Выбираем конденсационный котел для дома
Одной из перспективных инновационных технологий, применяемых в производстве отопительных систем, является конденсационная технология, базирующаяся на конденсации водяного пара, который образуется при сгорании углеводородных топлив. Эта технология называется конденсационным газовым котлом и еще только начинает завоевывать популярность на российском рынке. Однако, в Европе она широко распространена и, в некоторых странах является единственным разрешенным способом отопления.
Между тем, это не случайно. Котлы, основанные на конденсационной технологии, отличаются высокой эффективностью, экологичностью и универсальностью. В данной статье мы рассмотрим принцип работы конденсационного газового котла, его достоинства и недостатки, а также некоторые особенности, которые следует учитывать при выборе этого оборудования.
Конденсационный котел работает на сжиженном или природном газе, как и обычный котел. Однако, этот вид котла способен собирать неопределенную теплоту из продуктов сгорания, которую обычный котел не сможет использовать. Такая «скрытая» теплота является кинетической энергией воды в виде водяного пара, образованного в процессе конденсации.
Процесс основан на физических законах и происходит следующим образом: при горении топлива выделяются водяной пар и углекислый газ, а жидкость испаряется, что сопровождается выделением тепловой энергии. Конденсация пара позволяет вернуть потерянную теплоту, повышая тем самым КПД системы. В обычных котлах конденсат считается нежелательным, а в конденсационных котлах система предусматривает специальный теплообменник для формирования жидкости. Теплообменник забирает тепло, выделяемое при конденсации, передавая его теплоносителю.
Для предотвращения коррозии котлов используют материалы повышенной стойкости, такие как нержавеющая сталь или сплав алюминия и кремния (силумин).
Конструктивно конденсационный котел похож на обычный газовый котел и содержит следующие основные элементы:
- Патрубки подачи и отвода воды, которые направляют холодную воду в котел и, после ее нагрева, направляют в радиаторы и трубы ГВС.
- Горелку, которая подает газ в камеру сгорания и распределяет топливо равномерно.
- Теплообменник № 1, емкость для первичного нагрева воды.
- Теплообменник № 2, емкость для конденсации и извлечения дополнительной тепловой энергии.
- Насос, который обеспечивает циркуляцию воды.
Когда вода поступает в камеру сгорания, горелка запускает процесс горения. Продукты горения проходят через теплообменник № 1 и нагревают ее стенки. Применяя конденсацию, теплообменник № 2 «собирает» водяной пар и образует конденсат. Последнее позволяет извлечь дополнительную энергию на обогрев.
Для повышения эффективности конденсации применяются некоторые технологические решения: трубки теплообменника привариваются в форме спирали, чтобы увеличить площадь соприкосновения с теплоносителем; охлажденный теплоноситель отправляется сначала в ту часть теплообменника, куда поступают охлажденные дымовые газы; устанавливают высокотехнологичные горелки, которые позволяют максимально смешать воздух и магистральный газ.
Конденсационные котлы используются для отопления домов, квартир, и небольших коттеджей, а также для обогрева воды для бытового использования. Размер и мощность котла зависят от площади помещений. В индивидуальных домах котлы также используются для обогрева воды. В Европе 70% отопительных систем работает на конденсационных котлах, которые начали производить в Голландии и дальше развивали в Великобритании. В США и Канаде даже была установлена льготная система налогообложения для пользователей этого оборудования.
В современном мире все большее значение приобретает экономия топлива и экологическая безопасность, поэтому конденсационные газовые котлы становятся все более популярными. Конденсационные котлы отличаются высоким КПД, который может достигать до 111%. Производители используют особую систему расчетов, основанную на двух точках сгорания топлива: низшей температуре и температуре конденсации. Этот показатель и определяет конечный КПД конденсационных котлов.
Конденсационные котлы имеют много достоинств. Во-первых, они компактны и легко помещаются даже в ограниченном пространстве. Во-вторых, экономия топлива может достигать до 35% по сравнению с обычными котлами. В-третьих, котел можно подобрать в точности под те параметры, которые необходимы потребителю, и не переплачивать за излишнюю мощность. Кроме того, конденсационные котлы имеют низкий уровень шума, сокращают вредные выбросы и позволяют устанавливать пластиковые дымоходы, которые дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.
Однако у конденсационных котлов есть и минусы. Главный из них — это их цена, на 30-80% выше, чем у обычных котлов. Но, несмотря на это, заметная экономия топлива позволит окупить вложения. Кроме того, есть некоторые специфические особенности в работе системы, которые следует учесть при выборе котла. Например, необходимо учитывать невысокую температуру нагрева воздуха в помещении, что может потребовать установки дополнительных радиаторов. Также следует предусмотреть отдельную систему для нейтрализации конденсата, так как в нем содержится кислота и сливать его в локальную систему канализации (септик) недопустимо.
Перед приобретением конденсационного котла важно получить профессиональную консультацию об особенностях эксплуатации выбранной модели в конкретных условиях. Тем не менее, плюсы конденсационных котлов превалируют над минусами, и этот тип оборудования с каждым годом становится все более востребованным.
