Выбираем конденсационный котел для дома

Одной из наиболее перспективных инновационных технологий, применяемых в производстве отопительных систем, является технология конденсации водяного пара, образующегося при сгорании углеводородов. В России конденсационные газовые котлы можно отнести к новым технологиям, хотя в Европе они давно и массово устанавливаются, а в некоторых странах они являются единственными разрешенными к использованию на рынке.

Технология конденсации водяного пара основана на доказанной эффективности, экологичности и универсальности работы котлов на таком принципе. Также стоит упомянуть о его преимуществах и недостатках, а также о некоторых нюансах, которые необходимо учесть при выборе котла.

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.

Конденсационные котлы становятся все более популярными за счет ряда достоинств, которые есть у этой технологии. Ведущее место занимает высокий КПД, который составляет более 100%, хотя классическая физика утверждает, что такое невозможно. Производители конденсационных отопительных устройств используют особую систему расчетов, которая определяет показатель КПД. Например, в котлах данного типа низшее тепло отбирается на 100% в высокотемпературной части теплообменника, а дополнительные 8–11% приходятся на тепло от глубокого охлаждения дымовых газов и конденсации в низкотемпературной части теплообменника. Благодаря такой системе расчетов финальный КПД часто достигает 108–111%.

Но не только высокий КПД является плюсом конденсационных котлов. Также следует отметить экономию топлива до 35% по сравнению с обычными котлами, возможность точной модуляции мощности, а также снижение вредных выбросов на 70%. При этом котлы небольшой мощности компактны и могут легко поместиться даже в небольшой квартире. Также стоит отметить низкий уровень шума и возможность использования пластиковых дымоходов, которые гораздо дешевле и проще в монтаже, чем классические стальные.

Конечно, у конденсационных котлов есть и минусы, главным из которых является цена, которая варьируется от 30 до 80% дороже обычных котлов. Окупаемость таких вложений зависит от интенсивности использования и других факторов. Также следует учитывать, что конденсационные котлы требуют низкой температуры нагрева воздуха в помещении, что может потребовать установки дополнительных радиаторов. Кроме того, необходимо утилизировать конденсат, что может потребовать отдельной системы для нейтрализации.

Тем не менее, это лишь некоторые плюсы и минусы конденсационных газовых котлов, которые могут стать решающими при выборе оборудования. Перед тем, как предпринимать какие-либо шаги, необходимо получить профессиональную консультацию от экспертов.

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 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 ключевым элементом в системе энергообеспечения, и от выбора материала, из которого он будет изготовлен, зависит его эффективность и долговечность. Эффективность же напрямую влияет на экономию ресурсов и экологическую безопасность работы котла.

Один из самых популярных материалов для производства теплообменников конденсационных котлов - это силумин. Это сплав алюминия и кремния, который обладает повышенной коррозионной устойчивостью и успешно противостоит химически агрессивному конденсату. Теплообменники из силумина лучше лить, так как швы при сварке снижают коррозионную устойчивость изделия.

Если говорить о стоимости, то нержавеющая сталь обходится дешевле, но все же менее популярна по сравнению с силумином в производстве теплообменников. Нержавеющая сталь тоже устойчива к коррозии, не восприимчива к термоударам и часто используется при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.

Одним из главных преимуществ конденсационных котлов является их экологичность. В отличие от обычных котлов, которые выбрасывают пары с примесями кислот в атмосферу, конденсационные котлы собирают кислоты в растворе в воде конденсата и затем нейтрализуют их.

Температурные режимы работы теплообменника также играют ключевую роль в его работе. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация и тем выше значение КПД. В таблице 2 приведено соотношение температурных режимов и значений КПД.

В зависимости от температуры воды в прямом и обратном контурах, можно определить КПД конденсационного котла, как это указано в Таблице 2. При температуре воды прямого контура 40°С и обратного 30°С, КПД составляет 108%. При более высоких значениях температуры воды, а именно при 70°С и 60°С в прямом и обратном контурах соответственно, КПД снижается до 104%. Однако, при значительном повышении температуры воды до 90°С в прямом контуре и 75°С в обратном, КПД уменьшается до 98%.

Наилучшим режимом является пара температур 40/30°C, которой обладают все напольные установки и панельные низкотемпературные системы отопления. Однако, конденсация пара происходит непрерывно.

Управление в современных котлах ведется в автоматическом режиме благодаря электронике, которая при помощи датчиков контролирует температуру в контурах, давление, расход топлива и другие параметры. Более сложные модели позволяют настраивать разные сценарии работы, например, снижение температуры в ночное время или поддержание температуры в помещении на минимальном уровне при отсутствии жильцов. Некоторые модели можно управлять с помощью специальной программы на мобильном телефоне.

Касательно способа монтажа, есть два варианта: настенные или напольные. Напольные котлы обычно одноконтурные и имеют большую мощность, свыше 100 кВт. Они легко увязываются с другими котельными установками при помощи циркуляционных насосов, что делает такой котел наилучшим решением для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел, который компактен и легко монтируется. Для таких котлов не нужен полноценный дымоход, достаточно вывести трубу на улице через стену.

Цены на конденсационные газовые котлы можно условно поделить на премиум, средний и эконом-класс. Продвинутые марки оборудования, такие как немецкие бренды, имеют высокую цену, но обладают стильным дизайном, безопасны и долговечны, а также удобны в эксплуатации и эффективны в работе. К представителям средней ценовой категории можно отнести, например, торговую марку BAXI, которая предлагает комфортные, экономичные и экологичные агрегаты различных типов и мощностей. Корейские и словацкие производители уверенно держат позиции в эконом-классе с более низкой ценой, но простым функционалом и минимальным количеством "интеллектуальных" опций. Такие котлы адаптированы к условиям эксплуатации в России и могут переносить перепады давления и сбои в электроснабжении.

При выборе котла необходимо учитывать не только собственные потребности и параметры устройства, но и возможность быстрой замены деталей и ремонта. Кроме того, необходимо обратить внимание на наличие в продаже запасных частей для данного типа агрегатов. По мнению экспертов, продукция, принадлежащая к средней ценовой категории, предлагает наиболее выгодные условия с этой точки зрения, став лидером в ремонтопригодности.

Фото: freepik.com