Это должно быть вашим желанием, устанавливая конденсационный газовый нагревательный котёл, следовать последним достижениям конструкторской мысли. Дело в том, что обычные газовые котлы, без которых немыслима ни одна серьёзная система автономного отопления загородного дома, не полностью используют весь потенциал такого источника энергии, как газ. Именно поэтому, даже лучшие модели газовых нагревательных котлов имеют КПД не выше 80%. Часть энергии приходится выводить наружу и просто выбрасывать через коллектор.
Устройства вне школьных постулатов физики
Но, есть возможность выжать из газа дополнительные дивиденды в виде килокалорий энергии.
Суть процесса
Идея заключается в следующих постулатах:
- газ – неоднородный источник тепла , в своём составе он имеет и водяной пар;
- оказывается, при сжигании газа мы выбрасываем наружу не только продукты сгорания, но и этот самый пар ;
- и возникает идея – а почему бы этот пар не конденсировать и получающуюся горячую воду тоже не использовать для нагрева теплоносителя в системе отопления.
Так и было сделано – на свет появились новейшие газовые отопительные котлы конденсационного типа. Котлы, так широко завоёвывающие популярность, что по статистике более 30% всех газовых котлов в Германии именно компенсационные.
Родившись в пору, когда на создаваемые в мире изделия стали предъявляться повышенные требования с точки зрения дизайна, конденсационные котлы разрабатываются с упором и на эту характеристику – все они страшно привлекательно выглядят.
Ну, а то, что скрывается внутри, благодаря такой «двойной очистке» газа и позволяет достичь реального расчётного КПД от 105 до 110%. Другими словами, конденсационные котлы, по сути процесса работы, являются двухконтурными.
Полезный совет! К сожалению, нельзя сказать о такой же распространённости представляемых котлов у нас, как в Германии. Поэтому, если вы решились установить у себя такой котёл, в первую очередь выберите достойную модель, а самое главное, достойного поставщика и наладчика приобретённого котла. Прямо скажем, подавляющее большинство фирм не имеют ни опыта работы с такими котлами, ни соответствующего персонала для его дальнейшего обслуживания.
Преимущества конденсационных котлов
Среди преимуществ следующие:
- у них максимальный КПД из всех возможных устройств аналогичного назначения – а, значит, вы имеете возможность уменьшить потребление газа при тех же калориях выработанной энергии; по статистике, потребление газа у конденсационных котлов на 15-20% меньше, чем у обычных;
- гораздо больший диапазон регулировки температуры теплоносителя – такая регулировка возможна на всех котлах, но работающие с газом и «попутным» паром, имеют максимальный диапазон от 30 до 85 градусов (кстати, такой максимум, как правило, нет необходимости подавать в систему, обычная температура теплоносителя в отопительных системах не превышает и 40 градусов);
- меньший выход вредных веществ в атмосферу – газовая смесь сгорает в гораздо большем объёме;
- инновационная технология подстегивает и конструкторов, и технологов – все конденсационные котлы изготавливаются по самых передовым технологиям, что обеспечивает им гораздо больший срок службы при тех же нагрузках.
Из недостатков
Но надо отдавать себе отчёт, что такие котлы имеют и некоторые недостатки, больше житейского плана:
- самое главное – они стоят минимум в два раза дороже обычных газовых котлов; и это на сегодняшний день – главный тормоз их массового использования;
- во-вторых, такие агрегаты очень привередливы к материалу, из которого сделан дымоход – необходимо использовать только высококачественный пластик и керамику;
- в-третьих, требует специального расчёта системы отопления под более низкие внутренние температуры (не выше 70 градусов) – это требование уже выдвигает необходимость конденсирования пара внутри;
- в-четвёртых, требуется специальный водовод для вывода наружу, как правило, в канализацию, скопившейся внутри воды (обычно, не более 30 литров в день при постоянной работе котла); тут необходимо отметить, что в той же Германии существуют ограничения на вывод подобной воды в общую канализационную систему;
- в-пятых, требует наличия опытного персонала для их установки и сопровождения.
Несмотря на то, что эти котлы изначально разрабатывать как двухконтурные, существуют и одноконтурные модели. Но самое главное, разработано несколько модификаций конденсационных котлов в зависимости от места их установки.
Существует модификации:
- напольные – самые мощные и распространённые; мощность подобных котлов может составлять 100-120 кВатт;
- – очень изящно выглядящие аппараты с мощностью в 30-40 кВатт, чего часто с лихвой и хватает.
