Конденсационный котел принцип работы

Обновлено: 21.05.2024

Принцип работы конденсационного котла + 5 надежных моделей

Постоянный рост цен на энергоносители вынудил ученых и специалистов разработать новейшую модификацию котлоагрегата — конденсационный котел.

Это инновационная отопительная технология, использует энергию конденсации водяного пара, образующегося при сгорании газа, и является перспективным направлением для российского рынка. В странах Европы их устанавливают везде, где только можно, а в ряде государств они являются единственными котлами, которые допущены к эксплуатации.

Предпосылкой таких жесточайших ограничений — является проверенная временем эффективность схемы производства конденсационного тепла и ее экологическая безопасность.

Содержание Показать

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:

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

Принцип работы конденсационных котлов:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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%.


Принцип действия конденсационного котла. Источник фото: warmhouse.by

Сравнение с обычными котлами

Первое, что выделяет конденсационные отопительные котлы и шокирует покупателей — это диковинно большой КПД, больше 100%. При этом теоретическая физика настаивает на том, что такого не бывает. И это действительно так. В данном случае производители просто используют своеобразную систему расчетов.

Для того чтобы понять, что такое конденсационный котел и за счет чего он получает дополнительную тепловую энергию, необходимо рассмотреть Qн низшую и Qв высшую теплотворную способность топлива.

У натурального топлива существует 2 точки сгорания: высшая и низшая, между которыми существует большая разница.

Qв = Qн +k*(W+9H);

  • K - коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);
  • W - количество воды в горючем веществе, %;
  • H - количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

Собственно использование тепла от конденсации влаги, в обычных котлах выбрасывается в атмосферу, повышает КПД в конденсационных котлах.


Разница между обычным и конденсационным котлом

При сгорании равного объема газа, конденсационные котлоагрегаты выделяют на 15-20% больше тепловой энергии, чем классический аналог. Данный результат образуется в связи с установкой дополнительного теплового элемента котла, особого теплообменного аппарата — водяного экономайзера, отбирающего тепло от уходящих дымовых газов ниже точки конденсации +55 C.

Производители таких устройств утверждают, что полезное действие их может достигать значения 120%. С точки зрения расчета теплового баланса стандартного котла — это невозможно, поскольку он не учитывает высшую теплоту сгорания.

Для того чтобы привести в соответствие эти расчеты многие страны ЕС сейчас перешли на модернизированный способ определения КПД, в котором учитывается все выделяемое тепло сгорания топлива.

И по таким, обновленным расчетам, реальный КПД конденсационного котла достигает 95%, например, как у немецких моделей конденсационного типа Wolf, а КПД обыкновенных конвекционных аналогов котлов не превышает 85%.

Таким образом, действительно у конденсационных котлов имеется существенное преимущество по эффективности, по сравнению с традиционными отопительными котлами.

Экономия

Принципиальным фактором, определяющего высокую экономичность конденсационного котла, является наличие глубокого модулирования пламени, реализуемое в горелочных устройствах котлоагрегатов данного типа.

Модуляция пламени — это потенциальная возможность автоматической регулировки котла от 25 до 100%. Для традиционных газовых отопителей данный диапазон возможен от 45% до 100%.


Кроме того, эффективность такого отопительного котла в большей степени исходит от технической возможности системы, чем меньше температура обратки, тем наиболее полно конденсируются водяные пары в дымовых газах, а следовательно, тем больше скрытой теплоты сгорания возвращается в нагревательную систему, и, следовательно, с большим КПД работает котел.

При минимальной отрицательной температуре наружного воздуха, температура в обратке будет примерно 45-50 С и агрегат будет функционировать в варианте конденсации. Необходимые условия, самым эффективным образом, соблюдаются в напольных или низкотемпературных системах отопления.

Конденсат

По информации фирм изготовителей конденсационного теплового оборудования, исходя из конструкции и настройки теплового режима, объем образовывающегося конденсата равняется примерно 0.12-0.16 л на 1 кВт-ч выработанной энергии.

Следовательно, размер конденсатной влаги, возникающей при работе агрегата до 30 кВт, будет составлять приблизительно 4 л/ч, а при работе 500 кВт — от 50 до 75 л/ч.

