Описание конденсационного котла, рекомендации к использованию

Многие хотели бы получать для отопления дополнительную энергию и экономить таким образом приличные деньги. Оказывается, резерв имеется в отработанных газах, которые в обычном котле выводятся в дымоход. Рассмотрим откуда берется чудесным образом энергия «которой раньше не было», в конденсационном котле.

Откуда берется дополнительная энергия

Газы, которые выделяются при сжигании топлива, или проще сказать – дым, содержат около 20 процентов водяного пара. Когда водяной пар будет конденсироваться обратно в воду, он выделит некоторое количество энергии – тепловыделение фазового перехода.

Бутылка, вынутая с холодильника, на своей поверхности конденсирует воду – появляются капельки, при этом она ускоренно нагревается, так как водяной пар при переходе в капельки воды выделяет тепло.

Количество энергии, которую может выделить водяной пар при переходе в воду, весьма значительное.

Работа конденсационного котла основана на технологии получения дополнительной энергии от конденсации водяных паров находящихся в газах, полученных при сгорании топлива.

В обычном котле, после сжигания топлива отработанные газы с температурой выше, чем точка росы, выводятся наружу через дымоход. В дымоходе или на улице они «ловят» точку росы, в результате образуется туман, из трубы капает жидкость, стекает по наклону…

В конденсационном котле газы попадают еще и на второй холодный теплообменник, на котором водяной пар преобразуется в воду.

Принцип работы конденсационного котла

Температура второго теплообменника будет определяться температурой теплоносителя в системе. Обычный котел чаще работает со следующей температурой жидкости: подача — 80 град С, обратка — 60 град С.

А если использовать такой режим: подача — 50 град С, обратка — 30 град С, то на столь холодном теплообменнике начнется конденсация водяных паров, причем она будет тем полнее, чем ниже его температура.

Энергия, которая выделяется при переходе пара в воду, называют скрытой. Она не учитывалась ранее при расчетах КПД (отношение количества тепла, которое будет передано теплоносителю при сжигании газа в котле к теплоте сгорания топлива) оборудования, в котором происходит процесс горения.

Поэтому, если произвести расчет КПД по старой методике, то для конденсационного котла получится 109%. И это не рекламный трюк, такие цифры дают самые авторитетные электротехнические компании своим конденсатным котлам.

Естественно, что столь высокий КПД будет достигнут только при низкотемпературном режиме работы этого оборудования, а значит и всей системы отопления.

Технические особенности

Также важно, что конденсационные котлы по сравнению с обычными, более экологичные, меньше загрязняют окружающую среду. Окислы азота, которые образуются в процессе горения, во многом связываются выпадающей росой и вместе с конденсатом уходят в канализацию.

Выпадающая роса довольно агрессивна по отношению к металлу. Поэтому вторичный теплообменник в конденсационных котлах выполняется из особо устойчивых к коррозии сплавов стали или силумина.

Наиболее востребованы для частных домов и квартир одноконтурные газовые конденсационные котлы, которые навешиваются на стену.

Но не проблемно отыскать и двухконтурные котлы, и напольные мощные агрегаты с первичной чугунной камерой сгорания, а также напольные, совмещенные с бойлерами в одном корпусе.

В конденсационных котлах применяются последние технические новшества. Выпускают их самые известные производители.

Применение

Сейчас в ряде стран приняты законы, направленные на энергосбережение и охрану природы, согласно которым запрещается применять теплогенерирующее оборудование без вторичной утилизации тепла, — кроме конденсационных котлов, других нельзя.

Сейчас это принято в Англии, Голландии, но введение этих законов подготавливается и в Германии, Франции, Испании и др. странах. Так, например, в Голландии количество применяемых в частных домах конденсационных котлов приближается к 100%. В Германии же эта цифра достигает около 70%.

В России наблюдается устойчивая тенденция постепенного вытеснения обычных котлов конденсационными.

Таким образом, можно рекомендовать устанавливать эти аппараты уже сейчас в соответствии с мировой практикой их применения, не взирая на завышенную цену.

Имеются целые линейки такого оборудования от множества лучших брендов, например: Buderus, Германия — серия под названием Logamax; Ariston, Италия — серия GENUS PREMIUM; De Dietrich, Франция — серия Vivadens, и многие другие.

Многие из них адаптированы под российские условия и снабжены русскоязычными инструкциями.

Конденсационный котел с теплым полом

Для эффективной работы конденсационного котла температура теплоносителя в обратке должна быть такой, чтобы на поверхности вторичного теплообменника не было бы более 56 градусов – точка росы для воды в данных условиях. Лучшее применение – система теплый пол. У нее следующие основные отличия:

• Теплые водяные полы представляют собой весьма инерционную систему, при нагреве которой, котел продолжительное время работает в оптимальном конденсационном режиме с максимальным КПД, так как температура жидкости в системе не может превышать 40 градусов.
• Обеспечивается лучшее распределение температуры в помещении, при этом теплопотери снижаются из-за уменьшения температуры под потолком, возникает значительная экономия топлива.

