Что такое конденсационный котел: где применяется, чем отличается

При создании комфортной температуры в частном доме применяются различные отопительные приборы. Одним из таких устройств является конденсационный котел. Отопительный прибор данного типа считается инновационным и широко применяется в европейских странах. А что из себя представляет конденсационный котел? Где его лучше применять и чем он отличается от других устройств данного типа?

Газовые конвекционные котлы: что это такое и каков принцип их работы

Газовые конвекционные котлы отопления – это классическая простая конструкция, где газовая горелка сжигает газ, нагревая находящийся над ней теплообменник с теплоносителем, теплоноситель циркулирует по системе отопления и отдает тепло. По сути, это обычные, простые, всем известные газовые котлы. Они могут быть как напольными, так и настенными, одноконтурными и двухконтурными, иметь открытую или закрытую камеру сгорания.

Принцип действия классического атмосферного газового конвекционника.

Основным недостатком такой конструкции является предел эффективности. Большинство современных конвекционных котлов имеют КПД в пределах 88-92%, а модели с самым высоким КПД 93-94,5% являются не всегда оправданными с финансовой точки зрения, ведь при приросте всего в 2% они имеют гораздо более сложную конструкцию и стоят в 1,5-2 раза дороже. Но даже при столь высоких для конвекционных котлов показателях огромная часть тепла из камеры сгорания уходит через дымоход и остается незадействованной. Температура отходящих газов часто достигает 70-80-90°C.

Кроме того, малоизвестным до покупки, но неожиданным и частым недостатком во время эксплуатации является образование в дымоходе конденсата. Обычно он образуется при низкотемпературном режиме отопления, когда температура отходящих через дымоход газов падает ниже 50-60°C, особенно, если отвод газов производится через традиционный, вертикальный дымоход, при проектировании которого часто допускаются отклонения от СНиП.

Образование конденсата в данном случае означает не просто жидкость, а смесь серьезных кислот, сокращающих срок службы дымохода и теплообменника котла (при попадании внутрь него).

На коаксиальном дымоходе, вне зависимости от температурного режима отопления, при уличной температуре ниже -15°C, часто образуется наледь, которая сужает или полностью перекрывает отвод продуктов сгорания, вследствие чего котел прекращает горение, автоматика выбивает соответствующую ошибку.

В остальном это вполне оправданная, простая, и главное – финансово доступная конструкция. Стоимость газовых котлов конвекционного типа начинается от 14-15 тыс. рублей за самые примитивные отечественные напольные модели. Лучшие в соотношении «цена-качество» и наиболее востребованные модели стоят в пределах 25-32 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более простая конструкция	Ограниченная эффективность – полученное от сжигания газа тепло аккумулируется не эффективно, достаточно большая его часть уходит в дымоход
Доступная стоимость – начиная от 14-15 тыс. руб.	Образование конденсата на стенках дымохода, что снижает срок службы металлических модулей
Наличие энергонезависимых моделей и в целом широкий выбор на любые особенности и ценовой бюджет	При отводе через коаксиальный дымоход большинство конденсата все же отводится на улицу, но при сильных морозах замерзает на оголовье, затрудняя отвод продуктов сгорания
Широкий функционал, такой же, как и у конденсационных моделей, но за гораздо меньшую цену
Простота монтажа и эксплуатации – из коммуникаций лишь обратная и подающая линии, достаточно проводить плановое обслуживание

Устройство основных узлов конденсационного котла

С конструкционной точки зрения конденсационный котел не сильно, но все же отличается от обычного газового. Его основными элементами являются:

• камера сгорания, оснащенная горелкой, системой подачи топлива и вентилятором для нагнетания воздуха;
• теплообменник № 1 (первичный теплообменник);
• камера доохлождения парогазовой смеси до температуры, максимально приближенной к 56-57°C;
• теплообменник № 2 (конденсационный теплообменник);
• резервуар для сбора конденсата;
• дымоход для отведения холодных дымовых газов;
• насос, обеспечивающий циркуляцию воды в системе.

1. Дымоход.
2. Расширительный бак.

3. Теплообменные поверхности.
4. Модулируемая горелка.

5. Вентилятор горелки.
6. Насос.
7. Панель управления.

В первичном теплообменнике, сопряженном с камерой сгорания, выделяющиеся газы охлаждаются до температуры, существенно превышающей точку росы (собственно, так и выглядят обычные конвекционные газовые котлы). Затем дымовая смесь принудительно направляется к конденсационному теплообменнику, где происходит ее доохлаждение до температуры ниже точки росы, т. е. ниже 56°C. При этом водяной пар конденсируется на стенках теплообменника, «отдавая последнее». Конденсат собирается в специальном резервуаре, откуда по отводящей трубе стекает в канализацию.

Вода, выполняющая роль теплоносителя, движется в направлении, противоположном движению парогазовой смеси. Холодная вода (обратная вода системы отопления) предварительно подогревается в конденсационном теплообменнике. Затем она поступает в первичный теплообменник, где нагревается до более высокой температуры, заданной пользователем.

Конденсат – увы, не чистая водичка, как полагают многие, а смесь разбавленных неорганических кислот. Концентрация кислот в конденсате невелика, но с учетом того, что температура в системе всегда повышенная, его можно считать агрессивной жидкостью. Именно поэтому при производстве подобных котлов (и в первую очередь конденсационных теплообменников) используют кислотостойкие материалы – нержавеющую сталь или силумин (алюминиево-кремниевый сплав). Теплообменник, как правило, делают литым, поскольку сварные швы являются уязвимым местом – именно там в первую очередь начинается процесс коррозионного разрушения материала.

Конденсироваться пар должен именно на конденсационном теплообменнике. Все, что прошло дальше, в дымоход, с одной стороны, потеряно для отопления, с другой – разрушающе действует на материал дымохода. Именно в силу последней причины дымоход изготавливают из кислотостойкой нержавеющей стали или пластика, а горизонтальным его участкам придают небольшой уклон, чтобы вода, образовавшаяся при конденсации незначительных количеств пара, все же попавших в дымоход, сливалась обратно, в котел. Следует принять во внимание, что дымовые газы, выходящие из конденсатника, сильно охлаждены, и все, что не сконденсировалось в котле, обязательно сконденсируется в дымоходе.

В разное время суток от отопительного котла требуется разное количество тепла, регулировать которое можно с помощью горелки. Горелка у конденсационного котла может быть либо модулируемой, т.е. с возможностью плавного изменения мощности в процессе работы, либо немоделируемой – с фиксированной мощностью. В последнем случае котел подстраивается под требования хозяина путем изменения частоты включения горелки. На большинстве современных котлов, предназначенных для отопления частных домов, устанавливают моделируемые горелки.

Итак, вы, надеемся, получили общее представление о том, что такое конденсационный котел, как он устроен и по какому принципу работает. Однако, скорее всего, этих сведений будет недостаточно для того, чтобы понять, а стоит ли лично вам приобретать подобное оборудование. Чтобы помочь вам принять то или иное решение, расскажем обо всех достоинствах и недостатках, плюсах и минусах конденсационного котла, сравнив его с традиционным конвекционным.

Преимущества и недостатки

Положительные характеристики конденсационного оборудования:

• Нет необходимости в дымоходе, который обладает сложной конструкцией. Так как температура продуктов сгорания небольшая, есть возможность обустройства дымохода из алюминиевых и пластиковых труб. Также разрешается устройство коаксиальных дымоотводов, где воздушная масса подается и отводится по методу «маленькая труба в большой трубе», то есть продукты сгорания удаляются сквозь стену в атмосферу.
• Компактность в сочетании с большой производительностью. Линейка конденсационных аппаратов, имеющих производительность 120 кВт, выполнены в настенных вариациях. Традиционные газовые устройства занимают намного больше места и бывают только напольными.

