Конденсационные котлы Buderus: почему в них алюминиевые теплообменники

На правах рекламы

Спрос увеличивается и со стороны индивидуальных застройщиков и от руководителей технических служб предприятий, на которых остро стоит вопрос энергоэффективности и экологичности. Благодаря конструктивным особенностям эти устройства в сравнении с типовыми конвекционными приборами на 30-35% экономичнее в расходе топлива и выбрасывают на 70% меньше вредных веществ в атмосферу.

Сегодня производители отопительного оборудования предлагают большой выбор конденсационных котлов, различающихся по цене и заявленным характеристикам. Каждый бренд акцентирует внимание на каком-либо преимуществе, не объясняя, насколько оно значимо для потребителя. В частности этот момент касается теплообменников.

Какой материал предпочтительнее: нержавеющая сталь или алюминиевый сплав

Чего ожидаете вы и ваши клиенты от современного котла?

• Высокой прочности как гарантии долговечности.
• Наивысшей теплопередачи для оптимального использования энергоресурсов.
• Высокой эксплуатационной безопасности и надежности.
• Экологичности.

Одним из ключевых моментов в процессе разработки газовых конденсационных котлов является выбор материала, который будет обладать наибольшим числом преимуществ для изготовления теплообменника. По мнению инженеров-конструкторов из группы компаний Bosch, алюминиевый сплав обладает самыми подходящими свойствами для использования в конденсационных котлах.

Рассмотрим их подробнее.

Теплопроводность

Коэффициент теплопередачи для алюминия в 7 раз больше, чем для нержавеющей стали. Это значит, что алюминий лучше передает тепло. Применяя его, можно уменьшить поверхность теплообмена и при этом передавать контуру отопления ту же мощность.

Легкий сплав

Благодаря низкой плотности алюминий в 3 раза легче нержавеющей стали, что дает возможность конструировать легкие и компактные котлы. Это позволяет снизить нагрузку на стены и пол и предоставляет больше места для компоновки в котельной.

Природная коррозионная стойкость алюминия

В нержавеющих сталях содержится большой процент хрома. При его окислении образуется оксидный слой, очень тонкий (130 ангстрем) и непроницаемый, который защищает поверхность от коррозии. Алюминий так же реагирует на окислительное воздействие, только оксид алюминия формирует более толстый слой, чем оксид хрома.

Однако легирующего хрома может не хватать для образования защитного слоя, и тогда нержавеющая сталь подвергается коррозии. Это может произойти по нескольким причинам: контакт обычной углеродистой стали с нержавеющей (сервисные работы должны производиться только инструментом из нержавейки), изменение структуры в сварном шве, пластическая деформация и пр. Ни одна из перечисленных причин не может понизить коррозионную стойкость алюминия, так как защитная пленка Al₂O₃ образуется с основным элементом сплава, а не с легирующей добавкой. В случае повреждения она быстрее и легче восстанавливается, продолжая защищать металл от коррозии.

Механическая прочность при цикличных нагрузках

Усталость металла — это постепенное накопление повреждений под действием переменных нагрузок в виде расширений/сжатий в процессе нагрева/остывания, что приводит к изменению свойств, образованию и развитию трещин. Способность алюминиевых сплавов воспринимать эти повторные и знакопеременные напряжения без разрушения позволяет эксплуатировать котел с большими разницами температур между подающей и обратной линией, что особенно важно при «холодных стартах»

Экологичность

Теплообменники из алюминиевых сплавов не содержат тяжелых, редкоземельных металлов (Ni, Ti, Mo, Pb), которыми легируются нержавеющие стали. Поэтому конденсат, образующийся в алюминиевом теплообменнике, менее агрессивный.

Гидравлическое сопротивление

Из-за большего водонаполнения алюминиевые теплообменники имеют меньшее гидравлическое сопротивление. За счет этого они более устойчивы гидравлически и не предъявляют требований к объему циркулирующего теплоносителя, что в свою очередь упрощает подбор циркуляционных насосов.

