Стоит ли выбрать конденсационный котел?

Имеет смысл купить конденсационный котел или обычный?

1. В последнее время все больше людей, при желании изготовить себе систему отопления (далее СО) в доме или на даче, поставлены перед выбором. Купить обычный газовый котел или конденсационный.
Давайте попробуем разобраться в целесообразности покупки конденсационного котла отопления. Или решить, что лучше купить обыкновенный газовый котел.

2. Конденсационные котлы начали выпускать для более экономного расхода газа, т.е. экономии затрат на отопление (газовое топливо). Но, если в Европе, цена на газ выше, то в России пока ниже. И целесообразность покупки конденсационного котла зависит, в первую очередь, от стоимости газа, который Вы будете использовать. Чем дороже газовое топливо, тем бОльший смысл в приобретении конденсационного котла. Например, при использовании сжиженного газа пропан-бутана в качестве топлива, целесообразность приобретения конденсационного котла становиться намного больше.

3. Большинству из Вас уже известно, что конденсационный котел (далее — К-котел) потребляет меньше газа, но почему, и при каких условиях, не специалисту по системам отопления так до сих пор и неясно. Постараюсь эти вопросы осветить без применения очень уж «заумных» научных терминов, которые понятны только теплотехникам.

4. В двух словах. КПД любого котла (кроме электрического) тем выше, чем ниже средняя температура теплоносителя (воды) в теплообменнике котла (средняя между температурой подачи и обратки котла). Т.е. котел потребляет меньше газа. Но, к сожалению, для обычного неконденсационного котла слишком низкая температура теплоносителя (примерно ниже +58 градусов) вызывает образование кислотного конденсата на теплообменнике котла. Который может разрушать («проедать») теплообменник обычного котла, не рассчитанного на коррозионную стойкость к кислотному конденсату на его теплообменнике. Поэтому, в обычном неконденсационном котле приходиться использовать более высокую температуру теплоносителя, обычно 80/60 (выход/вход).

5. Поэтому при изготовлении конденсационных котлов применяют легированную высококачественную нержавеющую сталь. Которая, может противостоять образующемуся кислотному конденсату. Кислотным его называют потому, что в нем присутствуют в малых концентрациях угольная, азотная и серная кислоты.

В конденсационных котлах специально понижают температуру теплоносителя до режима котла 50/30 (выход/вход), для более полного извлечения тепла из продуктов сгорания газа и тепла конденсации водяных паров. Таким образом, газ К-котел экономит двумя способами. Первый, это понижение средней температуры теплоносителя в теплообменнике. Второй, полезное извлечение тепла конденсации водяных паров.

6. Довольно часто коэффициент полезного использования К-котлов, называют коэффициентом полезного действия (КПД). И любого, помнящего физику, очень «коробит» упоминание о КПД в 106%. Потому, что в физике ни одно устройство не может иметь КПД равное или больше 100%. На самом же деле, для К-котлов имеется в виду коэффициент полезного использования тепла сгорающего газа. Его, конечно же, тоже нельзя утилизировать в размере более 100%.

7. Но при сгорании углеводороводного топлива (газ), образуются пары воды при присоединении двух атомов водорода (Н) к одному атому кислорода (О) с образованием всем известной воды с химической формулой Н2О. Водяные пары при конденсации выделяют тепло, которого изначально не учитывали при сгорании газа (при учете по низшей теплоте сгорания). Именно часть этого тепла конденсации образующихся водяных паров и может использовать конденсационный котел в полезных целях. И относительно тепла сгорающего газа (по низшей теплоте сгорания) коэффициент использования тепла К-котлом может получаться 106-108%. Уж так сложилось, что коэффициент использования тепла стали неверно называть КПД котла. Правильнее, на мой взгляд, было бы называть не КПД, а коэффициентом полезной утилизации тепла. Видимо КПД стали называть для сравнения с КПД обычных неконденсационных котлов. Позвольте мне в дальнейшем, также использовать этот неверный термин, как КПД К-котла.

8. Вот схема работы К-котла:

9. Существует довольно широко распространенное заблуждение, что конденсационный котел более вреден для окружающей среды. Но, как раз наоборот, конденсационный котел намного меньше загрязняет атмосферу по сравнению с обычным котлом и тем более дровяным или угольным котлом. Основной довод противников конденсационных котлов такой, что якобы такой котел вырабатывает кислотный конденсат и приходится сливать его в специальную емкость. Но такой довод не выдерживает критики по нескольким причинам:

a.У обычных котлов и дровяных печей, водяные пары с примесью кислот вылетают через дымовую трубу в атмосферу. А затем выпадают на окружающую природу в виде кислотных дождей.

b.У К-котлов перед выливанием кислотного конденсата в канализацию или септик, всегда можно нейтрализовать этот конденсат. А при эксплуатации котлов мощностью до 150 кВт, даже нейтрализация конденсата не требуется, если конденсат выливается в канализацию. (согласно правилам эксплуатации котлов).

c.Также конденсационный котел выбрасывает в атмосферу намного меньше угарного газа (СО) и других вредных соединений азота и серы по сравнению с обычными котлами и дровяными печами.

