Конденсационные газовые котлы: принцип работы, плюсы и минусы

Газовый котел — довольно распространенный элемент системы отопления как квартиры, так и частного дома. От его эффективности и надежности зависит качественный обогрев жилья. Конденсационный агрегат — относительно новый тип теплогенератора, который не только имеет высокий КПД, но и позволяет уменьшить расход газа. О всех плюсах и минусах данного оборудования расскажем в этой статье.

Устройство и принцип работы

Визуально конденсационный газовый котел ничем не отличается от конвекционного. Однако его устройство намного сложнее обычного газотопливного агрегата.

Основные элементы конструкции:

• Закрытая камера сгорания;
• Модульная горелка с плавной регуляцией пламени;
• Первичный теплообменник;
• Камера доохлаждения с конденсационным теплообменником;
• Турбина (вентилятор);
• Устройство отвода конденсата;
• Коаксиальный дымоход.

Принцип работы такого оборудования заключается в использовании аккумулирующего тепла, выделяемого в процессе конденсата. Чтобы использовать дополнительную тепловую энергию в конденсационном котле предусмотрен вторичный теплообменник, который «забирает» тепло водяного пара.

Для получения максимального количества влаги от отходящих газов конденсационный котел должен работать в низкотемпературном режиме, т.е.:

• Газовая горелка нагревает теплоноситель до заданной температуры.
• Отходящие газы сгорания переходят во второй теплообменник, где охлаждаются при помощи остывшей воды из отводящего трубопровода.
• При остывании до «точки росы» (50-53°) образуется конденсат, который оседает на вторичном теплообменнике и отдает дополнительную тепловую энергию теплоносителю.
• Остатки конденсата стекают в специальный резервуар.

Конденсат — это не просто вода, а жидкость с высоким содержанием химических кислот. Чтобы минимизировать образование коррозии, в оборудовании чаще все устанавливаются литые теплообменники из нержавеющей стали или силумина.

Плюсы конденсационного агрегата

Экономия газа. Модулирующая горелка и встроенная автоматика позволяют рациональнее использовать газовое топливо, за счет оптимального соотношения кислорода и газа в устройстве. Это позволяет снизить расход газового топлива до 15-20%.

Высокая производительность. За счет использования дополнительной тепловой энергии коэффициент полезного действия таких агрегатов превышает 100%.

Безопасность. Все агрегаты имеют закрытую камеру сгорания, что безопасно для человека. А конденсационный принцип работы сокращает выброс вредных веществ в атмосферу, т.к. большинство кислот оседает в конденсате.

Универсальность. Оборудование разработано для работы в низкотемпературном режиме, что позволяет установить его с системой водяного теплого пола. При радиаторном отоплении агрегат будет работать как обычный конвекционный аналог. Отличается высокой эффективностью работы в комбинированной отопительной системе.

Увеличенный срок службы. Снижение нагрузки на основные узлы прибора увеличивает срок эксплуатации агрегата минимум до 15 лет.

Почему КПД выше 100%?

Известно из закона физики о сохранении и преобразованию энергии, что коэффициент полезного действия не может превышать показателя 100%. Тогда откуда берутся 102, 106 или даже 110%?

Данный показатель сравнивается с КПД классического газового оборудования. К примеру:

В конвекционной модели в зависимости от производителя и мощности оборудования от 4 до 10% тепловой энергии «улетает в трубу»: одноступенчатый нагрев жидкости в контуре отопления предполагает нагревание теплоносителя в одном теплообменнике агрегата, при этом часть тепла выходит вместе с продуктами сгорания через дымоход. Поэтому средний показатель КПД обычного газового теплогенератора находится в пределах 90-96%.

В конденсационном котле за счет двухступенчатого нагрева теплоносителя вторичный теплообменник собирает остатки тепла, аккумулирующегося в паре. Поэтому показатели полезного действия агрегата складывают как: стандартные 90-96% (при обычной генерации тепла) + 10% (вторичное тепло, полученное от образования конденсата). Вот и получаем заветные 102-110%.

Подробнее о методах расчета КПД конденсационных агрегатов.

Недостатки

Высокая стоимость. Конденсационный газовый котел за частую стоит в полтора-два раза дороже классических моделей. Даже самые бюджетные агрегаты на порядок выше по цене своих конвекционных аналогов.

Отвод конденсата. Не допускается слив кислоты в септик или грунт. Агрессивные жидкости необходимо разбавлять в пропорции 10:1, а лучше 25 к 1, или использовать специальные нейтрализаторы.

Снижение эффективности при использовании агрегата в высокотемпературных системах. Высокий КПД оборудования достигается только благодаря выработке конденсата. Однако для его образования необходимо, чтобы температура воды в обратке не превышала отметки 20-30°С. Это достигается только при напольном обогреве либо в комбинированной системе отопления.

Требования к дымоходу

В устройствах закрытого типа забор воздуха и отвод продуктов сгорания выполняется принудительно с помощью турбины (вентилятора). Для нормальной циркуляции воздуха используется коаксиальный дымоход. Устанавливать такую систему дымоудаления нужно под определенным углом, чтобы образующиеся осадки конденсата не попадали обратно в котел.

Так как температура отводящих газов у конденсационных котлов значительно ниже чем у конвекционных, установку оборудования стоит предусмотреть в таком месте, где труба дымохода не будет подвергаться обледенению.

Вывод

Максимальная эффективность конденсационного газового котла достигается при правильной эксплуатации агрегата. Важно соблюдать технические требования при установке и монтаже.

В долгосрочной перспективе такое оборудование позволяет уменьшить затраты на газовое топливо и сэкономить на отоплении.