Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

Конденсационные котлы для отопления: выбор, монтаж и обслуживание

Рассмотрим внутреннюю типовую компоновку двухконтурного конденсационного газового котла с радиальным теплообменником из нержавеющей стали. В качестве примера возьмемкотел Viessmann Vitodens 100W, как одной из самых распространенных моделей.

Viessmann Vitodens 100W

Данныйкотел имеет весьма лаконичный, не «кричащий» дизайн, который гармонично впишется в любой интерьер. Рассмотрим «внутренний мир» этой модели. В верхней части котла расположен теплообменник Inox Radial из нержавеющей стали. Его мощность может достигать 35 кВт, что довольно неплохо для таких компактных размеров.

К передней стенке теплообменника на 4 болтах крепится плита-крышка, герметично закрывающая камеру сгорания. На стороне крышки, обращенной к камере сгорания закреплена горелка из нержавеющей стали Matrix. Там же расположены два электрода розжига и один электрод контроля ионизации. Для предотвращения потерь тепла из теплообменника, на его тыльной части, а также на крышке закреплены плиты из термостойкого утеплителя.

На передней части съемной крышки закреплена магистраль для подачи газовоздушной смеси к горелке. К магистрали через фланец крепится бесшумный центробежный вентилятор с регулируемой частотой вращения двигателя. На входе вентилятора находится зона подмеса газа с соплом Вентури и кольцевым зазором. В этой же зоне находится газовый клапан, к которому присоединена медная трубка подачи газа.

В верхней части котла, справа от теплообменника расположен мембранный расширительный бак, компенсирующий расширение теплоносителя и поддерживающий нужное давление в системе отопления. Такое расположение очень удобно, так как в большинстве котлов расширительные баки размещают в тыльной стороне, куда затруднен свободный доступ.

В нижней части котла располагается гидравлическая группа, состоящая из набора устройств: циркуляционного насоса, автоматического воздухоотводчика, аварийного клапана, датчика протока воды в подсистеме ГВС, трехходового клапана с сервоприводом, крана подпитки, крана слива теплоносителя и пластинчатого теплообменника ГВС. Все соединения в гидравлической группе сделаны мультиштекерными, что сильно облегчает и монтаж, и ремонт, и техническое обслуживание.

Гидравлическая группа котла Viessmann
Гидравлическая группа котла Viessmann

Внизу котла во фронтальной его части размещается электронный блок управления, индикации и настройки режимов котла. Этот блок помещен во влагозащитный корпус. Блок собирает данные со множества датчиков, расположенных в разных частях котла. А также на переднюю панель помещен механический манометр, показывающий давление в системе отопления.

Исторически первые котлы с конденсационной технологией начали выпускаться для промышленного и коммерческого применения и до сих пор активнее всего используются для отопления зданий большой площади. Однако в продуктовых линейках многих производителей есть настенные двухконтурные модели мощностью 25–50 кВт, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения коттеджей, таунхаусов и квартир площадью от 200–500 кв.м.

Для повышения отказоустойчивости системы отопления такие котлы нередко подключают последовательно, используя каскадную схему. В моделях серии FRISQUET Condensation мощностью 32 и 45 кВт есть встроенный блок каскадного управления, так что они без дополнительного оборудования могут работать как ведущий (управляющий) или как ведомый котел. В каскад можно объединить до шести котлов суммарной мощностью до 270 кВт.

Заключение: не верно!

Водяной теплый пол – самый распространенный низкотемпературный отопительный прибор. Даже согласно СНиП он не должен в жилых помещениях нагреваться выше 31°С.

Конвекторы с принудительной конвекцией. Она осуществляется встроенным вентилятором и необходима для обеспечения большей теплоотдачи. Эти приборы бывают настенными, напольными, встраиваемыми внутрипольными и пр. Для работы вентилятора им необходимо подключение к электричеству.

Радиаторы, специально предназначенные для низкотемпературных систем. Они имеют увеличенную площадь поверхности и изготавливаются чаще всего из алюминия. Этот металл имеет высокую теплопроводность и низкую термоинтерность, то есть обеспечивает максимальную отдачу тепла и быстро нагревается. Возможно и использование стальных радиаторов с сильным оребрением и подобными конструктивными решениями, благодаря которым увеличивается площадь поверхности, отдающей тепло.

Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

«Теплые плинтусы», или термоплинтусы – компактные модульные радиаторы, которые устанавливаются вдоль стен как обычный плинтус.

Согласно действующей редакции СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», в зимний период оптимальной считается следующая температура воздуха:

  • жилые помещения 20-22 °С

  • кухня 19-21°С

  • коридоры, лестничные пролеты 16-18°С

  • туалет 19-21°С

  • ванная и/или совмещенный санузел 24-26°С

Водяной теплый пол

Общая информация

Конденсационные котлы представляют собой усовершенствованную версию обычного котла конвекционного типа. При этом принцип работы последнего знаком даже тем, кто никогда раньше не интересовались техническими вопросами или физикой. В качестве источника энергии для таких установок задействуется газ в двух формах:

  • природный (магистральный);
  • сжиженный (баллонный).

Во время сгорания топлива, как и любых других органических веществ, происходит образование углекислого газа и воды, что приводит к выделению внушительного количества энергии. Это вызывает нагрев теплоносителя — специальной жидкости, которая циркулирует по трубам отопительной системы.

Показатели коэффициента полезного действия достигают 90%, что превосходит аналогичные показатели у котлов, работающих на жидком и твердом топливе. Тем не менее, по мере развития науки и техники люди пытались максимально улучшить продуктивность котлов и достичь 100% результатов. Ведь некоторые продукты сгорания газа, которые составляют 10 процентов от общей массы, банально выходят через дымоходную трубу. Кстати, они разогреты до 150… 250°С.

В поисках оптимальных решений ученые и инженеры старались обеспечить более полную рекуперацию теплового потенциала, но воплотить это в реальность удалось только 10 лет назад, когда на свет вышли первые конденсационные котлы.

Как работает конденсационный котел и в чем заключаются принципиальные отличия от традиционных установок, рассказать просто. После отработки основной процедуры сгорания топлива и передачи выделенного тепла аппарат начинает автоматически остужать газообразные продукты до отметки 50… 60°С, т.е. до начала конденсации воды.

Как устроен конденсационный котел

Устройство конденсационного котла несколько сложнее, чем у конвекционного. Во-первых, он оснащается дополнительным теплообменником из материала с высокой устойчивостью к воздействию кислоты, так как конденсат, как и любые продукты сгорания, имеет кислую реакцию. Во-вторых, конденсационные котлы всегда имеют закрытую герметичную камеру сгорания, в которую воздух для обогащения горючей смеси поступает только принудительно, с помощью специального вентилятора.

Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

В-третьих, они совместимы только с дымоходами из кислотоустойчивых материалов (огнестойкий полипропилен, кислотостойкие марки нержавеющей стали), так как конденсат имеет кислую реакцию и с течением времени способен разрушить трубы дымохода. Что касается конструкции, то лучший из возможных вариантов – коаксиальный дымоход, или «труба в трубе»: по внешней трубе поступает воздух для обдува горелки, по внутренней удаляются продукты горения.

Схема работы конденсационного котла

Воздух в котел может подаваться как с улицы, так и из помещения. В первом случае либо используются возможности коаксиального дымохода, либо организуется отдельный воздуховод. Забор воздуха из помещения возможен только в случае, когда котельная оборудована принудительной приточной вентиляцией, обеспечивающей поступление 10 м3 воздуха на 1 м3 сжигаемого газа, поэтому для частного хозяйства такой вариант в большинстве случаев не подходит.

Коаксиальный дымоход

Принцип работы конденсационных газовых котлов интересует широкую аудиторию потребителей. Связано это с тем, что в последнее время такие системы перестали казаться атрибутом роскоши, а составили достойную конкуренцию традиционным установкам.

Когда достигается температурный режим 56°С (так называемая «точка росы), жидкость начинает переходить из парообразного состояния в конденсированное. Именно в это время начинается выделение дополнительной энергии, которая не выходит за пределы помещения через дымоход, а идет на обогрев труб. Это значит, что котел буквально «забирает» эти 10% тепла и передает их теплоносителю.

Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

При расчетах производительности обогревателей часто учитывается часть тепла, которое отдается теплоносителю. В сумме это составляет 108−110%.

Если брать во внимание точку зрения официальной физики, то такой алгоритм не совсем правильный, ведь, рассчитывая КПД, важно обращать внимание на полный энергетический потенциал, образованный при горении топливной смеси. В таком случае на конечный результат будет влиять и энергия, которую нужно было затратить на перевод воды из одного состояния в другое.

Короче говоря, заявления о 110% процентном КПД являются ничем иным, как обычным маркетинговым ходом, который позволяет активнее реализовать продукцию на рынке. В любом случае, конденсаторный котел и газовый, привычный для XX века, существенно отличаются друг от друга по показателям производительности. Преимущества первого типа очевидны и заключаются в:

  • максимальной эффективности работы;
  • экономичном потреблении ресурсов.

Модели и модификации

Как и обычный котел, конденсационный может быть одноконтурным (отопление) или двухконтурным (отопление горячее водоснабжение). У двухконтурных котлов приоритет имеет ГВС, то есть при включении горячей воды подача тепла системе отопления прекращается.

По способу установки котлы бывают настенными и напольными. Настенные при компактных размерах имеют очень высокую мощность (до 100 кВт), поэтому хорошо подходят для частного дома. Напольные способны выдавать тепло буквально в промышленных масштабах (15 — 19 тыс кВт) и в домашних условиях используются редко.

Кроме того, котлы последних поколений оснащаются электронными системами безопасности, контроля и определения неисправностей, поддерживают большое количество настроек режимов работы и могут управляться со смартфона.

Конденсационный котел в системе отопления и ГВС

Конструкционные особенности

Что касается конструкции кондиционного котла отопления, то она мало чем отличается от обычного газового. Тем не менее некоторые отличия все-таки присутствуют, и их роль очевидна. К ключевым элементам системы следует отнести:

  1. Камеру сгорания топлива с горелкой, вентиляционным оборудованием и элементом подачи топливной смеси.
  2. Первичный теплообменник.
  3. Камеру охлаждения смеси до температуры, равной «точке росы» ( 56… 57°С).
  4. Вторичный теплообменник, в котором осуществляются конденсационные процессы.
  5. Емкость для хранения конденсата.
  6. Дымоходная труба, по которой происходит отвод холодных дымовых газов.
  7. Насос для циркуляции жидкости в системе.

Задача первичного теплообменника, соединенного с камерой сгорания, заключается в охлаждении выделяющихся газов до температуры, которая намного выше «точки росы» (по аналогичному принципу работают традиционные газовые котлы конвекционного типа). После этого смесь дыма перемещается к вторичному теплообменнику, в котором осуществляется доохлаждение до температурных показателей ниже 56°С.

Недостатки конденсационных котлов

Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

сливать его в канализацию можно только в случае, если общий его объем составляет менее 1/25 всего канализационного стока; отводить конденсат в септик или просто на улицу категорически нельзя. Единственный выход – оснащение котла специальным нейтрализатором. Это емкость со щелочным фильтрующим материалом, который пропускает через себя конденсат и превращает его в жидкость с нейтральной кислотностью – ее уже можно безбоязненно сливать и в канализацию, и в септик. Чтобы автоматизировать ее удаление и не сливать вручную, нередко используют специальные компактные насосы.

Несмотря на массу плюсов, у конденсационных котлов есть и весомые преимущества. Некоторые из них заставляют потребителей отказаться от своего выбора и искать другие варианты:

  • высокаястоимость оборудования;
  • низкий тепловой потенциал при эксплуатации в высокотемпературных системах;
  • сложности утилизации конденсата;
  • высокая чувствительность к качеству забираемого воздуха.