Важно обозначить, что рН конденсатной жидкости располагается в границах 3 - 4, что говорит о ее высочайшей кислотности. В связи, с чем для ее отвода применяют кислотоупорные строительные материалы, например, полипропилен, отличающейся повышенной кислотоупорностью и гарантирующим герметичность каналов при рН от 2 и выше.

По действующим государственным санитарным нормам сброса сточных вод, запрещен слив в канализацию стоков с рН ниже 6.5 и выше 9. Поэтому в состав оборудования КК, должна быть включена установка по нейтрализации таких кислотных стоков.

Требования к дымоходам

Конденсационные котлы не позволяют экономить на материалах для производства дымовентиляционных систем. К ним предъявляются особые требования, поскольку отвод дымовых газов происходит с температурами ниже точки росы + 55 С.

При этом необходимо учитывать, что конденсация паров в дымовых газах происходит не только в котлоагрегате, но частично уже в дымоходе. Кислотная агрессивная влажная среда в дымоходе, где-то pH=4, является губительной для стандартного дымохода обычного котла.


Важно правильно смонтировать дымоход

Здесь необходимы совершенно другие низкотемпературные, кислотостойкие материалы из теплоустойчивых полимеров, кислотоупорной высококачественной некорродирующей стали либо алюминия и его сплавов.

Топ 5 конденсационных газовых котлов по рейтингу

Предпочтительный газовый конденсационный котлоагрегат такой, который отвечает насущным потребностям собственника дома по объемам выработки тепловой энергии, оборудован современной автоматикой для экономной и безопасной эксплуатации и имеет доступную цену.

Важно отметить, что понятием «низкой цены», конденсационные котлоагрегаты не обладают, они изначально имеют высокую стоимость из-за применения высокопрочных материалов.

BAXI LUNA Platinum+ 1.32

Это газовый конденсационный напольный котел от итальянского известного изготовителя. Котлоагрегат одноконтурный, рассчитанный исключительно для отопления.

  1. Сверхвысокий КПД - 105,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность - 35 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 3.49 м3/час.
  5. Универсальность по топливу, работает с любыми видами газа — магистральный/сжиженный.
  6. Полнофункциональная защита.
  7. Предварительная очистка конденсата.
  8. Предварительная очистка питательной вода — встроенный фильтр.
  9. Цена: 83420 руб.


Недостатки напольного конденсационного котла Baxi:

  • работает только с низкотемпературными теплоносителями в системе «теплый пол»;
  • высокая стоимость;
  • реализуется только под заказ, длительный период доставки.

Buderus Logamax plus GB062-24 KD

Также конденсационный котел немецкой компании. Модель с теплопроизводительностью 24 кВт предназначенная для отопления жилых домов.

Преимущества модификации конденсационных котлов Buderus:

  1. Сверхвысокий КПД - 103,0 %.
  2. Площадь нагрева до 250 м2.
  3. Теплопроизводительность - 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установки.
  7. Цена: 63700 руб.

Недостатки котлоагрегата - высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Bosch Condens 2500W WBC 24-1

Турецкий двухконтурный газовый котел с мощностью по отоплению - 24 кВт.

  1. Сверхвысокий КПД - 110,0 %.
  2. Площадь нагрева до 192 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению - 24 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.18 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материалы, долговечность работы котла.
  6. Высокий уровень автоматизации и контроля теплотехнических процессов.
  7. Расширительный бак - 6л.
  8. Цена: 89670 руб.


Недостатки конденсационного котла Bosch:

  • недоступность для работы на сжиженном газе;
  • высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Vaillant ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5

Немецкий бренд Vaillant - лидер в производстве бытовых отопительных котлоагрегатов, выпускает одноконтурную конденсационную модель ecoTEC plus VU INT IV 246/5-5 со стальным теплообменным аппаратом. Котел, рассчитан для нагрева жилых и общественных помещений до 200 кв.м.