Конденсационные газовые котлы являются достаточно дорогими покупками, тем не менее, покупая такое оборудование, необходимо ориентироваться на долгие периоды использования. Таким образом, стоит выбирать производителей, которые следуют инновационным технологиям, улучшают комфорт эксплуатации и гарантируют бесперебойную работу на протяжении всего срока эксплуатации. Это является общим правилом выбора торговой марки. Когда речь заходит о самом котле, то необходимо обращать внимание на несколько важных характеристик и учитывать особенности дома, который вы планируете обогреть:
1. Мощность
Выбирать котел следует в зависимости от площади дома и высоты потолков, а также от качества его утепления. Излишняя мощность также не является лучшим решением, так как это может привести к ускоренному изнашиванию оборудования. Поэтому, чтобы рассчитать оптимальное значение, специалисты рекомендуют провести обследование дома с помощью специальных приборов, которые позволят выявить источники теплопотерь и купить правильный конденсационный газовый котел. Рекомендуемая мощность котлов отличается в разных климатических зонах. Например, для Москвы средняя мощность составляет от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. Если ваш дом имеет площадь в 250 кв. метров, то вам понадобится котел мощностью не менее 25 кВт.
2. Количество контуров
В двухконтурных котлах используется один теплообменник для нагрева теплоносителя для отопления, а другой для горячего водоснабжения. Причем последнее является приоритетным и система автоматически переключается на нагрев воды при повороте горячего крана. В одноконтурном котле обогревается только теплоноситель, тем не менее, для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Его также рекомендуется ставить и на двухконтурный котел, если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду. Однозначного мнения о том, какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный — нет. Мощность оборудования с двумя контурами обычно не превышает 24 Вт. Такие котлы устанавливаются в небольших домах с хорошей теплоизоляцией или в квартирах с автономным отоплением. В остальных случаях оптимальным будет один контур.
3. Расход топлива
Расход топлива зависит от мощности оборудования, КПД и нагрузки, которую оказывает система отопления. Расход топлива в зависимости от мощности котлов представлен в таблице 1.
В таблице 1 представлен расход природного газа в газовых котлах различной мощности. Из таблицы видно, что с увеличением мощности котла, увеличивается и потребление газа. Например, котел мощностью 10 кВт потребляет 1,12 м³/ч газа, а котел мощностью 60 кВт - уже 6,72 м³/ч. Эти данные могут быть полезны при выборе котла для домашнего отопления или в других ситуациях, где важен расчёт расхода природного газа.
Теплообменник является важной частью любой системы, где необходимо переносить тепло. Энергия сгорания топлива передается к теплообменнику, который отвечает за его распределение. Однако материал, из которого он изготовлен, играет ключевую роль в скорости реакции системы на различные внешние условия.
Сплав алюминия с кремнием, известный как Силумин, используется при создании теплообменников конденсационных котлов для борьбы с химически агрессивным конденсатом. Для достижения максимальной коррозионной устойчивости теплообменник делают литым, ведь швы могут ее снизить.
В отличие от Силумина, нержавеющая сталь обычно более доступна по цене. Этот материал устойчив к коррозии, не является инертным и устойчив к термоударам. Именно поэтому его чаще используют при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.
Конденсационные котлы также более экологичны, поскольку кислоты, образующиеся при сгорании, остаются в растворенном виде в воде конденсата и затем подвергаются нейтрализации. В обычных котлах пары с примесями кислот выбрасываются в атмосферу.
Температурные режимы работы также влияют на КПД котла. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация. В таблице 2 приведено соотношение значений температурных режимов и КПД.
В зависимости от температуры воды в прямом и обратном контурах, эффективность работы конденсационного котла может значительно изменяться, что можно наблюдать в таблице 2. Как видно из таблицы, при температуре в 40 градусов в прямом контуре и 30 градусах в обратном, КПД составляет 108%. Для температуры в 70/60 градусов КПД снижается до 104%, а при температуре в 90/75 градусов конденсационный котел работает с эффективностью в 98%. Следует обратить внимание на то, что указанная температура градусов относится к воде в прямом и обратном контурах соответственно.
Стоит отметить, что оптимальным режимом является пара температур, равных 40/30 °С, на которые способны установки напольного типа и панельные системы отопления с низкой температурой. Подобная пара температур позволяет достичь непрерывной конденсации пара.
Современные котлы оснащены автоматикой и системами управления, обеспечивающими эффективный и автоматический контроль за температурой в контурах, давлением и расходом топлива. Надстройки в виде датчиков позволяют осуществлять снижение температуры в период ночного времени, а также регулирование температуры при отсутствии в помещении жильцов. Управление продвинутыми моделями котлов возможно через специальные приложения на мобильных устройствах.
Выбор способа монтажа котла зависит от его типа и мощности. Напольные котлы с большой мощностью свыше 100 кВт чаще используют в помещениях с большим расходом горячей воды и легко связываются с другими установками с помощью циркуляционных насосов. Но если предполагается использование котла в небольшом доме на одну или две семьи, то настенные двухконтурные конденсационные газовые котлы будут оптимальным вариантом. Они компактны, не требуют полноценный дымоход и легко монтируются.
Цена на конденсационные газовые котлы зависит от их класса. Престижные немецкие бренды относятся к премиум-классу и отличаются высоким качеством, безопасностью и дизайном. Такие котлы могут быть довольно дорогими. BAXI, находящаяся в средней ценовой категории, предлагает комфортные, экономичные и экологичные агрегаты, одно- и двухконтурные, настенные и напольные. Корейские и словацкие производители представлены в эконом-классе, цена на их котлы в два и более раз ниже, чем на престижные модели. Однако, учитывая простой функционал и минимальные опции, недорогие котлы адаптированы к российским условиям, а их надежность и устойчивость к перепадам давления и сбоям в электроснабжении часто превосходят модели из более дорогих ценовых категорий.
При выборе котла важно не только учесть ваши потребности и характеристики изделия, но также обратить внимание на возможность быстрого ремонта и наличие запасных частей для котла данного типа на рынке. Специалисты рекомендуют обратить внимание на продукцию средней ценовой категории, которая является лидером именно в этом смысле.
Фото: freepik.com