• Забор воздушной массы для оптимального функционирования из здания, в котором они располагаются. Таким образом, отпадает необходимость в обустройстве специальных котельных помещений для оборудования мощностью менее 60 кВт.
• Сокращение выделения вредных газов и паров в атмосферу.
• Значительная экономия газа. При качественной установке устройства мощностью 60 кВт за зиму можно сэкономить около 2000 м3 топлива.

Отрицательные характеристики оборудования конденсационного типа:

• Дороговизна. В среднем, цена стандартных котлов такой же мощности до 40% ниже стоимости конвекционных котлоагрегатов.
• Нельзя конденсат сливать в септик, поэтому необходим специальный резервуар для сбора конденсата, где он нейтрализуется при помощи нейтрализующих компонентов, и только потом его можно направить в емкость для слива. Резервуар для конденсата должен быть достаточно большой вместимости, так как оборудование даже с маленькой мощностью выдает высокий объем конденсата.
• Необходимость отопительной системы, функционирующей при низких температурных режимах.
• Неэффективная работа при слишком низких температурах, так как появляется необходимость в повышении температуры теплового носителя.
• Энергозависимость.

На основе отзывов владельцев частных домов, установивших конденсационные котлы на газу, с учетом всех плюсов и минусов можно сделать правильный выбор аппарата для отопительной системы.

Особенности функционирования

В оборудовании конденсационного типа в качестве топлива используется природный или сжиженный газ. Первый широко применяется в быту, а второй – в промышленности. В основе функционирования конденсационного устройства лежат законы физики. Топливо сгорает с выделением воды и углекислого газа. При этом жидкость испаряется и выделяется некоторое количество тепла. Образование конденсата обеспечивает возвращение в систему потерянной тепловой энергии, что приводит к повышению коэффициента полезного действия в системе. В стандартных же котлах конденсат считается нежелательным явлением, от которого нужно избавляться.

Основное отличие конденсационных котлов от конвекционных состоит в том, что последние модели считаются устаревшими. Также КПД конденсационного оборудования отличается от обычного и конвекционного до 15%.

Большинство покупателей отмечают, что затраты на приобретение оборудования конденсационного типа компенсируются высоким КПД аппарата, что обеспечивается конденсацией паров, которые содержатся в дымовых газах. После охлаждения дымовых газов в теплообменнике до 55 градусов начинается конденсация водяного пара с выделением дополнительного тепла, за счет чего и увеличивается КПД.

Конденсатоообразование возможно только при условии, если температура теплоносителя не более 57 градусов и наибольший эффект достигается при 35 градусах теплоносителя в обратке.

Монтаж оборудования конденсационного типа актуален в отопительных системах с невысокими температурами.

Критерии выбора

При выборе конденсационного устройства рекомендуется отдать предпочтение производителю с хорошей репутацией среди покупателей и выпускают изделия по инновационным технологиям с повышенным комфортом при эксплуатации.

Что касаемо технических характеристик котлов, нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Производительность. Слишком высокая мощность может быть не всегда хорошим вариантом, а функционирование вполсилы в скором времени приведет к выходу из строя оборудования. Поэтому перед покупкой аппарата необходимо рассчитать оптимальную мощность для обогрева дома. Для этого нужно посчитать площадь здания, высоту и уровень утепленности. Можно даже использовать специальные инструменты для исследования частного дома. С помощью них выявятся имеющиеся тепловые потери. Оптимальная мощность конденсационных устройств зависит от климатической зоны. Например, для Москвы на 10 м2 дома мощность оборудования должна лежать в диапазоне 1-1,5 кВт. Таким образом, для системы отопления частного владения площадью 200 м2 нужно оборудование мощностью не менее 20 кВт.

• Число контуров. Двухконтурные устройства на сжиженном газе работают следующим образом: первый теплообменник нагревает тепловой носитель для отопительной системы, а второй – для горячего водоснабжения. Одноконтурный турбированный котел нагревает только тепловой агент. Для многих покупателей второй вариант не совсем удобен, но при организации системы горячего водоснабжения можно просто дополнительно установить бойлер. При интенсивном использовании горячей воды можно приобрести и двухконтурные котлы с бойлером. Таким образом, мнения о том, какое оборудование конденсационного типа лучше, сходятся.

Двухконтурные аппараты чаще всего обладают небольшой мощностью – до 24 Вт, и устанавливаются в помещениях с хорошим уровнем утепленности или с системой автономного отопления. В других случаях наиболее оптимальны варианты с одним контуром.

• Расходная норма газа зависит от производительности котла, КПД, а также нагрузки отопительной системы. – Материал, из которого изготовлен теплообменный аппарат.

От него во многом зависит быстрота реагирования отопления на внешние факторы:

• Силумин, или сплав кремния и алюминия, – предназначен для борьбы с агрессивным конденсатом. Теплообменный аппарат в этом случае должен быть бесшовным, так как наличие швов увеличивает риск появления коррозии.
• «Нержавейка» считается недорогим материалом по сравнению с силумином. К преимуществам нержавеющей стали можно отнести устойчивость к коррозионному воздействию, отсутствие инертности и невосприимчивость к термическим ударам. Поэтому рейтинг материалов для изготовления теплообменников возглавляет «нержавейка».

• Экологичность. Обычные турбированные котлы при сгорании топлива выделяют в атмосферу пары с кислотными примесями, а в конденсационных устройствах пары растворяются в конденсате и подвергаются нейтрализации.
• Температура эксплуатации влияет на коэффициент полезного действия оборудования. С понижением температуры увеличивается интенсивность конденсатообразования. Так, при температурном режиме паров от 30 до 40 градусов наиболее высокая скорость образования конденсата. При этом конденсатообразование происходит в постоянном режиме.

• Управление. Современные конденсационные устройства оснащаются автоматизированной системой управления. Автоматика позволяет контролировать и управлять температурным режимом, расходом и давлением в контурах. Наиболее продвинутые модели котлов регулируются через специальное приложение на смартфоне.
• Способ установки: на полу или на стене. Напольные модели с одним контуром выпускаются мощностью более 100 кВт, легко присоединяются к котельному оборудованию при помощи насосных агрегатов. При интенсивном использовании горячей воды напольный котел станет отличным решением. Если площадь дома небольшая, а также воды расходуется намного меньше, рекомендуется отдать предпочтение настенным моделям с двумя контурами. Они компактны и имеют невысокую мощность – до 100 кВт, легко монтируемы и не требуют специального дымоотвода.
• Ценовая политика газовых котлов конденсационного типа.

Все модели оборудования делятся на следующие классы:

• Котлы премиум-класса обычно выпускаются под немецкими брендами. Они удобны в использовании, безопасны во всех отношениях, бесшумны, выполняются из высококачественных материалов, эффективны в эксплуатации и отвечают экологическим требованиям. Однако они имеют один недостаток – высокая стоимость.
• Котлы средней стоимости выпускаются торговой маркой Baxi и отличаются комфортом, экономичностью, экологичностью и разнообразием моделей. Аппараты данного класса также соответствуют европейским требованиям.

• Котлы эконом-класса выпускаются словацкими и корейскими производителями. Отличительной особенностью является их цена, которая в несколько раз ниже, чем у котлов немецкого производства, а также адаптированность к нашим эксплуатационным условиям. Недорогое оборудование с простым функционалом имеет небольшое количество опций, что позволяет их использовать при частых перепадах давления и сбоях электричества.

При подборе оборудования конденсационного типа специалисты рекомендуют учесть не только личные вкусы и технические особенности, но и ремонтопригодность изделия, наличие в магазинах запасных деталей. Оборудование среднего класса в этом случае считается лидером.

В следующем видео вас ждет обзор конденсационного котла Vaillant EcoTec от Азбуки Тепла.

Что в итоге лучше: конвекционный или конденсационный котел

Выбор, к сожалению не однозначен, с одной стороны экономия конденсационных моделей кажется существенной. С другой – высокая цена, необходимость в утилизации конденсата и особые требования к системе отопления и условиям эксплуатации. Дело в том, что в Европе окупаемость конденсационных моделей находится в районе 4-6 лет, а в отечественных условиях это не совсем так по нескольким причинам:

• Наивысший КПД таких котлов достигается при низкотемпературном режиме отопления, когда используются теплые полы, радиаторы с увеличенным количеством секций, а температура теплоносителя не превышает 50°C.
• Стоимость газа в России достаточно низкая в сравнении с европейскими странами, что лишь оттягивает окупаемость высокой изначальной цены.
• Появляются дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с утилизацией конденсата (организация отвода, покупка нейтрализующего наполнителя или разбавка водой).

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Если допустить использование котла в низкотемпературной системе отопления и отбросить расходы на отвод конденсата, можно посчитать потенциальную экономию.

Допустим, имеется среднестатистический дом в Подмосковье площадью 120 м

2

, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м, теплопотери которого составляют 12 кВт (из правила 1 кВт на каждые 10 м

2

). В сутки это 288 кВт, которые нужно восполнить котлу. Удельная теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м

3

. Отсюда следует, что на 1 кВт тепловой мощности газового котла необходимо около 0,1-0,108 м

3

природного газа. Считаем:

• При отоплении конвекционным котлом с КПД 92% – 288(кВт) * 0,1(м

  3

  ) * 1,08(92% КПД) = 31,1 м

  3

  /сутки природного газа. В стоимостном выражении – 31,1(м

  3

  ) * 5,7(руб/м

  3

  , тариф в МО с 1 июля 2019 года, актуальный и в 2020) = 177,27 руб/сутки.

• При отоплении конденсационным котлом с КПД 109% – 288(кВт) * 0,1(м

  3

  ) * 0,91(109% КПД) = 26,2 м

  3

  /сутки природного газа. В стоимостном выражении – 26,2(м

  3

  ) * 5,7(руб/м

  3

  ) = 149,3 руб/сутки.

Сроки окупаемости зависят от стоимости модели, ее монтажа и условий эксплуатации. Но на практике в отечественных условиях это не менее 6 лет, а в некоторых случаях и более 10.

По нашему мнению, сейчас покупка конденсационных моделей оправдана лишь при использовании в системе с низкотемпературным режимом отопления. Однако в будущем, когда цена на газ будут расти, а стоимость конденсационного отопительного оборудования будет снижаться, покупка конденсационника будет все более оправданной и в отечественных условиях.

Сравнительная таблица характеристик и цен

Производитель и модель	Мощность, кВт	КПД, %	Max расход газа, м 3 /час	Цена, руб.
Конвекционные
Siberia 17	17,4	90	1,76	23 500
BAXI ECO Four 1.14 F	14	92,5	1,6	34 500
Viessmann Vitopend 100-W A1HB001	24	91	2,77	39 000
Buderus Logamax U072-18	18	92	2,1	28 000
Конденсационные
Rinnai RB-277CMF	29,7	104,6	1,84	76 000
BAXI Duo-tec Compact 1.24	24	105,7	2,61	53 000
iessmann Vitodens 100-W B1KC033	35	109	3,86	119 000

Газовые котлыКонденсационныеКотлыСравнение котлов

Где применяется

Для чего используют устройство – понятно из его названия. Конденсационный котел предназначен для систем отопления частных домов и квартир. В зависимости от оснащенности конструкция может применяться для двух целей:

• При наличии одного контура котел используется только для нагрева теплоносителя в системе отопления.
• Если устройство оснащено двумя контурами, то область применения расширяется. В этом варианте исполнения котел применяется и в системе отопления частного дома ил квартиры, и для горячего водоснабжения.

Важно! Установку конденсационного котла лучше доверить профессионалам. Здесь применяется специальная дымоход. Если неправильного его установить, что конденсат будет скапливаться внутри системы и быстро выведет ее из строя.