Индустрия отопительного оборудования продолжает радовать новыми, более совершенными техническими решениями. На рынок поступает всё больше газовых котлов, заявленная производительность которых выше, чем у стандартных агрегатов. Сегодня мы разберёмся с достоверностью таких заявлений.
В чём отличие конденсационного котла
Конденсационные котлы относятся к тем немногочисленным представителям энергоустановок, высокие показатели эффективности которых не беспочвенны. В отличие от электродных котлов, кавитационных теплогенераторов и ячеек Мейера, конденсационный котел действительно имеет условный КПД выше единицы. Чтобы разобраться в причинах этого, следует сделать небольшой экскурс в теплофизику и подробнее рассмотреть процесс горения углеводородов.
Каждый вид природного топлива имеет определённый показатель теплотворности, отражающий количество теплоты, которая образуется при сгорании одного килограмма вещества. Данные, указанные в таблицах теплотворности, получены в идеальных стендовых условиях и на практике могут отличаться, но суть одна — есть ограниченное количество теплоты, выделяемой в ходе реакции окисления. При этом разделяют два вида теплоты сгорания: высшую и низшую.
Продукты, образованные при сгорании газа, изначально содержат в себе больше энергии, чем способен поглотить теплообменник котла. Во многом по причине падения интенсивности теплового потока при снижении разницы температур, отчасти из-за достаточно малого времени контакта горячих газов с теплообменником. Эти проблемы решаются относительно легко путём увеличения площади контакта теплообменника, но есть и третья составляющая — энергия, запасённая водяным паром, образовавшимся при сгорании. Энергия, которую можно собрать, просто охладив продукты сгорания, называется низшей, если же отбор энергии ведётся с конденсацией водяного пара — применимо понятие высшей теплоты сгорания. Разница между этими величинами и есть основание сверхединичности КПД: в итоге котлом поглощается не только вся расчётная теплота сгорания, но также часть той энергии, которая была поглощена при испарении воды в процессе горения.
Особенности конструкции и принцип работы
На самом деле в устройстве отдельных узлов конденсационного котла нет ничего инновационного. Если присмотреться, конденсационными можно назвать многие водогрейные и паро-водяные котлы, установленные в котельных городских теплосетей. Их объединяет наличие экономайзера — змеевика с холодной водой, через который пропускаются продукты горения.
Современные конденсационные котлы славны тем, что основной нагревательный и конденсационный блоки в них помещены внутри компактного корпуса, а процесс сжигания топлива на всех этапах контролируется умной электроникой. Существуют как настенные исполнения мощностью до 100 кВт, так и котлы напольной установки, мощность которых практически не ограничена. Наличие нескольких теплообменников сложной формы создаёт повышенное аэродинамическое сопротивление, ввиду чего большинство конденсационных котлов также комплектуются дутьевыми вентиляторами и рядом дополнительных технических устройств.
Теплообменник котла имеет несколько параллельных контуров, например, у Vaillant и Buderus используется радиальный змеевик, по устройству напоминающий конвекционные трубы «Булерьяна». Каналы расположены в три ряда, внутренний и средний поглощают тепло от низкопламенной горелки, установленной в центре теплообменника. Наружный контур предназначен для конденсации водяных паров.
Чтобы рационализировать расход топлива, электроника котла готовит газо-воздушную смесь со средней пропорцией 1:13, регулируя подачу газа и скорость дутьевого вентилятора. При этом воздух пропускается через каналы, расположенные вплотную к оболочке нагревательного блока и дымовому тракту, за счёт чего продукты сгорания охлаждаются ещё сильнее.
Электроника также регистрирует падение давления во втором контуре и переключает трехходовой клапан, направляя теплоноситель на вторичный теплообменник ГВС. Таким образом конденсационный котёл может работать только в одном из режимов, при чём при нагреве второго контура конденсационный эффект практически не выражен.
Область применения
Конденсационные котлы рассчитаны на работу при достаточно низкой температуре теплоносителя. Как правило это не более 40 °С в обратной магистрали до 60 °С в подающей. Идеальным же соотношением считается 30/50 °С, но для стабильной работы в таких режимах требуется, чтобы система отопления изначально проектировалась с тем расчётом, что теплогенератор будет представлен котлом специфического типа.
Как минимум, требуется более развитая сеть радиаторов, теплоотдача которых напрямую зависит от температуры теплоносителя. Практика показывает, что для достижения таких же значений рассеиваемого на радиаторах тепла, общее число их секций должно быть увеличено не менее чем на 25%. Но при этом гораздо менее критична инерционность системы: конденсационный котёл работает практически бесперебойно, поэтому перепадов температур в отапливаемых помещениях не происходит. Из-за этого такой тип тепловых агрегатов рекомендован для применения в каркасных домах с низким энергетическим балансом, но не из-за КПД выше единицы, а ввиду специфического режима работы.
Также очевидно, что благодаря низким температурам теплоносителя конденсационные котлы идеально подходят для работы в системах жидкостного подогрева пола. В таких случаях применение такого источника тепла более чем оправдано: не требуется организация термостатирующего узла, а низкая температура в обратной магистрали гарантирует высокую производительность конденсационного теплообменника. При этом гарантируется соблюдение базовых требований к инерционности системы ввиду наличия достаточно массивной стяжки теплого пола.
Основные производители
Существует много споров о целесообразности покупки конденсационного котла. С одной стороны, на лицо хоть и не значительный, но всё же прирост экономичности. С другой, благодаря более щадящим температурным режимам повышается срок эксплуатации теплового агрегата. При разнице между обычными и конденсационными котлами одного производителя в 20–30% и сроках эксплуатации порядка 20 лет и более эта техника полностью окупается в большинстве случаев.
В верхнем ценовом сегменте конденсационные котлы представлены преимущественно европейскими производителями: Bosch, Buderus, Viessmann, Vaillant. Принципиальной разницы в надёжности, эффективности работы и удобстве эксплуатации между ними немного, поэтому в конечном итоге потребитель отталкивается от цены и доступности, а также от действующих торговых предложений. При стоимости около 60–100 тысяч рублей средняя мощность конденсационных котлов премиум класса составляет около 25 кВт.
Более дешёвые варианты поставляют на рынок отопительного оборудования BAXI, Ariston, Demrad и подобные производители. Котлы отличаются сравнительно меньшим эксплуатационным ресурсом, по большей части из-за несовершенства конструкции теплообменника и низкокачественной стали. Наиболее бюджетные варианты поставляют Protherm и Ferroli, оборудование этого класса доступно по цене около 35 тысяч рублей при мощности порядка 20 кВт. Как правило дешёвые котлы не имеют второго контура и гальванического покрытия теплообменника, устойчивого к агрессивному конденсату. Дешёвые котлы снабжаются менее продвинутой электроникой и в целом по надёжности сильно уступают представителям среднего сегмента цен.
Монтаж конденсационного котла
Правила установки, наладки и технического обслуживания конденсационных котлов основаны на нормативах и принципах, что действуют и для обычных газовых агрегатов. Оборудование сопровождается подробным руководством по монтажу и эксплуатации, мы лишь приведём ключевые отличия и нюансы, требующие обязательного соблюдения.
Установка котла может быть настенной и напольной, принципиальной разницы в том нет, следует лишь соблюдать минимально допустимые отступы от стен и прочих стационарных объектов для возможности обслуживания оборудования. Также действуют стандартные требования по горючести стен и оснований.
Конденсационные котлы имеют закрытую камеру сгорания, изолированную от комнатной среды. Наличие притока воздуха в помещение как правило требуется для установок мощностью свыше 100 кВт. Система удаления продуктов сгорания представлена герметичным коаксиальным дымоходом стандарта DIN 18160, как правило используется типоразмер 70/100. Дымовые трубы от стандартных котлов не подходят, нужно использовать только специальные системы. Также при определении конфигурации вытяжного тракта обязательно соблюдать требования к проектированию дымоходов, изложенные в руководстве по монтажу.
При работе газового котла мощностью в 20–25 кВт образуется порядка 30 литров конденсата в сутки. Оборудование имеет сливной патрубок со встроенным сифоном, от него должна быть проложена труба с определенным минимальным условным проходом до ближайшей точки слива в канализацию. Если используется сжиженное топливо или есть рекомендации от поставщика газа, слив конденсата следует выполнять через нейтрализатор.
Подключение котла стандартное: газ подаётся от жёсткого става через сильфонный шланг с обязательной установкой газового шарового крана с противопожарной отсечкой. Электропитание однофазное, требуется подключение защитного проводника. У качественных котлов имеется встроенная защита от перегрузки и скачков напряжения, для более дешёвой техники может потребоваться стабилизация. Также нужно обратить внимание, что многие котлы имеют дополнительные клеммы для подключения насоса рециркуляции ГВС, датчиков температуры, газового клапана и прочих вспомогательных устройств.
В большинстве своём конденсационные котлы включают всё навесное оборудование, необходимое для стабильной работы общего теплового контура, включая группу безопасности, расширительный бак и циркуляционный насос. Если установка такого рода устройств не предусмотрена инструкцией, их монтировать не нужно, иначе возможно нарушение режимов работы системы. При проектировании отопления рекомендуется обращаться к последним страницам руководства, где определены допустимые схемы включения котла в системах разных конфигураций.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