Преимущества котла Vaillant:

  1. Сверхвысокий КПД - 108,0 %.
  2. Площадь нагрева до 200 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению - 20 кВт.
  4. Низкий удельный расход топлива, максимальный расход газа не выше 2.6 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля работоспособности узлов установк
  8. Расширительный бак - 10 л.
  9. Цена: 62270 руб.

Недостатки котлоагрегата -высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Viessmann Vitodens 100-W B1HC043

Еще один немецкий одноконтурный конденсационный котлоагрегат. Мощная модель — развивает до 35 кВт и способна обогревать 350 кв.м.


Котел Viessmann Vitodens. Источник фото: ferencziepuletgepeszet.hu

Преимущества котла Viessmann:

  1. Сверхвысокий КПД - 108,7 %.
  2. Площадь нагрева до 350 м2.
  3. Теплопроизводительность по отоплению - 35 кВт.
  4. Низкий удельные расходы топлива, максимальный расход газа не выше 3.46 м3/час.
  5. Высококачественные конструкционные материала, долговечность работы котла.
  6. Дистанционное управление.
  7. Высокий уровень автоматизации и контроля процессов горения.
  8. Цена: 105806 руб.

Недостатки котлоагрегата - высокая стоимость котла и ремонтных работ.

Что учесть при обслуживании и эксплуатации

Перед приобретением и монтажом конденсационного котла необходимо принимать во внимание, что они обладают определенными отличиями:

  • вывод дымовых газов может производиться исключительно через коаксиальный дымоотвод;
  • для вывода конденсатной влаги в систему городской канализации требуется провести специфический антикоррозионный трубопровод и оборудоватьсистему повышения рН конденсата до 6.5;
  • к конденсационным котлоагрегатам возможно подсоединить бойлер косвенного нагрева;
  • для того, чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, рекомендуется запитать котел через электрический стабилизатор.

Конденсационный котлоагрегат наиболее распространённый вариант отопительных котлов в странах Европы. Во многих государствах установка иных отопительных агрегатов запрещена.

Это вызвано высокими выбросами вредных веществ, и низким КПД у традиционного отопительного котла.

Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

Об особенностях выбора и работы газового конденсационного котла в формате мастер-класса вам расскажет технический специалист компании Ariston.

  • Принцип работы конденсационного газового теплогенератора.
  • Преимущества использования конденсационного газового котла.
  • В какой системе отопления лучше всего использовать это оборудование.
  • На что обратить внимание при эксплуатации конденсационного газового котла.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу. Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе.



Сергей Бугаев Технический специалист компании Ariston

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.


Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

  • Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
  • Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 - 97%.

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.


Сергей Бугаев

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

  • при сгорании природного газа – 11%;
  • при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
  • при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Преимущества использования конденсационного газового котла

Итак, мы разобрались с теоретической частью. Теперь расскажем, как особенности конструкции конденсационного котла влияют на эффективность его работы и долговечность. На первый взгляд кажется, что использовать дополнительную энергию водяного пара, скрытую в дымовых газах, можно и в обычном котле, специально «загнав» его в низкотемпературный режим работы. Например, подключив котёл (это неправильно) напрямую к системе теплого пола или значительно понизив температуру теплоносителя, циркулирующего в радиаторной системе отопления. Но, выше мы уже писали, что при сгорании магистрального газа образуется целый «букет» химических элементов. В водяном паре содержатся: углекислый и угарный газы, окислы азота, а также примеси серы. При конденсации и переходе пара из газообразного в жидкое состояние эти примеси оказываются в воде (конденсате) и на выходе получается слабый кислотный раствор.


Сергей Бугаев

Теплообменник обычного котла не выдержит длительной работы в агрессивной химической среде, со временем он проржавеет и выйдет из строя. Теплообменник конденсационного котла сделан из материалов, отличающихся коррозионной стойкостью и устойчивостью к кислотным средам. Наиболее стойким материалом является нержавеющая сталь.


При изготовлении конденсационного котла используются только долговечные и износостойкие материалы. Это увеличивает срок службы и надёжность работы этого оборудования, также уменьшаются затраты на сервисное обслуживание.

