Конденсационный газовый котел: специфика действия, плюсы и минусы + отличие от классических моделей

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу

Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии

В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH₄), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) в виде пара и ряд других химических элементов.

В обычном котле температура дымовых газов после прохождения через теплообменник может доходить до 175-200 °C.

 И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

• Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
• Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 — 97%.

Отсюда и появляются цифры КПД конденсационного котла, превышающие 100%. Благодаря высокому КПД такой теплогенератор расходует меньше газа, чем обычный котёл.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

• при сгорании природного газа – 11%;
• при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
• при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Плюсы и минусы

Обычный или конденсационный котел – что лучше, и в каких ситуациях?

Основные преимущества агрегатов конденсационного типа – высокий КПД и экономичность. Благодаря конструкции горелки (виды газовых горелок для котлов отопления) топливо сгорает практически полностью, количество отходов минимально – то есть, в экологическом отношении этот котел тоже лучше.

Температура дыма ниже 40 градусов – это означает, что можно использовать дымоходы из пластика, а они дешевле металлических. За счет меньшего количества продуктов сгорания и встроенной принудительной вентиляции можно использовать трубы меньшего сечения.

К плюсам этого котельного оборудования относятся:

• компактность, небольшой вес;
• проще монтаж;
• модулируемая горелка;
• экономия газа, в среднем 35 %;
• малый уровень шума и вибраций;
• экономия на дымоходе;
• экологичность (в 7 раз меньше вредных выбросов);
• возможна каскадная установка (несколько котлов в общей системе).

Конденсационный газовый котел: что это такое

Если сравнивать стандартный газовый котел с его конденсационным аналогом, то можно прийти к выводу, что их отличия заключаются не только в некоторых новшествах, а в кардинально различных принципах работы. Да, и в том и в другом случае нагрев теплоносителя происходит благодаря горению газа, но в конденсационном котле нагрев теплоносителя дополнительно еще производится с помощью отработанных газов.

Причем система дымоудаления в данном случае производит первичный нагрев жидкости – отработанные газы, в которых в большом количестве содержится водяной пар, сначала подогревают теплоноситель, а уже потом непосредственно газ догревает его до заданной температуры. Именно благодаря всему этому и происходит экономия топлива – КПД конденсационных котлов по сравнению со стандартными агрегатами данного типа выше на 15-20%.

Как работает такой котел? Если не вникать подробно в его конструкцию, то описать последовательность технологического цикла нагрева теплоносителя можно следующим образом.

1. Обратный трубопровод системы отопления подает теплоноситель в первый теплообменник. На нем конденсируется пар, содержащий в отработанных газах, отдавая тем самым свое тепло теплоносителю.

2. Дальше жидкость попадает в обычный высокотемпературный теплообменник, в котором теплоноситель нагревается уже до заданной температуры.

Все просто, но на самом деле такой подход к нагреву теплоносителя требует некоторого переоборудования котла. Во-первых, подача теплоносителя в систему отопления в таких агрегатах осуществляется в нижней части котла. Во-вторых, верхний низкотемпературный конденсационный теплообменник оснащается резервуаром для сборки конденсата. В-третьих, все эти нововведения в значительной мере увеличивают габариты котла. В принципе, со всем этим легко мириться, если такое оборудование действительно позволяет экономить газ, что и является основным достоинством котла данного типа. Но кроме него, у этого газового оборудования имеются другие достоинства.

Лучшие напольные газовые котлы конденсационного типа

Для установки напольного газового котла требуется негорючая подставка. При выборе оборудования следует сосредоточиться на тепловой мощности и функциональных возможностях. Специалисты выделили несколько современных моделей.

Vaillant ecoCOMPACT VSC 306/4-5 150 30 кВт двухконтурный

Рейтинг: 4.9

Главным преимуществом серии котлов Vaillant ecoCOMPACT эксперты считают компактные размеры. Благодаря этому оборудование можно установить как в тесной котельной, так и на чердаке. Модель VSC 306/4-5 150 удачно совмещает скромные габаритные размеры с комплектацией. В едином корпусе расположен отопительный котел и водонагреватель емкостью 150 л. Тепловая мощность модели регулируется в диапазоне 5,8…30 кВт. Производитель оснастил свое изделие циркуляционным насосом, воздухоотводчиком и расширительным баком объемом 12 л. И первичный, и вторичный теплообменник сделаны из нержавеющей стали. Учитывая все эти особенности котла, сложно назвать его дорогим удовольствием.