Особенности эксплуатации конденсационных котлов с алюминиевыми теплообменниками на примере Buderus

Продукция бренда Buderus наглядно доказывает, что конденсационные котлы с алюминиевыми теплообменниками надежны, высокоэффективны и чрезвычайно просты в обслуживании. И опровергает распространенное заблуждение о сложности, непредсказуемости и сервисной дороговизне подобного оборудования.

Для длительной эксплуатации котла достаточно соблюдать несколько простых условий:

Заполняйте систему обычной водопроводной водой, соответствующей нормам СанПиНа и предварительно очищенной от механических примесей. Не используйте воду после химводоподготовки.

Следите за герметичностью системы и не допускайте протечек, чтобы не было необходимости ее часто подпитывать. ​

При выполнении этих простых правил алюминиевый теплообменник прослужит весь срок эксплуатации котельного оборудования и не доставит вам никаких проблем.

Различия между теплообменниками газовых котлов

В электрических котлах главным нагревательным элементом является тэн. В газовых — теплообменник. Он служит для того, чтобы нагревать воду, которая через него проходит. Для этого используется горелка с открытым пламенем. Так как условия достаточно агрессивные, следует внимательно подходить к выбору теплообменника. Раньше они представляли собой обычную металлическую трубку, но сейчас их устройство намного сложнее.

Читайте в статье

Материал теплообменника газового котла: какой лучше

Меня удивляет, когда люди не задумываются о материале, из которого сделан теплообменник в котле. Ведь это один из самых важных элементов отопительного оборудования. Именно от материала зависит КПД, скорость нагрева и главное – срок службы. Помимо этого, они могут содержать второй контур. Чтобы вы поняли, какой теплообменник лучше, я хочу рассказать про преимущества и недостатки каждого из них.

Первые чугунные теплообменники

Именно чугун использовали при создании первых угольных и газовых котлов. Это объясняется его антикоррозийными свойствами и сроком службы от 30 до 50 лет. Да и вообще, чугун слабо воздействует с какими-либо химическими веществами. А вот что касается теплоёмкости, она одна из самых высоких. Поэтому даже сейчас, когда появилось много других видов, теплообменники из чугуна продолжают пользоваться спросом. Они дольше нагреваются, но и гораздо дольше удерживают тепло после прекращения нагрева.

К сожалению, недостатков у них больше. Во-первых, это огромный вес и габариты. Котлы с чугунными теплообменниками занимают много места, а повесить их на стену вообще не представляется возможным. Только напольный способ установки, массивные мощные котлы требовательны к напольному покрытию (их масса часто превышает 300-400 кг).

Во-вторых, они плохо переносят резкие перепады температур. А ведь в отоплении обратка всегда холоднее подачи. В-третьих, чтобы уберечь чугун от этих перепадов, начали применять особые горелки. И тогда теплоёмкость уже перестала быть преимуществом. Поэтому, по сути, единственным преимуществом является большой срок службы.

Стальной

Чтобы избавиться от минусов чугунных, начали использовать стальные теплообменники. Они легче, оборудование занимает меньше места, да и цена гораздо ниже. Помимо этого, стальные теплообменники не так сильно боятся перепадов температур, поэтому в качестве нагревательного элемента подходят очень хорошо. А в случае поломки их можно отремонтировать. Конечно, не все модели, но многие.

Почему же тогда чугунные теплообменники продолжают использовать, если у стальных так много преимуществ? Дело в том, что не всё так гладко. Ведь сталь подвержена коррозии, а это уже огромный минус. Поэтому и срок службы в 2-3 раза меньше, обычно от 12 до 15 лет. Ещё я хотел бы обратить внимание на то, что сталь может прогореть. Если уж вы решили выбирать котёл с теплообменником из этого материала, я советую заранее узнать про толщину стенок. Она должна быть 3 мм и больше. А лучше 5 мм.