Применение с радиаторной системой отопления

Для этого котла нужна специальная система отопления, рассчитанная на достаточную отдачу мощности при низкой температуре теплоносителя. А это значит, что мощность обычных высокотемпературных радиаторов должна быть подобрана на 30 – 40 процентов больше.

Практика показывает, что и с обычной отопительной системой, конденсационный котел работает в течении отопительного сезона в основном в режиме конденсации, при условии оптимального утепления дома.

И только в отдельные недели пиковых морозов приходится разогреваться выше точки росы, чтобы поддержать в доме комфортные 22 градуса. Здание должно быть нормально теплоизолированным, а также должны быть приняты другие меры по теплосбережению, о которых можно узнать на других страницах.

Таким образом, конденсационный котел для отопления дома сегодня является оптимальным выбором, пусть даже не совсем устраивает его цена.

Расчеты специалистов показывают, что в случае его применения с низкотемпературным обогревом (в наших условиях — в большинстве случаев) будет достигнута экономия до 20% топлива. За сезон для среднего дома – 50$. Следовательно, высокая цена этого агрегата окупится.

Заставьте конденсат работать! Как экономят деньги hi-tech котлы (+ ценовой расчет)

Энергосберегающие технологии сегодня внедряют повсюду. А относительно недавно они добрались и до систем отопления частных домов: на рынке появились газовые котлы нового типа – конденсационные. По мнению специалистов, эти котлы дают до 30% экономии газа. За счет чего? Как с их помощью снизить затраты на обогрев дома? Как быстро окупятся? Об этом нашему порталу рассказали специалисты представительства Vaillant Group, одного из крупнейших европейских производителей отопительного оборудования.

Какие бывают типы газовых котлов?

Чаще всего в домах белорусов встречаются атмосферные и турбированные котлы. Атмосферные берут воздух для горения прямо из помещения, посредством естественной тяги. Соответственно продукты сгорания с помощью этой же тяги отводятся в дымоход. Турбированные котлы имеют более совершенную конструкцию: в них камера сгорания изолирована от помещения. Забор воздуха и удаление дымовых газов происходят через коаксиальный дымоход, который еще называют «труба в трубе». Воздух проходит по наружному контуру, а дымовые газы — по внутреннему. Также эти котлы отличаются от атмосферных наличием турбины, которая принудительно отводит дымовые газы. Как ни странно, турбированные аппараты работают тише, в них не возникает проблем обратной тяги, когда порыв ветра начинает гнать дым назад в котел. Поэтому сейчас атмосферные котлы в новом жилье встречаются редко. Их покупают, когда нужно заменить старый прибор этого типа на новый без переделки системы отвода дыма.

У обеих рассмотренных конструкций есть общий недостаток: при сгорании топлива много тепла улетучивается вместе с дымовыми газами. Выходит, что мы обогреваем не только дом, но и частично улицу, а деньги — в буквальном смысле вылетают в трубу. И вот когда производители отопительного оборудования начали думать над тем, как извлечь тепло из дыма — появились конденсационные котлы.

Как работает конденсационный котел?

В конденсационном котле дымовые газы, выходящие из камеры сгорания, не выбрасывается прямо на улицу, а попадают в специальный отсек теплообменника. На его стенках оседает влага, которая в виде пара содержится в выхлопе газового котла (эффект конденсации сродни тому, когда при заходе с холода в теплое помещение запотевают стекла очков). Тут работает элементарная физика: влага переходит из парообразного состояния в жидкое и отдает тепло, которое используется для первичного подогрева теплоносителя (воды). А во втором (основном) отсеке теплообменника вода доводится до нужной температуры пламенем горелки, после чего попадает в систему отопления. Затем она, пройдя весь круг, опять попадает в первый отсек теплообменника, где подогревается за счет выхлопа, а потом вновь оказывается во втором и т.д. Это первое конструктивное отличие от других типов котлов.

Отличие второе: в конденсационных котлах тоже есть турбина, но она подает в камеру сгорания не просто воздух, а газовоздушную смесь. Когда молекулы газа и кислорода заранее «перемешаны» между собой — топливо горит лучше.

В итоге конденсационные котлы оказываются экономичнее турбированных. Во-первых, извлекается тепло из дыма. Во-вторых, за счет подачи в камеру газовоздушной смеси, мы получаем более полное сгорание. В результате имеем 20-30 % экономии по сравнению с атмосферными и турбированными котлами.

Требует ли конденсационный котел особой системы отопления?

Для конденсационного котла оптимальной является система с теплыми полами. В обычные радиаторы отопления подается вода температурой 50-60 градусов, а в котел она возвращается, остыв до 40-50. Т.е. на обогрев дома уходит примерно 10-15 градусов. В теплые же полы подается вода с максимальной температурой 40, и «обратки» — 30 градусов. Здесь «дельта» не превышает 10 градусов. А чем холоднее теплоноситель, поступающий в первый отсек теплообменника — тем больше пара конденсируется из выхлопа и тем больше тепла мы получаем.