Кроме этого, повышенные требования предъявляются и к другим конструкционным элементам конденсационного теплогенератора, т.к. требуется охладить дымовые газы до нужной температуры. Для этого котёл оснащается наддувной горелкой с высокой степенью модуляции. Такая горелка работает в широком диапазоне мощностей, что позволяет оптимальным образом регулировать нагрев воды. Также конденсационные котлы оснащаются автоматикой, обеспечивающей точное поддержание режима горения, температуры отходящих газов и воды в обратной линии. Для чего ставятся циркуляционные насосы, плавно изменяющие силу напора протока теплоносителя, а не как простые 2-х и 3-х скоростные. С обычным насосом теплоноситель проходит через котёл с постоянной скоростью. Это приводит к росту температуры в «обратке», повышению температуры дымовых газов выше точки росы, а следовательно, снижению эффективности работы оборудования. Также возможен перегрев системы отопления (тёплого пола) и уменьшение теплового комфорта.

Важный нюанс: горелка обычного котла не может работать на мощности ниже 1/3 от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора. Горелка конденсационного котла может работать на мощности, составляющей 1/10 (10%) от максимальной (номинальной) мощности теплогенератора.


Сергей Бугаев

Рассмотрим следующую ситуацию: начался отопительный сезон, температура на улице -15 °C. Мощность обычного котла, установленного в доме – 25 кВт. Минимальная мощность (1/3 от максимальной), на которой он может работать – 7.5 кВт. Предположим, что теплопотери здания составляют 15 кВт. Т.е. котёл, непрерывно работая, компенсирует эти теплопотери, плюс остаётся запас по мощности. Через несколько дней случилась оттепель, что, согласитесь, часто случается за зиму. В итоге уличная температура теперь около 0 °C или чуть ниже. Теплопотери здания, из-за повышения температуры на улице, сократились и теперь составляют примерно 5 кВт. Что произойдёт в этом случае?

Обычный котёл не сможет, работая в непрерывном режиме, выдавать необходимые для компенсации теплопотерь 5 кВт мощности. В результате он перейдёт в так называемый цикличный режим функционирования. Т.е. будет постоянно включать и отключать горелку, либо будет перегреваться система отопления.

Такой режим неблагоприятен для работы оборудования и приводит к его ускоренному износу.

Конденсационный котёл, при той же мощности и в аналогичной ситуации, в непрерывном режиме работы спокойно выдаст 2.5 кВт мощности (10% от 25 кВт)¸ что напрямую влияет на срок службы теплогенератора и уровень комфорта в загородном доме.


Конденсационный котёл, дополненный погодозависимой автоматикой, гибко подстраивается под изменения температурного режима в течение всего отопительного сезона.

Современная автоматика позволяет значительно упростить процесс управления котлом, в том числе и дистанционно, с помощью специального мобильного приложения для смартфонов, что повышает удобство пользования оборудованием.

Добавим, что отопительный сезон в России, в зависимости от региона, в среднем составляет 6-7 месяцев, начинаясь осенью, когда на улице ещё не очень холодно, и длится до весны.

Примерно 60% этого времени среднесуточные температуры на улице держатся в районе 0 °С.

Получается, что максимальная мощность котла может потребоваться только в относительно короткий период времени (декабрь, январь), когда установились настоящие морозы.

В другие месяцы от котла не требуется выход на максимальный режим работы и повышенная теплоотдача. Следовательно, конденсационный котёл, в отличие от обычного, будет эффективно работать и при температурных перепадах, и при небольшом морозе. При этом снизится потребление газа, что в тандеме с низкотемпературной системой отопления (теплым полом) уменьшит затраты на покупку энергоносителя.

Даже при использовании конденсационного котла вместе с высокотемпературным радиаторным отоплением это оборудование работает эффективнее традиционного на 5-7%.


Сергей Бугаев

Помимо экономичности, важным преимуществом конденсационных котлов является возможность получения большой мощности при компактных размерах оборудования. Конденсационный газовый котёл в настенном исполнении особенно актуален для небольших котельных.


