Котел конвекционный или конденсационный?

Многие застройщики, решая вопрос отопления, останавливают свой выбор на газовом котле. Несмотря на постоянно растущие цены на газ, газовые котлы по-прежнему пользуются популярностью, поскольку простые в обслуживании иотносительно дешевые в эксплуатации. Если принято решение об установке газового котла, придется решить еще одну дилемму: выбрать традиционный котел или заплатить больше за более экономичный – конденсационный?

Почему конденсационные котлы дороже традиционных, если внешне их трудно отличить друг от друга?

Конденсационный котел:

    использует меньше топлива, чем обычный котел; разница наиболее заметна в случае мягкой зимы; имеет закрытую камеру сгорания – поэтому безопасный и не выхолаживает помещение, в котором установлен; дороже обычного котла; образовывает большое количество кислотного конденсата, поэтому элементы дымохода должны быть стойкими к коррозии; необходимо отводить конденсат в канализацию; сложно найти модель, обладающую такой же прочностью, как традиционные напольные чугунные котлы.

У традиционных котлов температура отводимых продуктов сгорания достаточно высокая, при которой конденсация не происходит. Из-за этого теряется часть энергии, но зато элементы котла и дымоход не подвергаются воздействию агрессивного конденсата.

Конвекционные (традиционные) котлы не полностью используют энергию, содержащуюся в сжигаемом топливе. Образовавшийся водяной пар, улетучиваясь с продуктами сгорания, уносит так называемую скрытую теплоту. Чтобы можно было использовать эту часть тепла, необходимо вызвать конденсацию пара. Для этого следует охладить продукты сгорания до достаточно низкой температуры.


Производство котлов, устойчивых к воздействию конденсата (позволяющих осуществлять конденсацию пара) стало возможным после внедрения технологии сварки элементов из нержавеющей стали. Но и материалы, устойчивые к воздействию конденсата, так и соответст­вующие технологии являются дорогостоящими. Это одна из причин, почему конденсационные котлы дороже традиционных.

Как образовывается конденсация?

Чтобы конденсировать водяной пар, содержащийся в продуктах сгорания, его необходимо охладить до температуры ниже так называемой точки росы, что приблизительно составляет: 56°C – для природного газа, 52°C – для сжиженного газа и 47°C – для жидкого топлива. Для этого конденсационные котлы оснащены теплообменниками, которые позволяют охлаждать продукты сгорания до более низкой температуры, чем в конвекционных котлах, и передавать энергию конденсации водяного пара теплоносителю. В некоторых моделях конденсационных котлов предусмотрено два теплообменника: в первом – продукты сгорания предварительно охлаждаются, во втором – их температура снижается до уровня ниже точки росы и происходит конденсация. Более сложная конструкция – это еще одна причина более высокой стоимости конденсационных котлов.

Конденсационные котлы – это прежде всего газовое оборудование. Конденсационные котлы, работающие на жидком топливе, менее рентабельны из-за меньшего количества образовывающегося водяного пара в продуктах сгорания, более низкой температуры точки росы (а значит, более низкой температуры теплоносителя в системе). Кроме того, в жидком топливе содержится сера – причина образования очень агрессивного конденсата, что требует использования более дорогих материалов для изготовления котла. Тем не менее, жидкотопливные котлы со встроенным теплообменником для конденсации пара из продуктов сгорания, устройством очистки от серы и нейтрализации конденсата производятся и их можно приобрести.

Отведение продуктов сгорания

Традиционные котлы чаще всего имеют открытую камеру сгорания. Продукты сгорания отводятся из них через дымоход благодаря естественной дымоходной тяге, возникающей из-за разницы температур отходящих продуктов сгорания и наружной температуры. Из помещения в котел постоянно происходит приток воздуха, необходимого для сжигания газа.

Для нормальной работы конденсационного котла естественной дымоходной тяги недостаточно (из-за низкой температуры отводимых продуктов сгорания). По этой причине котлы, имеющие закрытую камеру сгорания, оборудованы вентилятором, нагнетающим в топку необходимый для сжигания воздух. Кроме того, создаваемое избыточное давление выталкивает продукты сгорания через подсоединенный к котлу отводящий канал.

Это решение обеспечивает более высокую безопасность (продукты сгорания не могут проникать в помещение), а также меньшие теплопотери и более высокий комфорт (воздух, нагнетаемый в котел, не выхолаживает помещение, поскольку поступает в котел снаружи по впускному каналу). Котлы с закрытой камерой сгорания обычно оборудованы коаксиальным каналом (типа «труба в трубе»). По наружной трубе происходит подача воздуха к котлу, а по внутренней – отвод продуктов сгорания. От котлов, мощность которых не превышает 30 кВт, канал для отвода продуктов сгорания можно вывести через стену. От котлов более высокой мощности канал должен быть выведен выше уровня крыши. В продаже также имеются традиционные котлы с закрытой камерой сгорания, оснащенные вентилятором (такой вариант котлов несколько дороже обычных).

За материалами журнала "Murator"

Почему КПД конденсационного котла выше 100%

КПД котла – это отношение количества тепла, полученного теплоносителем, к количеству тепла, образовавшегося в процессе сжигания топлива. Изначально в количестве образовавшегося тепла учитывалась только удельная теплота сгорания топлива и не принималась во внимание скрытая тепловая энергия, которой обладает водяной пар (образовывающийся во время сжигания). После появления конденсационных котлов появилась возможность использовать скрытое тепло водяного пара. Для природного газа эта величина составляет около 11%. Использование классических методик вычисления КПД таких котлов, позволяет теоретически получить его величину вплоть до 111%.

Особенностью конденсационных котлов является то, что их КПД превышает 100%. Из закона сохранения энергии следует, что любое оборудование не может отдавать больше энергии, чем получает, поэтому такой показатель вызывает недоумение. Но такой результат получается при использовании действующих методик расчета КПД отопительных котлов.

Когда принимались эти методики, не предполагалось, что в будущем по­явится возможность использования скрытой теплоты – энергии выделяющейся при конденсации водяного пара из продуктов сгорания (конденсационные котлы начали производить только в начале 80-х годов прошлого века). За 100% принимали так называемую теплотворную способность топлива, или количество тепла, содержащегося в сухих продуктах сгорания (считая, что они не содержат влаги).

Общее количество тепла, так называемая теплота сгорания – больше на величину скрытой теплоты, которая ранее не учитывалась. Скрытая теплота различна для разных видов топлива (она зависит от количества водяного пара, образующегося в процессе сгорания). Для природного газа эта величина составляет 11%, для пропана – 9%, а для жидкого топлива – 6%. Поэтому (согласно действующим методикам) теоретически возможный КПД для конденсационных котлов составляет соответственно 111%, 109% и 106%. На практике, учитывая теплопотери и неполное сгорание, котлы достигают КПД на 2–4% ниже теоретически возможных. Это можно считать практически идеальным результатом.

За материалами журнала "Murator"

Чем отличаются системы конвекционного и конденсационного котлов?

Самое главное отличие конденсационного котла, необходимость отвода конденсата в канализацию, а это может вызывать затруднение, если котел установлен в подвале, ниже уровня канализационных труб. В этом случае проблему можно решить, установив резервуар для конденсата. Из него конденсат отводится с помощью насоса с поплавковым выключателем

Традиционный кирпичный дымоход не подходит для отвода продуктов сгорания из газовых или жидкотопливных котлов. Его необходимо оборудовать кислотостойким стальным или керамическим вкладышем. Для отвода продуктов сгорания от конденсационных котлов и традиционных с закрытой камерой сгорания, а также подачи воздуха к ним обычно используются коаксиальные каналы (типа «труба в трубе»)

Но влияют ли отличия в работе и конструкции конденсационных и традиционных котлов на требования к системам, с которыми они работают?

Принципиальная разница, оказывающая влияние на систему отопления, - это температура теплоносителя, подаваемого от котла в систему. Часто недостатком конденсационных котлов считают необходимость поддержания низкой температуры теплоносителя, который возвращается из системы (это необходимое условие конденсации). Из-за низкой температуры теплоносителя приходится использовать радиаторы большего размера - поэтому более дорогие. Системы поверхностного отопления - теплые полы или стены - также дороже радиаторных систем. Для тех, у кого есть желание и финансовые возможности использовать такую систему отопления, это не является недостатком. У тех застройщиков, которые стремятся к экономии финансовых средств, могут возникнуть проблемы. Установка конденсационного котла и радиаторов, размеры которых выбраны исходя из параметров теплоносителя традиционного котла, приведет к тому, что конденсационный котел будет работать с КПД ниже максимального. Но стоит ли любой ценой стремиться к получению максимального КПД?

Какие радиаторы?

Чтобы происходила конденсация пара, температура теплоносителя в системе не должна быть слишком высокой. Она не постоянная, поскольку зависит от погоды. Чем холоднее на улице, тем выше теплопотери дома и тем выше должна быть температура теплоносителя, протекающего через радиаторы, чтобы поддерживать в помещениях постоянную температуру. Мощность котла и радиаторов подбирается так, чтобы во время самых сильных морозов, наблюдающихся в определенной местности (в Украине, согласно нормативным документам, так называемая расчетная наружная температура составляет, в зависимости от региона, от -15 до -25°С), они могли обеспечить комфортную температуру в помещениях (обычно 20°С).

Системы отопления проектируются с учетом того, что при такой наружной температуре система должна обеспечивать комфортную температуру в помещениях. Параметры работы системы (температура теплоносителя на подаче и на возврате) в этом случае равны значениям, указанным в проекте. Если наружная температура повышается, котел нагревает воду до температуры ниже обычной.

Еще несколько лет назад системы отопления проектировали преимущественно с параметрами 90/70°С. Ввиду повышения требований к энергоэффективности, сегодня в проектах закладывают параметры 75/60°С. Но для систем с конденсационными котлами даже такая температура достаточно высока. Конденсационный котел наиболее эффективно работает в системе с параметрами 60/40°С. Тем не менее, его все же можно смонтировать в системе с параметрами 75/60°С. При этом его среднегодовой КПД будет ниже на 3-5% (по сравнению с номинальным). Ведь в течение года температурный минимум (когда температура на улице опускается до расчетного значения) бывает всего несколько дней. Поэтому в течение 95% времени работы котла температура теплоносителя в системе будет более низкой, то есть такой, при которой будет происходить конденсация. Поэтому, если приемлемо, что конденсационный котел будет работать с КПД ниже максимального (то есть будут более высокие расходы на отопление), можно смонтировать такую же систему, как для традиционного котла. Стоимость ее выполнения может быть на 3,5-6 тыс. грн дешевле, чем системы для более низких параметров теплоносителя. Если есть желание в полной мере использовать преимущества конденсационного котла, придется остановить свой выбор на низкотемпературной системе отопления с большими радиаторами, а еще лучше - на системе теплых полов.

Сток конденсата

При эксплуатации конденсационного котла образуется конденсат, который необходимо отводить в канализацию. Для этого нужно сделать канализационную подводку (обычный котел в ней не нуждается). Количество образующегося конденсата - приблизительно 20 л в сутки, и его можно безопасно отводить в канализацию (при условии, что в это время санитарные приборы используются в нормальном режиме и конденсат разбавляется).

Если на протяжении длительного времени он будет единственным веществом, попадающим в систему канализации, то, учитывая его кислотную реакцию, лучше осуществлять нейтрализацию. Производители котлов предлагают специальные нейтрализаторы. Традиционные котлы не нуждаются в подсоединении к канализации, зато дымоходы, через которые отводятся образующиеся в них продукты сгорания, имеют так называемый сборник конденсата, из которого производится его отвод в канализацию. В правильно выполненном дымоходе образование конденсата происходит в небольших количествах.

Кислотный конденсат - это та причина, по которой все элементы дымохода должны быть выполнены из кислотостойких материалов. Кирпичный дымоход не подходит для отвода продуктов сгорания - как из традиционного газового котла, так и конденсационного - поскольку он быстро придет в негодность. Его необходимо оборудовать вкладышем из нержавеющей стали или использовать для этого специальные фасонные элементы из кислотостойкой керамики. К котлу с закрытой камерой сгорания подсоединяют канал для отвода продуктов сгорания, а также канал, по которому поступает воздух для сжигания. Чаще всего с этой целью используются коаксиальные каналы (типа «труба в трубе»). Через наружную трубу в котел нагнетается воздух, по внутренней - отводятся продукты сгорания. У конденсационных котлов температура отводимых продуктов сгорания настолько низкая, что некоторые инсталляторы для отвода продуктов сгорания иногда используют каналы из пластика, обладающего абсолютной стойкостью к воздействию кислоты. Но при этом следует помнить, что нельзя использовать изделия, не имеющие соответствующего сертификата. Коаксиальные каналы приблизительно в два раза дороже дымоходных вкладышей из нержавеющей стали.

По материалам сайта: http://ujutdom.com.ua