Полезный совет! Если вы решили приобрести газовый конденсационный котёл для промышленного использования, скорее всего, вам необходимо будет выбрать модель прямого, или ещё говорят, «мокрого», воздействия на поток теплоносителя. Эффективность таких котлов ещё выше, но их применение пока ограничено небольшим рынком предложений. В домашних условиях поголовно используются котлы косвенного, или «сухого», воздействия на теплоноситель, без соприкосновения с ним.
На гребне волны
Своими руками у вас вряд ли получится. Это слишком ответственная техника, служащая для слишком ответственных задач. Даже несмотря на то, что в вашем распоряжении будет инструкция по установке и эксплуатации, даже несмотря на то, что вы просмотрите все фото и видео материалы на нашем сайте, вам всё равно придётся обратиться за подробными консультациями к профессионалам.
А вот разобраться в алгоритме работы конденсационных котлов и выбрать необходимый, согласно мощности и внешнего вида, это уже для вас. В любом случае, отнеситесь к выбору очень ответственно, цена ошибки довольно велика и выражается уже не только в качестве отопления вашего дома, в немалых потерянных финансовых средствах, но и в дискредитации такой важной вещи, как внедрение в нашу жизнь самых передовых достижений конструкторов и дизайнеров.
Пришло время рассмотреть и разобраться с особенностями конденсационных газовых котлов...
Конденсационные газовые котлы: принцип действия, виды и преимущества
Благодаря высокотехнологичной конструкции конденсационные котлы делают систему отопления намного удобнее, комфортнее, экономичнее. Если в обычных устройствах продукты сгорания отдают лишь часть тепловой энергии, то в данном случае это делается по максимуму. Компания «Луч Тепла» представляет в большом ассортименте котлы всех видов.
Конструкция
По своему строению конденсационные котлы неотличимы от типичных приборов отопления. Выполняются в нескольких вариантах:
- настенные (более традиционные, ориентированы на индивидуальные системы отопления частных жилых домов);
- напольные (повышенной мощности, предназначены для использования в офисных и промышленных помещениях).
В их конструкцию входит нестандартный теплообменник, выполненный на базе кислотоустойчивых материалов. Обычно - из стали-нержавейки или силумина. Он выглядит как труба со сложным сечением и спиралевидными ребрами. Все это наращивает площадь теплообмена и делает газовый котел более эффективным.
Кроме того, конденсационное устройство оборудовано вентилятором, выставленным перед горелкой. Он «всасывает» газ из газопровода, миксует его с воздухом и направляет непосредственно к горелке. Котел также имеет помпу с электронным управлением, которая позволяет оптимизировать мощность отопления, снизить шумы от проходящего в системе теплоносителя и сэкономить на электроэнергии.
Виды Конденсационных газовых котлов:
Конденсационные котлы бывают нескольких видов:
- одноконтурные;
- двухконтурные;
- отопительные;
- водонагревательные.
При этом их мощность может варьировать от 20 кВт до 100 кВт, чего вполне хватает для бытовых котлов. Для офисно-промышленных помещений они производятся большей мощности и в напольном исполнении.
Принцип действия КонденсационныХ газовых котлов:
В стандартных котлах выходящие горячие газы просто выбрасываются в атмосферу через дымоходный канал, теряя весомую долю неиспользованного тепла. Оно выводится наружу вместе с отработанными продуктами в виде водяного пара, формирующегося в момент сгорания топлива. Именно в паре кроется дополнительная тепловая энергия, которую конденсационные котлы сохраняют, а затем передают отопительной системе.
Охлаждаясь, пар конденсируется, то есть становится жидкостью, и высвобождает определенный объем теплоты. Этот процесс происходит в особом теплообменнике с расширенной площадью. Именно он «отбирает» тепло для передачи системе отопления. Такой подход был известен и ранее. Но применять его начали относительно недавно благодаря появлению неподдающихся коррозии сплавов, которые и положены в основу производства конденсационных котлов.
Особенности эксплуатации КОНДЕНСАЦИОННЫХ газовых котлов:
Эффективность работы подобных газовых устройств во многом зависит от характеристик отопительной системы. Чем меньше температура воды, тем полнее проходит процесс конденсации водяных паров. Следовательно, тем выше объем скрытого тепла, которое возвращается в систему.
Таким способом режим конденсации поддерживается на протяжении всего отопительного периода. Поэтому важнейшим условием для функционирования конденсационного котла является усредненная температура теплоносителя. Например, на входе в котел она должна составлять менее 60 градусов (в идеале - до 57 градусов). Это даст лучшую конденсацию и повысит КПД отопительного устройства.
Но даже если совмещать конденсационный котел со старой системой, он все равно принесет ощутимую экономию, так как будет эффективнее прежнего оборудования. Это связано с тем, что в нашей климатической полосе самые морозные дни суммарно занимают немногим более 10 процентов от продолжительности всего периода отопления. В остальные дни возможна оптимальная конденсация.
Преимущества
Среди базовых преимуществ этого типа котлов - высокий КПД. В данном случае он равен 108-109 процентам, если сравнивать с иными котлами. Другое преимущество заключается в их повышенной экономичности. Она приблизительно на 15-20 процентов больше, чем у стандартных приборов отопления.
В странах Европы давно отказались от традиционных (Конвекционных) котлов. В чем же причина такого подхода? Европейцы люди основательные и умеют считать выгоду, но если они используют конденсационные котлы, значит, здесь имеется своя выгода. В чем же она может выражаться?
Плюсы минусы конденсационных котлов
- Высокий КПД котлов обеспечивается за счет сгорающего газа,который выделяет большое количество водяного пара,и имеет очень высокую температуру. Оборудование котла подает это «дополнительное тепло» на теплообменник котла,чем обеспечивает дополнительный теплосъем.
- В отличие от традиционного котла конденсационный котел имеет диапазон модуляции от 6 кВт, в результате снижается его потребление (20-30% в зависимости от средней температуры зимы).
- Благодаря закрытой камере сгорания более безопасен и экологичен.
- Небольшой вес и габариты котла.
- Низкий уровень шума и вибраций.
Из этих показателей видно, почему практичны европейцы останавливают свой выбор именно на конденсационных котлах , хотя те и несколько дороже обычных. В Росси, по словам владельцев таких котлов, их окупаемость за счет экономии газа наступает на 2 – 4 год эксплуатации.
Монтаж конденсационных котлов отопления
Использование в системе отопления конденсационного котла должно быть заложено в проекте. Так как он значительно отличается от обычного разводкой, диаметром труб и особенностью дымохода.
Как правило, для отопления частных домов применяют настенные котлы. Их мощности достаточно для обогрева дома, а компактные размеры позволяют располагать его в любом удобном месте, не требуется строительство отдельной бойлерной. Например, котел при размерах всего 589x368x364 в состоянии отапливать дом площадью до 240 м².
Монтаж конденсационных котлов отопления возможен на любое надежное основание. Для этого используются либо крепления, которые идут в комплекте, либо изготавливается монтажная рама. Применение такой рамы позволяет органично вписать данный котел в любой интерьер.
Закрепив котел на стене, приступают к подключению коммуникаций согласно соответствующим схемам. Вывод угарных газов осуществляется через дымоход, патрубок должен быть заизолирован и рядом не должны находиться легко воспламеняющиеся поверхности.
Использовать такой высокоэффективный котел разумнее с системами, обладающими тоже высокими характеристиками. Например, с радиаторами Kermi, которые обладают самым высоким уровнем теплоотдачи и системой отопления известной как петля Тихельмана.
Монтаж отопления петлей имеет ряд преимуществ:
Сбалансированность системы. Не требуются дополнительные регуляторы.
Высокий КПД за счет равного потока воды по всей системе.
Равномерность нагрева радиаторов.
Эти эффекты достигаются за счет того, что обратная тепломагистраль начинается от первого радиатора, доходит до завершающего, а оттуда подается к котлу. В результате все радиаторы функционируют как единый и независимо от удаленности от котла прогреваются одинаково.
Решили выбрать классический газовый котел для отопления, но услышали о новинке – конденсационном котле? Да, сведения про него звучат очень заманчиво: КПД аж выше 100%, весь прекрасный и сказочный. В чем же вся суть? Как этого удалось достичь? Все ли правда в его описании или есть капелька дегтя? На эти и другие вопросы мы ответим в нашей статье. А теперь – минуточку внимания!
Устройство конденсационного котла
Внутреннее устройство конденсационного котлаДля того, чтобы разобраться в этом вопросе, начнем с самого начала, а именно – с конструкции конденсационного котла. Заглянем внутрь и узнаем из чего он состоит.
Самая главная особенность этого типа котлов – наличие 2х теплообменников. В остальном же его конструкция схожа с конструкцией обычного газового устройства и включает в себя:
- Патрубки подачи и отвода воды – через них холодная жидкость поступает в оборудование, нагревается, а потом через патрубок отвода подается в радиаторы и ГВС.
- Горелка – отвечает за подачу газа в камеру сгорания, а также за равномерное распределение топлива.
- Вентилятор – устанавливается перед горелкой, а во время работы он смешивает частички газа и воздуха, чтобы полученная смесь хорошо горела.
- Теплообменник № 1 – греет воду, протекающую через него, до заданной температуры.
- Теплообменник № 2 – служит для конденсации влаги и извлечения из нее тепловой энергии. Но об этом позже.
- Насос – для поддержания циркуляции воды.
Особенности конденсационного котла
Для того, чтобы наиболее наглядно понять протекающий процесс, подробнее остановимся на принципе горения и конденсации .
Что это такое? Все просто: когда сгорает углеводородное топливо, то в результате протекающей реакции выделяются 2 вещества: углекислый газ СО 2 и вода Н 2 О. Возникающая жидкость, находясь в такой жаркой среде, практически сразу превращается в пар. В процессе испарения расходуется тепловая энергия, которую, однако, можно вернуть и направить дополнительно на наши нужды. А вернуть ее можно только если пар конвертировать обратно в воду.
Процесс конденсации и высвобождения при этом энергии был известен давно, однако его нельзя было использовать в отопительном оборудовании. Все дело как раз в токсичном конденсате: во время сгорания газа, в продукты горения попадает много токсичных едких веществ и образованный углекислый газ. Такой ядреный состав очень быстро вызывал коррозию стальных и чугунных теплообменников.
Конденсационные агрегаты получили распространение, только когда были изобретены устойчивые к ржавчине стальные сплавы.
Вот почему в конденсационных котлах особые теплообменники, которые выполняются преимущественно из нержавейки или алюминиево-кремниевого сплава (силумина) .
Принцип работы конденсационного котла
Конденсационный котел: принцип работы Начинается все традиционно:
- Вода поступает в устройство, газ начинает подаваться в камеру сгорания. Там он поджигается системой розжига.
- При сгорании топливо образуются продукты горения с высокой температурой. Они проходят через первый теплообменник и нагревают его стенки. А стенки, в свою очередь, отдают тепло циркулирующей по теплообменнику воде.
- Далее эти газы с температурой выше точки росы выходят из теплообменника№1 и попадают в теплообменник №2.
- В теплообменнике №2 с помощью циркулирующей по нему воды из системы отопления газы охлаждаются.
- Когда их температура сравняется с температурой точки росы (при ней и осуществляется возникновение конденсата), то жидкости, которая поступает в оборудование для нагрева, передается высвобожденная энергия водяного пара. А высвободилась она при конденсации.
Режимы работы
Теплообменник конденсационных котлов был специально разработан таким образом, чтобы максимально эффективно забирать из пара энергию. Особенным является и принцип работы такого теплообменника: как мы уже сказали, к нему подключена обратная труба отопления, по которой течет вода.
Чем меньше температура воды в этой обратке, тем интенсивнее происходит конденсация влаги . При этом температура воды в этой трубе не должна быть больше 50˚С – иначе процесс конденсации будет невозможен, а котел заработает как обычный газовый, но все же с меньшим потреблением газа – выгода будет составлять около 5%.
Поэтому мы приведем зависимость КПД от температуры воды в этой обратной системе.
- Если в системе прямой подачи воды течет жидкость температурой 40˚С, а в обратной — 30˚С, то КПД = 108%.
- Если значения температур составляют 70˚С и 60˚С, то коэффициент полезного действия уже будет ниже – 104%.
- А при значениях 90˚С и 75 ˚С он упадет до 98%.
Особенности конденсата
Как мы уже сказали, конденсат, который образуется в процессе работы, имеет весьма агрессивную химическую среду. Для его сбора в конструкции котла есть специальный контейнер, который нужно опустошать периодически.
Как быть в таком случае? Конечно, в странах зарубежья, таких как Великобритания, Германия, установлены специальные нормы, согласно которым и проводится утилизация такого конденсата.
В России никаких четких запретов и правил нет: конденсат можно слить в канализацию без каких-либо негативных последствий.
Для примера : за 1 день работы котла мощностью 25-30 кВт образуется 25-28 литров конденсата.
Если вам претит такой вариант, то есть альтернатива некоторые модели оснащены специальными сборниками конденсата. В этих емкостях насыпаны гранулы магния или кальция. Они поглощают жидкость, пропускают е через себя, нейтрализуя таким образом ее химически активную среду.
Отвод газов
Все конденсационные модели – это оборудование с камерой сгорания закрытого типа . Другого варианта не дано: открытая камера просто не сможет поддерживать процесс горения. Из-за наличия 2го теплообменника, который существенно затрудняет процесс движения продуктов горения, а также из-за низкой температуры самих газов (поэтому они будут двигаться очень медленно), скорость поступления воздуха естественным путем будет мала.
Поэтому для отвода газов используется система приточно-отводящего канала : его логично направить через стену/крышу помещения, можно соорудить системы дымоудаления своими руками.
Плюсы и минусы конденсационного котла
Список достоинств этого вида оборудования внушителен и заставляет задуматься о приобретении весьма серьезно.
- Компактные габариты и вес – их можно использовать даже в домах и квартирах с малой свободной площадью. Кроме того вы существенно сэкономите на его транспортировке и монтаже.
- Экономичность – вполне логичный плюс, ведь устройство котла и было создано таким образом, чтобы для достижения результата расходовалось меньше топлива. И это так! Расходы меньше, чем у традиционного на 30-35%!
- Точная модуляция – по сути это означает очень аккуратный выбор мощности котла в зависимости от внешних параметров (потребности в тепле, температуре воздуха в комнате и за окном и пр.). Это позволяет также сократить потребление топлива, если котел нагружен частично.
- Низкий уровень шума – это также очень приятно, так как оборудование можно размещать рядом с жилыми помещениями, не боясь, что он побеспокоит сон детей, да и вообще быт.
- Функция каскадной установки – немаловажный аспект, особенности если вам необходимо отапливать дом большой площади, или вы заранее будете подстраховываться к возможной поломке котла. В таком случае он легко может замениться другим котлом из каскада.
- Уменьшение выбора токсичных веществ в атмосферу – конденсационный котел примерно на 70% экологичнее своих традиционных собратьев.
- Низкая температура отходящих газов – это также является существенным плюсом, так как маленькая температура продуктов горения позволяет монтировать пластиковые дымоходы. А их приобретение и монтаж по стоимости намного ниже, чем аналогичные работы с классическими стальными дымоходами.
Минусы . Конечно, при такой радужной картине не хочется портить впечатление, но все же придется поговорить о насущном. Дело в их цене – она почти в 2 раза больше , чем у обычных отопительных моделей.
Конечно, котел может окупиться, но на это влияют такие факторы как интенсивность пользования, температурные режимы и пр.
КПД конденсационного котла
Конденсационный котел в доме Чтобы не ломать мозг понапрасну, приведем пример того, как они достигли такой цифры.
Итак, как мы уже выяснили, конденсационный котел греет воду от 2 видов тепла: сгорания газа и конденсации пара.
Теперь обратимся к самой форму КПД – что это такое? Физика гласит: КПД мы получим, если поделим значение тепла, которое выделилось батареями отопления на значение теплу, которое выделилось при сгорании газа в камере котла. Ну и умножим все на 100%.
Теперь обратимся к понятию точки сгорания топлива . У любого топлива есть 2 точки сгорания: высшая и низшая .
Высшая температура складывается из значения низшей + температуры конденсации.
КПД определяется именно высшей температурой.
Теплопотери присутствуют абсолютно в любом устройстве: на излучение тепла в пространство во время нагрева, потери тепла через удаленные газы и пр. Вот почему затраченная энергия никогда не превратится в тепло. Это и есть причина, по которой КПД всегда будет меньше 100%.
Однако существует немного другая система расчета: низшее тепло 100% поглощается теплообменником №1, а тепло от конденсации 8-11% теплообменником №2. Так и выходит, что КПД конденсационных моделей по этой схеме составляет 108-110%.
Работа конденсационного котла: видео
Если вы еще не до конца разобрались в том, как же все-таки работает этот пресловутый конденсационный котел, то советуем вам посмотреть это видео. Оно внесет немного ясности:
