Выбираем конденсационный котел для дома

Одним из перспективных направлений в развитии отопительных систем является использование инновационных технологий, в том числе технологии, основанной на конденсации водяного пара, возникающего при сгорании углеводородов. В России еще относительно новые конденсационные газовые котлы, тогда как в Европе они устанавливаются практически всюду, и в некоторых странах являются единственными допустимыми для использования приборами.

Это происходит благодаря высокой эффективности, экологичности и универсальности технологии конденсации водяного пара. Рассмотрим более подробно принцип функционирования конденсационного котла, а также его преимущества и недостатки. Также обратим внимание на тонкости, которые стоит учесть при выборе и покупке данного прибора.

Конденсационные котлы работают на сжиженном или природном газе, их название происходит от способности этих устройств «забирать» у продуктов сгорания «скрытую» теплоту посредством конденсации водяного пара. Обычные котлы имеют неэффективный процесс конденсации, который снижает КПД системы и не использует выделенную энергию. Технология конденсационных котлов предусматривает специальный теплообменник для извлечения дополнительной тепловой энергии, которая передается теплоносителю.

Конструкция конденсационных котлов схожа с классическими газовыми котлами. Основные элементы включают патрубки для подачи и отвода воды, горелку для равномерного распределения топлива, два теплообменника для нагрева воды и для конденсации и извлечения дополнительной тепловой энергии, и насос для циркуляции воды.

Газ сжигается в камере сгорания, и продукты горения проходят через теплообменник № 1, который нагревает его стенки, передавая тепло теплоносителю. В дальнейшем газы с температурой выше точки росы переходят в теплообменник № 2, где пар охлаждается и образуется конденсат, освобождая при этом добавочную энергию, которая также используется для обогрева.

Для повышения эффективности процесса конденсации используют некоторые технологические решения, такие как приваривание трубок теплообменника в форме спирали для увеличения площади соприкосновения с теплоносителем, отправка охлажденного теплоносителя обратно в ту часть теплообменника, куда поступают охлажденные дымовые газы, и установка высокотехнологичных горелок, которые позволяют максимально смешать воздух и магистральный газ.

Конденсационные котлы используются для отопления квартир, небольших коттеджей или частных домов. Выбор размера и мощности котла зависит от площади помещений. В индивидуальных домах котел также используется для обогрева воды для бытового использования. В Европе 70% котлов для отопления являются конденсационными, а первоначальное массовое производство было налажено в Голландии.

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.

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 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