не так. В конструкции  конденсационного котла есть модуляционная горелка, позволяющая достигать глубокой модуляции мощности, уменьшая при этом затраты газа и воздуха.

Процесс конденсации в  котле идет и при работе отопительного оборудования с радиаторной системой отопления. При пониженных нагрузках КПД конденсационного котла вполне может достигать высоких значений, в отличие от обычных газовых котлов, у которых КПД  в таком режиме падает из-за переизбытка воздуха.

Для каскадной установки конденсационных котлов производители предлагают специальные регуляторы (например,  фирма BAXI продает для своих котлов регулятор RVA47), которые превращают котлы, установленные отдельно, в единую систему.

Преимуществами  каскадной системы является легкость монтажа и компактные размеры котельной. Благодаря пониженным вибрациям и низкому уровню шума при установке конденсационных котлов,  нет надобности делать виброизолирующие платформы и звукоизоляцию помещения, предназначенного для котельной.  Что тоже позволяет сэкономить денежные средства при установке отопительной системы.

Экономить на размерах дымохода, позволяет работающий в конденсационных котлах вентилятор. Он развивает довольно высокое давление, поэтому диаметр дымохода может быть в два раза меньше, чем при монтаже отопительной системы с традиционными котлами.

Благодаря низким выбросам NO_X и CO₂,конденсационные котлы относятся к разряду экологичного оборудования,  их часто используют для оборудования котельных в курортных и заповедных зонах. Отыскать недостатки в котлах конденсационных очень трудно. Главным минусом этого отопительного оборудования является высокая цена, которая в два раза выше цены обычных котлов.

Применение

По внешнему виду конденсационные котлы мало чем отличаются от традиционных. Изготавливают их  в настенном варианте и наполь­ном варианте. Настенные газовые конденсационные котлы обладают меньшей мощностью, чем напольные и применяются в быту для отопления частных домов и коттеджей.

Напольные конденсационные котлы с высокой мощностью используют для отопления промышленных объектов и офис­ных помещений.

Конденсационные газовые котлы выпускают одно-,  и двухконтурные. Применяются двухконтурные котлы и   для отопления и для нагревания  воды.  Мощность одно- и двухконтурных котлов  составляет —  20-100 кВт. Этого достаточно для бытового использования котлов. Для   промышленного применения выпускают модели большей мощности.

Основные отличия конструкции конденсационных котлов от обычных

Конденсационные котлы отличаются от традиционных материалом, используемым для теплообменника. Их теплообменник выполняется из кислотостойкого сплава силумина или нержавеющей стали. Образующийся в котле водный конденсат имеет повышенную кислотность и вызывает коррозию таких материалов, как сталь и чугун, которые используются в производстве неконденсационных котлов. Форма теплообменника представляет собой трубу сложного сечения, имеющую дополнитель­ные спиралевидные ребра. Такая форма теплообменника способствует увеличению площади теплообмена и повышает эффективность работы котла.

В конденсационных котлах перед горелкой установлен вентилятор, кото­рый «высасывает» газ из газопровода и смешивает его с воздухом, после чего направляет  смесь газа с воздухом к горелке.

Дымовые газы удаляются через коаксиальные дымоходы,  изготовляемые из термостойкого пластика. Кроме этого, в конденсационных котлах есть насос, управляемый электроникой, который оптимизирует мощ­ность отопления, экономя электроэнергию и сни­жая шум от теплоносителя, протекающего в системе отопления.

Конструкция традиционных котлов не предусматривает процесса конденсации и использования крытой энергии, поэтому  температуру продуктов сгорания поддерживают на высоком уровне. Часть тепла в таких котлах не используется, а выводится с продуктами сгорания  через дымоход.

Так как конденсат обладает химической агрессивностью, чтобы его использовать необходимо элементы котла делать из  химически устойчивых материалов, стоимость которых довольно высокая. Производителям намного легче продавать более дешевые товары, чем вкладывать  свои средства в прогрессивные,  но дорогие  технологии. Поэтому большинство котлов, представленных на рынке, созданы на основе устаревших технологий. Для пользователей же выгоднее купить пусть дорогие,  но более эффективные конденсационные котлы, которые позволяют экономить на расходе топлива.

Производители предлагают для своих конденсационных котлов  ком­плекты для подключения, нейтрализаторы конденсата, расширительные баки, предохранительные устройства,  комплекты трубной обвязки котлов, системы для отвода дымовых газов.

В Европейских странах конденсационные котлы —   самый массовый вид отопительных при­боров. Есть страны, в которых запрещена  установка  неконденсационных котлов. Причина этому  — более высокий КПДД  и более низкий показатель  выброса вредных веществ в конденсационных котлах.

