Какой конденсационный котел выбрать, как он работает и куда сливать конденсат

Что такое конденсационный котёл и чем он отличается от обычного

Главное отличие конденсационного котла от обычного это увеличенный размер теплообменника. Если вы не разбираетесь в котлах, то эта фраза вам ничего не объяснит. Поэтому я сейчас подробно опишу принцип работы обоих котлов и через 5 минут вам всё станет понятно.

Для примера возьму настенные газовые котлы, которые установлены у меня дома. В 2008 году я установил для отопления своего дома обычный газовый котёл Viessmann Vitopend 100.

В январе 2021 года я его заменил на конденсационный настенный газовый котёл Viessmann Vitodens 050. Внешне котлы выглядят практически одинаково.

Принцип работы обычного газового котла

При сжигании газа в камере сгорания котла образуются выхлопные газы, состоящие в основном из углекислого газа и водяных паров, имеющих высокую температуру. Когда эти выхлопные газы проходят через теплообменник котла, то тепло от них нагревает теплообменник и уже остывшие выхлопные газы улетучиваются в дымоход.

Для тех кто не понимает, что такое теплообменник котла. Если у вас есть автомобиль, то там есть теплообменник с вентилятором, который установлен внутри машины и вы его называете печкой.

Горячий теплоноситель (антифриз) циркулирует через радиатор, от этого он нагревается и передаёт тепло воздуху, который вентилятор прогоняет через радиатор. Тепло от жидкости (антифриза) нагревает воздух это и называют теплообменом.

Представьте, что радиатор от печки автомобиля установили в газовый котёл. Горячие газы пролетают через этот радиатор и своим теплом нагревают находящуюся внутри жидкость. Только в отличие от печки в машине, в котле тепло от воздуха греет жидкость, а не наоборот.

Как я уже писал выше, при сжигании газа выделяются водяные пары. При охлаждении этих паров, когда они пролетают через теплообменник котла, эти пары конденсируют. Появляются капли воды, которые осаживаются на теплообменнике котла и начинают его разъедать.

Пары выпадают в конденсат при температуре ниже +58°C. Поэтому при проектировании обычных газовых котлов инженеры сделали так, чтобы эту температуру проскочить как можно быстрее.

Если вы понаблюдаете за работой обычного котла, то наверняка услышите, что при запуске горелки котёл сразу включается на максимум своей мощности. А через несколько секунд пламя горелки уменьшается, и котёл работает в настроенном режиме.

19 ошибок, которые допускают при монтаже водяного тёплого пола

Это сделали для того, чтобы минимизировать появление конденсата.

Как работает конденсационный котёл

Принцип работы конденсационного котла точно такой же, как и у обычного газового котла. Но как я уже писал выше, у конденсатного теплообменник имеет больший размер. Если теплообменник больше, то и тепла с выхлопных газов он сможет снять больше, чем обычный котёл.

Вот и получается, что КПД у конденсационного котла больше, так как меньше тепла вылетает в трубу, при сжигании одинакового количества газа. Для сравнения: температура уходящих газов обычного котла Vitopend 100 — 105-132°C, а у конденсационного Vitodens 050 — 35-68°C.

Есть ещё один момент.

Если обычный котёл старается быстро пройти фазу конденсации, то в конденсационном котле, всё сделано наоборот. Чем больше появится конденсата, тем больше с него можно снять тепла и передать его в систему отопления.

Поэтому самый эффективный режим работы конденсационного котла это работа на температуре ниже 58°C.

Принцип работы

Функционирование агрегата проходит в два этапа:

• обратный поток теплоносителя поступает в конденсационную камеру. Она является теплообменником, в котором энергия от оседающего водяного пара из дымовых газов передается ОВ (отопительной воде). От этого температура теплоносителя немного повышается, что позволяет сделать режим нагрева газовой горелки более экономичным и мягким;
• из конденсационной камеры ОВ поступает в первичный теплообменник и далее весь процесс происходит по обычной традиционной методике. Получая полноценный нагрев, жидкость поступает во вторичный теплообменник, отдавая часть энергии на подготовку ГВС. Затем она поступает в отопительный контур или систему теплого пола.

Для эффективной работы теплового контура радиаторного типа надо, чтобы температура обратки не была выше, чем степень нагрева теплообменника конденсационной камеры, иначе работа первой ступени станет невозможна.

ВАЖНО!

В условиях России обеспечить такие условия невозможно физически, поэтому остается только использовать конденсационные модели для питания контуров теплого пола. Подобное ограничение ставит под вопрос целесообразность использования этих агрегатов в неподходящих условиях, так как разница в стоимости уничтожает всю выгоду от экономии топлива.

Какая экономия от использования конденсационного котла

У меня есть два настенных газовых котла, обычный и конденсационный. Понятно, что один выкидывает водяные пары в трубу, а второй снимает с них тепло. Давайте разбираться, какая экономия между ними, ведь конденсационный котёл стоит дороже, чем обычный.

Начать нужно с системы отопления. Она бывает высокотемпературная и низкотемпературная. Если в системе отопления температура выше точки конденсации, то она высокотемпературная. Если ниже, то низкотемпературная.

Когда отопление делают грамотные монтажники, то они придумывают конфигурацию системы исходя из параметров источника тепла. В идеале система отопления должна рассчитываться и проектироваться.

Согласитесь, будет глупо ставить радиаторы под каждое окно исходя из расчётов 10 Ватт на квадратный метр, если у вас источник тепла выдаёт температуру, например, +45°C. Зимой вы просто замёрзнете.

Так как конденсационный котёл работает на низких температурах, есть смысл его устанавливать на низкотемпературные системы отопления. А если у вас, например, для комфорта в доме температура радиаторов должна быть не меньше 70°C, то смысла в установке конденсационного котла нет никакого. Вы просто переплатите за него.

При работе на температуре выше 55°C он будет работать с такой же эффективностью, как и обычный газовый котёл.

А вот если у вас низкотемпературная система отопления, например, тёплые полы, то конденсационный котёл то, что нужно. Первый плюс его использования — экономия самого котла на этапе сжигания газа.

Обвязка твердотопливного котла своими руками

Второй огромный плюс — возможность сэкономить на конфигурации системы отопления. Конденсационный котёл можно напрямую подключить к водяным тёплым полам, не тратя деньги на смесительные узлы. Без которых водяные полы к обычному котлу подключать нельзя.

Сколько я сэкономил

Как я писал выше, в 2021 году у меня была замена обычного котла на конденсационный. Я живу в частном доме с пристройкой. Площадь дома и пристройки примерно одинаковы. В доме установлены радиаторы, в пристройке водяные тёплые полы. Газовый котёл управляется по механическому термостату.

После замены одного котла на другой расход газа уменьшился примерно на 20%. Раньше мы платили 4 000 рублей в месяц, после установки конденсационного котла Viessmann Vitodens 050 стали платить по 3 000 — 3 200 рублей в месяц.

Плюсы оборудования

Список преимуществ конденсационных котлов очень обширный, что объясняет высокую популярность такой разновидности обогревательных систем. К ключевым плюсам можно отнести:

1. Экономичность. Если сравнивать конденсационные котлы с обычными конвекционными моделями, то они потребляют на 35% меньше топлива, что позволяет существенно снизить расходы на обогрев помещения.
2. Экологичность. Процент сокращения вредных выбросов достигает 70% в сравнении с традиционными газовыми установками.
3. Возможность установки дымоходов из пластика из-за низкой температуры отходящих газов. Пластиковые модели существенно дешевле классических стальных.
4. Тихая работа, которая повышает уровень комфорта проживания в помещении.

Что касается расхода топлива, то он определяется и мощностью оборудования, и нагрузкой, которая возлагается на котел. Чтобы полностью обогреть жилище площадью 250 квадратных метров, вполне подойдет 28-киловатный котел с расходом топлива 2,85 м3/ч. Для сравнения, классические газовые агрегаты будут требовать не меньше 3,25 м3/ч. В результате за шестимесячный период эксплуатации получится экономия средств около 3 тысяч рублей.

Еще один важный плюсом системы — минимальный объем вредных выбросов. Во время сгорания органической топливной смеси происходит образование углекислого газа, который вырабатывает углекислоту. К тому же, в любых топливах присутствуют химические соединения серы, азоты, фосфора и многих других элементов, которые при контакте с водой тоже дают кислоты.

Обычные газовые котлы выбрасывают пары воды с различными примесями в воздух, загрязняя его. У конденсационных установок этот минус отсутствует, т.к. все кислоты не покидают конденсат.

Утилизация конденсата в септик

Довольно часто мои заказчики (я занимаюсь монтажом систем отопления) спрашивают: можно ли конденсат сливать в септик? В интернете всякого начитались или другие монтажники им страсти рассказали и теперь вообще непонятно куда конденсат сливать.

Знаете, я 20 лет работаю на стройке и понял одно: надо стараться подальше держаться от людей, которые всё знают. Именно те, кто говорит, что он суперпрофессионал и всё знает, больше всего косячит. По крайней мере, я именно с таким сталкиваюсь.

У меня подход простой: зачем мне всё знать, если на каждое оборудование есть инструкция по его применению? Если у вас вопрос по конденсату, то скорее всего, об этом написано в инструкции к котлу производителя. У меня котёл Висман, открываю инструкцию к нему и читаю:

Во время режима отопления в конденсационном котле и в дымоходе образуется конденсат со значением pH между 4 и 5. Конденсат должен быть отведён согласно предписаниям.

В инструкции DWA-A 251 «Конденсат из конденсационных котлов», на основании которой составляются, как правило, местные постановления об очистке сточных вод, определены условия для отвода конденсата из конденсационных котлов в местную канализационную сеть.

Если заглянуть в эту немецкую инструкцию DWA-A 251 и перевести, то там написано: конденсаты из систем сжигания природного газа мощностью до 200 кВт обычно достаточно нейтрализуются путём смешивания с бытовыми сточными водами.

Допустим, что я не верю немцам или не умею пользоваться интернетом и переводчиком, как мне решить, можно в канализацию конденсат сливать или нет? В инструкции к котлу указано, что кислотность конденсата pH находится между 4 и 5. Например, у томатного сока кислотность — 4,1. pH пива — 4,5, а у чёрного кофе pH равен 5.

Насколько комнатный термостат снижает расходы на отопление

Что будет с септиком, если в него налить кофе или томатный сок? Наверное, ничего с ним не случится.

У меня больше года конденсат сливается в септик и проблем я не заметил.

Рейтинг ТОП-10 лучших конденсационных газовых котлов 2020-2021 года

В этот рейтинг вошли лучшие по качеству и надежности конденсационные газовые котлы.

Ошибки при монтаже котла

Когда мы устанавливали конденсационный котёл у меня дома, то допустили несколько ошибок. Первая ошибка, это отсутствие разрыва струи на отводе конденсата. Её я сделал осознанно. Но так как это у меня дома, то я закрыл на это глаза.

Когда я делаю отопление и получаю за это деньги, то делаю всё правильно. Чтоб не было конфликтов и претензий. У себя дома мы поставили конденсационный котёл 2 января. Магазины были закрыты, поэтому шланг от котла я временно воткнул в канализационную трубу.

Но нет ничего более постоянного, чем сделанное временно. Вот и у меня так шланг торчит второй год.

Разрыв струи нужен для того, чтобы при забивании канализации дерьмо не пошло в котёл. Прецеденты были. Заказчик жалуется, что котёл не работает, монтажник его вскрывает, а он фекалиями забит. Такое может случиться, если канализация забилась и нет разрыва струи.

Вторую ошибку я допустил с дымоходом. Для обычных котлов уклон дымохода должен быть на улицу, для конденсационных наоборот. Мы сняли обычный котел и повесили конденсационный. О неправильном уклоне дымохода я знал и планировал позже исправить. Если интересно к чему это привело, то прочтите статью на моём канале в Яндекс Дзен.

Горелка Premix

Горелка так же является важным компонентом любого котла, в том числе конденсационного. Список задач, за которые она отвечает:

• Обеспечение точных пропорций смешения топлива с окислителем (воздухом).
• Качественное перемешивание газовых составляющих.
• Обеспечение экологичности горения.

Первые два пункта необходимы для повышения полноты сгорания топлива и, соответственно, общего КПД котла. Подробно разберем их ниже.

В третьем пункте, в конечном счете, подразумевается снижение выбросов вредных веществ в атмосферу. В горелках современных конденсационных котлов это достигается за счет сравнительно малых температур горения, что снижает количество образующихся соединений азота и серы. Для достижения необходимых показателей по мощности при снижении температуры площадь пламени в таких горелках обычно достаточно велика.

Наиболее распространены два варианта организации поверхности для горения. Цилиндрическая: И плоская:

Увеличение поверхности горения так же обеспечивает большую площадь инфракрасного излучения при работе горелки на малой модуляции мощности.

Сам материал поверхности представляет собой ячеистую структуру из металла либо керамики.

Ячеистость обеспечивает дополнительное перемешивание газа с воздухом. Но основное смешение и контроль его пропорций в современных котлах происходит до горелки — в узле “газовый клапан/вентилятор/трубка Вентури”. Его схематичное изображение представлено ниже.

Подобные системы носят общее название “Premix”, то есть система с предварительным смешением. Точное поддержание пропорции воздух-газ обеспечивается за счет приблизительно равных давлений в точке смешения. Причем эта пропорция поддерживается в широком диапазоне расходов смеси и модуляции котла.

Таким образом общую схему можно описать по пунктам:

1. Вентилятор создает высокую тягу, обеспечивая точный расход воздуха в соответствии с требуемой мощностью.
2. Трубка Вентури обеспечивает выравнивание давлений газа и воздуха в точке смешения.
3. Газовый клапан поддерживает оптимальную пропорцию газ-воздух в широком диапазоне скоростей вентилятора.
4. Полученная газовоздушная смесь поступает на поверхность горелки, где происходит дополнительное перемешивание.
5. Смесь поступает в область горения. Причем горение происходит с температурой, достаточно низкой для обеспечения низких выбросов вредных веществ, но при это с высокой суммарной мощностью.

Подводя итог, можно сказать, что конструкция конденсационного котла и принцип его работы не так и сложен. Однако, каждый отдельный элемент требует большого внимания при проектировании. Правильный выбор материала теплообменника, его геометрия, надежные компоненты газово-воздушного тракта — залог эффективной работы и долговечности котла. По сравнению с любым традиционным котлом, конденсационный обеспечивает большие КПД во всех режимах работы. Теплообменник изготовленный из нержавеющей стали обеспечивает долгий срок службы оборудования (вплоть до 50-ти лет) без снижения эффективности при любом качестве топлива и теплоносителя.

Рассмотрим, как описанные выше принципы и технические решения используются в газовых конденсационных котлах HORTEK.

Спектр котлов HORTEK составляют три линейки оборудования:

Проблемы дымохода

Меняем котел, который уже есть, на конденсационный, а дымоход оставляем прежний, чего нам заморачиваться и тратить время и средства. И неправильно совершенно, потому что для конденскотла нужен другой, особенный дымоход из кислотоустойчивых материалов. Ну, можно трактовать такую необходимость и тем, что в материалах должен использоваться свинец или что-то наподобие, такое же, тоже пугающее, только на самом деле все немного проще. Или намного…

На самом деле применять необходимо исключительно керамические или пластиковые дымоходы. Железные – нельзя, а свинцовых вроде бы как не делают. По конструкции дымоходы для конденсационных котлов практически не отличаются от той, что разработана и представлена на всем мировом рынке для простых газовых котлов, имеющих закрытую камеру сгорания. Ведь все равно продукты сгорания будут выбрасываться в принудительном порядке, так что сильных изменений и быть не могло.

Вот! Принудительное дымоудаление дает большие возможности для дополнительного подключения к коаксиальным дымоходам двухтрубные системы. А еще котел можно подключить к системе забора воздуха из комнаты. Кто этим занимается? Есть стандартный стальной дымоход – нате вам в нее конденскотел! Или как еще сейчас модно говорить – жесть! То есть, в жесть, из которой могут быть выполнены дымовые трубы.

Виды оборудования – на всякий случай

Сегодня на рынке отопительного оборудования есть как газовые, так и жидкотопливные бытовые котлы, которые могут иметь конструкцию конденсационных. Они исполняются и в настенных, и в напольных вариантах. Настенные не настолько мощные, они имеют средние показатели в 20 кВт, а напольные – это уже более серьезные агрегаты, которые характеризуются мощностью от 30 и более кВт.

При всем при этом котлы могут быть как одноконтурными, так и двухконтурными, и предназначаться либо только для отопления, либо для отопления и горячего водоснабжения. Проблемы выбора среди всех типов и видов – актуальна на сегодняшний день, так как именно неправильный подбор оборудования не только повышает его стоимость, но и снижает КПД.

Теплообменники котлов HORTEK

Принципиальным решением для всех перечисленных котлов является использование теплообменников только из кислотоустойчивой нержавеющий стали AISI 316. С точки зрения конструктива все теплообменники представляют собой набор гладких трубок, сообщающихся через коллекторы. Данное решение позволило обеспечить высокую устойчивость к загрязнениям как по стороне теплоносителя так и по стороне дымовых газов. Кроме того, распределение потоков в теплообменнике рассчитано на высокие скорости теплоносителя, что дополнительно повышает устойчивость к засорению. Благодаря данным факторам эффективность котлов с такими теплообменниками остается на постоянном уровне на протяжении всего срока службы.