Конденсационные газовые котлы: одноконтурные и двухконтурные. Принцип работы, отличия от традиционных котлов и особенности эксплуатации.

Существует две классификации отопительного оборудования. По способу монтажа различают напольные и настенные котлы, по числу нагревательных контуров – с одним или двумя элементами. Выбирая между этими двумя типами газовых котлов нужно понимать, что именно вам нужно. Только обогреть дом или все в комплексе — и отопление, и ГВС. От этого будет зависеть, какой конструкции отдать предпочтение.    

- котел настенного типа. Размеры настенного котла с обвязкой – 800×500×400 мм, масса – до 50 кг. Устройство занимает немного места, его просто установить. Существуют одноконтурные и двухконтурные настенные агрегаты. Котлы настенного типа имеют больший КПД, чем традиционные отопительные приборы. Для отопления просторных помещений иногда целесообразно отдать предпочтение настенному конденсационному агрегату, чем крупногабаритному напольному котлу с обычным принципом работы. Преимущества этого варианты — экономия пространства, простота установки и снижение расхода топлива;

- котел напольного типа. Напольное оборудование по размерам и весу превышает настенное. Сопутствующие элементы устанавливают дополнительно. Котлы такого типа обычно ставят в отдельных помещениях. Конструкция напольных приборов проще, но монтаж требует больше усилий. В котлах устанавливают один контур, поэтому оборудование рассчитано лишь на обогрев.

Классификация по числу нагревательных контуров:

- котел с двумя нагревательными контурами выполняет две функции: обогрев помещения и обеспечение горячего водоснабжения. Направление горячей воды можно регулировать с помощью специального клапана. В одном положении жидкость попадает в трубы отопления, в другом – в систему ГВС. С одной стороны, это удобно. С другой – при использовании многих двухконтурных котлов, если открыть кран горячей воды, теплоноситель не поступает в отопительную систему. То есть, когда вы моете посуду, помещение прекращает отапливаться. Также производительности таких котлов может быть недостаточно для нагрева воды, если в доме несколько водоразборных точек. Кроме того, в процессе расхода вода остывает. 

- конденсационные котлы с одним контуром могут нагревать воду для ГВС, если установлен бойлер косвенного нагрева. Подключить резервуар к отопительному оборудованию можно практически во всех моделях. Автоматизированная система поддерживает температуру на установленном уровне и не ограничивает объем потребления горячей воды. При этом дом отапливается. Выбор котла зависит от запросов потребителя. При небольшом расходе горячей воды стоит выбрать компактное оборудование с двумя контурами. Если предполагаете постоянно расходовать большое количество горячей воды, купите одноконтурный котел с отдельным накопительным резервуаром.

По принципу действия различают конвекционные и конденсационные котлы. Первые это традиционные модели, представленные на современном рынке бытовой техники в большом ассортименте. Вторые — усовершенствованные приборы, которые пока мало знакомы российскому потребителю. Каждый их этих видов имеет свои недостатки и преимущества.

Конвекционные котлы имеют простую конструкцию, доступную стоимость и широкий модельный ряд. Нагревают теплоноситель за счет тепла, выделяемого при сжигании газа. При этом часть теплоты остается не задействована и уходит вместе с дымом, что обуславливает низкий КПД приборов — до 92%;

Конденсационные газовые котлы в отличие от конвекционных используют не только теплоту, выделяемую при сгорании топлива, но и энергию водяного пара, образующуюся при его охлаждении. Обеспечивается это дополнительным теплообменником, установленным в оборудовании. На нем оседает конденсат из отходящих дымовых газов, при этом процесс сопровождается выделением дополнительного тепла. В результате КПД устройств достигает 110%, с одной оговоркой, что за 100% принимается количество теплоты, вырабатываемой при полном сгорании топлива.

