Газовые конденсационные котлы: принцип работы и особенности использования

• Принцип работы конденсационных котлов
• Условия для эффективной работы
• Какие радиаторы использовать с конденсационными котлами
• Достоинства и недостатки
• Конденсационные котлы отопления: типы и производители

Идея создания конденсационных котлов не нова, но реализовалась она не так давно, только после открытия сплавов с высокой коррозийной стойкостью. Часто вызывает удивление утверждения, что КПД такого котла превышает 100%. Как такое может быть и в чем тут дело? Просто КПД обычного оборудования рассчитывается на основании низшей теплоты сгорания, которая не учитывает теплоту, выделяющуюся в процессе конденсации.  Если считать производительность конденсационных котлов относительно той же величины, значение превышает сотню. Так что никакого чуда тут нет. Просто такие котлы действительно отбирают больше тепла, чем обычные.

Принцип работы конденсационных котлов

При сгорании газа образуются летучие вещества, имеющие высокую температуру. Часть этого тепла отбирается в котле и передается воздуху или теплоносителю, а часть улетает через дымоход. Конденсационные котлы более полно отбирают это тепло за счет энергии, скрытой в водяном паре. Для этого разработаны специальной формы теплообменники, которые при соблюдении некоторых условий вызывают осаждение водяных паров, содержащихся в продуктах горения. При этом высвобождается некоторая дополнительная часть тепловой энергии, которая возвращается в систему отопления.

Принцип действия конденсационных котлов

Условия для эффективной работы

Конденсированние паров возможно только в случае, если температура поверхности ниже температуры точки росы. Для воды точка росы составляет  50°C. То есть для того чтобы выпал конденсат, необходимо чтобы температура теплообменника была ниже 50°C. Причем чем ниже она будет, тем более активно происходит процесс, большее количество тепла возвращается в систему. Отсюда вытекает главная особенность отопительных систем с использованием конденсационных котлов: для эффективной работы температура воды в «обратке» должна быть не выше 50°C, а лучше 40°C и ниже. Если это условие не выполняется, котел работает, но только как обычный и ни о какой экономии топлива и сверхвысоких КПД речь не идет.

Почему КПД у конденсационных котлов больше 100%

Потому такие котлы идеальны для работы с низкотемпературными водяными теплыми полами. Из-за невысоких рабочих температур, с которыми обычные котлы справляются только с условием установки специальных понижающих температуру устройств, конденсационные устройства показывают максимум своей эффективности и являются очень экономичными.

Работать эти котлы неплохо будут и в обычных системах водяного отопления, но тогда требуется или линия большой протяженности, проходя по которой теплоноситель успевает остыть до низких температур (ниже точки росы), или работа котла на минимальной мощности, что тоже неплохо – такие режимы обычно гораздо экономичнее, чем пиковые.  Единственный момент – в сильные холода придется подымать температуру теплоносителя, так что температура в системе отопления конденсационным котлом будет, скорее всего выше, чем требуемая для конденсации. Но таких дней, к счастью в России не так много (порядка 10%), так что большая часть времени благоприятна для работы такого оборудования.

Какие радиаторы использовать с конденсационными котлами

Для систем с конденсационными котлами подходят любые современные радиаторы, возможно, их придется установить большее количество или использовать секции большего размера (для того чтобы теплоноситель по максимуму отдал тепло), но ни ограничений по материалам, ни по конструкции нет. Нужно будет провести теплотехнический расчет потерь вашего дома, рассчитать требуемое количество секций или радиаторов. Все это зависит и от того как и из чего построен ваш дом, чем утеплен, в какой местности находится, так что универсальных рекомендаций нет. Все нужно считать применительно к каждому случаю.

Достоинства и недостатки

Кроме вышеназванной высокой экономичности (на 10-15% потребляет меньше топлива, чем современные газовые  котлы и на 30-33%  меньше устаревших моделей) есть еще несколько плюсов. Температура дымовых газов на выходе конденсационного котла обычно составляет порядка 40°C. Потому использовать можно и пластиковые дымоходы. К тому же вариантов дымоудаления несколько: коаксиальный дымоход,  двухтрубная система или отведение в дымоходную трубу. И это не считая строительства специального дымохода. Но к дымоходу для коаксиального газового котла имеется существенное требование – он должен быть герметичным.

Внутренне устройство конденсационных котлов отопления

Главный недостаток такого оборудования – цена. Они дороже обычных газовых агрегатов. Но также необходима переделка существующей системы отопления (добавление секций) или специальный расчет новой. Если просто поменять котел, большой экономии вы не увидите. Она будет, но незначительная. Для того чтобы система работала эффективно, требуется чтобы температура теплоносителя в подаче и «обратке» была невысокой. В обычных системах исходят из таких температур подачи/обратки:  75°C — 55°C, в конденсационных – 55°C/35°C.  Потому для отопления той же площади потребуется большее количество радиаторов, а это также дополнительные затраты.