Кроме этого, конденсационный котёл имеет турбированную горелку, что позволяет отказаться от стандартного дорогостоящего дымохода и просто вывести коаксиальную дымоходную трубу через отверстие в стене. Это упрощает монтаж оборудования или установку нового конденсационного котла взамен старого – обычного, при реновации существующей системы отопления.

Особенности эксплуатации конденсационного газового котла

Частые вопросы потребителей: что делать с конденсатом, получаемым в процессе эксплуатации котла, насколько он вреден, и как его утилизировать.

Количество конденсата можно рассчитать так: на 1 кВт*ч приходится 0,14 кг. Следовательно, конденсационный газовый котёл мощностью в 24 кВт при работе на 12 кВт мощности (т.к. большую часть отопительного периода котел работает с модуляцией, а средняя нагрузка на него, в зависимости от условий, может составлять ниже 25%) в достаточно холодный день вырабатывает 40 литров конденсата при низкотемпературном режиме.

Конденсат можно слить в центральную канализацию, при условии, что его разбавили в пропорции 10 или лучше 25 к 1. Если дом оборудован септиком или локальной очистной станцией, требуется нейтрализация конденсата.


Сергей Бугаев

Нейтрализатор представляет из себя ёмкость, заполненную мраморной крошкой. Вес наполнителя – от 5 до 40 кг. Менять её надо вручную в среднем раз в 1-2 месяца. Конденсат, обычно пройдя через нейтрализатор, самотёком попадает в канализацию.

Подведение итогов

Настенный конденсационный газовый котёл — это современное оборудование, отличающееся надёжностью, экономичностью и эффективностью работы. Также сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу, что особенно актуально при ужесточении норм по экологичности. Кроме этого, установка данного типа теплогенератора, за счёт уменьшения расхода газа, позволит уменьшить затраты на отопление в долгосрочной перспективе и повысить уровень комфорта в загородном доме.

Принцип конденсации конденсационных котлов

Для пояснения принципа работы конденсационных котлов позволю себе сослаться на материалы одного из производителей оборудования:

Принцип конденсации от компании BAXI
Журнал С.О.К., №8 2005.

В развитых европейских странах, где вопрос экономии природных ресурсов является одним из приоритетных, все более широкое распространение получают так называемые «конденсационные» котлы, т.е. котлы, дополнительно использующие энергию конденсации.

Названием «конденсационные» они обязаны способности отбирать из продуктов сгорания так называемую «скрытую» теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Использование этой, обычно уходящей вместе с дымовыми газами, теплоты позволяет котлу иметь рабочий КПД 107-109%. Конденсационная техника представляет большой шаг вперед. При аналогичном потреблении тепла и горячей воды она позволяет снизить расход газа до 35 %, а также уменьшить содержание окисей углерода и азота (NOx и CO) до 90 % по сравнению с обычными источниками тепла.


Принцип конденсации.
Описание процесса

Классические водогрейные котлы используют тепло, получаемое в процессе сжигания топлива, обычно имеют температуру уходящих в атмосферу дымовых газов примерно 100-170 °С. Во время процесса горения также образуется вода (продукт окисления углеводорода), которая при высокой температуре сразу же превращается в пар.

Таким образом, часть производимого тепла не используется и выносится из котла. Основной целью конденсационного котла является отбор этой драгоценной энергии (тепла) из дымовых газов путем конденсации водяного пара в специальном теплообменнике. Полученное таким образом тепло затем используется для нагревания теплоносителя.

Как достигнуть КПД выше 100 %
При сравнении с традиционными моделями котлов применяют в качестве параметра исходную тепловую мощность (она выражает количество используемого тепла без учета конденсации). Исходя из того, что конденсационные котлы используют также тепло от конденсации, КПД выше 100% легко достижим (см. диаграмму).

В случае природного газа скрытая теплота, которую можно использовать, составляет 11%. Считая, что исходная тепловая мощность составляет 100 % и добавляя 11 % скрытой теплоты пара, можно достигнуть теоретической выходной тепловой мощности, равной 111 %.

КПД конденсационного котла строго связан с температурой обратной воды из системы отопления, т.е. она должна быть ниже точки росы (около 50°С). Для обеспечения наибольшего КПД рекомендуется подсоединить котел к датчику уличной температуры. Это позволит поддерживать температуру обратной воды всегда минимально возможной и, следовательно, получать наилучшую конденсацию.

