Конденсационный газовый котел: преимущества и недостатки, принцип работы + отличия от других конструкций

Достоинства и недостатки конденсационных котлов

Конденсационный котел – это уникальное оборудование, созданное разработчиками теплотехники. Оно заботится об окружающей среде и позволяет экономить на газовом топливе. Котлы конденсационного типа широко распространены в европейских странах, где люди заботятся о своем благосостоянии и о природе. И там они являются лидерами покупательского спроса.

На территории России конденсационный котел является редкостью – потребители не готовы сломя голову менять оборудование на более чистую, с точки зрения экологию, технику. И все дело в ее высокой стоимости, ведь отдельные модели стоят до двух раз дороже. Но те, кто умеет считать и дружат с математикой, знают, что первоначальные затраты оправдываются за счет экономии на топливе. Нужно лишь правильно настроить оборудование, чтобы оно работало в оптимальном температурном режиме.

Давайте рассмотрим плюсы и минусы конденсационного котла – начнем с положительных качеств:

Если Вам кажется, что 10-ти процентная экономия не так велика, то просто посчитайте сколько денег Вы потратите на газ хотя бы за ближайшие 5-7 лет. Уверяем, цифры Вас неприятно удивят.

Экономия на газовом топливе – здесь нас ждет реальная экономия, достигающая 10% и даже чуть больше. То есть, если мы как следует поработаем над уменьшением тепловых потерь в своем жилище и установим конденсационный котел, экономия на газовом топливе составит до 20-25%. Например, расход газа у котла на 20 кВт составляет менее 2 куб. м/час, в то время как у аналогичных конвекционных моделей он составляет примерно 2,2 куб. м/час;
Снижение нагрузки на окружающую среду – чем эффективнее перерабатывается топливо, тем лучше для природы. Плохо, что понимает это далеко не каждый человек;
Низкая температура продуктов сгорания – так как тепловая энергия отбирается практически полностью, температура газов на выходе газового котла получается крайне низкой;
Возможность беспрепятственного использования с водяными полами – им как раз необходима невысокая температура теплоносителя. В традиционном высокотемпературном отоплении газовые конденсационные котлы станут пустой тратой денег;
Широкий выбор моделей – любой мощности (до 50 кВт и больше), одноконтурные и двухконтурные, напольные и настенные, с открытой (редкость) и закрытой камерами сгорания.

Есть и минусы:

Некоторые минусы действительно критичны, но с ними приходится мириться.

В целом люди позиционируют современные газовые котлы как очень сложные и немного хлипкие аппараты. Но если брать технику не из низшей ценовой категории, то она порадует выносливостью и продолжительным сроком службы.

Перечень недостатков

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.

https://youtube.com/watch?v=2cuYAMBJ16s

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.

История появления конденсационного газового котла

В далеких пятидесятых годах впервые стали появляться модели котлов конденсационного типа. Эти модели не были совершенны как сегодня, и за время своей эволюции претерпели множественные изменения. Ну уже в те далекие годы котлы данного типа демонстрировали довольно серьезные показатели экономии топлива. Этот важный фактор и по сей день является основным, который делает кондиционные котлы очень привлекательными для покупателей.

В те годы использовались теплообменники из чугуна или из стали, что делало их недолговечными. Под воздействием конденсата котлы быстро выходили из строя из-за сильнейшей коррозии. Лишь в семидесятых годах на смену чугуну из стали пришли новые материалы и технологии. Многие элементы котлов, в том числе и теплообменники, начали изготавливать из нержавеющей стали. Подобная модернизация в разы продлила срок службы конденсационного котла. Множественные эксперты сходятся в Едином мнении, что котлы данного типа в современном виде представляют собой надежные, очень экологичные, и очень эффективные в плане КПД отопительные устройства. Эксперты также считают, что кондиционные котлы ожидает очень перспективное будущее. В СССР тоже проводились исследования в этом направлении, но какого-либо серьёзного развития данная технология не получила.

1 Принцип действия

Традиционный котел. Продукты сгорания проходят через теплообменник, нагревают воду (теплоноситель) и затем отводятся в дымоход, сохраняя довольно высокую температуру: 110°С – 250°С, в зависимости от модели котла. Обычный котел для частного дома не позволяет снижать температуру дымовых газов менее 110°С: они начнут конденсироваться, образуя агрессивную жидкость, которая очень скоро разрушит и дымоход, и топку. Поэтому значительная доля тепла остается неиспользованной и выбрасывается в атмосферу.

Конденсационный котел. Сконструирован так, чтобы продукты сгорания охлаждались сильнее, чем в традиционном котле, и отводились не в виде газа, а виде жидкости (конденсата). В этом – основное различие в принципах работы традиционного и конденсационного котла. В конденсационном дымовые газы проходят через теплообменник особой конструкции, сделанный из антикоррозийного материала. Здесь они, где так же, как в обычном котле, нагревают воду, но при этом охлаждаются до температуры «точки росы» (56°С для природного газа) и конденсируются.

Устройство и принцип работы

В конвекционных агрегатах температура обратки и подающей ветки различаются незначительно. Это предупреждает появление капель воды с растворенными кислотами на деталях теплообменника, дымохода и топки. При радиаторном отоплении линия подачи нагревается до +80°С, а в возвратной магистрали – до +60°С, что исключает выпадение конденсата. Иногда ставится автоматический смеситель для подмешивания жидкости подающего контура в обратку.

Работа начинается с подачи газа и срабатывания пьезоэлектрического элемента розжига. Искра зажигает запальник, горящий все время эксплуатации, затухание прибора грозит взрывом. От запальника включается базовая горелка, которая нагревает энергоноситель до требуемой температуры. Автоматика отключает основную горелку при достижении показателя, а падение значения ведет к повторному включению пламени.

Горелка и теплообменник определяют тип котла. Первый элемент выполняется из нержавейки, а регенераторы и рекуператоры делаются из материалов:

нержавейка;
медь;
углеродистая сталь.

Финансовые расчеты

Преимущество в 4 %, указанное в паспортных данных, возможно только при работе конвекционного котла в режиме максимального нагрева воды в системе 80 градусов в течении всего отопительного сезона, что возможно только в условиях Заполярья. Для подмосковного семимесячного периода теплопотери, при вилке от 1 до 9 киловатт, потребуют возмещения тепла в количестве 22680 кВт. Для традиционного котла потребность составит:

                     22680 /(0,87*9.28) = 2810 кубометров газа и                          22680 /(1,03*9.28) = 2370 куб.м  для конденсационного.

Разница составит 440 кубических метров и 3000 рублей в год из расчета 7 руб\кубометр. Экономия равна 16 % без учета подогрева воды. Расчеты предметно указывают на целесообразность установки более экономичной системы.

Преимущества и недостатки газовых котлов

газовых котлахИБП для газового котла необходим.

Но, как и другие отопительные средства, так и газовые котлы располагают своими плюсами и минусами, которые при выборе этого агрегата непременно стоит учитывать во внимание. В этой статье мы рассмотрим, какие существуют преимущества и недостатки газовых котлов

Логично будет начать с достоинства этого средства отопления, ведь с ними трудно поспорить, и поэтому многие останавливаются на выборе именно газовых котлов. Итак, преимущества газовых котов следующие:

коэффициент полезного действия газового котла очень высокий, и учитывая низкую стоимость газа, этот аппарат вырабатывает куда больше энергии, чем ее поглощает;
благодаря этому, газовый котел способен хорошо обогревать довольно-таки большие помещения, чем другие отопительные средства не всегда могут «похвастаться»;
вам не надо ломать голову над местом, где будет хранится топливо, а также эксплуатация и ремонт газовых котлов тоже сравнительно простые;
несомненным преимуществом газовых котлов является то, что они могут прослужить многие годы, так, газовый котел из чугуна может прослужить вам полвека, а котел из стали – лет 15 минимум.

недостаткам газовых котлов:

для установки и эксплуатации газового котла вам необходимо получить определенный документ в государственной службе, которая позволит вам это сделать;
если случаются какие-то сбои в газовой трубе, то газовый котел может на это чувствительно прореагировать, например, он может закоптится;
если у вас большой дом (более ста квадратов), то нецелесообразно использовать газовый котел, экономически это вряд ли будет очень выгодно;
нужно внимательно следить, чтобы, не дай Бог, не случилось газовой утечки, ведь безопасность, — важнее всего.

Устройство и принцип работы конденсационных котлов

По конструкции конденсационный котел (КК) в значительной мере напоминает принцип работы конвекционного агрегата с закрытой камерой сгорания.

Отличие только в том, что он дополнительно укомплектовывается вторичным теплообменным аппаратом и блоком рекуперации.

Конденсационные котлы, работающие на газовом топливе состоят из:

Закрытой топочной камеры с модулируемым горелочным устройством.
Первичным теплообменным аппаратом No1.
Камеры сгорания уходящих газов при точке росы до +55 С.
Вторичного конденсационного теплообменного аппарата No2.
Дымоотводящей системы.
Вентилятора для нагнетания подачи воздуха в котел.
Емкости для сбора и отвода конденсата.
Электронасоса для циркуляции теплоносителя.

Принцип работы конденсационных котлов:

Базовое количество тепловой энергии от сгорания газового топлива, греющая вода получает в теплообменном аппарате No1. Далее подающая вода из котла поступает в отопительный контур внутридомовой системы, где отдает тепло через радиаторы, охлаждается и направляется в низкотемпературный контур, на теплообменное устройство No2, где происходит глубокий отвод тепла дымовых газов, ниже точки росы +55С.
В теплообменнике No2 остывшая вода из обратного трубопровода системы отопления, нагревается за счет рекуперации тепла от конденсации влаги дымовых газов и поступает для основного нагрева в подогреватель No1 расположенного в зоне высоких топочных температур. Такая тепловая схема нагрева воды отопительного контура позволяет экономить до 20 % топлива.
Высокоточный контроль температуры отработанных газов, в конденсационном отопителе происходит благодаря высокому уровню автоматизации и применения модулируемой горелки с принудительной воздухоподачей и с диапазоном регулировки мощности от 20 до 100%.

Конденсационный котел — принцип работы, плюсы и минусы

Для отопления частного дома существует большое разнообразие котлов, которые способны работать на газу, дровах, опилках, пеллетах, жидком топливе или электричестве. При выборе вида топлива, на котором будет работать отопительный прибор, основополагающее решение исходит из стоимости и доступности того или иного энергоносителя. Наиболее распространённый, ввиду своей низкой стоимости, является природный газ. Почему же тогда конденсационный котел получил такое высокое распространение на европейском рынке? В связи с ежегодным ростом цен на этот вид топлива, инженеры в сфере отопления разработали новый вид котла, который отличается полнотой использования энергии топлива.

Газовые конденсационные котлы в отличие от конвекционных (традиционных), используют высшую теплоту сгорания благодаря рекуперации остатков энергоносителя.

Принцип работы конденсационного котла

На первых шагах, процесс очень схож с работой обычного конвекционного котла.

При сгорании жидкого или газообразного топлива образуется углекислый газ и водяной пар. Пар конденсируется в задние, более прохладные части теплообменника, т.к. он теплее его поверхности.

В процессе образования конденсата выделяется тепло, это тепло конденсации снова подается в отопительный контур и используется для нагрева охлажденной воды в обратной линии трубопровода. Таким образом, горелке уже подается предварительно нагретая вода из системы отопления. Поэтому в итоге для нагрева того же объема, необходимо затратить меньше энергии.

На последнем этапе используется еще остаточное тепло отходящих дымовых газов. Через трубу подачи воздуха расположенную в дымовой трубе, поступающий свежий воздух необходимый для работы горелки нагревается, за счёт тепла отходящего газа. Таким образом, в горелку поступает уже теплый воздух, что обеспечивает дополнительную экономию.

Наглядный принцип работы конденсационного котла

Плюсы и минусы конденсационных отопительных приборов

Конденсационный котел имеет значительно больше преимуществ перед традиционными, что объясняет более высокую стоимость. В прочем, более высокая цена в ближайшем будущем будет компенсирована в виде более низкого расхода газа.

Преимущества конденсационного котла

Высокий КПД Зачастую коэффициент полезного действия в котлах превышает привычные 100%, добавочные проценты получаются из-за охлаждения дымовых газов и конденсированнии пара во второй части теплообменника. Благодаря этому, происходит значительная экономия расхода энергоносителя достигающая 35%.
Тихая работа Котлы имеют очень низкий показатель уровня шума, благодаря чему повышается уровень комфора.
Экологичность Если сравнивать с конвекционными котлами, то вредных выбросов становится меньше на 80%.

Недостатки конденсационного котла

Высокая стоимость Цена будет выше на 30-50%, относительно традиционных котлов.
Утилизации конденсата Необходимость утилизации конденсата не совсем является недостатком, т.к. для котлов мощностью менее 28 кВт возможно сливать в канализацию.
Потеря КПД в высокотемпературных системах В высокотемпературных режимах, где температура подачи и обратки составляет 80/60 °C, показатели КПД упадут до 98-99%.

В среднем, котел на 25 кВт в день вырабатывает 70 литров конденсата

Сравнение конденсационных котлов

Модели котлов находятся в одном ценовом сегменте.

Условия подбора:

Мощность: 24-25 кВт
КПД: более 100%
Одноконтурный
Цена: до 50000 рублей

Учитывая данные параметры, нашлось две модели, полностью удовлетворяющие установленные параметры.

	Газовый котел Baxi Duo-tec Compact 1.24	Газовый котел Protherm Рысь К 25 MKO
Стоимость, сентябрь 2017	44590	49585
Максимальная тепловая мощность, кВт	24	25
Минимальная тепловая мощность, кВт	3.4*	6
КПД, %	105.7	108.5**
Материал теплообменника	нержавеющая сталь	алюминиево-кремниевый сплав
Расход природного газа	2.61 м³/час	3.2 м³/час

*По отзывам, в модели Baxi минимальная тепловая мощность занижена, на деле она составляет 4.7 кВт.

**Относительно модели Protherm, то в таблице указан показатель при режиме частотной нагрузки (примерно 30%) и температуре 40/30 °С. При работе в полном низкотемпературном режиме 50-30°С КПД составит 104%. Кроме всего прочего, уровень шума у турбины значительно выше, чем у Baxi.

Так как модель от Protherm совсем недавно на российском рынке, то отзывов совсем немного, но если учесть отзывы о конвекционных котлов этого же бренда, можно полагать, что качество на высоком уровне.

Преимущества и недостатки

Плюсы конденсационных котлов являются основными критериями выбора именно данной конструкции для отопительных систем. К ним относятся:

экологичность – минимальное количество выбросов токсичных веществ, для сравнения, в среднем на 70% ниже, чем газовых или твердотопливных;
компактность размером, за счёт чего их можно устанавливать даже в малогабаритных помещениях;
малошумность и отсутствие вибраций;
относительно невысокая температура отводимых газов, что позволяет оборудовать котлы пластиковыми дымоходами и экономить финансы;
возможность каскадной установки, позволяющая отапливать большие по площади помещения или организовывать отопительные системы повышенной надёжности;
точная регулировка мощности нагрева, благодаря которой можно изменять КПД конденсационного котла и использовать его в экономных режимах.

Среди плюсов конденсационных котлов их экологичность и малошумность При выборе также важно учитывать и недостатки котлов, чтобы избежать лишних затрат на топливо и обеспечить эффективный прогрев помещений:

высокая стоимость оборудования и запчастей к нему;
сложная конструкция теплообменника, требующая периодических обслуживаний и контроля состояния;
необходимость утилизации конденсата;
высокие требования к чистоте воздуха в помещении;
неэффективность использования при высоких температурных режимах.

То есть минусы конденсационных котлов не так существенны, по сравнению с экономичностью, долговечностью, надёжностью и их экологичностью, особенно при их эксплуатации в жилых помещениях.

3 Коэффициент полезного действия (КПД)

Определение. КПД – это отношение количества теплоты, полученного системой отопления, к количеству теплоты, образовавшемуся при сжигании топлива (газа). Для углеводородов эту теплоту называют низшей теплотой сгорания. Высшая теплота сгорания бывает только у конденсационных котлов – за счет отбора тепла при конденсации дымовых газов. Существуют различные методы вычисления КПД. Но все они дают примерно одинаковый результат: у конденсационного котла этот показатель на 10-11% выше, чем у обычного.

Традиционный котел. В лучших моделях при оптимальном режиме максимальный КПД составляет 81-84%.

Конденсационный котел. Более эффективная конструкция позволяет увеличить отбор тепла за счет конденсации продуктов сгорания и довести максимальный КПД до 92-95%.