Не так давно термин "конденсационный котел" вызывал определенное недоверие специалистов и покупателей из-за особенностей конструкции и непривычной технологии. В настоящее время конденсационные котлы представляют собой качественное и экономически выгодное оборудование. На их изготовление ориентируются многие компании. В ряде европейских стран они являются единственным вариантом, рекомендованным для установки. В чем причина возникновения такой популярности?
Принцип работы
В традиционных котлах образование конденсата нежелательно. Изготовители стараются свести его на нет, так как он может нанести непоправимый вред теплообменнику котла. В конденсационных котлах это является принципом работы. Они извлекают тепло не только из самого топлива, но и получают его дополнительно при конденсации водяного пара, который образуется при горении. В традиционных котлах это тепло уходит в дымоход и греет атмосферу. Конденсационные котлы способны длительно эксплуатироваться в таком режиме благодаря специальным материалам теплообменника, устойчивым к коррозии.
В технических характеристиках конденсационных котлов коэффициент полезного действия (КПД) указывают выше 100% (обычно 108–109%). Это связано с тем, что КПД теплогенераторов измеряется по низшей теплоте сгорания. В конденсационных котлах к почти полному сгоранию топлива 97–98% добавляется теплота 11%, полученная при конденсации водяного пара, – эту сумму называют высшей теплотой сгорания. А суммарный эффект - от 20%.
Для извлечения дополнительной теплоты от конденсации водяного пара применяют раздельные или совмещенные теплообменники. Газ, выделяемый при горении, имеет высокую кислотность, и повышение надежности конденсационных котлов напрямую связано с применением новых материалов для изготовления теплообменников – коррозионно-устойчивых и кислотостойких. В большинстве случаев это нержавеющая сталь, алюминиево-кремниевый сплав (силумин) или медь.
В конденсационных котлах топливо сгорает в герметичной камере, с помощью вентилятора образуется горючая смесь, что приводит к увеличению производительности и уменьшает выброс в атмосферу вредных веществ, поэтому конденсационные котлы более экологичны. Экономия топлива в них достигает 20% при сравнении с современными котлами, или до 30% – с устаревшими моделями.
Типы конденсационных котлов по виду топлива
В зависимости от вида сжигаемого топлива количество водяного пара в продуктах сгорания может сильно разниться. Так, например, при сжигании природного газа можно получить до 11% тепла от процесса их конденсации. При использовании жидкого топлива (дизельного) эффект от конденсации существенно ниже, лишь около 6%. Но сказывается существенно более высокая стоимость дизеля, и экономический эффект выше.
Все котлы можно использовать как для отопления дома, так и для организации горячего водоснабжения (ГВС).
Существуют модели биотвердотопливных конденсационных котлов. Их не так много, но в качестве топлива для них используются обычные дрова, опилки или древесные гранулы - пеллеты.
Особенности конструкции конденсационных котлов
Котлы разделяют на напольные и настенные, одноконтурные (только отопление) и двухконтурные (с функцией нагрева воды).
Но конденсационные котлы не бывают атмосферными (с открытой камерой сгорания), у них камера сгорания всегда герметичная. За счет функции модуляции пламени горелки мощность конденсационного котла регулируется в зависимости от требований системы отопления.
Популярны настенные модели конденсационных котлов: если в традиционных моделях максимальная мощность достигает значения 30–45 кВт, то конденсационные котлы при своих небольших габаритах выдают уже до 100 кВт и могут отапливать уже значительные площади. Кроме того, в настенных котлах предусмотрена вся необходимая автоматика для полноценной работы системы отопления. В напольных моделях мощности более значительные: вплоть до 19000 кВт.
Рекомендации по использованию
Жестких ограничений по использованию конденсационных котлов нет, но желательно, чтобы система отопления была низкотемпературной, то есть рассчитанной на температуру подачи теплоносителя до 70°С. Тогда температура обратной линии будет ниже 50°С, то есть "точки росы", и образование конденсата будет проходить идеально.
Кроме того, низкотемпературная система более безопасна. Она продлевает срок службы системы отопления в целом и поэлементно, это лучший вариант для устройства теплых полов.
Если вы установили конденсационный котел в уже существующую систему отопления, заменив традиционный, то, конечно, обещанных изготовителем цифр по экономии топлива конденсационный котел не выдаст, но все же будет гораздо эффективнее своего предшественника.
Работа в классической системе отопления
А как будет работать конденсационный котел с нашими обычными радиаторами и температурным графиком 80/60? Рассмотрим на примере Москвы, с расчетной температурой – 28⁰С. Даже для большинства традиционных котлов нормой стала автоматика, которая осуществляет погодозависимую теплогенерацию с переменной температурой теплоносителя. Конденсационный котел выигрывает от ее использования гораздо больше традиционного котла. Это связано с особенностями устройства и работы теплообменника. Для процесса конденсации приоритетное значение имеет температура обратной магистрали. Пока температура обратной магистрали на 4-5⁰С ниже точки росы, в котле будет идти процесс конденсатообразования. Процесс будет прекращаться при температурах на улице ниже -20⁰С. В этом случае конденсация в котле не происходит, но КПД все равно выше традиционного. Достаточно сравнить температуры уходящих газов (конденсационные – 68-75⁰С, традиционные – 165⁰С). Таким образом, конденсационные котлы даже вне конденсационного режима обеспечивают КПД 94-95%. Суммарная продолжительность уличных температур ниже -20⁰С составляет всего 70 часов. В сравнении с общей продолжительностью отопительного сезона 5136 часов - это составляет 1,36% времени работы. Такой небольшой продолжительностью снижения КПД (по сравнению с конденсационным режимом) можно пренебречь. Таким образом, при условии использования погодозависимой автоматики и теплогенерации, мы можем в полном объеме использовать радиаторные системы без существенных ограничений.
