Выбираем конденсационный котел для дома
Одним из перспективных направлений в развитии отопительных систем является использование инновационных технологий, в том числе технологии, основанной на конденсации водяного пара, возникающего при сгорании углеводородов. В России еще относительно новые конденсационные газовые котлы, тогда как в Европе они устанавливаются практически всюду, и в некоторых странах являются единственными допустимыми для использования приборами.
Это происходит благодаря высокой эффективности, экологичности и универсальности технологии конденсации водяного пара. Рассмотрим более подробно принцип функционирования конденсационного котла, а также его преимущества и недостатки. Также обратим внимание на тонкости, которые стоит учесть при выборе и покупке данного прибора.
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.
Конденсационные газовые котлы являются достаточно дорогими покупками, тем не менее, покупая такое оборудование, необходимо ориентироваться на долгие периоды использования. Таким образом, стоит выбирать производителей, которые следуют инновационным технологиям, улучшают комфорт эксплуатации и гарантируют бесперебойную работу на протяжении всего срока эксплуатации. Это является общим правилом выбора торговой марки. Когда речь заходит о самом котле, то необходимо обращать внимание на несколько важных характеристик и учитывать особенности дома, который вы планируете обогреть:
1. Мощность
Выбирать котел следует в зависимости от площади дома и высоты потолков, а также от качества его утепления. Излишняя мощность также не является лучшим решением, так как это может привести к ускоренному изнашиванию оборудования. Поэтому, чтобы рассчитать оптимальное значение, специалисты рекомендуют провести обследование дома с помощью специальных приборов, которые позволят выявить источники теплопотерь и купить правильный конденсационный газовый котел. Рекомендуемая мощность котлов отличается в разных климатических зонах. Например, для Москвы средняя мощность составляет от 1 до 1,5 кВт на 10 кв. метров помещения. Если ваш дом имеет площадь в 250 кв. метров, то вам понадобится котел мощностью не менее 25 кВт.
2. Количество контуров
В двухконтурных котлах используется один теплообменник для нагрева теплоносителя для отопления, а другой для горячего водоснабжения. Причем последнее является приоритетным и система автоматически переключается на нагрев воды при повороте горячего крана. В одноконтурном котле обогревается только теплоноситель, тем не менее, для организации горячего водоснабжения достаточно установить бойлер косвенного нагрева. Его также рекомендуется ставить и на двухконтурный котел, если жильцы дома интенсивно потребляют горячую воду. Однозначного мнения о том, какой конденсационный газовый котел лучше — одноконтурный или двухконтурный — нет. Мощность оборудования с двумя контурами обычно не превышает 24 Вт. Такие котлы устанавливаются в небольших домах с хорошей теплоизоляцией или в квартирах с автономным отоплением. В остальных случаях оптимальным будет один контур.
3. Расход топлива
Расход топлива зависит от мощности оборудования, КПД и нагрузки, которую оказывает система отопления. Расход топлива в зависимости от мощности котлов представлен в таблице 1.
В таблице 1 представлены расходы природного газа в газовых котлах разной мощности. Как видно из таблицы, при мощности 10 кВт потребление составляет 1,12 м³/ч, а при мощности 60 кВт - 6,72 м³/ч. Между этими значениями присутствуют промежуточные значения для котлов мощностью от 15 до 50 кВт. Данная информация может быть полезной при выборе оптимального котла для отопления помещения в зависимости от его площади и ожидаемой тепловой нагрузки.
Теплообменник является важной частью любой системы, где необходимо переносить тепло. Энергия сгорания топлива передается к теплообменнику, который отвечает за его распределение. Однако материал, из которого он изготовлен, играет ключевую роль в скорости реакции системы на различные внешние условия.
Сплав алюминия с кремнием, известный как Силумин, используется при создании теплообменников конденсационных котлов для борьбы с химически агрессивным конденсатом. Для достижения максимальной коррозионной устойчивости теплообменник делают литым, ведь швы могут ее снизить.
В отличие от Силумина, нержавеющая сталь обычно более доступна по цене. Этот материал устойчив к коррозии, не является инертным и устойчив к термоударам. Именно поэтому его чаще используют при производстве теплообменников газовых котлов конденсационного типа.
Конденсационные котлы также более экологичны, поскольку кислоты, образующиеся при сгорании, остаются в растворенном виде в воде конденсата и затем подвергаются нейтрализации. В обычных котлах пары с примесями кислот выбрасываются в атмосферу.
Температурные режимы работы также влияют на КПД котла. Чем ниже температура воды в обратном контуре, тем интенсивнее происходит конденсация. В таблице 2 приведено соотношение значений температурных режимов и 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 °С, который отлично подходит для всех напольных установок и панельных низкотемпературных систем отопления. При такой температуре пара происходит непрерывно.
Автоматика и система управления кондиционерами ведется в автоматическом режиме в современных котлах. Есть различные модели, с разной функциональностью и электроника обладает возможностью контроля температуры в контурах, давления, расхода топлива и т.д. Более продвинутые модели позволяют настраивать различные режимы работы. Например, можно снижать температуру в ночное время, поддерживать минимальную температуру в помещении при отсутствии хозяев и т.д. Наиболее продвинутые модели можно управлять с помощью специальной программы на мобильном телефоне.
Существует два варианта установки: настенные и напольные котлы. Напольные котлы, как правило, имеют большую мощность - свыше 100 кВт и являются одноконтурными. Они легко соединяются с другими котельными установками с помощью циркуляционных насосов. Напольные котлы предпочтительны для помещений с большим расходом горячей воды. Когда речь идет о небольшом доме на одну-две семьи, предпочтительнее купить настенный двухконтурный конденсационный газовый котел. Он компактен, его мощность обычно не превышает 100 кВт. Его легко монтировать, и для таких котлов не требуется полноценный дымоход, достаточно вывести трубу через стену на улицу.
Цены на конденсационные газовые котлы зависят от их категории. Большинство производителей имеет линейку газовых конденсационных котлов. В условной категории их можно разделить на премиум, средний или экономкласс.
Премиум модели, которые включают такие марки, как, например, немецкие бренды, доступны в эксплуатации и обеспечивают высокий уровень безопасности. Они имеют стильный дизайн, работают бесшумно, изготовлены из материалов высокого качества, эффективно эксплуатируются и отвечают европейским эко стандартам. Единственный минус заключается в том, что цены на них очень высокие.
Средняя ценовая категория конденсационных котлов представлена такой торговой маркой, как BAXI. Она предлагает комфортабельные, экономичные и экологичные агрегаты, при этом они могут быть одно-, двух-контурными, настенными и напольными. Они обладают высокой производительностью, характерной для конденсационной технологии и соответствуют всем требованиям.
Недорогие котлы, которые относятся к экономклассу, производятся корейскими и словацкими производителями. Цена на них в два и более раз ниже, чем на премиальные конденсационные котлы. Особенность такого оборудования - его адаптированность к российским условиям эксплуатации. Недорогие котлы обладают простым функционалом и минимумом "интеллектуальных" опций, поэтому они спокойно переносят перепады давления и сбои в электроснабжении, в то время как дорогая автоматика прекращает работу.
При выборе котла важно не только учесть ваши потребности и характеристики изделия, но также обратить внимание на возможность быстрого ремонта и наличие запасных частей для котла данного типа на рынке. Специалисты рекомендуют обратить внимание на продукцию средней ценовой категории, которая является лидером именно в этом смысле.
Фото: freepik.com