Поэтому если нет возможности сделать теплые полы, то желательно увеличить площадь радиаторов, что также позволит снизить температурные режимы работы котла. Кроме того, значительную экономию дает установка дополнительной автоматики.

Как автоматика помогает котлу экономить газ?

Обычно в котлах устанавливается датчик, который измеряет температуру или «подачи» или «обратки» (в котлах Vaillant используются оба — для более точного контроля температуры). И если электроника «понимает», что вода из системы приходит слишком холодная, недостаточно нагретой, то котел поддает «жару».

Но если же упала температура «обратки» — это означает, что начали остывать стены дома, и потребуется много тепла, что вновь их прогреть, соответственно и расход газа окажется значительным. Однако можно установить дополнительный регулятор с комнатным датчиком: тогда автоматика начнет оперативнее реагировать на снижение температуры в доме. Котел увеличит подачу тепла раньше, чем люди почувствуют дискомфорт.

Самый же эффективный вариант — установка погодозависимой автоматики, которая измеряет температуру еще и на улице. Как только холодает — котел сразу начинает сильнее нагревать теплоноситель. А на поддержание нужной температуры стен тратится гораздо меньше газа, чем на то, чтобы заново протопить остывший дом.

Современная электроника позволяет устанавливать даже режимы обогрева. Например, вы знаете, что в будний день с 8:00 до 18:00 дома никого не будет. На это время можно запрограммировать автоматику так, что она будет поддерживать минимальную температуру. А за пару часов до вашего возвращения — увеличит подачу тепла. На ночь — опять чуть уменьшит температуру, чтобы обеспечить более комфортный сон. В результате датчики температуры в сочетании с программируемыми режимами дают дополнительную экономию газа.

Сколько можно сэкономить, если купить конденсационный котел?

Конденсационные котлы в силу конструктивных особенностей стоят несколько дороже турбированных. Но газ тоже не дешевеет. А если еще и в доме никто не зарегистрирован — платить приходится по самому высокому тарифу. И вообще мы медленно, но верно движемся к тому, что все без исключения потребители газа будут оплачивать 100% его стоимости. Поэтому все больше людей выбирает именно конденсационные котлы.

Выгоду от покупки конденсационного котла можно просчитать. Возьмем дом площадью 150 м². Зная годовое потребление тепловой энергии, можно рассчитать, сколько газа потребуется при разных системах отопления и способах управления ими. Для сравнения мы выбрали два сопоставимых по параметрам котла Vaillant — турбированный и конденсационный. Ради удобства мы не будем приводить здесь все формулы и расчеты, а представим готовые результаты в виде таблицы.

Как видим, больше всего газа расходует турбированный котел без автоматики — 4556 кубометров в год. Самый экономичный — конденсационный с датчиком внешней температуры и системой отопления, в которой есть радиаторы и теплый пол. Он потребляет 2816 кубометров газа в год. Нетрудно высчитать максимально возможную экономию: 4556 м³ – 2816 м³ = 1740 м³. Если в доме никто не зарегистрирован, то кубометр газа вам обойдется в 0,4226 рубля (тарифы по состоянию на 1 сентября 2017 года). Умножаем 1740 на 0,4226 и получаем 735 рублей 32 копейки – именно столько можно сэкономить за год, выбрав конденсационный котел с погодозависимой автоматикой. Дополнительные затраты при покупке конденсационного котла (по сравнению с турбированным) могут окупиться всего за пару сезонов. А прослужит он вам не меньше 15 лет.

Сделаем оговорку: сейчас речь идет об условном доме с усредненными показателями теплопотребления. В каждом конкретном случае расчеты нужно делать индивидуально, поскольку их результаты зависят от особенностей системы отопления, объема потребления горячей воды, теплоизоляции дома, погоды и многих других факторов. Но этот пример наглядно показывает масштабы экономии при использовании конденсационных котлов.

Почему стоит обратить внимание на котлы Vaillant?

Во-первых, у этой компании высокое качество сборки: котлы Vaillant производят только в Европе. Причем один котел полностью собирается одним рабочим. Сотрудник берет тележку и движется с ней от станции к станции, добавляя необходимые детали. По серийному номеру котла производитель может найти имя и фамилию сборщика. Эта система выгодно отличается от обычного конвейера: на заводе Vaillant специалист знает, что несет персональную ответственность.

Во-вторых, производитель использует качественные комплектующие. В котлах Vaillant до сих пор устанавливаются медные и даже латунные детали: для работы с водой лучше этих материалов пока еще ничего не придумали. И хотя пластик, который применяют многие фирмы, обходится дешевле, он уступает металлу по надежности.

В-третьих, конденсационные котлы Vaillant довольно компактные. Их будет удобно смонтировать даже на кухне и не отводить драгоценные квадратные метры под котельную. А работают они еще тише, чем турбированные, и не доставляют дискомфорта.

Текст: Виталий Олейников