Какой котел выбрать?
Один из признанных лидеров российского рынка - немецкая компания Viessmann.
Линейка моделей Vitodens — это газовые конденсационные котлы, настенные и напольные. Их главные достоинства - экономичность и экологическая безопасность. Горелки MatriX, выполненные из нержавеющей стали, — отличаются высокой экономичностью работы и долговечностью, так как в них использован модуляционный принцип горения, то есть возможна плавная регулировка пламени.
Vitodens 100-W — настенная модель конденсационного котла, разрушающая стереотип о том, что конденсационные котлы - это очень дорого. Vitodens 100-W совмещает в себе принцип работы конденсационного котла и элементы управления и гидравлики традиционного котла Vitopend 100-W, предлагая максимум возможностей за свою цену. Благодаря компактным размерам котел подходит для размещения на кухне, в ванной комнате, на чердаке или в нише. Быстро монтируется и поставляется в готовом к эксплуатации виде. Не требуется дополнительного монтажного пространства при обслуживании котла, все компоненты легко доступны с фронта котла. Низкое потребление электроэнергии благодаря изменяемому числу оборотов двигателя вентилятора воздуха. Интересной особенностью является функция комфортного ГВС у двухконтурных моделей (со встроенными пластинчатыми теплообменниками ГВС), позволяющая сократить время подачи нагретой воды до 3 секунд. Мощность Vitodens 100-W - от 9 до 35 кВт.
Vitodens 200-W — более мощный настенный котел, при этом также отличается компактными размерами. Поверхность теплообмена выполнена из высококачественной нержавеющей стали, которая обеспечивает высокую надежность, длительный срок эксплуатации и эффект самоочистки поверхности от накипи и загрязнений. Низкий коэффициент эмиссии вредных веществ в уходящих газах, соответствующий немецкому экологическому сертификату "Голубой ангел". Монтаж достаточно прост, все необходимое входит в комплект, поэтому его можно установить не только в строящемся доме, но и в уже готовом здании. Отличительными чертами также является интеллектуальная самонастраивающаяся горелка и развитая автоматизация котла. Мощность Vitodens 200-W - от 4,8 до 100 кВт.
Vitodens 222-F - напольный конденсационный котел с интегрированным эмалированным водонагревателем. Благодаря современному дизайну и размерам стандартной кухонной мебели он легко впишется в интерьер кухни. С помощью Vitodens 222-F можно модернизировать старую систему отопления с отдельным емкостным водонагревателем. Отличается высокой производительностью. Низкий расход газа обеспечивает система управления сжиганием Lambda Pro Control. Даже при колебаниях состава газа КПД остается постоянно высоким. Даже при изменении типа газа - например, при подмешивании биогаза - не требуется смена форсунок. Система Lambda Pro Control настраивает котел автоматически на измененные условия работы.
Линейка моделей Vitorondens - жидкотопливные конденсационные котлы. В них может быть встроен один или два контура. За счет наличия в моделях второго типа интегрированного емкостного нагревателя появляется возможность устроить дома горячее водоснабжение.
Vitorondens 222-F — жидкотопливный котел с встроенным накопителем для приготовления горячей воды. Объем накопителя составляет 130 литров (20,2 и 24,6 кВт) или 160 литров (28,9 кВт). Можно использовать как для новостройки, так и для модернизации существующей системы отопления и горячего водоснабжения. Возможность использования легкого дизельного топлива с 10% подмесом биотоплива. Благодаря системе Jetflow-System для оптимального распределения теплового потока - нет необходимости в подмешивании обратной магистрали. Низкий уровень шума благодаря применению шумоглушителя. Мощность - от 20,2 до 28,9 кВт. Размеры: 1590 x 665 x 1200 мм. Система управления Vitotronic снабжена текстовым меню и графическим дисплеем.
Vitorondens 200-T — компактная напольная модель конденсационного котла. Прекрасно подходит для модернизации уже существующей системы отопления. Vitorondens 200-T характеризует отличное соотношение цены и производительности. Отличается высокой эксплуатационной безопасностью и длительным сроком службы благодаря поверхности теплообменника из нержавеющей стали. Возможно использовать легкое дизельное топливо с 10% подмесом биотоплива. Низкий уровень шума благодаря применению шумоглушителя. Мощность - от 20,2 до 53,7 кВт. Размеры: 1226 x 500 x 940 мм (20,2-24,6 кВт), 1362 x 500 x 940 мм (28,9-35,4 кВт), 1662 x 500 x 940 мм (42,8-53,7 кВт). Система управления Vitotronic снабжена текстовым меню и графическим дисплеем.