79w.ru

Виды конденсационных котлов по типу установки и их особенности

1. Настенные конденсационные котлы.  Пользуется большой популярностью среди отопительного оборудования. Такие котлы не только обогревают помещение, но и снабжают его горячей водой. Газовая горелка нагревает теплообменник со стержнем высокой производительности.
2. Напольные конденсационные котлы. Имеют большой ассортимент выбора. Их популярность связана с эффективностью работы и доступной ценой. Такие газовые котлы имеют большую мощность и способны «согреть» большую площадь. В связи с этим, применяются в основном для отопления больших предприятий. В основном используются только для отапливания.

Эффективность работы котла зависит от теплообменника: 

• Первичный – для отопления.
• Вторичный – для горячей воды.
• Дуотермический – отопление и горячая вода одновременно.

В целях экономии места и средств используют битермические газовые модели котлов (они бывают и настенными и напольными). В их состав входят две металлические трубы, размещенные одна в другой. Снаружи проходит вода для отопления, а внутри водоснабжение. Строение системы работает в двойном режиме. Внешний контур, который мощнее, дополнительно нагревает внутренний.

Двойная система теплообмена подразумевает установку дуотермических газовых котлов. Каждая из медных трубок передает свое тепло всей системе отдельно. Такие котлы работают медленнее, но компенсируют это экономичностью.

Материал теплообменника — это высококлассная нержавеющая сталь. В теипообменнике установлена спираль с малыми отверстиями, служащими для прохождения нагретого газа.

Еще она особенность таких котлов — горелка. В ней происходит оснащение газа кислородом, что позволяет эффективно сжигать весь объем топлива.  Такая горелка была придумана не только для эффективности, но и для удаления из паров, выделяемых конденсатом, вредных веществ, которые могут вызывать коррозию на теплообменнике.

Минусом такого оборудования является монтаж. И только специалисты смогут поставить эту непростую конструкцию из труб разного назначения. Кроме этого настенные котлы содержат небольшую мощность по сравнению с напольными, которые мы предлагаем рассмотреть далее.

Типы конденсационных газовых котлов

• Одноконтурные.

• Двухконтурные.

Рассмотрим котлы с двумя контурами. Они одновременно нагревают воду и отапливают теплоносителем быстро и синхронно.

Выбирая котел, обращайте внимание в первую очередь на площадь дома и на ваши требования. Если требуется только отопление помещений, то надежнее и дешевле будет установить одноконтурный котел.

Если вам нужно, чтобы котел не только отапливал, но и нагревал воду, устанавливайте двухконтурный котел.

Плюсы двухконтурного конденсационного котла

1. Простота и легкость конструкции.
2. Высокие показатели значения КПД, около 92%.
3. Встроенная автоматическая система не снижает уровня надежности.
4. Независимость от электроэнергии.

Во время покупки котла надо учитывать материал изготовления теплообменника.
Если он стальной, то весит легче, устойчив к механическому воздействию. Ему не страшны ни перегрев, ни охлаждение. Срок службы теплообменника напрямую зависит от циклов нагревания/охлаждения.

Теплообменник из чугуна отличается своими большими габаритами и мощью, не ржавеет, что свидетельствует о его долговечности. Однако боится перегрева, поэтому выбор качественного теплоносителя для него важен. При перевозке чугунных вариантов позаботьтесь о безопасности устройства, ведь чугун хрупок.

Советы по выбору двухконтурного газового котла

1. Выбирайте котел в соответствии с мощностью, которая потребуется для отапливания вашего жилья. Мощность отопительного котла равна количеству получаемого тепла теплоносителем. Ориентировочную мощность можно рассчитать по формуле: Х:10=У, где Х – площадь помещения, а У – мощность котла.
2. Объем бака, тип горелки и теплообменной системы. Материал теплообменника влияет на долговечность котла. Популярный и не дорогой – стальной. Сталь намного легче чугуна, что позволяет использовать ее для изготовления настенных моделей котлов. Максимальный срок службы стальных теплообменников варьируется у различных производителей от 15 до 20 лет. У чугунных моделей срок службы не ограничен. К сожалению, из-за хрупкости металла чугунные теплообменники приобретают реже. Если вы решили купить котел с чугунным теплообменником, приобретайте в ближайших магазинах, чтобы транспортировка занимала как можно меньше времени.
3. Если вы хотите сэкономить на использовании котла, потребуется современный котел заграничного производства. Он будет на уровень дороже отечественных моделей. Современные производители добились увеличения мощности и экономии газа при эксплуатации.
4. Желательно, чтобы котел имел функцию антизамерзания. При отключении таких котлов  в зимний период  не допускает разрывание труб даже при очень низких температурах на улице. Если их нет, то используйте антизамерзающие жидкости.
5. Не стоит переплачивать за избыток мощности. Для бытового применения подойдут котлы с мощностью 20-100 кВт, а для промышленного или офисного варианта выпускают более мощные модели.
6. Горелки «не любят» скачков давления в системе и быстро выходят из строя при наличии таковых. Проконсультируйтесь у продавца, оснащены ли котлы специальными системами, контролирующими скачки давления.