Конденсационные котлы отопления: типы и производители

Отопительные приборы с использованием конденсации могу быть напольного или настенного исполнения. Настенные имеют, как правило, небольшие мощности (до 100 кВт, редко до 120 кВт) и небольшие размеры. Некоторые модели оборудования используются исключительно на отопление, некоторые готовят также горячую воду для бытовых нужд (ГВС). Причем горячая вода может готовиться в некоторой емкости (бойлерного типа) или разогреваться в змеевике (проточного).

Настенный конденсационный котел имеет небольшие размеры

Фирма Vaillant (Вайлант) производит конденсационные котлы как настенном исполнении, так и в напольном варианте. Есть модели с проточным нагревом воды для ГВС в пластинчатом теплообменнике, а есть емкостного типа. Оборудование может изменять мощность работы в широком диапазоне минимально — 20-28% от номинальной.  Имеется встроенный автоматический воздухоотводчик, есть возможность переоборудования под сжиженный газ, простая установка параметров при первом пуске. Напольные агрегаты могут использоваться в каскадной связке для отопления и обеспечения горячей водой многоэтажных домов. Имеется контроль безопасности всех основных параметров (контроль пламени, температуры теплоносителя, дымоотведения)

Конденсационные котлы Vaillant настенные и напольные

Конденсационные котлы Baxi (Бакси) также выпускаются в настенном и напольном варианте. Котлы этой фирмы линейки Luna отличает возможность подключения внешнего бойлера для горячей воды.  Линейка NUVOLA COMFORT ориентирована на подготовку большого количества горячей воды. Также имеется автоматический контроль как за температурой теплоносителя в отопительной системе, так и за температурой воды в ГВС. К стандартному набору контроля параметров системы добавлена система защиты от замерзания и антибактериальная обработка. Линейка Baxi Duo-tec автоматически адаптируется под качество подаваемого топлива и тип дымохода, имеет автоматический байпас и моделируемую мощность горелки, которая подстраивается также под погодные условия. Напольные конденсационные котлы Бакси отличаются небольшими габаритами и широким выбором функций, могут работать в каскаде и обеспечивать большие частные дома, производственные,  промышленные помещения,  многоквартирные здания.

Конденсационные котлы отопления Baxi («Бакси»)

Итальянские конденсационные котлы —  Beretta «Беретта». Линеек оборудования несколько: Power Plus, Mynute Green RSI и CSI,  Exclusive Green RSI и CSI, Exclusive Boiler Green. Особенности агрегатов Power Plus – патрубки удаления дыма и забора воздуха выполнены раздельно, биметаллический первичный теплообменник, обширный перечень функций автоматики. В линейке Mynute Green RSI и CSI теплообменник алюминиевый авторской конструкции, в линейке CSI присутствует пластинчатый теплообменник для нагрева воды для ГВС, модификация RSI позволяет подключить наружный бойлер. Как и в любом подобном оборудовании европейских производителей, имеется обширный перечень защитных программ и контроля системы, блокировка оборудования при несоответствии параметров.

Конденсационные котлы отопления Beretta («Беретта»)

Конденсационные котлы от немецкой фирмы «Будерус» Logamax имеют неплохую репутацию, но есть у них одна особенность: даже настенные варианты не выпускают малой мощности. Самый маломощный котел имеется в линейке Logamax PLUS GB112  – 29-60 кВт. Все остальные котлы рассчитаны на еще большие объемы. Они могут использоваться для обогрева нескольких коттеджей, расположенных неподалеку (каскадного типа). Есть некоторые ограничения по монтажу: желательна установка в подвале или на чердаке.

Конденсационные котлы «Будерус» Logamax

Теплообменник в Logamax  используется из ребристых труб, изготовленных из кремний-алюминиевого сплава, благодаря чему годовой коэффициент использования топлива – 109%. Установлена на котле керамическая плоская горелка, которая воспламеняется при помощи электрода накаливания, что приводит к понижению шумов при воспламенении газо-воздушной смеси. Количество подаваемой смеси зависит от наружных температур и определяется автоматикой при помощи датчиков.

Напольные конденсационные котлы Buderus имеют очень большие мощности – от 120 кВт, работать могут в каскаде. Подходят для отопления больших коттеджей и многоэтажных домов, производственных помещений.

Оборудования этой категории очень много и выбрать есть из чего. Выбор настолько большой, что именно это может стать проблемой.