Модель становится победителем нашего обзора, несмотря на небольшое число отзывов.

• высокая мощность;
• компактность;
• богатая комплектация;
• качественная сборка.

не обнаружено.

Viessmann Vitocrossal 300 CU3A038 19 кВт одноконтурный

Рейтинг: 4.8

Самым дорогостоящим напольным газовым котлом в нашем обзоре стал одноконтурный агрегат Viessmann Vitocrossal 300 CU3A038

Немецкий производитель пытается привлечь внимание к своему изделию высоким коэффициентом превращения энергии горения в тепло (98 %). Важными свойствами для потребителя будут экологичность, экономичность и тихая работа

Упрощает уход за оборудованием функция самоочистки теплообменника. Сэкономить в будущем пользователям предлагается за счет расширенного интервала сервисного обслуживание (3 года). Хоть модель уступает лидеру в максимальной мощности (19 кВт), зато температура теплоносителя может достигать 95ºС.

Возможно, доводы наших экспертов помогут потенциальным покупателям в нашей стране разглядеть все плюсы модели. Но пока реальных отзывов о котле на тематических форумах нет.

• высокий КПД;
• экономичность;
• тихая работа;
• самоочистка теплообменника.

высокая цена.

Fondital Giava KRB 12 11.6 кВт двухконтурный

Рейтинг: 4.8

Богатой комплектацией может похвастаться итальянский двухконтурный котел Fondital Giava KRB 12. Модель оснащена встроенным бойлером объемом 130 л, расширительным баком емкостью 10 л, циркуляционным насосом. Оборудование предназначено для работы с природным и сжиженным газом, максимальная тепловая мощность прибора составляет 11,6 кВт. Благодаря применению конденсационных технологий производителю удалось добиться минимального выброса в атмосферу вредных соединений и низкого потребления топлива. Напольный котел становится бронзовым призером нашего обзора.

К сильным сторонам агрегата пользователи относят многофункциональность, богатую комплектацию, экономичность. Сдерживающим фактором при покупке может стать скромная мощность.

• богатая комплектация;
• многофункциональность;
• экологичность;
• экономичность.

скромная мощность.

Buderus Logano plus GB102-16 17 кВт одноконтурный

Рейтинг: 4.7

Самой привлекательной ценой на фоне конкурентов обладает газовый котел Buderus Logano plus GB102-16. Модель одноконтурного типа создана на основе современных конденсационных технологий, благодаря которым оборудование демонстрирует высокую эффективность преобразования горения топлива в тепловую энергию

Эксперты обратили внимание на компактные размеры (930х394 мм) и легкость (52 кг) оборудования. Управляет котлом надежная автоматика ВС20, теплообменник сделан из особого алюминиевого сплава

Однако вместе с котлом не поставляются такие важные узлы, как насос, воздухоотводчик и расширительный бак. Модель останавливается в шаге от призового пьедестала.

Российским домовладельцам нравится демократичная цена котла, компактность и легкость. Минусом они считают бедную комплектацию.

• доступная цена;
• компактные размеры;
• легкость;
• высокая эффективность.

Vaillant ecoVIT VKK INT 186/5 17.2 кВт одноконтурный

Рейтинг: 4.6

Отличным вариантом модернизации старых систем отопления будет установка высокотехнологичного котла Vaillant ecoVIT VKK INT 186/5

Модель привлекла внимание экспертов стильным дизайном и эргономичной конструкцией. Благодаря высокому КПД производителю удалось снизить расход топлива

Тепловая мощность прибора регулируется в диапазоне 5…17,2 кВт, имеется возможность подключения внешнего управления. Из полезных функций следует отметить автодиагностику, защиту от замерзания и перегрева, автоподжиг, индикацию включения, дисплей. За безопасность отвечает газ-контроль.

Современный конденсационный котел: плюсы и минусы

Со 100% энергии вы получите… до 107% тепла

Это происходит благодаря конструкции этого типа отопительного оборудования. В отличие от неконденсационного, работа конденсационного котла позволяет максимально израсходовать сжигаемое топливо. Используется также та энергия, которая обычно теряется во время охлаждения выхлопных газов в результате конденсации водяного пара. Это дает дополнительные 11% к полученному теплу! После вычета тепла, которое теряется, мы получаем около 107% тепла.

Экономия на счетах

Мы можем с уверенностью предположить, что выбор в пользу конденсационного котла позволяет экономить топливо. Хотя стоимость конденсационного котла выше, чем традиционного, но уже через 4 года нормальной эксплуатации стоимость покупки вернется

Для того чтобы это произошло, важно, чтобы система отопления была надежной, было в наличии хорошее топливо (газ не должен иметь загрязнений), адекватная, не слишком жесткая вода

Быстрый и автономный: не работает на полную мощность в течение всего года

Казалось бы, что если вы покупаете устройство, оно должно давать 100%-ную отдачу каждый раз, когда запускается. Тем не менее, конденсационный котел умный – он адаптирует свою работу к внешним условиям, то есть к температуре за окном и, следовательно, он «знает» насколько вам нужно нагреть дом. Он может быть запрограммирован, при этом есть возможность указать температуру нагрева (т.е. самую низкую температуру, которую мы ожидаем в холодный период). И только тогда он разогреется на полную мощность, а в остальные дни года он будет дозировать тепло адекватно вашим потребностям. Во всяком случае, вы не должны даже настраивать его! Он приспосабливается к условиям работы.

Конденсационный газовый котел «умный» и поэтому очень экономичный. Только в течение нескольких дней в году он будет работать на полную мощность, а в другие дни устройство потребляет значительно меньше топлива – вы сэкономите немалые деньги на газ. Кроме того, конденсационный котел является гораздо более эффективным, чем традиционный. Он работает намного более эффективно и лучше, когда температура за окном выше расчетной температуры. Парадокс? Но тот, который окупается!

Замкнутый, что удобно и безопасно

Большинство конденсационных котлов замкнуты. И тот факт, что они закрываются автоматически гарантирует, по крайней мере, два больших преимущества – удобство и безопасность эксплуатации.

Разве это не абсурд, что устройство, используемое для нагрева помещения, для этой цели вынуждено подтягивать в помещение воздух с улицы, тем самым охлаждая помещение, в котором он находится? По этому принципу работают только котлы с открытой камерой сгорания, то есть традиционные. Они должны постоянно получать воздух, необходимый для сгорания газа, причем этот воздух заходит с улицы и проходит через ваше жилье. Котлы закрытые гораздо лучше решают эту проблему. Они удобны, так как система вентиляции камеры сгорания осуществляется с помощью установленного вентилятора. С его помощью наружный воздух поступает в котел не из помещения, в котором установлен котел, а непосредственно с улицы. В результате комната не остывает из-за непрерывной циркуляции воздуха и гораздо лучше прогревается, особенно в зимний период.

Тот факт, что котел замкнутый, делает его также безопасным. Дополнительный корпус отделяет от паров и защищает от отравления угарным газом. Уже сам вид плотно «бронированного» котла позволяет чувствовать себя с ним более уверенно и комфортно

Кроме того, приток воздуха в этом типе котлов является более эффективным, так как он автоматизирован и работе датчику выхлопа не помешает любое, даже случайное вмешательство неосторожного члена семьи

Компактный и тихий

Газовые конденсационные настенные котлы с закрытой камерой, требуют меньше места, чем модели с открытой камерой сгорания. Таким образом, котел может быть установлен даже в небольшой комнате. Конденсационные котлы, безусловно, намного меньше, чем печи, работающие на дереве или угле. Вы можете купить конденсационные настенные котлы или напольные, так что их очень легко адаптировать к различному дизайну интерьера и вашим потребностям. Их можно установить не только в котельной или ванной, но и практически в каждом помещении. Вы можете свободно установить его даже в коридоре или на кухне. Конденсационный котел работает так тихо, что вы забудете о его существовании. Даже более того, его можно скрыть в нишу или шкаф, заказанный специально для этой цели.

Существенным недостатком конденсационного котла является его более высокая цена, однако с учетом экономии потребляемой энергии, она должна быстро окупиться.

Конденсационные котлы отопления типы и производители

Отопительные приборы с использованием конденсации могу быть напольного или настенного исполнения. Настенные имеют, как правило, небольшие мощности (до 100 кВт, редко до 120 кВт) и небольшие размеры. Некоторые модели оборудования используются исключительно на отопление, некоторые готовят также горячую воду для бытовых нужд (ГВС). Причем горячая вода может готовиться в некоторой емкости (бойлерного типа) или разогреваться в змеевике (проточного).

Настенный конденсационный котел имеет небольшие размеры

Фирма Vaillant (Вайлант) производит конденсационные котлы как настенном исполнении, так и в напольном варианте. Есть модели с проточным нагревом воды для ГВС в пластинчатом теплообменнике, а есть емкостного типа. Оборудование может изменять мощность работы в широком диапазоне минимально — 20-28% от номинальной.  Имеется встроенный автоматический воздухоотводчик, есть возможность переоборудования под сжиженный газ, простая установка параметров при первом пуске. Напольные агрегаты могут использоваться в каскадной связке для отопления и обеспечения горячей водой многоэтажных домов. Имеется контроль безопасности всех основных параметров (контроль пламени, температуры теплоносителя, дымоотведения)

Конденсационные котлы Vaillant настенные и напольные

Конденсационные котлы Baxi (Бакси) также выпускаются в настенном и напольном варианте. Котлы этой фирмы линейки Luna отличает возможность подключения внешнего бойлера для горячей воды.  Линейка NUVOLA COMFORT ориентирована на подготовку большого количества горячей воды. Также имеется автоматический контроль как за температурой теплоносителя в отопительной системе, так и за температурой воды в ГВС. К стандартному набору контроля параметров системы добавлена система защиты от замерзания и антибактериальная обработка. Линейка Baxi Duo-tec автоматически адаптируется под качество подаваемого топлива и тип дымохода, имеет автоматический байпас и моделируемую мощность горелки, которая подстраивается также под погодные условия. Напольные конденсационные котлы Бакси отличаются небольшими габаритами и широким выбором функций, могут работать в каскаде и обеспечивать большие частные дома, производственные,  промышленные помещения,  многоквартирные здания.

Конденсационные котлы отопления Baxi («Бакси»)

Итальянские конденсационные. Линеек оборудования несколько: Power Plus, Mynute Green RSI и CSI,  Exclusive Green RSI и CSI, Exclusive Boiler Green. Особенности агрегатов Power Plus – патрубки удаления дыма и забора воздуха выполнены раздельно, биметаллический первичный теплообменник, обширный перечень функций автоматики. В линейке Mynute Green RSI и CSI теплообменник алюминиевый авторской конструкции, в линейке CSI присутствует пластинчатый теплообменник для нагрева воды для ГВС, модификация RSI позволяет подключить наружный бойлер. Как и в любом подобном оборудовании европейских производителей, имеется обширный перечень защитных программ и контроля системы, блокировка оборудования при несоответствии параметров.

Конденсационные котлы отопления Beretta («Беретта»)

Конденсационные котлы от немецкой фирмы «Будерус» Logamax имеют неплохую репутацию, но есть у них одна особенность: даже настенные варианты не выпускают малой мощности. Самый маломощный котел имеется в линейке Logamax PLUS GB112  – 29-60 кВт. Все остальные котлы рассчитаны на еще большие объемы. Они могут использоваться для обогрева нескольких коттеджей, расположенных неподалеку (каскадного типа). Есть некоторые ограничения по монтажу: желательна установка в подвале или на чердаке.