Медный

Самый лучший металл по теплоотдающим характеристикам — это медь. Пожалуй, можно назвать только один недостаток медных теплообменников. Это их высокая цена, устанавливаются медные теплообменники обычно на модели среднего ценового сегмента и выше (от 45-50 тыс. руб). Зато преимуществ очень много:

• компактные размеры;
• малый вес;
• высокий КПД;
• медь практически не поддаётся коррозии;
• быстро нагревается и остывает;

Кстати, именно из-за быстрого нагрева тратится гораздо меньше газа, поэтому ещё одним плюсом можно считать экономию. Что касается срока службы, производители обычно указывают 14—17 лет, что соответствует реалиям. Это незначительно больше, чем у стали, но все еще сильно меньше, чем у чугуна. Но за такое время на топливе получится сэкономить гораздо больше.

Обычно медные теплообменники устанавливают в настенных котлах. Хотя встречаются и в напольных.

Алюминиевый

В качестве материала для теплообменника газового котла используют и алюминий. Впервые его применили в конденсационных моделях, но о них я расскажу чуть позже. Алюминиевые теплообменники устанавливают и в обычных конвекционных котлах. Казалось бы, зачем они нужны, если медь хорошо справляется со своими задачами? Всё дело в цене. Чтобы удешевить производство, в медных теплообменниках стараются уменьшать толщину стенок. С алюминием этого делать не нужно. Он и так в несколько раз дешевле меди, а теплоотдающие свойства тоже достаточно высокие.

Получается, что алюминиевый теплообменник толще медного. И в этом его огромное преимущество, ведь повышается срок службы. Практика показала, что алюминий ещё и меньше подвержен окислению. Но в интернете мнения на этот счёт расходятся. Поэтому сложно сказать точно, какой теплообменник лучше.

Мы рекомендуем: настенные модели – с медным или алюминиевым теплообменником; напольные – с чугунным. Разумеется, в бюджетных моделях применяют исключительно сталь.

Конденсационные котлы с дополнительным теплообменником

В обычных котлах горелка нагревает теплообменник, а продукты сгорания удаляются через дымоход. Но смысл в том, что часть тепла тоже уходит через дымоход. Чтобы использовать это тепло для обогрева, создали конденсационные котлы. Их конструкция предполагает наличие дополнительного теплообменника. Устроен он достаточно сложно. Из-за разницы температур образуется конденсат, который и служит источником тепловой энергии. Грубо говоря, пар становится водой, она остужается, а её тепло используется для отопления.

Идея создания конденсационных котлов не такая уж новая. Об этом задумывались несколько десятков лет назад. Но тогда технологии не позволяли сделать сплав металла, который мог бы долго проработать в агрессивной среде. Сейчас для этих целей обычно используют высококачественную нержавейку.

Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов
Окупаемость конденсационных моделей в отечественных условиях

Монотермический или битермический

Когда котёл способен работать только в режиме отопления, его называют одноконтурным. Но многие современные модели способны также работать в режиме горячего водоснабжения (ГВС). Такие котлы называют двухконтурными. Осуществить нагрев воды можно двумя способами: с помощью пластинчатого теплообменника или битермического.

Пластинчатый теплообменник установлен отдельно от основного и состоит из двух частей. Когда через одну часть проходит вода из отопления, она нагревает вторую, которая соединена с водопроводом. Это раздельный, более практичный и надежный, но более дорогой и менее компактный способ.

Битермический теплообменник невозможно очистить механическим путем и довольно сложно промыть. При образовании накипи он быстрее забивается.

В целях экономии средств и пространства придумали сдвоенные или битермические теплообменники. Принцип действия у них совершенно другой. Конструктивно это одна деталь: теплообменник в теплообменнике или труба в трубе. Снаружи обычно проходит отопление, а внутри располагается контур ГВС.

