Радиаторы отопления конденсационный котел

С тех пор, как конденсационные котлы начали завоевывать рынок теплотехнического оборудования, прошло менее двух десятков лет. Но за это время множество потребителей уже успело оценить их исключительную эффективность и экономичность: по данным показателям эти устройства существенно превосходят обычные конвекционные котлы. За счет чего же достигаются такие результаты?

Как известно, для отопления больших домов требуются мощные напольные теплогенераторы, которые, согласно правилам, должны быть установлены в отдельном, особым образом оборудованном помещении. Если же по каким-то причинам для котельной нет подходящего места, тут и встает проблема с подбором настенного агрегата, способного обогреть значительную площадь, а то еще и обеспечить здание горячей водой. Мощность конвекционных настенников обычно ограничивается 40 кВт, так что в случае коттеджа на 150–200 м² справиться с такой задачей им, скорее всего, будет не по силам. А вот для высокоэффективных конденсационных котлов настенного монтажа мощностью до 80–100 кВт эта миссия выполнима.

Не может быть?!

• 

Принцип работы конденсационного котла

Все знают, что КПД любого устройства не может быть больше 100%. В техпаспорте же конденсационных котлов указана цифра 108–110%. Резонный вопрос – как это возможно? Дело в том, что КПД подобных приборов, так сказать, в чистом виде составляет порядка 98%, а добавочные 10% получаются в результате отъема тепла у отходящих газов, образующихся при сгорании топлива. И если у конвекционных котлов это тепло в буквальном смысле просто улетает в трубу и согревает уличный воздух, то конденсатники заставляют его работать на повышение своего КПД. Суть процесса в следующем: при охлаждении дымовых газов до температуры точки росы (≈ 55°С) содержащиеся в них водяные пары конденсируются, что сопровождается высвобождением значительного количества тепла. Теплотехнические расчеты показывают, что благодаря этому экономия энергии может составить при сжигании природного газа 11%, сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%, солярки – 6 % .

Для охлаждения дымовых газов агрегаты используют обратку, то есть теплоноситель, уже прошедший по трубам и имеющий температуру ниже 55°С, необходимую для конденсации пара. Таким образом, конденсационные котлы будут работать со всей возможной отдачей только в низкотемпературных системах отопления (теплые полы, климатические стеновые панели, капиллярные маты). В системах, функционирующих в режиме 90/70°С, они превзойдут по экономичности конвекционные теплогенераторы всего на 3–5%.

Конденсационные газовые котлы позволяют сэкономить за отопительный сезон до 20–25% топлива. Кроме того, при его сгорании на 90% сокращаются выбросы в атмосферу оксидов азота и углерода

Целесообразно ли использовать конденсационный котел в радиаторной системе отопления?

Конденсационным котлам обычно «вменяют в вину» то, что они не годятся для работы в высокотемпературных системах радиаторного отопления. Но так ли это? Ведь при обогреве дома радиаторами, даже в условиях наших зим, делать их горячее 55°С большую часть отопительного периода просто нет необходимости. За исключением максимум двух-трех морозных недель, среднесуточная температура за окном составляет около 0°С, и «раскалять» в это время батареи, расходуя лишнее топливо, совсем ни к чему. Таким образом, когда потребности дома в тепле могут быть полностью удовлетворены при пониженной температуре теплоносителя, конденсационный котел будет прекрасно обслуживать и радиаторные системы отопления. Ну а если ударит настоящий мороз (–25…30°C) и котельная перейдет на усиленный режим работы (к примеру, 90°С), то процесс конденсации прекратится и эффективность котла снизится, но все равно, хоть и незначительно, она будет выше, чем у конвекционных устройств.

Особенности конструкции

Конструктивно конденсационные котлы не слишком отличаются от традиционных газотопливных агрегатов, но от того, какого типа устройства выступают в них в качестве важнейших узлов, напрямую зависят заявленные высокоэффективность, экономичность и надежность данного оборудования.

Теплообменник, служащий для охлаждения отходящих газов, постоянно испытывает агрессивное воздействие конденсата, представляющего собой едкую кислотосодержащую жидкость, поэтому основное требование к данному элементу конструкции – высокая химическая стойкость. Теплообменники изготавливают из нержавеющей стали либо из силумина (алюминиево-кремниевого сплава), притом наилучшим вариантом будут литые изделия, так как шов с малейшим изъяном является потенциальным очагом коррозии.