10. Если у Вас вообще слабые перспективы подключить магистральный газ, или очень дорогостоящее, то конденсационный котел будет самым правильным выбором в том случае, если Вы задумаете использовать автономную газификацию (газгольдер) вместо подключения к магистрали.

11. Теперь поговорим более подробно об экономичности К-котла.

12. Позвольте кратко пояснить о характеристиках топлива, которое имеет «низшую» и «высшую» удельную теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания – это, количество теплоты, которое можно полезно использовать, не прибегая к конденсации водяных паров, содержащееся в продуктах сгорания. Высшая теплота сгорания, это та теплота, которую чтобы использовать всю, требуется сконденсировать водяные пары и использовать в полезных целях выделившееся при этом тепло.

13. Вот так схематично выглядит КПД современного обычного настенного котла при режиме работы системы отопления 75/60. Рисунок ниже. Потери тепла в атмосферу 11% плюс 8%, т.е. суммарно 19%.

14. Вот выглядит КПД К-котла в режиме 75/60. Рисунок ниже. Потери тепла в атмосферу 5% и 2%, т.е. суммарно 7%.

15. Вот так выглядит КПД К-котла в режиме 40/30. Потери тепла в атмосферу 2% и 1%, т.е. суммарно 3%.

16. Конечно, при проектировании новых систем отопления с К-котлом, лучше сразу рассчитывать их на максимально низкие температуры теплоносителя, например 50/30. Кстати, системы водяных теплых полов облегчают получить такой температурный режим теплоносителя. За счет такого проектирования, энергия конденсации водяных паров используется весь отопительный период и обеспечивается максимальная экономия газа.

Но и при замене котлов (реконструкции старых систем отопления), рассчитанных на температурный режим теплоносителя 90/70, имеет смысл устанавливать К-котлы, так как с максимальной нагрузкой котлы работают только в период холодной пятидневки (самые лютые холода). В остальное же время (до 50% времени) отопительного сезона, К-котел сможет работать при меньшем температурном режиме и в режиме конденсации (частичной). Так средний за сезон КПД современных обычных котлов не превышает 81-82%, а КПД конденсационных котлов на старых системах – 93-97%. В таком же соотношении и расходуется газовое топливо.

17. Тепловые режимы всех радиаторов и трубопроводов в системе дают общий результирующий тепловой режим СО. Например, 80/60 или 70/45 или 55/35. С точки зрения КПД газового котла (неконденсационного или конденсационного), чем меньшей температуры протекает теплоноситель через теплообменник, тем выше КПД котла. Но, например, для конденсационного котла режим 55/35 безопасен. А вот для неконденсационного может быть очень вредным (см.выше про кислотный конденсат на теплообменниках котлов).

18. При проектировании СО с конденсационным котлом можно сэкономить на разумном компромиссе между расходом газа и стоимостью отопительных приборов. Для этого для холодной пятидневки не проектировать СО на режим 50/30, а, например 60/40. Для средних зимних температур проектировать режим СО с КПД К-котла около 102-104%. Тогда в сильные холода, на подающем патрубке котла конечно придется использовать температуру погорячее, например, +60 на подаче и +40 на обратке, хоть это и уменьшит КПД котла и увеличит расход газа.

19. Это будет уменьшать КПД К-котла примерно до 102%. Но за счет этого стоимость радиаторов можно спроектировать пониже. Ведь на холодную пятидневку можно и на К-котле повысить температурный режим котла до 84/60. Конечно КПД котла упадет при этом, например, до 93%, но при этом будет всё равно выше, чем у неконденсационного котла. Но ведь это только на неделю холодов. Следовательно, со слегка повышенным расходом газа в эти дни можно примириться. Зато стоимость отопительных приборов (радиаторов) может упасть, например, со 100 тысяч, до 60-70.

20. Для завершения рассмотрения экономичности К-котлов приведу график, который отражает зависимость КПД от температуры теплоносителя, поступающего в обратку (обратный трубопровод) К-котла.

21. Хочу заметить, чтобы Ваш К-котел действительно проявил себя в полной мере экономичным аппаратом, следует проектировать Вашу систему отопления так, чтобы температура на обратном трубопроводе К-котла была как можно ниже. В реальном проектировании следует стремиться получить 30-35 градусов на обратке котла. На графике видно, что при температуре обратки +50 градусов, мы имеем КПД К-котла около 97%, при температуре обратки +40 имеем КПД около 103%, а при температуре обратки +30 имеем КПД котла около 106%.