И хоть конденсационные котлы способны выдавать дополнительные проценты тепловой энергии, за них приходится немало платить. При этом стоимость оборудования повышается из-за сложных технических особенностей, поэтому такой котел окажется гораздо дороже, чем классическая модель с аналогичными показателями мощностями. С одной стороны, это оправдывается большим сроком службы, но не все готовы платить за обогревательное оборудование тысячи долларов.

Доступные на рынке модели конденсационных котлов условно разделяются на три ценовые категории: премиальный класс, средний и бюджетный. Представители первой группы предназначаются для узкого круга потребителей, и к ним относятся дорогостоящие установки от ведущих немецких производителей. Среди преимуществ таких котлов выделяют соответствие всем стандартам экологичности, наличие многих функций, максимальный уровень комфорта, а также возможность программирования работы.

В среднем ценовом сегменте расположены более дешевые модели с урезанным функционалом. В плане экономичности и экологичности к ним нет никаких претензий, при этом показатели производительности находятся на оптимальном уровне. Котлы этого класса поддерживают массу важных функций, а также автоматизированы, поэтому они способны самостоятельно изменять параметры работы с учетом окружающей температуры.

Эконом-класс рассчитан на ту аудиторию потребителей, которая готова смиряться с низкой производительностью в пользу дешевизны. При этом бюджетная продукция всегда находится на лидирующей позиции по объемам продаж.

При выборе будущего конденсационного котла важно учитывать и его стоимость, и рабочие показатели. Гораздо разумнее купить более дорогую систему, которая сможет проработать без сбоев в течение нескольких десятков лет, нежели переплачивать за дешевые модели, способные выйти из строя через короткий промежуток времени.

Образование конденсата

Конденсационные котлы для отопления: правила выбора, а также монтаж и обслуживание

Полученный конденсат уже не является чистой H20, а представляет собой смесь из различных неорганических кислот с относительно невысокой концентрацией. Однако из-за постоянного повышения температуры внутренних узлов его относят к агрессивным составам. Чтобы предотвратить развитие деформации из-за воздействия конденсатов, конструкции котлов изготовляют из кислотостойких материалов. В их качестве может использоваться:

  • нержавеющая сталь;
  • симулин (алюминиево-кремниевый сплав).

Конденсация пара должна происходить только во вторичном теплообменнике. Если она пойдет дальше, в дымоход, это снизит тепловой потенциал установки, а также негативно повлияет на материал трубы. Из-за этого для производства дымоходов тоже принято использовать нержавейку или пластик, а отдельные горизонтальные узлы помещают под небольшим углом, чтобы конденсат сливался обратно в котел, а не выходил наружу.

В разную пору года и суток от котловой установки требуется определенный объем тепла, который регулируется горелкой. Этот элемент может быть как модулируемый, поддерживающий плавное изменение мощности, так и немоделируемый, у которого показатели мощности фиксированы в определенном диапазоне. Последний вариант подразумевает регулировку частоты включения горелки исходя из предпочтений хозяина. Однако в современных котлах для жилых помещений задействуются моделируемые горелки.

Получив общее представление об кондиционных котлах отопления, принципе их действия, а также типах горелок, можно более серьезно подходить к вопросу приобретения системы и последующего монтажа. Но в большинстве случаев базовой информации не хватает, чтобы убедиться, что предстоящий выбор оправдает себя. Поэтому многие люди желают подробно изучить основные преимущества и недостатки конденсационных котлов.

Это не просто заблуждение покупателей. Такой совет зачастую дают продавцы и монтажники, если владелец объекта недвижимости не хочет тратиться на недешевую систему нейтрализации и отвода конденсата.

В сутки бытовой конденсационный котел производит до 15–20 л конденсата с уровнем pH 3–5, что сравнимо с раствором уксусной кислоты. Такую жидкость нужно обязательно пропускать через фильтр-нейтрализатор, чтобы снизить ее кислотность. Иначе она может уничтожить биоактивный ил в септике, вызвать коррозию металлических канализационных труб или просто убить плодородный слой почвы, если кислый раствор выливается на грунт.

Есть еще один нюанс. Монтажники могут пренебречь системой отвода и нейтрализации конденсата, если точно знают, что из-за конфигурации системы отопления котел будет работать только в малоэффективном высокотемпературном режиме, при котором конденсат не образуется.

Плюсы и минусы конденсационного нагревателя

Эффективность конденсационных котлов

Список преимуществ конденсационных котлов очень обширный, что объясняет высокую популярность такой разновидности обогревательных систем. К ключевым плюсам можно отнести:

  1. Экономичность. Если сравнивать конденсационные котлы с обычными конвекционными моделями, то они потребляют на 35% меньше топлива, что позволяет существенно снизить расходы на обогрев помещения.
  2. Экологичность. Процент сокращения вредных выбросов достигает 70% в сравнении с традиционными газовыми установками.
  3. Возможность установки дымоходов из пластика из-за низкой температуры отходящих газов. Пластиковые модели существенно дешевле классических стальных.
  4. Тихая работа, которая повышает уровень комфорта проживания в помещении.

Что касается расхода топлива, то он определяется и мощностью оборудования, и нагрузкой, которая возлагается на котел. Чтобы полностью обогреть жилище площадью 250 квадратных метров, вполне подойдет 28-киловатный котел с расходом топлива 2,85 м3/ч. Для сравнения, классические газовые агрегаты будут требовать не меньше 3,25 м3/ч. В результате за шестимесячный период эксплуатации получится экономия средств около 3 тысяч рублей.

Еще один важный плюсом системы — минимальный объем вредных выбросов. Во время сгорания органической топливной смеси происходит образование углекислого газа, который вырабатывает углекислоту. К тому же, в любых топливах присутствуют химические соединения серы, азоты, фосфора и многих других элементов, которые при контакте с водой тоже дают кислоты.

Обычные газовые котлы выбрасывают пары воды с различными примесями в воздух, загрязняя его. У конденсационных установок этот минус отсутствует, т.к. все кислоты не покидают конденсат.

Среди преимуществ конденсационного котла числятся:

  1. Сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат).
  2. В сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт.
  3. Меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности.
  4. Низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0С).
  5. Возможность установки каскада из нескольких котлов.
  6. Универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»).
  7. Наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.

Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели.

Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования.

Группа конденсатных котлов в котельной

Затраты на конденсационный котел в сравнении с обычным конвекционным отбиваются за 5–6 лет за счет экономии на природном газе

Из минусов конденсационных теплогенераторов следует упомянуть:

  1. Высокий ценник на оборудование (в 1,5–2 раза выше, чем у аналогичных по мощности моделей классического конвекционного типа).
  2. Проблемы с утилизацией конденсата.
  3. Снижение эффективности при использовании котла в высокотемпературных системах обогрева.
  4. Энергозависимость – для работы вентилятору, автоматике и циркуляционному насосу требуется электричество.
  5. Запрет на использование с антифризами.

Несмотря на значительные первоначальные затраты, конденсационный котел вполне оправдан с экономической точки зрения. В процессе эксплуатации он с лихвой возвращает все потраченные изначально деньги.

В России подобное оборудование пока распространено мало. Газовый котел с рекуперацией еще слишком необычен и мало изучен на нашем рынке. Но интерес к таким теплогенераторам постепенно растет.

Выводы и полезное видео по теме

Если внимательно разобраться, как и по каким принципам работает газовый конденсационный котел, то на первый взгляд «некорректные» 108–110% КПД становятся вполне понятными и оправданными цифрам.

Теплогенератор с рекуперацией отработанных газов действительно более эффективен в сравнении с классической конструкцией. Единственный его серьезный недостаток – конденсат с высокой кислотностью, который надо куда-то утилизировать.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Dachnik.Net.ru
Adblock detector