Способы установки котлов
Конденсационные котлы можно устанавливать как в традиционных, так и в низкотемпературных системах, например в системе «теплые полы». В низкотемпературных системах эти котлы особенно эффективны, когда создаются идеальные условия для конденсации, поскольку температура обратной воды всегда ниже точки росы (т.е. ниже 40-50°С).

Преимущества конденсационных котлов
Конденсационные котлы – это последнее слово в развитии инновационных технологий. Благодаря сокращенному потреблению газа они становятся наиболее выгодным решением для потребителя и в настоящее время являются наиболее экономичными установками по сравнению с традиционными котлами. При включении в низкотемпературную систему конденсационные котлы могут уменьшить потребление газа до 35% в год и, соответственно, снизить на 35% затраты на газ.

Этот результат достигается благодаря следующим моментам:
- Высокому КПД.
- Процессу конденсации не только в режиме отопления, но и в режиме получения бытовой горячей воды.
- Широкому диапазону модуляции пламени.
- Достижению комфортной температуры при меньших теплопотерях (за счет использования низкотемпературной системы «теплые полы»)

За последние годы в Европе газовые конденсационные котлы сильно потеснили на рынке традиционные газовые котлы. Стоят они несколько дороже, но энергоэффективность конденсационных установок значительно выше. Экономия за сезон составляет до 35 %!

Экология
Благодаря полному предварительному смешению воздуха и газа и соответствующей горелке в конденсационных котлах также существенно снижено содержание вредных веществ в продуктах сгорания. По сравнению с традиционными котлами уменьшение количества NOx и СО составляет 80 и 90 % соответственно. А в Англии, например, с этого года в новых системах отопления законодательно обязывают установку только конденсационной техники.

Предложение от BAXI
BAXI всегда предлагает своим клиентам лучшее, что есть на сегодняшний день в сфере отопительной техники. Настенные конденсационные котлы от BAXI – это самые передовые идеи, новейшие решения и технологии. Предлагая конденсационные котлы, компания BAXI ориентируется на потребности покупателей, проявляющих интерес к высокоэкономичным, комфортным и экологичным котлам.

Компания BAXI всегда старается находить экологически благоприятные технические решения для снижения вредного воздействия на природу. Конденсационные котлы BAXI по своим характеристикам превосходят самые жесткие требования, предъявляемые сертификационными органами к отопительному оборудованию.

Объединив многолетний опыт и самые современные технологии, компания BAXI разработала серию настенных конденсационных котлов LUNA HT мощностью от 12 до 65 кВт. Благодаря возможности управления в каскаде до 12 котлов LUNA HT – это идеальное решение для отопления и обеспечения горячей водой, как частного дома, так и целого здания.

Одной из последних новинок, представленных компанией BAXI в России в этом году, стала серия настенных конденсационных котлов PRIME HT. В этих котлах воплощен принцип передовых технологий по доступным ценам. Это сочетание инновационных разработок и простоты в использовании и обслуживании. Данная серия включает пять моделей котлов мощностью от 12 до 33 кВт. К перечню несомненных преимуществ котлов PRIME HT также следует отнести бесшумность работы благодаря камере сгорания, выполненной из специального композитного материала

Для ценителей комфорта при обеспечении горячей водой имеются модели со встроенным накопительным бойлером из нержавеющей стали емкостью 60 л (серия NUVOLA HT). А все одноконтурные модели конденсационных котлов мощностью до 33 кВт уже имеют встроенный трехходовой клапан для быстрого подключения внешнего накопительного бойлера.

Несомненными преимуществами настенных конденсационных котлов BAXI являются их высокая производительность, экологичность, малый вес и легкость установки. Все конденсационные котлы BAXI оборудованы встроенной погодозависимой автоматикой и электронной системой самодиагностики, которая позволяет автоматически определять до 13 возможных сбоев в режиме работы системы отопления.

При правильной установке конденсационные котлы BAXI обеспечивают энергосбережение до 35 % в год по сравнению с традиционными котлами и имеют КПД, близкий к 110 %.

Широкий спектр совместимых аксессуаров, предлагаемых компанией BAXI, включает устройства дистанционного управления, каскадного управления (до 12 котлов), управления зональными насосами, управления низкотемпературными контурами и многие другие аксессуары для любых вариантов установки.

Преимущества конденсационных котлов BAXI:
• горелка и теплообменник выполнены из нержавеющей стали AISI 316 L;
• самодиагностика;
• широкий модельный ряд;
• встроенный трехходовой клапан для быстрого подключения внешнего накопительного бойлера (в одноконтурных моделях до 33 кВт);
• встроенная погодозависимая автоматика;
• защита от замерзания;
• широкий диапазон изменения мощности при работе котла: обеспечивается благодаря вентилятору с переменным числом оборотов и модулирующей горелке с полным предварительным смешением газа и воздуха;
• лучшие в своем классе по габаритам: экономия места за счет малых размеров настенного котла большой мощности;
• простота в управлении;
• наличие всех необходимых принадлежностей для систем подвода воздуха и отвода продуктов сгорания;
• новая каскадная система дымоходов из полипропилена позволяет создавать установку из трех котлов с общим дымоходом.

Конденсационные газовые котлы: принцип работы, преимущества и недостатки

Газовый котел — довольно распространенный элемент системы отопления как квартиры, так и частного дома. От его эффективности и надежности зависит качественный обогрев жилья. Конденсационный агрегат — относительно новый тип теплогенератора, который не только имеет высокий КПД, но и позволяет уменьшить расход газа. О всех плюсах и минусах данного оборудования расскажем в этой статье.

Устройство и принцип работы

Визуально конденсационный газовый котел ничем не отличается от конвекционного. Однако его устройство намного сложнее обычного газотопливного агрегата.

Основные элементы конструкции:

  • Закрытая камера сгорания;
  • Модульная горелка с плавной регуляцией пламени;
  • Первичный теплообменник;
  • Камера доохлаждения с конденсационным теплообменником;
  • Турбина (вентилятор);
  • Устройство отвода конденсата;
  • Коаксиальный дымоход .

Принцип работы такого оборудования заключается в использовании аккумулирующего тепла, выделяемого в процессе конденсата. Чтобы использовать дополнительную тепловую энергию в конденсационном котле предусмотрен вторичный теплообменник, который «забирает» тепло водяного пара.

Для получения максимального количества влаги от отходящих газов конденсационный котел должен работать в низкотемпературном режиме, т.е.:

  • Газовая горелка нагревает теплоноситель до заданной температуры.
  • Отходящие газы сгорания переходят во второй теплообменник, где охлаждаются при помощи остывшей воды из отводящего трубопровода.
  • При остывании до «точки росы» (50-53°) образуется конденсат, который оседает на вторичном теплообменнике и отдает дополнительную тепловую энергию теплоносителю.
  • Остатки конденсата стекают в специальный резервуар.

Конденсат — это не просто вода, а жидкость с высоким содержанием химических кислот. Чтобы минимизировать образование коррозии, в оборудовании чаще все устанавливаются литые теплообменники из нержавеющей стали или силумина.

Плюсы конденсационного агрегата

Экономия газа . Модулирующая горелка и встроенная автоматика позволяют рациональнее использовать газовое топливо, за счет оптимального соотношения кислорода и газа в устройстве. Это позволяет снизить расход газового топлива до 15-20%.

Высокая производительность . За счет использования дополнительной тепловой энергии коэффициент полезного действия таких агрегатов превышает 100%.

Безопасность . Все агрегаты имеют закрытую камеру сгорания, что безопасно для человека. А конденсационный принцип работы сокращает выброс вредных веществ в атмосферу, т.к. большинство кислот оседает в конденсате.

Универсальность . Оборудование разработано для работы в низкотемпературном режиме, что позволяет установить его с системой водяного теплого пола. При радиаторном отоплении агрегат будет работать как обычный конвекционный аналог. Отличается высокой эффективностью работы в комбинированной отопительной системе.