22. И еще один график, показывающий, с каким КПД могут работать обычные современные котлы и К-котлы в среднетемпературном и низкотемпературном режимах.

23. В заключение расскажу очень интересную подробность, о которой мало кто задумывается. Газовые счетчики на магистральный природный газ работают по принципу подсчета объема, но не массы. Но Вам ведь важна именно масса газа (потому, что теплотворность зависит от массы газа, а не от его объема). По нормам в подающей магистрали должно быть давление газа 25 мБар (поправьте, если ошибся на несколько единиц миллиБар). В реальности же давление в газовой подающей трубе бывает и 15 мБар. И если Вы думаете, что платите за нормативный кубометр газа, например, 5 рублей, то на самом деле платите 8р34копейки за нормативный кубометр, при входящем давлении 15 мБар. Если же в холода давление падает до 11 мБар, то Вы уже платите за кубометр 11р36 коп.

Автор Инчин Владимир Владимирович

Перепечатка не возбраняется,
при указании авторства и ссылки на этот сайт.

ТОП-5 лучших конденсационных газовых котлов для отопления + их достоинства и недостатки

02.09.2019 8,486 Просмотров

Выбор газового котла для отопительной системы — ответственная задача.

От эффективности и надежности его конструкции зависит непрерывность процесса обогрева, что очень важно в холодное время года.

Неправильный выбор параметров агрегата может стать причиной недостаточно высокой температуры в доме, или вызвать нештатный режим работы котла.

Кроме этого, надо подобрать конструкцию агрегата, соответствующую потребностям и возможностям дома.

Конденсационные котлы появились сравнительно недавно, поэтому о них надо поговорить подробнее.

Что такое конденсационный газовый котел?

Обычная конструкция газовых котлов предполагает одноступенчатый нагрев теплоносителя. Он поступает в первичный теплообменник и получает температуру, заданную режимом работы. Конденсационный газовый котел устроен сложнее.

Нагрев теплоносителя в нем происходит в два этапа:

• первичная подготовка жидкости в конденсационной камере;
• окончательный нагрев в первичном теплообменнике (обычным способом).

Тепловая энергия для нагрева первой ступени возникает при конденсации водяного пара их дыма и выводимых продуктов горения. Смысл процедуры в том, что это тепло обычно пропадает.

Если теплоноситель хоть немного подогреть, нагрузка на основной теплообменник упадет. Возникает положительная динамика в режиме работы, позволяющая уменьшить расход газа, снизить износ основных узлов котла и получить увеличенный эффект от его работы.

Экономия топлива составляет около 20 %, но и цены на конденсационные модели почти вдвое выше, чем у конвекционных конструкций.

По заявлениям производителей, КПД таких устройств составляет 107-109 %, что с позиций физики невозможно. Это весьма неуклюжий маркетинговый ход, так как рассчитывать на неграмотного покупателя со стороны изготовителей теплотехники — некорректно.

Они попросту сложили КПД конденсационной камеры с уровнем эффективности базовой модели, на основе которой была создана данная конструкция.

Плюсы и минусы

К достоинствам конденсационных котлов следует отнести:

• высокая производительность отопительной системы;
• экономия топлива достигает 20 %;
• снижается нагрузка на все основные узлы котла, что увеличивает срок службы агрегата;
• при отсутствии необходимых условий работа не останавливается, котел функционирует как обычное устройство конвекционного типа.

Недостатками таких конструкций являются:

• для работы необходимо создать специфические условия, что возможно далеко не всегда;
• для утилизации конденсата необходимо производить специальные мероприятия — в нем содержится большое количество кислоты, поэтому сливать в канализацию запрещено;
• стоимость конденсационных агрегатов намного выше, а ремонт обойдется дороже, чем у традиционных моделей.

Недостатков мало, но они весьма существенны. Для нормальной работы конденсационного котла с радиаторной системой необходимо, чтобы разница температур на улице и в помещении не превышала 20°.

Иначе условий для конденсации водяного пара не будет. А применение теплого пола возможно и целесообразно не всегда. Эти особенности значительно ограничивают спрос на подобные конструкции.

Возможно, отсюда и берет начало попытка производителей активизировать сбыт, указывая заведомо невозможный КПД.

Устройство

Конструкция конденсационных котлов полностью повторяет устройство базовых конвекционных моделей. Отличием является лишь присутствие конденсационной камеры.

Она выполняет двойную функцию:

• обеспечивает оседание водяного пара на стенках специальной емкости с выделением тепловой энергии;
• передает тепло обратному потоку теплоносителя, действуя как своеобразный теплообменник.

Из конденсационной камеры теплоноситель сразу поступает в первичный теплообменник, где получает заданную режимом максимальную температуру.

Затем он поступает во вторичный (пластинчатый) теплообменник и способствует нагреву воды для бытовых нужд. После этого жидкость поступает в трехходовой кран, где окончательно получает нужную по условиям работы температуру путем подмешивания в горячий поток некоторого количества остывшей «обратки».

Готовый теплоноситель выводится из котла и совершает очередной круг циркуляции, после чего весь цикл повторяется снова.

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

• одноконтурные. Выполняют только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
• двухконтурные. Способны совместно с подготовкой ОВ нагревать воду для бытовых потребностей.

По типу установки:

• напольные. Устанавливаются на пол или специальную негорючую подставку. Не имеют ограничений по весу и мощности;
• настенные. Для монтажа используются прочные несущие стены. Это накладывает ограничения по весу и мощности котла. Пределом обычно бывает 45-50 кВт.

Все конденсационные котлы имеют горелку закрытого типа, так как работа требует четкого регулирования на всех этапах и не допускает использования естественных процессов.

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Принцип работы

Функционирование агрегата проходит в два этапа:

• обратный поток теплоносителя поступает в конденсационную камеру. Она является теплообменником, в котором энергия от оседающего водяного пара из дымовых газов передается ОВ (отопительной воде). От этого температура теплоносителя немного повышается, что позволяет сделать режим нагрева газовой горелки более экономичным и мягким;
• из конденсационной камеры ОВ поступает в первичный теплообменник и далее весь процесс происходит по обычной традиционной методике. Получая полноценный нагрев, жидкость поступает во вторичный теплообменник, отдавая часть энергии на подготовку ГВС. Затем она поступает в отопительный контур или систему теплого пола.

Для эффективной работы теплового контура радиаторного типа надо, чтобы температура обратки не была выше, чем степень нагрева теплообменника конденсационной камеры, иначе работа первой ступени станет невозможна.

Рейтинг ТОП-5 конденсационных газовых котлов

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей газовых конденсационных котлов от разных производителей:

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Газовый конденсационный агрегат от итальянских производителей. Котел одноконтурный, рассчитан только на отопление. Мощность составляет 35 кВт, что позволит обогревать дом площадью 350 кв.м.

Достоинства:

• высокий КПД — 105,7 %;
• при довольно высокой мощности расход газа не превышает 3,49 м3/час;
• возможна перенастройка на питание сжиженным газом, причем, переустановки форсунок для этого не требуется — все производится программным методом;
• полноценная защита от внешних воздействий;
• встроенный фильтр для воды.

Недостатки:

• необходимо использовать только низкотемпературные системы;
• стоимость котла значительно выше, чем у конвекционных моделей такой же мощности;
• котел привозят только под заказ, поэтому приходится долго ожидать доставки.

BAXI Duo-tec Compact 1.24

Еще один конденсационный котел от итальянской фирмы. Одноконтурная модель мощностью 24 кВт позволит отапливать 240 кв.м. полезной площади.

Его достоинства:

• экономичность, высокая эффективность работы;
• надежность, долговечность основных узлов и деталей;
• полный контроль за всеми участками конструкции;
• простота управления.

Недостатки агрегата:

• возможность только обогревать дом, без подачи ГВС;
• высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Protherm Рысь конденсационная 25/30 MKV

Двухконтурный газовый котел, изготовленный в Словакии. При мощности в 25 кВт он подойдет для обогрева 250 кв.м. жилой или общественной площади.

Достоинства котла:

• алюминиевый первичный теплообменник, устойчивый к эксплуатационным нагрузкам;
• встроенный расширительный бак на 8 л позволяет компенсировать перепады давления в отопительном контуре;
• высокая производительность ГВС — 14 л/мин;
• полнофункциональная защита от всех воздействий.

Недостатки:

• сравнительно высокая стоимость;
• специфические условия работы;
• нет возможности перенастройки питания сжиженным газом.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкая фирма Vaillant является одним из лидеров в производстве теплотехники. Одноконтурная конденсационная модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 обладает стальным теплообменником. Мощность агрегата — 20 кВт, рассчитанная на помещение до 200 кв.м.

Достоинства:

• высокий КПД — 108 %;
• объем расширительного бака составляет 10 л;
• расход газа составляет всего 2,6 м3/час;
• есть возможность дистанционного управления;
• многоступенчатая защита от перегрузок или неполадок.

Недостатки:

• чрезмерно высокая цена, которая значительно ограничивает возможности массового покупателя.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий конденсационный котел. Одноконтурная мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м. Предназначен для настенного монтажа.

Достоинства:

• высокий КПД — 108,7 %;
• расход газа составляет 3,46 м3/час;
• электронное управление с возможностью подключения дистанционного контроля;
• прочный теплообменник из нержавеющей стали.

Недостатки:

• специфический режим работы;
• высокая цена.

Отзывы покупателей

Рассмотрим мнения людей, использующих конденсационные модели для обогрева своих домов: