Конденсационный газовый котел: принцип работы и особенности конструкции

Отопительные системы для загородных домов отличаются принципами функционирования, и, соответственно, подбором оборудования. Среди газовых, электрических и твердотопливных теплогенераторов конденсационный газовый котел выгодно отличается энергосберегающим эффектом и прочими характеристиками. Разбираемся, какими особенностями он обладает, какие модели представлены на рынке, на какие их свойства следует обращать внимание.

Конденсационный газовый котел в интерьере кухни Источник amazon.com

Принцип работы конденсационного котла

В традиционном котле газы проходят через теплообменник и отдают большую часть энергии теплоносителю, выбрасываясь в атмосферу вместе с теплом. Водяной пар тоже выходит наружу помещения и выносит скрытую энергию. И чтобы добиться комфортной температуры, приходится расходовать много топлива. Конденсационный котел сохраняет энергию в отопительной системе.

Во время охлаждения пар становится жидким и высвобождает тепло. В современной модели теплового оборудования конденсация происходит в теплообменнике, отбирающем тепло.

Экономия топлива при использовании в низкотемпературных системах

Главное преимущество – это экономичность, примерно 20-35% в сравнении с традиционным оборудованием. Расход топлива определяется мощностью агрегата и площадью помещения. Если у вас загородный коттедж 200-250 м2, то для обогрева достаточно котла 28 кВт, который будет потреблять максимально 2.85 м3/ч. Обычный котел будет потреблять 3.25 м3/ч.

Если учитывать, что отопительными приборами человек пользуется 6 месяцев в году, примерная экономия в год составит 3 000 рублей. Но если говорить о регионах, где средняя температура зимой -30 градусов, то эта экономия будет в несколько раз больше, ведь там отопление работает постоянно. И если учитывать, что ежегодно стоимость газа повышается, то и экономия будет увеличиваться при использовании конденсационного котла.

Расход сжиженного газа

Объём затрачиваемого на обогрев топлива зависит от условий эксплуатации прибора и его технических характеристик, как правило – мощности и КПД. Так, например, согласно паспортным данным, для котла АО Жуковский АОГВ-17,4-3 мощностью 17 кВт с КПД 90 % расход сжиженного газа равен 0,7 кг/ч или 1,3 л/ч.

Зная, что стоимость дозаправки в 2022 году составляет 12-23 руб./л, взяв среднее значение, можно примерно рассчитать затраты на обогрев дома за определенный отрезок времени:

• за сутки (24 часа) – 1,3 × 24 = 31 л × 17 ≈ 527–558 рублей;
• за месяц (30 дней) – 31 × 30 = 930 л × 17 ≈ 15810–16740 рублей;
• за сезон (полгода) – 930 × 6 = 5580 л × 17 ≈ 94860–100440 рублей.

Необходимо учитывать, что в баллоне на 50 л, по факту находится 40–42 л пропан-бутановой смеси: около 15–20 % свободного объёма используется для увеличения площади испарения газа, а перенаполнение приводит к снижению его выработки. Значит, что при расходе 1,3 л/ч одного баллона хватает ≈ на 1,5 дня.

Но не всё так плохо: цифры в паспорте, даются исходя из того, что агрегат всегда будет работать на максимальной мощности в режиме 24/7, а реально такое случается только при сильном морозе. В тёплую погоду котёл активен лишь 10–14 часов ежедневно, т. е. полученный результат можно смело уменьшать на 30–50 %.

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

Цена

Технически усовершенствованные котлы сложнее, и становится понятно, почему их стоимость выше. Но больше всего доплата предусмотрена за чет дополнительного процента тепловой энергии. Учитывайте, что оборудование прослужит несколько десятков лет, поэтому можно переплатить, чтобы получить отопительный прибор высокого качества, на котором при использовании удастся сэкономить.

Все конденсационные котлы можно разделить на 3 категории по ценам:

1. Премиум класс. В этой категории встречается меньше всего покупателей, ведь котлы отличаются повышенной стоимостью. Сюда относятся модели немецкого бренда, которые отличаются высоким качеством, привлекательным внешним видом, за счет прочных материалов. Подобные модели котлов отвечают европейским стандартам качества, а поэтому способны прослужить несколько десятков лет. За счет высокой цены оборудование наделено многими полезными функциями, которые делают пользование максимально комфортным. В них можно программировать режимы работы, даже когда хозяева отсутствуют в доме, или снижать уровень температуры в ночное время, подстраиваться под погодные изменения.
2. Средний класс. К этому классу теплового оборудования относятся котлы со скромным набором функций. Котлы обеспечивают высокую производительность, могут, как и оборудование премиум класса, подстраивать температуру под погодные изменения. Это самые популярные модели, которые люди выбирают для дома.
3. Эконом класс. Подобные котлы тоже позволяют экономить топливо, но они не наделены теми функциями, о которых было описано выше. Бюджетные модели производят корейские компании. Стоимость подобных обогревательных элементов ниже в два раза, чем продукт премиум класса. Но такие приборы максимально адаптированы под климатические условия в России.

Выбирая котел для своего дома, необходимо учитывать стоимость монтажа и дальнейшего обслуживания оборудования. Перед покупкой учитывайте, что современное оборудование обеспечивает экономию газа. Подобные котлы подходят только для мест с постоянным проживанием людей. Чем больше холодных дней в регионе проживания, тем целесообразнее устанавливать такое оборудование в своем доме.

Высокая стоимость применяемого теплообменника

Сам по себе теплообменник – это сложное и дорогое оборудование и если он сломается, то владельцу придется потратить не маленькие деньги на его восстановление. Порой покупка нового теплообменника и его установка обходятся дороже, чем приобретение нового котла.

Но, чтобы подобных ситуаций не происходило, необходимо постоянно обслуживать теплообменник и наблюдать за его состоянием. Не допускайте того, чтобы он забивался, так как промыть оборудование крайне сложно. Также перед установкой конденсационного котла, необходимо обновить все трубы и избавиться от ржавых элементов.

Долговечность теплообменника зависит от качества теплоносителя. Вода должна быть мягкой, чтобы внутри труб не образовалась накипь, избавиться от которой будет сложно. Недопустимо использовать воду с примесями ржавчины, солей, взвесей и железа.

Из-за кислот в составе, теплообменник должен быть восприимчив к подобным составам. Стоит выбирать конструкции из нержавеющей стали и силумина. Второй материал обходится дешевле, но он менее устойчив к агрессивной среде, чем сталь. Если вы хотите чтобы оборудование прослужило несколько лет, необходимо приобретать теплообменники из более прочного материала, несмотря на их стоимость.

Виды

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

• одноконтурные. Выполняют только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
• двухконтурные. Способны совместно с подготовкой ОВ нагревать воду для бытовых потребностей.

По типу установки:

• напольные. Устанавливаются на пол или специальную негорючую подставку. Не имеют ограничений по весу и мощности;
• настенные. Для монтажа используются прочные несущие стены. Это накладывает ограничения по весу и мощности котла. Пределом обычно бывает 45-50 кВт.

Все конденсационные котлы имеют горелку закрытого типа, так как работа требует четкого регулирования на всех этапах и не допускает использования естественных процессов.

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Нецелесообразность использования в высокотемпературных системах

КПД 108-110%, как заявляет производитель, удается получить не всегда. Его значение зависит от типа отопления – оно бывает высокотемпературным и низкотемпературным. Отличие заключается в диапазоне температур на входе и выходе теплоносителя.

В высокотемпературных системах соотношение температуры воды к жидкости в обратном контуре составляет 75-80 градусов к 55-60. Конденсационные котлы можно использовать в высокотемпературных системах, но это будет нерационально. Эффективно применять такое оборудование, если соотношение температур составляет 50-55 градусов к 30-35. Подобное значение оптимально, если обогрев происходит с помощью теплого пола. Иначе потребуется дополнительно устанавливать радиаторы.

Основные узлы системы и их особенности

Принцип работы конденсационных газовых котлов выглядит достаточно просто, но для его реализации требуется конструктивно усложненная система. Она включает следующие элементы:

• Камера сгорания. Ее рабочими деталями служат горелка, система подачи газа и вентилятор.
• Первичный теплообменник. В камере происходит нагрев теплоносителя. Как правило, ее делают литой, чтобы избежать коррозийного разрушения металла (уязвимое место – швы).
• Камера доохлаждения. В ней отработанные газы, содержащие водяной пар, охлаждаются до 50-60°C.
• Конденсационный теплообменник. Водяной пар отдает энергию обратной воле системы отопления и конденсируется на стенках камеры. Вода поступает в первичный теплообменник, нагревается до рабочей температуры и распределяется по помещениям.
• Резервуар для сбора конденсата. Накопившийся конденсат впоследствии утилизируют.
• Дымоход, через который охлажденные продукты сгорания покидают систему.
• Насос, поддерживающий принудительную циркуляцию теплоносителя в системе.

Конструкционные особенности конденсационного котла Источник twimg.com
Конденсат, скапливающийся в теплообменнике, содержит смесь кислот и является достаточно агрессивной жидкостью. Поэтому для изготовления подобных емкостей выбирают материалы с коррозийной устойчивостью: нержавеющие стали кислотостойких марок или силумин (сплав алюминия с кремнием).

Особое внимание уделяют устройству дымохода. Его также изготавливают из кислотостойких сплавов или пластика, а горизонтальные фрагменты располагают под уклоном. Это нужно для того, чтобы конденсат, который частично образуется и в дымоходе, не скапливался в нем, а возвращался обратно в камеру.

Для эффективной и экономной работы системы важна возможность ее регулировки в течение суток. Регулировка выполняется при помощи газовой горелки, работа которой организовывается в следующих режимах:

• Одноступенчатая горелка. Она поддерживает одну заданную температуру воды; с помощью автоматики ее можно только включить-выключить.
• Двухступенчатая. Она работает в двух режимах; один поддерживает мощность котла на 40%, второй – на 100%. Переключение между режимами также автоматизировано.

Конденсационный котел и обвязка Источник domkotlov.by

• Модулируемая. Она греет котел непрерывно, но при этом плавно повышает или понижает мощность горения. Модулируемая горелка обойдется дороже ступенчатой модели, но зато вы сможете настроить режим работы в диапазоне от 10 до 100% номинальной мощности. Большинство котлов, предназначенных для частных домов, оборудовано модулируемой горелкой.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах

Сложность утилизации конденсата

Образовавшийся конденсат необходимо правильно утилизировать. Ведь в его составе содержатся кислоты, которые опасны для окружающей среды. В среднем за сутки образуется около 70 литров конденсата.

Если ваш дом подключен к центральной канализации, то вопрос об утилизации вам не придется решать самостоятельно. Следуя европейским стандартам, в котлах мощностью до 28 кВт не требуется утилизация конденсата. Такое количество способно разбавляться бытовыми стоками без вреда для труб.

Но если у вас автономная канализация, необходимо решить, как утилизировать отходы. Ни в коем случае не выливайте жидкость в септик, при таком методе моментально погибнут полезные бактерии. В почву тоже сливать кислоты нельзя, чтобы не засолить землю, на которой потом ничего не вырастет.

Ежедневно вывозить по 70 литров конденсата будет затруднительно. Поэтому лучший вариант – это использовать отдельную систему для нейтрализации кислот. Если говорить о Западных странах, то там автоматически при покупке отопительных приборов люди покупают нейтрализаторы.

Где купить газовый котлоагрегат на сжиженном газе

В Москве и МО

1. MirCli (mircli.ru/kotly-otopleniya/nastennye-gazovye-kotly/odnokoturnye-kotly) – пр-т Ленинградский д. 80, корпус Г, тел. +7 (863) 303–35–06, +7 (800) 775–29–90.
2. ИМ «Газовые котлы» (https://msk.kotel-gazoviy.ru/na-szhizhennom-gaze/) – Москва, ул. Подольских Курсантов, д. 22, тел..

В Санкт-Петербурге

1. ПроТепло (https://www.proteplo-spb.ru/products/kotly-na-szhizhennom-gaze) – ул. Чугунная, д. 14, лит. K (въезд с Менделеевской 5), тел. +7 (812) 241–12–06.
2. ТехноДОМ (https://www.teh-dom.ru/gazovye_kotly_na_sgigennom_gaze#0) – пр-т Маршала Говорова, д. 35, БЦ Жёлтый Угол, с. 119, тел. +7 (812) 671–00–88.

В заключении хотелось бы напомнить, что, несмотря на все достоинства, сжиженное топливо не является конкурентом природному газу. Тем не менее, если подключение к трубопроводу недоступно, то можно утверждать, что котёл на СУГ – наиболее выгодный и удобный вариант организации отопления загородного дома.

Газовые котлыКотлы

Чувствительность к качеству забираемого воздуха

Чтобы котел работал без нареканий необходимо обратить внимание на доступ воздуха для горения и отвод продуктов сгорания. Конденсационные котлы забирают воздух с улицы, и чтобы вентилятор не пришел в негодность в кратчайшее время качество забираемого воздуха должно быть высоким. Также важно поддерживать оптимальную температуру забираемого воздуха, чтобы воздушный канал не замерзал. Чтобы не возникало проблем с обслуживанием котла его подключением и настройкой должны заниматься профессионалы. Настроить параметр, отвечающий за поступающий воздух должен обученный человек с лицензией и допуском.

Чаще всего для этой цели используются газоанализаторы. При отсутствии оборудования и неправильной настройке не удается добиться максимального значения КПД, а также может вывести котел из строя .

Отзывы о бытовых котлоагрегатах: преимущества и недостатки

Изучив отзывы владельцев котлов на СУГ можно понять, что такие приборы довольно неоднозначны – у них есть как сильные стороны, так и очевидно слабые.

Достоинства и недостатки агрегатов, работающих на сниженном газе:

Пользователи системы отопления функционирующей за счёт СУГ обязаны постоянно проверять остаток топлива в присоединённом резервуаре. Это создаёт определённые неудобства, потому что необходимо часто обновлять содержимое газовых баллонов или сразу закачивать достаточное количество газа в хранилище.

Несмотря на простоту, процесс заправки требует внимательности: малейшая небрежность при подключении линии газопровода может повлечь за собой утечку.

Мифы о конденсационных котлах

Кондиционное оборудование появилось на рынке недавно. Многие покупатели уже успели оценить их преимущества и заменили обычное оборудование в доме. Но есть люди, которые довольны традиционными котлами и видят в конденсационных приборах отопления только минусы. Развеем мифы о современном оборудовании.

Миф 1. Стоимость усовершенствованных котлов намного выше, чем обычных.

Устройства бывают напольными и настенными и покупатели чаще всего их сравнивают по этому признаку. Но не стоит забывать, что мощность разных конструкций сильно отличается, к примеру, напольные бытовые модели, обычно, не превышают 60 кВТ, а настенные 50 кВт. При сравнении агрегатов, необходимо чтобы они были аналогичной мощности. Да, стоимость обновленных агрегатов выше, но эта разница не в несколько раз, если говорить об оборудовании одинаковой мощности.

Плюсы и минусы оборудования

Знание устройства и принципа работы помогает получить представление о конденсационном газовом котле; преимущества и недостатки помогут понять, нуждаетесь ли вы в подобном агрегате. К сильным сторонам относятся следующие плюсы:

• Экономия на топливе. Если сравнивать с традиционными моделями, она достигает 15-20%.
• Экономия на дымоходе. У покидающих систему газов низкая температура, поэтому стальной дымоход можно без опаски заменить более дешевым пластиковым аналогом.
• Экологичность системы. При работе конденсационного котла (с камерой сгорания закрытого типа) количество вредных выбросов снижается на 60-70%.

Экологичность делает возможным монтаж на кухне или в ванной Источник oteple.com

• Увеличение срока службы. Оно происходит из-за снижения нагрузки на основные узлы оборудования. Если необходимые условия запуска конденсационного теплообменника не выполняются, котел продолжает работать как модель конвекционного типа.
• Низкий уровень шума. Работа котла не влияет на комфорт жизни в доме.

Слабыми сторонами называют следующие особенности устройства:

• Необходимость утилизации конденсата. Конденсат имеет высокий рН, и его запрещено отводить в общую канализацию. В локальной канализации (септике) ограничений нет, но высокая кислотность может погубить полезные микроорганизмы. Конденсат нейтрализуют в специальных установках (емкостях с крошкой известняка или мрамора).
• Специфика работы. Разница между температурой в доме и за его стенами не должна превышать 20°C, поэтому реально уменьшить затраты во многих регионах можно только в период межсезонья.
• Цена на конденсационные модели выше, чем на классику, да и ремонт обойдется дороже.

Сравнение КПД разных систем Источник warmex.com.ua

Миф 2. Проблемы с конденсатом

Да, во время работы котла образуется конденсат, но существует несколько способов, как его можно устранять. Если он вырабатывается в небольшом количестве, можно воспользоваться услугами местных служб или установить нейтрализаторы.

Мало кто знает, что при работе привычного агрегата тоже образуется конденсат, который нуждается в утилизации. Во время остановки дымовой трубы конденсат стекает к котлу, а позже сливается в канализационную трубу через конденсатоотводчик. Но для минимального воздействия на окружающую среду конденсат для начала необходимо нейтрализовать.

Миф 3. Сложный дымоход

Особенность оборудования, что во время работы котла скапливается большой объем конденсата. И многие люди думают, что дымоход должен быть изготовлен из свинца или более прочного материала. Но дымоходов практически не отличается. Продукты сгорания удаляются принудительно, поэтому котел удается подключать к разным системам дымоудаления. Дымоходы должны отличаться герметичностью, а для подключения котла не обязательно строить дымоход.

Перевод котлоагрегата на баллонный газ

Теоретически перевод котла на сжиженный газ несложен: самое главное – заменить форсунки, отвечающие за расход топлива, или горелку целиком. Далее следует переделка газового клапана (в соответствии с прилагаемой инструкцией по эксплуатации) и перенастройка электронной платы, если агрегат автоматизирован.

Но самостоятельно вмешиваться во внутреннее устройство котла не стоит, лучше обратиться в лицензированную газовую компанию. Специально обученный персонал справится с задачей за полчаса – максимум, при этом стоимость работы с закупкой всех расходных деталей обойдётся примерно в 2,5–3,5 тысячи рублей.