К сожалению, из-за своей конструкции у битермических теплообменников узкие проходы, которые могут быстро засориться. А чистка помогает далеко не всегда, да и сделать это не так просто. Цена у таких теплообменников гораздо выше. Да и всё равно пользоваться водой придётся ограниченное время, так как присутствует риск прогорания металла. Я считаю, что лучше покупать котлы с раздельными теплообменниками. Они более надёжные.

Теплообменник газового котла в разрезе. Использование загрязненного теплоносителя и отсутствие регулярной чистки привело к тяжелым последствиям: серьезный перегрев и практически полное засорение.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Люди покупают котёл не на один год. В худшем случае он должен прослужить несколько лет. А так как теплообменник является важной частью любого котла, то и к его выбору нужно подходить основательно. Также стоит помнить, что это одна из самых дорогих и труднозаменимых запчастей. Лучше следить за правильной работой оборудования и ежегодно его обслуживать, чем потом платить лишние деньги за ремонт.

Написал об алюминиевых теплообменниках на котлах- кто что думает?

Написал об алюминиевых теплообменниках на котлах- кто что думает?

Я не буду воспроизводить диферамбные статьи De Ditrich и прочих- чьи стать кстати слово в слово порой совпадают об алюминии, а напишу лучше что то своё практичное.
Первопроходцами в области применения алюминевых теплообменников на котлах стали конденсационные котлы. Но сейчас они стали появляться и на обычных котлах. И хотелось бы описать причины таких шагов. В нете как всегда ничего нет и пришлось всё делать самому. И вы будете смеяться но на первое место вышел, не только благодаря теплообменнику, но и техническим решениям всё же Аристон.
Основные причины применения теплообменника из алюминия:
1) Гальванические.
2) Большая стойкость к окисление.
3) Экономические, долговечность и усталость.
1) Большая причина это Гальваника- гальваническая составляющая окисления значительно ниже. при использование котла с алюминиевым теплообменником и алюминиевыми радиаторами. Нет интенсивной гальванической реакции, соответственно в целом для системы отопления это уже хороший плюс. В таких котлах нет медных трубок. Они заменены на другие материалы и решения.
2) Большая стойкость к окислению.
На все теплообменники коррозия воздействует с двух сторон: изнутри теплоноситель, с наружи дымовые газы.
Воздействие теплоносителя на алюминий изнутри хорошо изучено. Такую возможность дали конденсационный котлы где стоят такие теплообменники.
https://www.nn.ru/

gallery473523?MFID=1298198&IID=40629242
На фото страница 8 работы www.weil-mclain.com/sites/de. r-compalss_1.pdf , на ней показано > Глубина коррозии показной на фотографии 0,07- 0,08 мм.
Так как алюминий любит свой Ph отличный от железа и российских норм, по данному поводу в журнале АВОК есть статья www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3819 , в которой сказано >.
Система отопления сама регулирует свой Ph, доводя до нужного. И лишь в агрессивных случаях (один из таких факторов- подпитка или кислород) системе не удаётся ни как найти баланс.
Хотя фотографии показывают приемлемую коррозию. Но вообще, в общем и это относится ко всем материалам, не только алюминию, большая коррозия всегда имеет очаговый характер. Разумеется коррозия происходит и так по всей площади соприкосновения воды и материала, но очень незначительная. То есть появляется очаг коррозии, и на нём появляется как бы нарост. Именно под слоем таких наростов и концентрируются вещества провоцирующие ускоренное течение коррозии. Появление таких точек коррозии могут спровоцировать отложения из циркулирующей воды. А большие отложения ещё провоцируют прогар теплообменника- если теплообменник стал тёмного цвета, значит он сильно забился.
Для того что бы такой очаг разрушить, нужно охладить систему, а затем нагреть до максимума. Тогда в результате естественного процесса расширения появляются трещины в защищающей очаг коррозии плёнке и вещества вызывающие коррозию вымываются из под неё абсолютно естественным способом.
А вот Аристон пошёл дальше, он решил ещё и предотвращать отложения от воды в алюминиевых теплообменниках и стал встраивать специальные пластины, создающие турбулентные потоки. Которые в свою очередь не дают образовываться на теплообменнике слоям отложений от воды, предотвращается шум закипания и накипь, а так же прогар основного теплообменника.
— фото ниже.
https://www.nn.ru/