Производители обеспечили надежность и безопасность своей продукции, установив на технику различную защиту. Это защита от замерзания, о которой говорилось выше, и защита от накипи и утечки газа. Эти меры устраняют доступ газа в жилое помещение, а при отключении газа предотвращают размораживание системы отопления. Такие «помощники» позволяют экономить на отоплении и нагреве воды. А также избавиться от перебоев с центральным отоплением.

В европейских странах — это самый массовый вид отопления. Некоторые страны ввели ограничение на газовые котлы, не имеющие конденсационной системы.

Популярные производители конденсационных газовых котлов

Настенные котлы

Особенности котлов BOSH.

• Котлы оснащены системой защиты IPX4D.
• В некоторых моделях имеется встроенный модуль управления Bosch Heatronic 3, с помощью которого можно отдельно управлять ГВС и отоплением.
• Горелка способна работать как на природном, так и на сжиженном газе.
• Имеется регулировка газового клапана и вентилятора.

Особенности котлов Beretta.

• В комплекте имеются горелки для работы на газе, дизельном топливе, газодизельном топливе.
• Чугунные детали для котла разработаны специально для котлов фирмы Beretta из чугуна высокого качества.
• Режим работы котла регулируется в зависимости от типа горелки.
• Есть возможность регулировки температуры с помощью термостата.

Особенности котлов Lamborghini.

• В конструкцию встроено реле, регулирующее давление поступающего газа.
• В комплекте перенастраиваемая горелка на сжиженный газ.
• Имеется электророзжиг.
• Установлен дымовой термостат, реагирующий на плохую тягу (автоматически отключает горелку при наличии опасности задымления).
• Котел можно переключать в соответствии с сезоном зималето.
• Есть выходы под автоматическую погодозависимую систему Siemens.

recn.ru

Описание моделей

Известные производители оборудования для обогрева предлагают настенные и напольные котлы, с одно- и двухтрубной разводкой. Как и любые устройства, эти приборы имеют свои плюсы и минусы. Чтобы иметь представление о предлагаемых конденсационных газовых котлах, можно рассмотреть продукцию нескольких компаний:

1. Viessman.

Приборы предназначены для использования в многоквартирных и частных домах, для промышленных объектов. Vitosolar-300F представляет собой компактную установку с нагревателем, работающим от энергии солнца, объемом 800 л. Также в комплектацию входят расширительный бак, насос, трубопроводы, смесители, конденсационный газовый котел. Все элементы смонтированы в единый блок, что обеспечивает удобство и простоту монтажа. Горелка и радиальный теплообменник сделан из нержавеющей стали. При помощи встроенной электроники контролируется работа в заданном режиме, зависящем от температуры воздуха в помещении.

Viessman Vitodens-300V – настенная модель с коэффициентом эффективности 98%, горелкой MatriX, диагностическим узлом. Блок газового котла собирает данные с датчиков, измеряет скорость движения носителя и полученную информацию передает на выключатель, который срабатывает при понижении потребления энергии. Благодаря системе Smart, риск поломки сводится к нулю.

2. Vaillant.

Отличительной чертой конденсационных агрегатов этой компании является высокая производительность в сочетании с компактными размерами и небольшим весом. По способу обогрева бывают одно-и двухконтурные системы с естественным и принудительным методом. В серию Pro входит оборудование Atmo TEC pro VUW. Выпускается в стандартном и уменьшенном вариантах, мощность – до 24 кВТ. Оснащен закрытой камерой сгорания и турбированным отводом дыма.

Одноконтурное устройство с естественным отводом дыма Vaillant TEC plus VUW обеспечивает качественное отопление и дает возможность подсоединения водонагревателя. Автоматика позволяет контролировать процессы и устанавливать температуру. При помощи клапана со встроенным шаговым двигателем настенные газовые котлы отопления плавно достигают необходимый уровень мощности.

3. Baxi.

Судя по отзывам потребителей, конденсационные котлы этой компании особенно эффективны в домах без подачи централизованного водоснабжения. Все виды могут работать на сжиженном газе, регулировка температуры происходит в двух режимах: 30-85°C и 30-45°C для теплых полов. Электрический газовый котел Baxi ECO Compact адаптирован к любому топливу, оснащен авторозжигом, модуляционной горелкой и ионизационным контролем пламени. Отработанные газы проходят открытую камеру сгорания.

DUO-TEC – двухконтурное устройство для обогрева с возможностью подключения внешнего накопительного бойлера. Имеет панель управления с доступным дисплеем, встроенную автоматику, реагирующую на климат. Конденсационный газовый котел обеспечивает контроль за разнотемпературными зональными системами.

4. Bosh.

Каждая модель может подключаться к солнечным коллекторам, оборудована скоростным пластинчатым обменником для эффективного отопления. Система подачи и смешивания дает оптимальное соотношение газа и воздуха. Горелка рассчитана на 25 лет службы. В марке GAZ 2000 установлен мембранный расширительный бак, циркуляционный насос с деаэратором и тремя скоростями.

Газовый котел Condens 2000 W ZWB может функционировать при давлении в 5 бар, согласно отзывам покупателей, адаптирован для многоквартирных зданий и частных домов. В качестве топлива используется природный или сжиженный газ с максимальным расходом в 2,5 м3/ч. Производительность горячей воды составляет 12 л/мин.

obogrevguru.ru

Дополнительная энергия от сгорания газа

В действительности энергия выделяется в процессе горения, а фокус заключается в том, чтобы ее применить для нагрева воды. Чтобы понять суть процесса, достаточно вспомнить школьный курс физики. Для того чтобы воду превратить в пар, нужно затратить дополнительную энергию на переход из одного агрегатного состояния в другое. Эта энергия – удельная теплота парообразования и для воды ее значение равно 2256 кДж/кг или 627 Вт/кг, величина немалая. Конденсируясь, водяной пар отдает это же количество теплоты.

Горение – это химический процесс, в результате которого выделяется тепло, используемое для обогрева жилища. Природный газ СН₄ распадается, атомы углерода соединяются с кислородом, образуя углекислый газ СО₂. Атомы водорода также окисляются и получается вода Н₂О. Она тут же превращается в водяной пар, поскольку реакция проходит в зоне выделения большого количества теплоты.

Вода переходит в пар, забирая ощутимую долю теплоты на парообразование, а конструкция конденсационного котла позволяет отобрать эту энергию обратно.

В обычных газовых установках водяные пары благополучно удаляются вместе с углекислым газом через дымоход наружу. Теплообменник с протекающей по нему водой, установленный на пути дымовых газов, заставляет пар конденсироваться на его поверхности, это и есть принцип работы конденсационного газового котла. При этом теплота парообразования, отобранная при горении газа, возвращается и передается теплоносителю. Соответственно, КПД простой водогрейной установки составляет 88—93%, а использующей принцип конденсации – 97—98%. Такая эффективность позволяет ощутимо экономить природный газ, стоимость которого неуклонно растет.

Особенности конструкции

Поскольку выпадающий конденсат содержит примеси кислот, теплообменники для отопительных агрегатов выполняются из нержавеющей стали. Теплоноситель из обратного трубопровода подводится к змеевику, его витки образуют кольцо, внутри которого располагается газогорелочное устройство. В идеале оно тоже имеет цилиндрическую форму, отверстия форсунок расположены по всей поверхности горелки и пламя распространяется во всех направлениях. Таким способом прогревается весь змеевик, водяной пар активно конденсируется на первой половине витков, где теплоноситель имеет низкую температуру.

Для выпадения конденсата требуется температура 59 ºС и ниже. В системах отопления температура воды в обратном трубопроводе колеблется от 30 до 60 ºС, что вполне приемлемо. Схема основных узлов, из которых состоит настенный газовый конденсационный котел, представлена на рисунке.

Камера сжигания – закрытого типа, с принудительным нагнетанием воздуха для горения. Поскольку вентилятор – самый шумный элемент конструкции, для конденсационных установок используются малошумящие модели, звук их работы практически не слышен. Воздух втягивается по наружному каналу двустенного коаксиального дымохода. Одновременно навстречу ему по внутреннему каналу выходят дымовые газы, отдавая тепло через металлическую стенку. Температура газов на выходе из конденсационного котла – менее 100 ºС.

Рекомендации по выбору конденсационного котла

Поскольку выбор типа котла сделан изначально, перед его покупкой следует найти ответы на вопросы:

1. Какова потребная тепловая мощность на обогрев дома в холодный период?
2. Есть ли необходимость подогревать воду для хозяйственных нужд, если да, то определить число ее потребителей.
3. Уточнить расположение котельной установки в доме и выяснить, сколько для нее есть места.
4. Заблаговременно предусмотреть возможность устройства дымохода и его тип.

Вопрос стоимости не затрагивается по умолчанию, поскольку конденсационные котлы выпускаются зарубежными производителями и имеют высокую цену.

Как правило, необходимую тепловую мощность высчитывают по упрощенному алгоритму: выясняют общую обогреваемую площадь дома и умножают ее на число 0,1, получая в результате мощность котла в киловаттах. Алгоритм исходит из того, что на отопление 100 м² здания требуется 10 кВт тепловой энергии. Способ пригоден для помещений высотой не более 3 м и довольно точен для районов с умеренным климатом.

В силу своей конструкции конденсационные газовые котлы отопления имеют переменную мощность, которая зависит от температурного графика работы системы отопления.

Чем ниже температура теплоносителя в обратном трубопроводе, тем эффективнее работа конденсационной установки. Поэтому производители в техническом паспорте на изделие могут указывать две тепловых мощности:

• для температурного графика работы 80/60 ºС;
• для температурного графика работы 50/30 ºС.

У некоторых производителей эти графики могут несколько отличаться, — 75/60 ºС и 40/30 ºС соответственно. Как пример, приведем значения тепловой мощности для котла FERROLIEconceptTech. Для первого графика диапазон мощностей установки составляет 3.7–17.6 кВт, а для второго – 4—19 кВт, на это следует обратить внимание при выборе отопительного агрегата. В южных районах температура в подающем трубопроводе редко превышает 50 ºС и системы отопления там работают по второму графику, в то время как в северных регионах нормальная температура подачи – 80 ºС (1-й график).

Расположение котла

Конструкция газового котла с принудительной подачей воздушной смеси позволяет расположить его практически в любом помещении, так как он не забирает воздух из комнаты и оборудован закрытой камерой сгорания. Это позволяет установить агрегат, к примеру, на кухне. Лучше, когда он находится неподалеку от наружной стены, чтобы не пришлось делать длинный горизонтальный участок дымохода. В зависимости от интерьера можно выбрать настенный котел, вписав его между бытовой техникой либо напольную версию. Например, внешний дизайн напольного конденсационного агрегата Vitodens 222 – F бренда Viessmann отлично подходит для кухни, так как с виду он похож на большой холодильник.

Перед покупкой стоит внимательно изучить все конденсационные котлы конкретного производителя не только на предмет мощности, но и дизайна. Как настенные, так и напольные установки разных брендов имеют большой диапазон мощностей. Настенный агрегат можно приобрести от 3.5 до 110 кВт тепловой мощности, что позволит отапливать как несколько комнат, так и трехэтажный коттедж. Мощность бытовых напольных установок еще больше – до 320 кВт.

Если требуется обеспечить нагрев воды на хозяйственные нужды, есть смысл приобрести двухконтурный газовый котел конденсационного типа. Подбирать его следует по количеству потребителей горячей воды. Агрегаты с проточным теплообменником могут обеспечить 2—3 потребителя, если же их количество больше, стоит рассмотреть вариант со встроенным бойлером.

Определив место установки котла, нужно убедиться, что к нему есть возможность подвести дымоход. Самый простой вариант – вывести трубу горизонтально сквозь наружную стену, — такой вариант подойдет для одноэтажного дома. Для двух и более этажей он может стать неприемлемым, поскольку дым может задуваться ветром в окна верхних помещений. Здесь лучше установить традиционный вертикальный дымоход. Некоторые производители продают детали дымовой трубы в комплекте со своими котельными установками.

Заключение

Поскольку любой одноконтурный конденсационный газовый котел имеет достаточно высокую стоимость, его выбор сводится к подбору производителя, определению мощности, способу установки и наружному дизайну. Автоматикой и опциями, повышающими удобство и комфорт эксплуатации, снабжены все конденсационные агрегаты начиная от выносных пультов управления и заканчивая приложениями для мобильного телефона, с помощью которых можно управлять котлом на любом расстоянии.

cotlix.com

Конденсационные котлы

Принцип действия

Конденсационные газовые котлы – это разновидность отопительного оборудования, предназначенного для нагрева теплоносителя системы отопления и сантехнической воды (в случае двухконтурного исполнения).

Как и у обычных котлов, здесь имеется:

• камера сгорания газа;
• теплообменники;
• расширительный бак;
• коаксиальный дымоход;
• управляющая автоматика;
• циркуляционный насос.

Однако есть и существенные отличия.

Принцип работы устройства основан на том, что при отдаче тепла сгоревшего топлива происходит конденсация паров, образовавшихся из воды, находящейся в природном газе. В результате скрытая в этих парах энергия парообразования не выбрасывается через дымоход на улицу, а идет на дополнительный подогрев теплоносителя.

Как известно, для конденсации воды необходима температура точки росы. В условиях газового котла она равна 57 °С. Следовательно, для работы системы нужно охладить теплообменник или его часть ниже температуры точки росы.

Для этого температура обратной подачи теплоносителя должна быть на уровне 40 – 50 °С или ниже. Значит, конденсационный котел будет продуктивно работать только с низкотемпературной высокоинерционной системой отопления. Это может быть «теплый пол» или панельное отопление.

Еще одним условием эффективной работы устройства является наличие особого теплообменника, который сможет достаточно охладить продукты сгорания топлива. Сначала эти продукты проходят через самую удаленную от обратки часть теплообменника, происходит их предварительное охлаждение, затем они снова проходят через наиболее холодную и близкую к обратке часть экономайзера и охлаждаются ниже 57 °С.

Водяные пары, которые содержатся в продуктах сгорания, конденсируются на стенках теплообменника и отдают тепловую энергию, высвобождаемую при конденсации. Это, на первый взгляд, незначительное количество тепла способно повысить эффективность работы котла на 9 — 11 % по сравнению с обычным конвекционным устройством.

Итак, перед нами котел, который получает дополнительное тепло за счет доохлаждения продуктов сгорания газа. В результате на стенках теплообменника конденсируется пар, и высвобождаемая энергия идет на подогрев теплоносителя.

Устройство

В целом устройство конденсатного агрегата напоминает конструкцию обычного газового котла.

Для реализации описанного выше принципа необходимо наличие таких узлов:

• Специальный теплообменник, выполненный из стойкого к коррозии материала (медь или силумин), который разбит на две секции. В одной из секций происходит основной нагрев теплоносителя, затем продукты сгорания направляются к дополнительной секции с наиболее холодной водой, где водяной пар конденсируется и отдает свою энергию;
• Закрытая камера сгорания с коаксиальным дымоходом позволяет точнее контролировать процесс движения продуктов горения газа и насыщенность смеси кислородом;
• Нагнетающий вентилятор перед теплообменником с изменяемым количеством оборотов позволяет поддерживать оптимальное соотношение воздух/газ природный;
• Дымоход из керамики или термостойкого пластика. Здесь возможно применение пластика, так как температура дыма не превышает 70 °С;
• Насос для удаления дымовых газов с электронным управлением мощности. Он оптимизирует работу устройства, снижает шум и помогает настроить оптимальный режим;
• Система удаления конденсата. Осевшая на стенках теплообменника вода выводится в канализацию.

Для наиболее продуктивной и комфортной работы устройства необходимо наличие низкотемпературной системы отопления, например, «теплый пол». Однако при работе с обычной системой агрегат также показывает хорошие результаты.

Преимущества использования конденсатных котлов

Среди преимуществ использования конденсатных агрегатов обычно выделяют такие особенности:

1. Наиболее эффективное использование тепловой энергии сгорания топлива;
2. Максимально высокий КПД из всех известных котлов отопления;
3. Простая инструкция эксплуатации аппарата;
4. Значительная экономия на оплате энергоресурсов;
5. Надежная и долговечная работа.

Важно понимать, что это не инновация на стадии разработки. Устройства успешно применяются во многих странах Европы, и их жители уже давно не спрашивают, что это такое. В некоторых из стран, например, в Великобритании, продают только конденсационные котлы, так как правительство заботится об экономии и общем благополучии граждан.

Единственным минусом является высокая цена устройства, однако она быстро окупается за счет экономии газа, который в странах Европы стоит очень дорого. Учитывая то, что проблема дороговизны энергоресурсов постепенно становится актуальной для всех, гражданам России тоже следует присмотреться к этой технологии.

Вывод

Мы рассмотрели конденсационный котел и разобрали принцип его работы. Этот аппарат позволяет добиться максимальной эффективности и значительной экономии на отоплении. Еще больше информации вы можете почерпнуть из видео в этой статье, а свои вопросы задавайте в комментариях.

otoplenie-gid.ru

Принцип работы

Конденсационный газовый котел — это теплогенератор, который работает как полноценная тепловая станция. Принцип функционирования основывается на конденсации (превращении пара в жидкость) разогретых паров отходящих дымовых газов. Другими словами, водяной пар, который присутствует в продуктах горения топлива, превращается обратно в воду. При конденсации накопленное тепло движется к поверхности теплообменника.

В процессе сжигания газа образуется тепло, оно разогревает теплообменник и движущийся по нему теплоноситель. После этого теплоноситель двигается к радиаторам, где осуществляется теплообмен между воздухом и теплоносителем, а через дымоход осуществляется вывод продуктов горения. Температура теплоносителя намного ниже, чем температура водяного пара из продуктов горения.

Пар скапливается на стенках теплообменника, отдавая собранную тепловую энергию теплоносителю. Тот, уже будучи нагретым, попадает в первичный теплообменник, именно там он нагревается до номинальной температуры.

Уже нагретый теплоноситель снова направляется в систему отопления, а конденсат отводится через дренаж в канализацию.

На эффективность котла влияет температура теплоносителя, который попадает в устройство: чем она ниже, тем выше КПД. Наиболее результативной работа агрегата становится при температурах прямого и обратного тока теплоносителя 40/30°С.

Устройство

В каждом котле присутствует теплообменник. Именно в нем осуществляется нагрев теплоносителя, который направляется в отопительную систему дома через разводку труб. Газовые котлы конденсационного типа оборудованы двумя теплообменниками: один из них работает по стандартной схеме, а другой, конденсационный, — включается в процесс спустя время.

Вторичный теплообменник — это конструкция труб сложного сечения со спиралевидными ребрами. Благодаря такой форме вы можете обеспечить большую площадь, которая контактирует с паром. Дымовые газы в дополнительном теплообменнике нагревают теплоноситель, который поступает из обратной магистрали.

Вторичные теплообменники обычно изготавливаются из нержавеющей стали и из алюминиево-кремниевых сплавов. Эти материалы защищают устройство от химически агрессивного конденсата.

В комплект газовых конденсационных котлов входят высокотехнологичные горелки, основное предназначение которых заключается в беспрестанном контроле над пропорциями смешивания газа и воздуха. Устройства оснащены камерой сгорания закрытого типа, обособленной от помещения. Следовательно, такой вид котлов является безопасным оборудованием.

По внешнему виду энергосберегающие и традиционные котлы практически идентичны. Производятся модели настенного и напольного исполнения, одноконтурные и многоконтурные.

Как правило разница в стоимости конденсационного и традиционного газового котла окупается в течение 3-4 отопительных сезонов.

Современные котлы отопления, в основе функционирования которых лежит принцип конденсации, производятся как с сухой, так и с мокрой теплоотдачей. Первые предназначены для жилых домов, а вторые — для котельных. Котлы с мокрой теплоотдачей стоят дороже, но и эффективность их значительно выше.

Плюсы и минусы

Популярность конденсационных газовых котлов обусловлена множеством достоинств, которыми обладают эти устройства:

• Они компактны и имеют небольшой вес, поэтому такой прибор вы с легкостью сможете разместить даже в квартире, маленькой площади.
• Высокая экономичность, за отопительный сезон позволяют сэкономить до 35-40 % газа, по сравнению с традиционным котлом.
• Практически бесшумны.
• Точность модуляции: это позволяет вам подобрать агрегат под те параметры, которые вам нужны и не переплачивать за избыточную мощность.
• Экологичность: в атмосферу выбрасывается гораздо меньше вредных веществ по сравнению с традиционными котлами.
• Можно монтировать дымоходы меньшего диаметра.

Новейшие образцы оснащены горелками, благодаря которым воздух и газ смешиваются с максимальной эффективностью, вследствие чего работа конденсационного котла становится более производительной.

При внушительном списке преимуществ, есть и ряд недостатков, которым нужно уделять внимание, осуществляя выбор конденсационных котлов:

1. Не очень высокие показатели температуры прогрева воздуха в отапливаемом помещении. Это объясняется тем, что температура теплового носителя соотносится на подачу и «обратку» — 55°С к 35°С. Это эффективно при обустройстве системы “теплые полы”. Чтобы применять конденсационный котел в традиционной системе отопления, нужно будет установить пару дополнительных радиаторов,
2. В процессе функционирования конденсационного котла нужно обеспечивать утилизацию всего конденсата, который образуется и выделяется. В конденсате присутствует токсичная кислота, а это означает, что сливать его в канализацию запрещено.

Прежде чем начать обустраивать отопительную систему с конденсационным котлом, еще на этапе проектирования необходимо уделить внимание отдельной системе для нейтрализации конденсата.

По отзывам многих пользователей главный недостаток устройств, функционирующих по принципу конденсации — это их высокая стоимость.

Критерии выбора

Осуществляя выбор конденсационных газовых котлов, следует учитывать ряд параметров:

• • Мощность. Важно произвести расчет, т.к. избыток пойдет во вред. Для произведения расчета, надо учитывать площадь дома, высоту потолков и качество его утепления.
  • Количество контуров. В двухконтурных котлах в одном теплообменнике греется теплоноситель для нагревания, в другом — для горячего водоснабжения. В одноконтурных агрегатах нагревается только теплоноситель. Пользователи отмечают неудобство таких устройств. Однако для того, чтобы обеспечить свой дом горячей водой, вам достаточно обзавестись бойлером косвенного нагрева. Если вы используете много горячей воды, то его также можно монтировать и на двухконтурный котел. Точно не определено какой из вариантов (одноконтурный/двухконтурный) лучше. Мощность агрегата с двумя контурами — не более 24 кВт. Чаще всего такие котлы встречаются в небольших домах с хорошей теплоизоляцией или в квартирах, где присутствует автономное отопление. В других ситуациях целесообразнее использовать одноконтурные устройства.
  • Расход топлива. Этот показатель находится в непосредственной зависимости от мощности котлов.
    
    

    Мощность котла, кВт	Потребление природного газа, м³/ч
    10	1,12
    15	1,68
    20	2,24
    25	2,8
    30	3,36
    ……	……
    60	6,72

  • Материал теплообменника. От материала, из которого изготовлен теплообменник, зависит то, с какой скоростью система будет реагировать на внешние условия:
    Cилумин — это сплав алюминия и кремния, применяется в теплообменниках конденсационных котлов для того, чтобы противостоять воздействию химически агрессивного конденсата.
    Нержавейка, цена на нее ниже, чем на силумин. Она не подвергается ржавлению, хорошо выдерживает термоудары.
  • Температурные режимы работы. Они оказывают воздействие на производительность котла. В таблице представлен КПД конденсационного котла в зависимости от температуры в прямом и обратном контурах.
    
    

    Температура воды прямой/обратный контур, °C	КПД, %
    40/30	108
    70/60	104
    90/75	98

  • Автоматика и система управления. Управление у котлов, выпускаемых сегодня — автоматическое. С помощью датчиков электроника осуществляет контроль за температурой в контурах, давлением, расходом топлива и т.д.

• Способ монтажа. Агрегаты выпускаются в двух исполнениях: настенном, напольном. Напольные, обычно, одноконтурные и характеризуются высокой мощностью — более 100 кВт. Их легко можно соединить с другими котельными установками посредством циркуляционных насосов. Подобный агрегат — это наилучший вариант для помещений, где расходуется большое количество горячей воды. Если речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, то лучше приобрести двухконтурный конденсационный газовый котел настенного исполнения. Он небольшого размера, мощность его не превышает показатель 100 кВт.
• Цены. Все выпускаемые образцы можно разделить на три ценовые категории:
  • Премиум. Такое оборудование очень удобно в использовании, отличается безопасностью, бесшумностью, изготавливается из материалов высокого качества и хорошо работает. Каждый желающий может найти образец на свой вкус, ведь все модели имеют оригинальный и стильный дизайн. Примером качественной продукции премиум класса являются немецкие бренды. Единственный явный недостаток — высокая цена.
  • Средняя цена. Самый популярный представитель этого класса — торговая марка BAXI, которая производит комфортные, экономичные и экологичные котлы, одно-двухконтурные, настенного и напольного исполнения. При этом оборудование отвечает всем требованиям и гарантирует высокий уровень производительности, который характерен для конденсационной технологии.
  • Эконом-класс. В этом сегменте закрепились корейские и словацкие производители. Такое оборудование адаптировано к российским условиям эксплуатации, является относительно дешевым. Цена на них намного ниже, чем на конденсационные агрегаты премиум класса (в 2 раза и более). Они просты в управлении, хорошо выдерживают скачки давления.

Производители

Производитель	Характеристика
Viessmann (Германия)	Используются в многоквартирных и частных домах, на промышленных объектах. Представлен в сериях Vitodens, Vitocrossal.
Vaillant (Германия)	Все модели отличаются высокой производительностью в сочетании с компактными размерами и небольшим весом. Бывают одно-и двухконтурными, с естественной или принудительной вытяжкой продуктов сгорания.
Baxi (Италия)	Конденсационные котлы компании особенно эффективны в домах без централизованного водоснабжения. Все виды могут работать на сжиженном газе, регулировка температуры происходит в двух режимах: 30-85°C и 30-45°C для теплых полов.
Bosch (Германия)	Модели можно подключать к солнечным коллекторам, оборудованы скоростным пластинчатым обменником для эффективного отопления. Система подачи и смешивания дает оптимальное соотношение газа и воздуха. Срок службы горелки — 25 лет. Газовый котел Bosch Condens 2000 W ZWB оснащён мембранным расширительным баком, циркуляционным насосом с деаэратором и тремя скоростями. Может функционировать при давлении в 5 бар, согласно отзывам покупателей, адаптирован для многоквартирных зданий и частных домов. Максимальный расход газа — 2,5 м3/ч. Производительность горячей воды — 12 л/мин.

Таким образом, конденсационный газовый котел способен повысить эффективность системы отопления и снизить расходы на топливо.

teplofan.ru