Конденсационный котел: тонкости установки и эксплуатации

Обогрев дома или иного здания далеко ушел от своего древнего прототипа. Давно уже нет необходимости кидать в «ненасытную» топку дрова или уголь. Но чтобы полностью реализовать преимущества современного оборудования, надо это самое оборудование хорошо знать.

Конденсационный котел, в том числе работающий на газовом топливе, призван решать проблему подпитки теплого пола. Низкая (относительно) температура циркулирующей жидкости позволяет справляться с этой задачей эффективно. А также, по заявлениям поставщиков, удается на продолжительном отрезке времени сократить траты на приобретение энергоносителей. Если обратиться к информационным материалам производителей, можно наткнуться на упоминания о КПД на уровне 108-100%. Это кажется противоречащим законам термодинамики, тем более что лучшие котлы иных типов имеют КПД на уровне 90-95%.

Причина такой разницы состоит в том, что обычные котлы, сжигающие газ, не вовлекают в свою работу стадию испарения и конденсации. Прошедшие сквозь теплообменник горячие газы в конденсационном котле не улетают в дымоход, унося бесполезные несколько процентов тепловой энергии. Решение проблемы найдено в понижении температуры вытекающих газов до 55 градусов. Такая температура равняется точке росы при обычных условиях, пары воды при достижении этой точки конденсируются и выделяют тепловую энергию. Итак, главная особенность конденсационного котла — применение энергии, выделяющейся при фазовых переходах.

Конденсационные котлы современного образца не забывают об экологических проблемах. Использование скрытой тепловой энергии позволяет избежать возникновения конденсата. Особенностью работы этих систем является минимальное количество шума и комфорт при использовании. Но важно понимать, что конденсационный котел стоит дороже сопоставимых по мощности аналогов. Разовая солидная сумма позволяет окупить вложения когда-то в будущем, но выложить ее первоначально следует полностью.

В западноевропейских странах настенные и напольные конденсационные котлы используются очень активно, потому что там просчитывают дальние последствия. Кроме экономичности, работающее по этому принципу оборудование отличается повышенной безопасностью. Этот параметр поддерживается встроенной электронной системой. Цифровые панели не имеют ни ручек, ни рычагов — зато они работают вполне эффективно. Часть моделей оснащена мониторами, показывающими технические параметры, что позволяет не носиться туда и сюда, постоянно проверяя работу системы.

Котлы потребляют примерно на 70% меньше горючего, нежели альтернативные конструкции. Настенный тип котла популярнее напольного формата. Зато последний отличается повышенным разнообразием ассортимента и может прогреть увеличенную территорию.

Конденсационный котел отличается от обычного конвекционного аппарата не только высоким КПД и энергоэффективностью. Низкая температура выходящих газов обуславливает такое отличие, как возможность строительства дымохода из пластмассы. При использовании горючего выделяется в атмосферу минимум вредных веществ. Конечно, оптимальные параметры достигаются исключительно при грамотном монтаже и качественном обслуживании. