Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов

Сегодня существует два типа конструкции газовых котлов: конвекционный и конденсационный. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, оба типа конструкции пользуются широким спросом и выпускаются в виде все более современных моделей. Внешне они никак не отличимы, да и конструкция различается лишь несколькими инженерными решениями.

Чтобы комплексно разобраться во всех нюансах финансовой выгоды, простоты монтажа и удобства эксплуатации, важно не только взвесить все достоинства и недостатки каждого из типов, но и разобраться в их принципе работы, произвести экономические расчеты, чем мы и займемся в данной статье.

Читайте в статье

Газовые конвекционные котлы: что это такое и каков принцип их работы

Газовые конвекционные котлы отопления – это классическая простая конструкция, где газовая горелка сжигает газ, нагревая находящийся над ней теплообменник с теплоносителем, теплоноситель циркулирует по системе отопления и отдает тепло. По сути, это обычные, простые, всем известные газовые котлы. Они могут быть как напольными, так и настенными, одноконтурными и двухконтурными, иметь открытую или закрытую камеру сгорания.

Принцип действия классического атмосферного газового конвекционника.

Основным недостатком такой конструкции является предел эффективности. Большинство современных конвекционных котлов имеют КПД в пределах 88-92%, а модели с самым высоким КПД 93-94,5% являются не всегда оправданными с финансовой точки зрения, ведь при приросте всего в 2% они имеют гораздо более сложную конструкцию и стоят в 1,5-2 раза дороже. Но даже при столь высоких для конвекционных котлов показателях огромная часть тепла из камеры сгорания уходит через дымоход и остается незадействованной. Температура отходящих газов часто достигает 70-80-90°C.

Кроме того, малоизвестным до покупки, но неожиданным и частым недостатком во время эксплуатации является образование в дымоходе конденсата. Обычно он образуется при низкотемпературном режиме отопления, когда температура отходящих через дымоход газов падает ниже 50-60°C, особенно, если отвод газов производится через традиционный, вертикальный дымоход, при проектировании которого часто допускаются отклонения от СНиП.

Образование конденсата в данном случае означает не просто жидкость, а смесь серьезных кислот, сокращающих срок службы дымохода и теплообменника котла (при попадании внутрь него).

На коаксиальном дымоходе, вне зависимости от температурного режима отопления, при уличной температуре ниже -15°C, часто образуется наледь, которая сужает или полностью перекрывает отвод продуктов сгорания, вследствие чего котел прекращает горение, автоматика выбивает соответствующую ошибку.

В остальном это вполне оправданная, простая, и главное – финансово доступная конструкция. Стоимость газовых котлов конвекционного типа начинается от 14-15 тыс. рублей за самые примитивные отечественные напольные модели. Лучшие в соотношении «цена-качество» и наиболее востребованные модели стоят в пределах 25-32 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более простая конструкция	Ограниченная эффективность – полученное от сжигания газа тепло аккумулируется не эффективно, достаточно большая его часть уходит в дымоход
Доступная стоимость – начиная от 14-15 тыс. руб.	Образование конденсата на стенках дымохода, что снижает срок службы металлических модулей
Наличие энергонезависимых моделей и в целом широкий выбор на любые особенности и ценовой бюджет	При отводе через коаксиальный дымоход большинство конденсата все же отводится на улицу, но при сильных морозах замерзает на оголовье, затрудняя отвод продуктов сгорания
Широкий функционал, такой же, как и у конденсационных моделей, но за гораздо меньшую цену
Простота монтажа и эксплуатации – из коммуникаций лишь обратная и подающая линии, достаточно проводить плановое обслуживание

Отличия конденсационных газовых котлов от конвекционных

Конденсационные газовые котлы отличаются от конвекционных лишь более сложным принципом аккумуляции тепла.

Принцип работы обычного конвекционного (КПД 88-94%) и конденсационного (КПД 103-115%) газовых котлов.

Конденсационные модели имеют все ту же конструкцию, но с еще одним дополнительным теплообменником. После сжигания продукты сгорания проходят более длительный путь отвода, в котором охлаждаются до точки росы. Образуется конденсат, который оседает на дополнительном теплообменнике и отдает ему (а значит и циркулирующему в нем теплоносителю) неиспользованную ранее тепловую энергию. Отсюда и соответствующее название – конденсационные – аккумулирующие тепло конденсата отходящих газов.

Таким образом, температура отводящихся продуктов сгорания практически равна атмосферной (обычно 25-40°C против 60-90°C у конвекционных моделей). КПД конденсационных моделей обычно в пределах 103-115%, что подразумевает в среднем на 15-25% меньший расход газа. Если пересчитать показатели и конвекционных, и конденсационных не по низшей (как это принято), а по высшей теплоте сгорания (включая теплоту конденсирующих водяных паров), то КПД обычных газовых котлов будет в пределах 80-85%, а конденсационных – 92-98%, что является существенным преимуществом.

Все отличия, критерии выбора и особенности эксплуатации конденсационных газовых котлов

Выхлоп конденсационных моделей более экологичный, на оголовье дымохода, в виду более низкой разницы температур отходящих газов и атмосферы, больше не образуется конденсат. У всех моделей исключительно закрытая камера сгорания и коаксиальный дымоход, что подразумевает более низкие требования к помещению и упрощенный монтаж. Но стоимость конденсационников в 2-3 раза выше, самые бюджетные модели такие, как BAXI Duo-tec Compact или Protherm Рысь MKV стоят от 50 тыс. рублей.

Есть и еще один существенный недостаток – необходимость в отводе конденсата. Как уже говорилось, это не просто нейтральная жидкость, а сильная кислота, которую нужно грамотно отводить. Сливать кислоту напрямую в канализацию нельзя, перед этим его нужно разбавить в пропорции 10:1, а лучше 25:1.

Пример отвода и нейтрализации конденсата.

Конденсат необходимо нейтрализовать и при сливе в септик, делается это с помощью локальной очистительной станции – пластикового резервуара с нейтрализующим наполнителям. Согласно отзывам владельцев, за сутки при работе котла мощностью 18-24 кВт образуется 25-40 л конденсата.

Что в итоге лучше: конвекционный или конденсационный котел

Выбор, к сожалению не однозначен, с одной стороны экономия конденсационных моделей кажется существенной. С другой – высокая цена, необходимость в утилизации конденсата и особые требования к системе отопления и условиям эксплуатации. Дело в том, что в Европе окупаемость конденсационных моделей находится в районе 4-6 лет, а в отечественных условиях это не совсем так по нескольким причинам:

1. Наивысший КПД таких котлов достигается при низкотемпературном режиме отопления, когда используются теплые полы, радиаторы с увеличенным количеством секций, а температура теплоносителя не превышает 50°C.
2. Стоимость газа в России достаточно низкая в сравнении с европейскими странами, что лишь оттягивает окупаемость высокой изначальной цены.
3. Появляются дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с утилизацией конденсата (организация отвода, покупка нейтрализующего наполнителя или разбавка водой).

Допустим, имеется среднестатистический дом в Подмосковье площадью 120 м 2 , с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м, теплопотери которого составляют 12 кВт (из правила 1 кВт на каждые 10 м 2 ). В сутки это 288 кВт, которые нужно восполнить котлу. Удельная теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м 3 . Отсюда следует, что на 1 кВт тепловой мощности газового котла необходимо около 0,1-0,108 м 3 природного газа. Считаем:

1. При отоплении конвекционным котлом с КПД 92% – 288(кВт) * 0,1(м 3 ) * 1,08(92% КПД) = 31,1 м 3 /сутки природного газа. В стоимостном выражении – 31,1(м 3 ) * 5,7(руб/м 3 , тариф в МО с 1 июля 2019 года, актуальный и в 2020) = 177,27 руб/сутки.
2. При отоплении конденсационным котлом с КПД 109% – 288(кВт) * 0,1(м 3 ) * 0,91(109% КПД) = 26,2 м 3 /сутки природного газа. В стоимостном выражении – 26,2(м 3 ) * 5,7(руб/м 3 ) = 149,3 руб/сутки.

Сроки окупаемости зависят от стоимости модели, ее монтажа и условий эксплуатации. Но на практике в отечественных условиях это не менее 6 лет, а в некоторых случаях и более 10.

По нашему мнению, сейчас покупка конденсационных моделей оправдана лишь при использовании в системе с низкотемпературным режимом отопления. Однако в будущем, когда цена на газ будут расти, а стоимость конденсационного отопительного оборудования будет снижаться, покупка конденсационника будет все более оправданной и в отечественных условиях.

Что такое конвекционный котел: из чего состоит и как работает

Опубликовано kachlife в 28.10.2020 28.10.2020

Котлы используют обычно для отопления помещения. В лучших случаях они предназначены еще и для организации горячего водоснабжения (ГВС). Не является исключением конвекционный тип.

Газовые конвекционные котлы: что это такое и каков принцип их работы

Газовые конвекционные котлы отопления – это классическая простая конструкция, где газовая горелка сжигает газ, нагревая находящийся над ней теплообменник с теплоносителем, теплоноситель циркулирует по системе отопления и отдает тепло. По сути, это обычные, простые, всем известные газовые котлы. Они могут быть как напольными, так и настенными, одноконтурными и двухконтурными, иметь открытую или закрытую камеру сгорания.

Принцип действия классического атмосферного газового конвекционника.

Основным недостатком такой конструкции является предел эффективности. Большинство современных конвекционных котлов имеют КПД в пределах 88-92%, а модели с самым высоким КПД 93-94,5% являются не всегда оправданными с финансовой точки зрения, ведь при приросте всего в 2% они имеют гораздо более сложную конструкцию и стоят в 1,5-2 раза дороже. Но даже при столь высоких для конвекционных котлов показателях огромная часть тепла из камеры сгорания уходит через дымоход и остается незадействованной. Температура отходящих газов часто достигает 70-80-90°C.

Кроме того, малоизвестным до покупки, но неожиданным и частым недостатком во время эксплуатации является образование в дымоходе конденсата. Обычно он образуется при низкотемпературном режиме отопления, когда температура отходящих через дымоход газов падает ниже 50-60°C, особенно, если отвод газов производится через традиционный, вертикальный дымоход, при проектировании которого часто допускаются отклонения от СНиП.

Образование конденсата в данном случае означает не просто жидкость, а смесь серьезных кислот, сокращающих срок службы дымохода и теплообменника котла (при попадании внутрь него).

На коаксиальном дымоходе, вне зависимости от температурного режима отопления, при уличной температуре ниже -15°C, часто образуется наледь, которая сужает или полностью перекрывает отвод продуктов сгорания, вследствие чего котел прекращает горение, автоматика выбивает соответствующую ошибку.

В остальном это вполне оправданная, простая, и главное – финансово доступная конструкция. Стоимость газовых котлов конвекционного типа начинается от 14-15 тыс. рублей за самые примитивные отечественные напольные модели. Лучшие в соотношении «цена-качество» и наиболее востребованные модели стоят в пределах 25-32 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более простая конструкция	Ограниченная эффективность – полученное от сжигания газа тепло аккумулируется не эффективно, достаточно большая его часть уходит в дымоход
Доступная стоимость – начиная от 14-15 тыс. руб.	Образование конденсата на стенках дымохода, что снижает срок службы металлических модулей
Наличие энергонезависимых моделей и в целом широкий выбор на любые особенности и ценовой бюджет	При отводе через коаксиальный дымоход большинство конденсата все же отводится на улицу, но при сильных морозах замерзает на оголовье, затрудняя отвод продуктов сгорания
Широкий функционал, такой же, как и у конденсационных моделей, но за гораздо меньшую цену
Простота монтажа и эксплуатации – из коммуникаций лишь обратная и подающая линии, достаточно проводить плановое обслуживание

Когда отдать предпочтение конвекционному котлу

От правильного выбора зависит насколько теплым и комфортным будет дом, безопасность отопительной системы и затраты на ее обслуживание. Итак, установить конвекционный котел целесообразно в случае:

• Если в помещении имеется, или в ближайшее время будет подключен магистральный газ.
• Происходит замена отопительной системы в старом доме и требуется такая же.
• Если затяжные зимы – обычное явление.
• По какой-то причине нет возможности создать грамотную систему отвода конденсата и его нейтрализации.
• Отопительная системы оснащена только радиаторами (без теплых полов).
• Бывают перебои с электричеством.

Если отопление дома производится не теплыми полами или другими низкотемпературными системами отопления, большой выгоды от установки котлов конденсационного типа при российских холодных зимах не будет. В пользу традиционных говорит и доступность запчастей, дешевое обслуживание.

А повышенный расход газа можно и нужно компенсировать хорошим утеплением дома. Расход топлива в большей мере зависит от величины теплопотери помещения и правильно оборудованной отопительной магистрали. Грамотная автоматика также повысит экономичность установки.

Способы установки

Напольный или настенный вариант выбирается в зависимости от мощности и обогреваемой площади. Настенные агрегаты обеспечивают отопление помещения не больше 200 м2 и отличаются производительностью не больше 14 л/мин. Если потребности строения выше, устанавливается напольный агрегат.

Напольный

Оборудование монтируется на полу или специальном фундаменте, а элементы обвязки приобретаются отдельно от котла.

Выпускаются виды агрегатов:

• жаротрубные стальные котлы;
• газовое чугунное оборудование.

Первый вид имеет повышенную мощность и высокое значение КПД. Теплообменник выполняется в форме цилиндра со сварным соединением, содержит в составе стальные коллекторы для передвижения воды. Газовая камера сгорания получает приготовленный газо-воздушный состав от дутьевой горелки.

Чугунное оборудование чаще производится с секционными теплообменниками, имеет дутьевые или трубчатые горелки. Мощность котлов средняя, вес намного ниже жаротрубных котлов. Чугунный теплообменник служит длительное время при соблюдении определенного температурного режима. Для монтажа первый и второй тип котлов поставляется в разобранном виде из-за значительной массы.

Напольные агрегаты выбираются, если требуется обогревать несколько отдельно стоящих строений или большое помещение, даже если общая отопительная площадь не превышает показатель 200 м2.

Настенный

Подвесной газовый конвекционный котел монтируются на вертикальном ограждении или для него сваривается металлическая рама. Теплообменник делается из стали или меди, горелки чаще выполняются трубчатого типа. Настенное оборудование компактно размещается в помещении, котлы поступают в продажу со всеми необходимыми элементами и деталями обвязки. Продажный комплект представляет собой своеобразный котельный узел с управлением от пульта.

Настенный вариант с открытой камерой покупают не часто, хотя он стоит дешевле и не зависит от поставок электричества. Закрытые настенные котлы приобретают чаще, популярные модели компактные, имеют привлекательный вид. Производители применяют передовые технологии, оборудование снабжено современной электронной начинкой. Это может стать недостатком, т. к. электроника не выдерживает перепадов напряжения и зависит от электросети.

Настенные котлы отличаются чувствительностью к качеству энергоносителя. Жидкость нагревается в небольшом по размеру корпусе с тонкостенными внутренними элементами. Некачественная вода в системе ведет к отложению осадка. Антифриз также применяется не ко всем настенным агрегатам, о чем есть инструкция в техническом паспорте.

Принцип работы и устройство отопительного прибора

Внутри агрегата находятся следующие основные узлы:

• газовая горелка;
• запальник (не во всех моделях);
• устройство розжига;
• теплообменник;
• система автоматики.

Большинство котлов дополнительно комплектуется:

• циркуляционным насосом;
• расширительным бачком;
• группой безопасности: состоит из манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика.

Внутреннее пространство, где размещены горелка и теплообменник, называют топкой. Патрубок для подключения к дымоходу находится в верхней ее части.

Работает котел следующим образом:

• Нажатием специальной кнопки открывается клапан подачи газа в запальник. Топливо вспыхивает при контакте с искрой, которую вырабатывает пьезоэлемент механизма розжига. Через 2-3 секунды кнопку отпускают. В моделях с электронным включением запальника нет.
• Температура поступающей в теплообменник котла рабочей среды анализируется термодатчиком. По достижении ею установленного минимального показателя прибор посылает сигнал в контроллер, и тот открывает клапан подачи газа в основную горелку. Топливо вспыхивает от запальника или электронного розжига.
• Конвекция заставляет горячие продукты распада газа подниматься вверх. Они омывают теплообменник, нагревая его, и устремляются в дымоход.
• Температура рабочей среды на выходе из устройства анализируется вторым термодатчиком. Как только она достигнет установленного максимума, сенсор просигнализирует контроллеру и тот перекроет подачу газа в основную горелку.
• Когда теплоноситель снова остынет, повторяются пункты 2-4.

В большинстве моделей предусмотрены функции:

• Защиты от замерзания. При остывании теплоносителя до +5°С прибор запускается автоматически с минимальной производительностью, достаточной для поддержания температуры рабочей среды выше указанной отметки.
• Контроля микроклимата в помещении. Посредством выносного термостата прибор поддерживает на нужном уровне температуру воздуха в комнате.

В систему автоматики также входят датчики:

• тяги: блокирует поступление газа при нарушении процесса дымоудаления;
• пламени: действует аналогично при затухании основной горелки.

Котлы верхнего ценового сегмента оснащаются погодозависимой автоматикой. При подключении термодатчиков, расположенных на улице, отопитель своевременно меняет тепловую производительность сообразно колебаниям погоды.

Достоинства и недостатки

К преимуществам конвекционных котлов относятся:

• Использование самого привлекательного энергоносителя: природный газ стоит дешево, не нужно заниматься доставкой и складированием.
• Работа без участия человека. Достаточно запустить прибор в начале сезона, весь дальнейший процесс полностью автоматизирован.
• Отсутствие тепловой инерционности: производительность меняется практически мгновенно.
• Возможность работы без электроснабжения (энергонезависимость).
• Чистый выхлоп. Как следствие, отсутствует необходимость обслуживать дымовую трубу: теплообменник мало страдает в случае образования на нем конденсата.

• Зависимость от сети газоснабжения.
• Необходимость в получении разрешения на установку прибора и разработке проекта.
• Потребность в дымоходе.
• Взрывоопасность.
• Риск отравления жильцов природным газом.

Преобладание таких котлов, по сравнению с теплогенераторами прочих типов, свидетельствует о том, что их преимущества намного весомее недостатков.