Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из инновационных технологий, внедряемых в производство отопительных систем, является технология конденсации водяного пара. Она основана на использовании пара, который образуется в процессе сгорания углеводородных топлив. Установка конденсационных газовых котлов на российском рынке считается новшеством, тогда как в Европе это решение уже распространено повсеместно, а в некоторых странах это единственно разрешенный к использованию вариант.

Это связано с тем, что такая технология обладает небольшим вредным воздействием на окружающую среду, прекрасно сочетается с любым видом отопления и демонстрирует высокую эффективность работы. Давайте подробнее рассмотрим принцип функционирования котла, а также изучим его достоинства и недостатки для того, чтобы вы могли решить, подходит ли такой тип котла для вас и вашего дома.

Конденсационный котел основан на физических законах, позволяющих использовать кинетическую энергию воды, образовавшейся в процессе конденсации водяного пара. Эта технология позволяет повысить КПД системы, за счет возврата потерянной теплоты в процессе сгорания газа. Топливом для конденсационного котла является сжиженный или природный газ, в зависимости от области применения.

В обычных газовых котлах конденсат нежелателен, но в конденсационных котлах специальный теплообменник обеспечивает образование жидкости при конденсации, передавая при этом выделенную тепловую энергию теплоносителю. Для производства таких котлов используют материалы повышенной стойкости, такие как нержавеющая сталь или силумин.

Конструкция конденсационного котла схожа с обычными газовыми котлами, включая патрубки подачи и отвода воды, горелку, теплообменник для нагрева воды и теплообменник для конденсации и извлечения дополнительной тепловой энергии, а также насос для обеспечения циркуляции воды.

В процессе работы котла газ в камере сгорания с помощью горелки заканчивает процесс горения, передавая при этом тепло циркулирующей технической воде. Газы с температурами выше точки росы проходят через теплообменник № 2, где происходит конденсация пара, и в результате выделяется дополнительная энергия для обогрева.

Для повышения эффективности конденсации используются различные технологические решения, такие как спиральная форма трубок теплообменника, использование охлажденного обратного теплоносителя, а также высокотехнологичные горелки для максимальной смешивания воздуха и газа.

Конденсационные котлы широко используются для отопления квартир, небольших коттеджей и частных домов, и на сегодняшний день составляют 70% котлов для отопления в Европе. В США и Канаде даже предоставляют льготные условия налогообложения пользователям такого оборудования.

КПД конденсационных отопительных устройств может достигать до 100%, что противоречит законам классической физики. Тем не менее, производители используют специальную систему расчетов, которая позволяет высчитывать КПД. Эта система заключается в том, что у топлива есть две точки сгорания: высшая и низшая. Показатель КПД определяется высшей точкой, которая складывается из низшей температуры и температуры конденсации. Для конденсационных котлов низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части теплообменника, а дополнительные 8-11% приходятся на тепло, которое выделяется при охлаждении дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника, что позволяет достичь конечного КПД в 108-111%.

Конденсационные газовые котлы по многим параметрам имеют ряд достоинств, что объясняет их растущую популярность среди покупателей. Габариты и вес котлов небольшой мощности являются компактными, что позволяет легко помещать их даже в условиях ограниченного пространства в квартирах. Также конденсационные котлы позволяют сэкономить до 35% топлива по сравнению с обычными котлами. Благодаря точной модуляции, возможной у конденсационных котлов, можно подобрать котел с необходимыми параметрами и избежать переплаты за излишнюю мощность. Другие достоинства — низкий уровень шума, экологическая чистота (конденсационные модели на 70% экологичнее традиционных газовых аналогов) и возможность использования пластиковых дымоходов, что является более дешевым и простым в монтаже вариантом.

Однако у конденсационных газовых котлов есть и некоторые минусы. Основной из них — это их цена, которая на 30-80% выше, чем у обычных котлов. Однако, благодаря экономии топлива, они позволяют окупить свою стоимость. Другие минусы включают работу системы при низкой температуре нагрева воздуха в помещении (на 30-40 °C меньше, чем для обычных котлов), а также необходимость утилизации конденсата, который содержит кислоту и должен быть утилизирован отдельно. Поэтому перед выбором конденсационного газового котла следует получить профессиональную консультацию, чтобы определить его особенности эксплуатации в конкретных условиях.

Советы специалистов по выбору конденсационного котла

Покупка конденсационного газового котла не является дешевой инвестицией, однако такое оборудование обычно покупают на десятилетия вперед. Поэтому стоит обратить внимание на производителей, использующих инновационные технологии, повышающие комфорт эксплуатации и гарантирующие бесперебойную работу на протяжении всего срока службы. Однако выбор торговой марки является только общим правилом. При выборе конкретного котла необходимо обратить внимание на несколько характеристик и учесть особенности дома, который вы планируете обогревать.

Мощность является важным фактором при выборе конденсационного котла, однако более мощный котел не всегда означает лучшее решение. Избыточная мощность может привести к ускоренному изнашиванию оборудования. Для определения оптимальной мощности котла необходимо учесть площадь дома, высоту потолков и качество утепления. Для более точного рассчета рекомендуется обследование дома с помощью специальных приборов, которые позволят выявить источники тепловых потерь и подобрать соответствующий котел. В различных климатических зонах рекомендуемые мощности котлов различаются. Например, для Москвы среднее значение от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. Таким образом, если вы планируете обогревать коттедж площадью 250 кв. метров, вам потребуется котел мощностью не менее 25 кВт.

Количество контуров является еще одним важным параметром для конденсационных котлов. В двухконтурных котлах один теплообменник отвечает за нагрев теплоносителя для отопления, а другой - для горячего водоснабжения. При повороте горячего крана система автоматически переключается на нагрев воды. В одноконтурных котлах нагревается только теплоноситель. Стоит отметить, что для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду, рекомендуется установить бойлер косвенного нагрева даже на двухконтурный котел. Специалисты не дают четких рекомендаций относительно предпочтительности одноконтурных или двухконтурных котлов. Обычно мощность оборудования с двумя контурами не превышает 24 Вт, что делает их идеальным выбором для небольших домов с хорошей теплоизоляцией или квартир с автономным отоплением.

Расход газа зависит от мощности котла, коэффициента полезного действия и нагрузки на систему отопления. Таблица 1 показывает расход газа в зависимости от мощности котлов.

В таблице 1 представлены расходы природного газа в газовых котлах разной мощности. Как видно из таблицы, при мощности 10 кВт потребление составляет 1,12 м³/ч, а при мощности 60 кВт - 6,72 м³/ч. Между этими значениями присутствуют промежуточные значения для котлов мощностью от 15 до 50 кВт. Данная информация может быть полезной при выборе оптимального котла для отопления помещения в зависимости от его площади и ожидаемой тепловой нагрузки.

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.

Статья:

В таблице 2 представлены результаты исследования зависимости КПД конденсационного котла от температуры воды в прямом и обратном контурах. Анализ показал, что увеличение температуры воды в прямом и обратном контурах приводит к снижению КПД в процентах.

При температуре 40°C в прямом контуре и 30°C в обратном контуре, КПД конденсационного котла составил 108%. При увеличении температуры до 70°C в прямом контуре и 60°C в обратном контуре, КПД снижается до 104%. Когда температуры воды достигают 90°C в прямом контуре и 75°C в обратном контуре, КПД составляет 98%.

Таким образом, исследование показало, что для достижения максимальнного КПД конденсационного котла важно поддерживать низкую температуру воды в прямом и обратном контурах.

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