- сокращение на 60–70% объема вредных выбросов (большая часть углекислоты и азотных оксидов уходит в конденсат);

- в сравнении с конвекционными моделями экономия до 30% газового топлива на сгенерированный 1 кВт;

- меньшие габариты нагревательного оборудования на газу при одинаковой мощности;

- низкая температура продуктов горения в дымоходе (всего лишь около 40 0С), что дает возможность использовать более дешевые, но не менее надежные пластиковые дымоходы, стойкие к агрессивному конденсату;

- возможность установки каскада из нескольких котлов. Каскадная система из двух-трех теплогенераторов позволяет устанавливать котлы малой мощности, которые меньше шумят и вибрируют при работе, нежели более мощные модели. Это упрощает монтаж всей отопительной системы и позволяет уменьшить габариты домашней котельной. Плюс благодаря возможности более гибкого регулирования процесса генерации тепла повышается общая эффективность применения теплогенерирующего оборудования;

- универсальность (подходит как для радиаторов отопления, так и для «теплых полов»);

- наличие умной автоматики и полная автономность работы газового генератора тепла без вмешательства человека.



  Специфика эксплуатации конденсационных котлов:

  1. Нецелесообразность использования в высокотемпературных системах.

Обещанный КПД 108-110% можно получить далеко не всегда – реальная цифра зависит от системы отопления. Существуют два принципиально разных типа отопительных систем – высокотемпературные и низкотемпературные. Отличаются они диапазоном температур теплоносителя на входе и на выходе из теплогенератора.

В обычных высокотемпературных отопительных системах соотношение температуры подаваемой воды и воды в обратном контуре обычно составляет 75-80°C к 55-60°C. Система с конденсационным котлом эффективна только в низкотемпературном режиме, т.е. когда соотношение температур подачи и «обратки» составляет 50-55°C к 30-35°C. Такое соотношение идеально, если обогрев жилища осуществляется с помощью теплых полов. В противном случае для согрева помещения потребуется установка дополнительных радиаторов с увеличенной в 2.5-3 раза полезной площадью поверхности, рассчитанных на температуру теплоносителя не выше 50°C.

Эффективность работы конденсационного котла определяется в первую очередь температурой теплоносителя на входе. Объясняется это просто: чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация. КПД котла в низкотемпературной системе отопления (температура на входе/выходе составляет примерно 30/50 °C) может достигать тех самых 108-110%. Если же такой котел заставить функционировать в высокотемпературной системе (60/80 °C), то конденсата не будет, и КПД упадет до 98-99% – это больше, чем у обычных конвекционных котлов, но меньше, чем могло бы быть.

Таким образом, если вы хотите извлечь из конденсатника максимальную выгоду, решение о его установке нужно принимать еще на стадии проектирования дома. Если приобретать такой котел для уже существующего дома с уже существующей системой отопления, это означает неизбежную реконструкцию здания с заменой высокотемпературной радиаторной системы отопления на низкотемпературную систему теплых полов (а такой масштабный ремонт – это опять же немалые расходы, и экономический эффект всей затеи теряется).


  2. Сложность утилизации конденсата.

Использование конденсационного котла предполагает утилизацию конденсата. Причем образуется последний в немалых количествах – один литр из кубометра сгоревшего газа. Для примера: котел мощностью 25 кВт в час потребляет около 2.8 м3 газа, т. е. всего за один час его работы выделится чуть меньше 3 л конденсата, за сутки – 70 л.

Напомним, что конденсат – это раствор кислот, а значит, вопрос о том, куда его девать, вовсе не праздный. 

Владельцам квартир и домов с общественными сетями канализации надо осмотрительнее относится к общественному имуществу, потому что чугунные и бетонные трубы не терпят кислоты. Принимая решение об установке конденсационного котла в своем климатическом поясе, лучше попросить разъяснение представителя производителя о возможности эксплуатации котла в данном диапазоне местных наружных температур.

А что делать владельцам частных домов с автономной канализацией? Выливать в септик нельзя – погибнут полезные (и дорогие) бактерии. Сливать на грунт недопустимо – произойдет засоление почвы, и со временем в этом месте ничего не будет расти. Вывозить на утилизацию 70 литров ежедневно – крайне затруднительно. Выход один – предусмотреть собственную отдельную систему для нейтрализации кислот, содержащихся в конденсате. На Западе, где требования к соблюдению экологических стандартов более жесткие, чем у нас, при установке конденсационного котла автоматически приобретается каталитический нейтрализатор.


  3. Чувствительность к качеству забираемого воздуха.

Немаловажный момент, на который стоит обратить внимание, если вы хотите, чтобы ваш котел функционировал нормально – отвод продуктов сгорания и доступ воздуха для горения.

Одно из отличий конденсационных котлов от конвекционных заключается в использовании камеры сгорания закрытого типа. Конденсационные котлы забирают воздух с улицы. Во-первых, для насыщения воздушнотопливной смеси кислородом используется естественная циркуляция воздуха (конвекция), во вторых предусмотрен вентилятор, нагнетающий воздух на горелку.

Отвод продуктов сгорания в них, кстати, тоже осуществляется принудительно. Циркулируют воздушные массы, как правило, по коаксиальному дымоходу, представляющему собой конструкцию типа «труба в трубе». Забираемый воздух движется по внешней полости дымохода, отводящиеся продукты сгорания – по внутренней.

Из всего этого следует, что конденсатники должны быть очень чувствительны к качеству забираемого воздуха. Наличие заметного количества пыли в воздухе приводит к быстрому износу турбины (вентилятора).

Большое значение для нормального функционирования конденсационного котла имеет не только чистота, но и температура воздуха на улице. Если доступ воздуха в систему осуществляется через коаксиальную трубу дымохода, то, как показывает практика, входной воздушный канал зимой, в морозы, может обмерзать, поскольку температура отводящихся дымовых газов достаточно низкая, и они не способны согреть стенки дымохода. Это приводит к уменьшению поступления кислорода, необходимого для горения топлива, и, как следствие этого, к снижению КПД оборудования.

Чтобы этого не происходило и вам не приходилось периодически отогревать трубы для освобождения их от наледи, расчетом системы, ее монтажом, запуском и настройкой должны заниматься сертифицированные сервисные специалисты. Для настройки параметра, отвечающего за поступление воздуха в количестве, необходимом для сжигания топлива в котле заданной мощности, они используют газоанализатор.

Без подобного спецоборудования требуемого КПД от котла не добиться. Кроме того, жителям районов с жесткими климатическими условиями, принимая решение об установке конденсационного котла, следует попросить разъяснений у представителей производителя о возможности эксплуатации подобного оборудования при данном диапазоне местных наружных температур.


  4. Высокая стоимость котла и его комплектующих.

Цена на хороший бытовой конденсационный котел известного производителя будет довольно высока. По сравнению с классическим агрегатом такой же мощности, конденсационный котел стоит в два-три раза дороже. Конечно, правильно установленный и использующийся по назначению конденсационный котел обеспечит экономию газа в процессе эксплуатации

Теплообменник — технически сложная и дорогая деталь. 

Стоимость теплообменника вместе с работами по замене приблизительно равна стоимости аналогичного нового классического настенного котла такой же мощности. Поэтому забота о сохранности данной детали сводится к использованию подготовленного, умягченного теплоносителя, без ржавчины, солей железа, посторонних взвесей. Промыть забитый теплообменник крайне сложно.

В случае его неисправности хозяина ожидает дорогая замена. Устанавливая конденсационный котел, необходимо провести ревизию всей системы отопления, тщательно ее промыть. В ней не должно быть ржавых труб и радиаторов. Использование конденсата в качестве источника тепла, предполагает его утилизацию. Конденсат — это раствор кислот. Объем образования конденсата — один литр на один кубический метр сгоревшего газа.

Запуск и настройка конденсационного котла должна производиться сертифицированным сервисным инженером с использованием газоанализатора. Это дорогой прибор, требующий ежегодных поверок и бережного ухода. Газоанализатор помогает настроить параметр, отвечающий за поступление воздуха в количестве, необходимом для сжигания топлива в зависимости от мощности. Без специального оборудования и полного перечня выполняемых работ требуемого КПД от котла не добиться.

Техническое обслуживание проводится с применением того же оборудования. Поэтому цена запуска и технического обслуживания гораздо дороже аналогичных работ в случае выбора классического котла. Выбирая конденсационный котел, не принято экономить. Хорошо зарекомендовавшие себя производители используют в составе изделия качественные кислотостойкие материалы, дорогие комплектующие и гарантируют работу котла с агрессивной средой.



Заключение.

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.