Конденсационные котлы «Будерус» Logamax

Теплообменник в Logamax  используется из ребристых труб, изготовленных из кремний-алюминиевого сплава, благодаря чему годовой коэффициент использования топлива – 109%. Установлена на котле керамическая плоская горелка, которая воспламеняется при помощи электрода накаливания, что приводит к понижению шумов при воспламенении газо-воздушной смеси. Количество подаваемой смеси зависит от наружных температур и определяется автоматикой при помощи датчиков.

Напольные конденсационные котлы Buderus имеют очень большие мощности – от 120 кВт, работать могут в каскаде. Подходят для отопления больших коттеджей и многоэтажных домов, производственных помещений.

Режимы работы конденсационного газового котла

Только специалисты смогут спроектировать системы отопления дома так, чтобы она работала наиболее эффективным образом. Прежде всего необходимо выбрать режим работы котла, от которого будут зависеть почти все параметры системы отопления.

Настенный газовый котел NAVIEN DELUXE PLUS

В разное время суток от отопительного котла требуется разное количество тепла, регулировать которое можно с помощью газовой горелки. Горелки у большинства современных газовых котлов конденсационного типа являются модулируемыми, т.е. с возможностью плавного изменения мощности котла в процессе работы. Горелки, как правило, имеют широкий диапазон модуляции тепловой мощности в пределах 20-100%. Это позволяет легко поддерживать в доме требуемую температуру и экономить дорогостоящее топливо.

Следует отметить, что модулируемые газовые горелки устанавливают и на многие модели обычных котлов.

Конвекционный газовый котел, как правило, работает в режиме 80/60 или 75/60. Где 75 — это температура теплоносителя на выходе из котла, равная 75°С, а 60 — температура теплоносителя 60°С, поступающего в котел после прохождения по всем радиаторам (так называемая обратка). Если температура обратки будет ниже, в котле начнет скапливаться конденсат, на который обычный котел совсем не рассчитан, т.к. точка росы (температура конденсации влаги) находится на уровне около 58°С.

Иное дело котел конденсационного типа. Наиболее эффективен он как раз при низкотемпературных режимах работы, т.к. конденсация в нем только приветствуется. В конденсационных котлах специально понижают температуру теплоносителя до режима 50/30 (выход — 50°С, обратка — 30°С). Именно в этом режиме происходит максимальное извлечение тепла из продуктов сгорания газа и тепла за счет конденсации водяных паров. И тут возникает вопрос, как спроектировать систему отопления, чтобы котел мог работать в режиме, близком к 50/30, а хозяева при этом получали столько тепла, сколько им надо.

Понятно, что при применении обычного котла лучше всего отапливать дом с помощью радиаторов. А вот для конденсационного котла многие предлагают использовать систему «водяной теплый пол». Именно с помощью водяных теплых полов можно заставить котел конденсационного типа использовать энергию от конденсации водяных паров весь отопительный период и обеспечить максимальную экономию газа.

Но если по каким-то причинам установить водяной теплый пол вы не сможете, конденсационный котел все же окажется неплохим решением для обустройства отопительной системы. Попробуем это доказать. На большей части территории страны и смежных государств в зимний период суровые холода держатся относительно недолго — до 10 дней. Да, в это время придется «гонять» ваш конденсационный котел в обычном высокотемпературном режиме, без конденсации, что вполне допустимо, т.к. КПД этого котла все равно будет на уровне 93-97%. Это больше, чем у лучших моделей традиционных котлов. Зато в остальное время зимы конденсационный котел сможет работать при меньшем температурном режиме и в режиме частичной конденсации.

Зависимость КПД котла от режима работы

Специалисты предлагают маленькие хитрости, позволяющие настроить режим работы конденсационного котла так, чтобы и КПД сохранить выше 100%, и на топливе сэкономить, и тепло в доме обеспечить. Например, изначально проектировать систему отопления не для оптимального режима 50/30, а для режима 60/40. Тогда расход газа будет немного больше, зато и в холода мерзнуть не придется.

Есть и другие варианты — к примеру, установить в доме дополнительные радиаторы, с увеличенной в 2,5-3 раза полезной площадью поверхности, рассчитанные на температуру теплоносителя не выше 50°C. Но в этом случае увеличатся капитальные затраты. Хотя эксплуатационные расходы на топливо снизятся. Что лучше — решать только вам.