‘ >

Котел в разрезе

Конденсационные теплогенераторы имеют закрытую камеру сгорания и, как правило, оснащены высокопроизводительными вентиляторными (дутьевыми) горелками, регулируемыми в широком диапазоне мощности, что дает возможность максимально точно контролировать температуру отходящих газов (не выше 57°С). За работу горелки отвечает автоматика, которая отслеживает все настройки и параметры безопасности оборудования.

В некоторых моделях котлов установлены модулирующие циркуляционные насосы с плавной регулировкой мощности двигателя и высоты напора теплоносителя. Это позволяет им гибко подстраиваться под заданные гидравлические и температурные параметры, даже когда система отопления работает в режиме неполной нагрузки. Обычные же насосы обеспечивают постоянный поток теплоносителя, а значит, его температура в возвратной линии может превышать значения, необходимые для конденсации водяных паров из отходящих газов. Таким образом, конденсационный котел, по сути, начинает функционировать как простой конвекционный, то есть КПД оборудования падает.

Для организации системы ГВС на базе конденсационного котла многие производители выпускают агрегаты со встроенным вторичным теплообменником и расширительным баком. Компактные настенники комплектуются баками всего на 30–40 л, у напольных же моделей они могут вмещать 150–200 л воды и более

Автоматика управления

• 

Автоматическое управление, тем более дистанционное, существенно повышает уровень комфорта при эксплуатации котельного оборудования, а также предусматривает возможность подключения котла к комплексной системе отопления и ГВС, организованной на основе нескольких источников тепла. Так, автоматика Logamatic EMS plus RC300, которой оснащаются агрегаты марки Buderus, может управлять системой, состоящей из четырех контуров отопления, двух контуров ГВС и гелиоустановки. Принцип удаленного контроля Buderus реализует при помощи электронного термостата Logamatic TC100, а, например, фирма De Dietrich использует для этого настенную панель Diematic VM ISystem.

Управляющий модуль связан с котлом низковольтным проводным соединением. А взаимодействие пользователя с любыми элементами системы (корректировка параметров и режимов работы, краткосрочное или долгосрочное программирование и т. п.) осуществляется по Wi-Fi либо через специальное приложение на компьютере или смартфоне.

Конденсационные котлы большинства марок можно объединять в каскады – группы из нескольких (в быту обычно до четырех) устройств. Такой каскад позволяет очень точно регулировать мощность приборов

Внимание – конденсат!

Сколько конденсата образуется за сутки работы котла, можно определить из расчета 0,14 кг на 1 кВт‧ч. То есть, к примеру, агрегат мощностью 24 кВт, функционирующий в низкотемпературном режиме с 50%-ной нагрузкой (а за счет точной регулировки параметров оборудование, в зависимости от условий, может быть задействовано и всего лишь на четверть своего ресурса) выдает 40 л конденсата.

Сливать кислотосодержащую жидкость на рельеф запрещено, иначе в этом месте появится «мертвое поле». Конденсат от котлов малой мощности можно сливать в центральную (поселковую) канализацию, притом его следует разбавлять в пропорции минимум 10:1, а лучше 25:1.

Если дом оборудован автономной канализацией с септиком, а также в случае котла высокой мощности, перед утилизацией конденсат должен проходить процедуру нейтрализации кислот в особом резервуаре. Его наполнителем служит мраморная крошка, раз в несколько месяцев требующая замены. (Что касается возможности слива нейтрализованного конденсата в ЛОС, то этот вопрос необходимо уточнить у поставщика очистной установки.)

Можно ли перевести систему отопления с обычного котла на конденсационный?

Как при установке, так и при замене любой газотопливной техники придется собрать соответствующий пакет документов и пройти установленные разрешительные процедуры. Но прежде всего, реорганизацию системы следует обосновать инженерными расчетами. Безусловно, перевод котельной с одного вида газового оборудования на другой потребует материальных вложений. Львиную долю всех расходов составит стоимость самого конденсатника, а собственно монтаж и подключение нового котла не станет крупной статьей расходов (например, компания Buderus предусматривает для этого целый набор специальных аксессуаров).

Основной проблемой может стать необходимость замены дымохода. Газы от конденсационного котла должны отводиться через канал, материал которого способен противостоять разрушительному воздействию содержащихся в дыме кислот. На данные условия эксплуатации рассчитаны керамические модульные системы, двухконтурные утепленные «сандвич»-конструкции из нержавеющей стали, трубы из жестких полимеров. Чтобы сократить затраты, имеющийся дымоход можно модернизировать путем его гильзования с помощью одностенной трубы из нержавейки или гибкого пластикового рукава.

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