Увеличенный срок службы . Снижение нагрузки на основные узлы прибора увеличивает срок эксплуатации агрегата минимум до 15 лет.

Почему КПД выше 100%?

Известно из закона физики о сохранении и преобразованию энергии, что коэффициент полезного действия не может превышать показателя 100%. Тогда откуда берутся 102, 106 или даже 110%?

Данный показатель сравнивается с КПД классического газового оборудования . К примеру:

В конвекционной модели в зависимости от производителя и мощности оборудования от 4 до 10% тепловой энергии «улетает в трубу»: одноступенчатый нагрев жидкости в контуре отопления предполагает нагревание теплоносителя в одном теплообменнике агрегата, при этом часть тепла выходит вместе с продуктами сгорания через дымоход. Поэтому средний показатель КПД обычного газового теплогенератора находится в пределах 90-96%.

В конденсационном котле за счет двухступенчатого нагрева теплоносителя вторичный теплообменник собирает остатки тепла, аккумулирующегося в паре. Поэтому показатели полезного действия агрегата складывают как: стандартные 90-96% (при обычной генерации тепла) + 10% (вторичное тепло, полученное от образования конденсата). Вот и получаем заветные 102-110%.

Недостатки

Высокая стоимость . Конденсационный газовый котел за частую стоит в полтора-два раза дороже классических моделей. Даже самые бюджетные агрегаты на порядок выше по цене своих конвекционных аналогов.

Отвод конденсата . Не допускается слив кислоты в септик или грунт. Агрессивные жидкости необходимо разбавлять в пропорции 10:1, а лучше 25 к 1, или использовать специальные нейтрализаторы.

Снижение эффективности при использовании агрегата в высокотемпературных системах . Высокий КПД оборудования достигается только благодаря выработке конденсата. Однако для его образования необходимо, чтобы температура воды в обратке не превышала отметки 20-30°С. Это достигается только при напольном обогреве либо в комбинированной системе отопления.

Требования к дымоходу

В устройствах закрытого типа забор воздуха и отвод продуктов сгорания выполняется принудительно с помощью турбины (вентилятора). Для нормальной циркуляции воздуха используется коаксиальный дымоход. Устанавливать такую систему дымоудаления нужно под определенным углом, чтобы образующиеся осадки конденсата не попадали обратно в котел.

Так как температура отводящих газов у конденсационных котлов значительно ниже чем у конвекционных, установку оборудования стоит предусмотреть в таком месте, где труба дымохода не будет подвергаться обледенению.

Вывод

Максимальная эффективность конденсационного газового котла достигается при правильной эксплуатации агрегата. Важно соблюдать технические требования при установке и монтаже.

В долгосрочной перспективе такое оборудование позволяет уменьшить затраты на газовое топливо и сэкономить на отоплении.

Часто задаваемые вопросы:

1️⃣ Какие типы конденсационного газового котла можно приобрести в «Прогреем»?

У нас вы можете выбрать и купить:

  • Двухконтурные и одноконтурные агрегаты ;
  • Напольного или настенного монтажа ;
  • Мощностью 24 – 35 – 100 кВт и более.

2️⃣ Какие бренды представлены?

3️⃣ Какие модели пользуются большим спросом? ТОП-5

  1. Bosch Condens 7000i W-GC7000iW 24 P [25 кВт]
  2. Buderus Logamax Plus GB172i-24 Black [24 кВт]
  3. Vaillant ecoTEC pro VUW IV 236/5-3 [19,7 кВт]
  4. BAXI DUO-TEC COMPACT 24 GA [24 кВт]
  5. Navien NCB 700 - 24K [28,3 кВт]

Оригинал статьи на сайте progreem.by:

Компания-поставщик оборудования для отопления и водоснабжения в Республику Беларусь ООО "Прогреем". Продукцию можно приобрести в Интернет-магазине или офисе компании.

Мы осуществляем доставку всего оборудования по Минску и Беларуси. Приглашаем к сотрудничеству монтажные и торговые организации!

Не забудьте сделать три вещи:

Также будем рады оставленным комментариям. С удовольствием ответим на все Ваши вопросы!

Читайте также: