Конденсационные котлы - принцип работы

Недавно появился новый тип газовых котлов — конденсационные котлы. Работают они, как и полагается газовым котлам, на природном или сжиженном газе. Сжиженный газ, как правило, используют более конструктивные котлы, чаще промышленные, нежели бытовые. Своим названием конденсационные газовые котлы обязаны способности отбирать из продуктов сгорания «скрытую» теплоту, получаемую в результате конденсации содержащегося в них водяного пара. Используя такую теплоту, обычно уходящую вместе с дымовыми газами, конденсационные котлы могут достигать среднего за отопительный период коэффициента полезного действия (КПД), который условно обозначается как 107—109 %.

Настенные конденсационные котлы давно широко распространены в Европе, где они занимают около 70% рынка газовых котлов.

С развитием поквартирного индивидуального отопления они находят все более широкое применение в России и начинают внедряться в Украинский рынок. В последнее время в связи с активным строительством квартир улучшенной планировки и большой площади сложилось мнение, что настенный газовый котел ( конденсационный или обычный) - это удел поквартирного отопления. Следует отметить, что настенными конденсационными котлами, как и не конденсационными газовыми котлами можно отапливать квартиры или небольшие загородные коттеджи, большие индивидуальные дома ( примерно от 230 м2) требуют установки напольного котла, независимо, конденсационного или обычного газового. Не стоит забывать, что в индивидуальных коттеджах, кроме подогрева воды отопительной системы, котел работает и на обогрев воды для бытовых нужд.

ПРИНЦИП РАБОТЫ: В обычных газовых котлах продукты сгорания проходят через теплообменные поверхности котла, где отдают часть своей энергии теплоносителю . Часть энергии, вместе с продуктами сгорания уходит из котла через дымоотводную систему в атмосферу, а вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся в процессе конденсации . В обычных котлах борьба с конденсацией обязательна, в конденсационных котлах конденсация водяного пара только приветствуется, она – самое важное условие работы котла. Огромное количество водяных паров содержится в дымовых газах, которые обычными газовыми котлами не используются. В конденсационном котле эти пары охлаждаются в теплообменнике теплоносителем из обратной линии системы отопления. Водяные пары конденсируются, и скрытая теплота конденсации передается теплоносителю из обратной линии системы отопления, добавляясь к теплоте, полученной от сгорания топлива.

Конденсационные котлы имеют перед теплообменником нагнетающий вентилятор с изменяемым числом оборотов, поэтому они сделаны с закрытой камерой сгорания и выбросом продуктов сгорания через коаксиальный, пластиковый или алюминиевый дымоход . Управление числом оборотов вентилятора дает возможность всегда поддерживать оптимальное для сгорания соотношение воздуха и газа. Таким образом, достигается КПД выше 100 % для низшей теплоты сгорания, что дает ощутимую экономию топлива. При таком процессе сгорания газа выброс загрязняющих веществ в атмосферу очень маленький.

Чтобы потери тепла с дымовыми газами были минимальными, в теплообменнике котла должна происходить конденсация водяных паров из дымовых газов. Принципиальная возможность использования конденсационного тепла будет тем выше, чем ниже будет температура отопительной системы, при этом температура хотя бы части теплообменной поверхности должна быть равна или ниже температуры точки росы. Для природного газа при обычных условиях она равна +57°С. Поэтому, чтобы котел работал в режиме конденсации, температура теплоносителя в обратной линии (по которой он возвращается из системы отопления в котел) должна быть не выше +57°С. Таким образом, основной принцип работы любого конденсационного котла заключается в том, что чем ниже температура отопительной системы, тем больше возможность использования конденсационного принципа.

При эксплуатации конденсационного котла в рабочем режиме температур 80/60 'C происходит минимальная конденсация водяного пара и эффективность конденсационного котла составит примерно 98 %. Разница эффективности по сравнению с классическим котлом (92 %) не так велика. При снижении температур отопительной системы, к примеру, до 53/30 'C, ситуация будет иная. Тогда в полной мере будет использован конденсационный режим котла, произойдет значительная конденсация водяного пара и эффективность котла достигнет 107—109 %.

Рекомендации по практическому применению конденсационных котлов и их преимущества:

- Конденсационные котлы, как и любые газовые, могут быть настенными, напольными, одно- или двухконтурными.

- Устанавливать конденсационные котлы на специально рассчитанные под них низкотемпературные системы отопления (желательно не выше 60/40°С, максимум 70/50°С)

- В результате того, что температура отходящих газов часто ниже 40°С, возможно, и даже рекомендовано применять только пластиковые или керамические дымоходы, что значительно уменьшит финансовые расходы на их монтаж.

- так же на экономичность конденсационного котла влияет выбор системы отопления: теплый пол или радиаторное отопление. Для отопительных систем с радиаторами часто принимают расчетную зимнюю температуру в подающей линии 70 градусов и 50 градусов – в обратной линии. Для создания оптимальной конденсации решающей является температура обратной воды. Она должна быть как можно ниже температуры точки росы. Даже если расчетная зимняя температура составляет минус 20 градусов, температура обратной воды как раз достигнет температуры точки росы. Чем ниже становится температура воды в обратной линии, тем выше становится степень конденсации в конденсационном котле.

-Если вместо радиаторного отопления максимально применить систему теплого пола с температурой подачи 40 -45 градусов и температурой в обратной линии 35-30 градусов, степень конденсации становится еще выше. В результате в течение всего отопительного сезона температура обратной воды значительно ниже температуры точки росы. Условия работы конденсационного котла становятся оптимальными, и он работает еще более эффективно.

-Применение конденсационного котла для отопления частного дома позволяет повысить комфорт системы отопления (за счет возможности работы котла при более низких температурах) и уменьшить расход газа на 15-20% (при правильном расчете системы отопления). При дифференцированном тарифе на природный газ в некоторых случаях уменьшение расхода газа на 20% приводит к уменьшению расходов на отопление в 1,5-2 раза.

-Среди преимуществ конденсационных котлов так же можно назвать их более высокую экономичность, примерно на 15-20% выше в сравнении с обычными. Кроме того, в таких котлах используются высокотехнологичные горелки, которые обеспечивают приготовление топливно-воздушной смеси в оптимальных пропорциях для данного режима горения (с непрерывным контролем соотношения «газ-воздух»), что сводит к минимуму вероятность неполного сгорания топлива.

- Дымоходы для обычных газовых котлов отличаются от дымоходов для конденсационных котлов. Мифы о слишком сложных и дорогих дымоходах для кондиционных котлов не имеют никаких оснований. Главное отличие дымоходов для конденсационных котлов состоит в том, что конструкцией конденсационного котла предполагается удаление продуктов сгорания принудительно, что дает возможность подключать котел к таким системам дымоудаления, как коаксиальный дымоход, двухтрубная система, а также к системе забора воздуха из помещения и удаления продуктов сгорания через дымовую трубу. Преимуществом таких котлов является большое количество вариантов подключения к дымоходу без его постройки. Это как раз то, чего так не хватает напольным котлам. Единственное требование к дымоходам для конденсационных котлов - их герметичность.