Конденсационные котлы
Рост цен на топливо стимулирует производителей совершенствовать отопительное оборудование с целью более полного использования потенциала топлива. Примером этого могут служить конденсационные котлы.
Наиболее весомым аргументом при выборе системы обогрева есть величина текущих платежей за топливо. Стоит ли платить больше за лучший котел, чтобы в дальнейшем платить меньше за использованный газ?
Газовые котлы занимают значительный сегмент отопительного оборудования. Они очень удобны в эксплуатации, а процесс обогрева довольно просто автоматизировать.
Чем конденсационный котел отличается от традиционного?
Традиционные котлы отбирают большую часть тепловой энергии, содержащейся в продуктах сгорания, снижая их температуру (200°C и выше) до 140-160°C. Ниже этой температуры их не охлаждают, поскольку это снижает дымоходную тягу, а также вызывает образование химически агрессивного конденсата, губительно влияющего на элементы котлов (вызывают коррозию). В конденсационных котлах происходит охлаждение продуктов сгорания ниже так называемой точки росы (температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу, для водяных паров, образующихся при сгорании газа - около 58°C). Благодаря этому, водяной пар конденсируется и при этом отдает скрытую энергию (количество теплоты, которое поглощается или выделяется телом при изменении фазового состояния вещества) воде, которая нагревается в котле. Таким образом в конденсационных котлах происходит рекуперация энергии (возвращение части энергии, израсходованной в технологическом процессе, для повторного использования), высвобождающейся при конденсации водяного пара. В традиционных котлах эта энергия улетучивается вместе с паром.
Как котел функционирует?
Основным элементом каждого котла является теплообменник. В конденсационных котлах установлено два отдельных теплообменника или один - двухступенчатый. Первичный - функционирует так, как и теплообменник в традиционном котле. Продукты сгорания, проходя через него, отдают значительную часть энергии и с температурой выше точки росы покидают его. Характерным элементом конденсационных котлов является вторичный теплообменник, называемый также конденсационным. Продукты сгорания охлаждаются в нем обратной водой из системы отопления до температуры ниже точки росы.
Вода отбирает тепло из продуктов сгорания, тем самым охлаждая их. При достижении точки росы, содержащийся в продуктах сгорания водяной пар, конденсируясь на стенках теплообменника, отдает скрытую энергию воде, поступающей в котел для нагрева. Вследствие этого процесса продукты сгорания, выходящие из котла, имеют очень низкую температуру (всего на 10-15°C выше температуры обратной воды). Образовавшийся конденсат химически агрессивен, поэтому теплообменники конденсационных котлов изготавливаются из коррозионностойких материалов, например из нержавеющей стали или алюминиево-кремниевого сплава (силумина).
Конденсационные котлы, как и традиционные, могут быть напольными или навесными. По виду они не отличаются друг от друга, монтируются подобным образом. Единственным отличием является наличие пластиковой трубы, отводящей конденсат из котла.
Что делать с конденсатом?
Конденсат чаще всего собирается в специальном резервуаре (встроенном в котел), а оттуда отводится в канализацию. Конденсат весьма агрессивен, поэтому в разных странах действуют разные положения, касающиеся его отведения. Например, в Великобритании конденсат можно отводить непосредственно в канализацию, а в Германии, как правило, его нужно нейтрализовать (это зависит от мощности котла). В России на данный момент отсутствуют соответствующие положения. В частных домах чаще всего устанавливаются котлы с мощностью, не превышающей 30 кВт. Следовательно, количество образующегося в них конденсата незначительно (около 30 литров в день для котла 30 кВт) и его можно отводить в канализацию.
Некоторые производители конденсационных котлов предлагают также нейтрализаторы конденсата. Нейтрализатор - это емкость, наполненная гранулятом, содержащим соединения кальция или магния. Он подключается к трубе, отводящей конденсат из котла; проходя через гранулят, конденсат нейтрализуется.
Безопасное сжигание
Конденсационные котлы представляют собой устройства с закрытой камерой сгорания и принудительным отводом продуктов сгорания. В конденсационных котлах продукты сгорания имеют низкую температуру, а дополнительный теплообменник увеличивает сопротивление проходу продуктов сгорания. Это делает невозможным использование естественной дымоходной тяги, поэтому удаление продуктов сгорания должно быть принудительным. С этой целью в конденсационных котлах применяют закрытую камеру сгорания с принудительной (с помощью турбины) подачей воздуха и удалением (за счет избыточного давления) продуктов сгорания. Следовательно, конденсационные котлы имеют все преимущества котлов с закрытой камерой сгорания:
- они не нуждаются в дымоходе - продукты сгорания отводятся из них непосредственно за пределы дома по приточно-отводящему каналу. Такие котлы можно без проблем устанавливать в домах без дымохода или там, где дымоход был бы слишком коротким для создания соответствующей дымоходной тяги, например, в одноэтажном доме или на чердаке;
- они более безопасны, поскольку процесс сгорания полностью изолирован от помещения, в котором они установлены.
Для отвода продуктов сгорания от котла используют приточно-отводящий канал, который можно вывести через наружную стену дома или выше уровня крыши. Производители котлов обычно рекомендуют использовать дымоходные системы собственного производства. Можно использовать соответствующим образом подобранные системы других производителей. Если для отвода продуктов сгорания будет прокладываться горизонтальный канал, необходимо предусмотреть его небольшой уклон в направлении котла. Тогда конденсат, который образуется в канале, будет стекать к котлу, в предназначенную для этого емкость, а не за пределы дома.
В чем преимущества конденсационных котлов?
Использование конденсационных котлов в российских реалиях становится все более рентабельным. Отопительный сезон длится около 200 дней в году. Самая низкая температура наружного воздуха, которая учитывается при расчетах потерь тепла и при выборе котла (около -20°C), бывает едва ли на протяжении 5-10% этого периода. Конденсационные котлы, работающие в низкотемпературных отопительных системах, потребляют примерно на 15% меньше топлива, чем современные традиционные котлы. По сравнению со старыми котлами можно сэкономить вплоть до 30% топлива. Эксплуатация конденсационных котлов - это не только финансовая выгода за счет более экономного использования газа. Они также меньше влияют на окружающую среду: благодаря высокому КПД конденсационных котлов уменьшается расход топлива, в результате чего снижается уровень выбросов углекислого и других газов, вызывающих парниковый эффект. Уровень загрязнений, создаваемых конденсационными котлами, как правило, даже ниже требований суровых европейских норм, касающихся выбросов окисей азота и углерода.
Роз без шипов не бывает
Конденсационные котлы значительно экономичнее традиционных. Но за эти преимущества нужно заплатить, причем немало. Стоимость конденсационного котла подчас в два раза выше, чем подобного традиционного котла. Срок окупаемости конденсационного котла зависит от потребностей дома в тепле, от его площади, вида системы отопления. Следовательно, каждый покупатель должен индивидуально проанализировать, насколько выгодна ему покупка такого котла.
Не только для низкотемпературных
Существует мнение, что конденсационные котлы могут работать только в напольных или радиаторных низкотемпературных (50/30°C) системах. В таких случаях специалисты рекомендуют увеличить площадь радиаторов, а это увеличивает стоимость системы.
Максимальная температура, до которой вода может быть нагрета в конденсационном котле, составляет около 82°C.
Внимание! Поскольку конденсат продуктов сгорания является химически агрессивным, для отвода продуктов сгорания конденсационных котлов необходимо применять каналы только из материалов, стойких к агрессивной среде.