gallery473523?MFID=1298198&IID=40629248
К то муже алюминиевый теплообменник толще медного, а значит преимущества у меди при окисление изнутри не будет.

А теперь напишу про дымовые газы и их воздействие на теплообменник.
В природном газе- метане — есть сера. При сгорание из метана, кроме углекислых и угарных газов образуется ещё вода, а сера даёт кислоту. То есть Ph дымовых газов значительно ниже нормы. Но что бы появилось заметное воздействие дыма на теплообменник, надо что бы на теплообменнике образовался от дыма конденсат. То есть на нём должна выпасть образовавшиеся при сгорание природного газа вода и кислота.
Медный теплообменник разъедает очень хорошо а алюминиевый нет. Из за этого, медный, на конденсационные котлы не ставят- быстро разъест. Вот кстати фоточка с такого конденсационного котла медного теплообменника- называется финиш ( взята из работы Jason R. Funk Boiler Basics).
https://www.nn.ru/

gallery473523?MFID=1298198&IID=40629245
А в обычном котле, начинает выпадать конденсат на теплообменнике, когда температура подачи или обратки воды отопления ниже 57 градусов. Это устанавливается самим пользователем во время межсезонья. А так же это может происходить по вине наружного датчика температуры, котёл уже здесь ставит температуру воды сам, пропорционально наружной, если на улице тепло.
Хотя нужно заметить, в обычных котлах, всё же, такое происходит редко.
А вот Аристон и тут схитрил. Он придумал функцию Ауто своим котлам (на двух самых дешёвых моделях нету). Смысл её в том, что когда ты подсоединяешь к котлу комнатный термостат, котёл сам выбирает температуру воды, и ниже чем 62 градуса на подачу он не подает. Он делает и больше. Работа функции Ауто у котла заключается в вычисление нужной температуры воды. Она вычисляется из времени включения выключения горелки с помощью комнатного термостата. Если превышен временной лимит работы, то котёл прибавляет температуру воды или греет её ступенями. А если слишком быстро термостат срабатывает то сам убавит. Но только до предела, в котором не образуется конденсат. С этой функцией, датчик наружной температуры и не нужен. Хорошие кстати плюсы.

3) Экономический аспект, долговечность и усталость.
Низкая цена по сравнению с медью. Конечно медь бы и дальше ставили, просто делать тоньше стенки теплообменника, а значит снижать из за этого цену уже дальше нельзя. Толщина стенки влияет не на прочность, нам прочность не нужна. Дело в усталости металла и его способности генерировать и сбрасывать оксидную плёнку. Чем тоньше метал- тем быстрее устанет метал, а так же тем сильнее будет меняться геометрический размер изделия при температурных перепадах. И это всё из за толщины теплообменника. А интенсивное расширение- сужение приведёт к сбросам оксидной плёнки металла, а значит и к его интенсивной коррозии. Первыми этот процесс прошли автомобилестроители, за ними пошли кондиционерщики. Теперь процесс дошёл до котлов.
Если кто то думает что алюминий быстро разъест из нутрии это не так. Возьмете автомобили. Там алюминиевый сплав в сотах радиатора тончайший, а служит радиатор и по 10 лет с лёгкостью.

Вообщем алюминиевые теплообменники, а в купе с техническими решениями могут вполне серьёзно обойти медные. А в некоторых аспектах и сегодняшних реалиях они даже лучше.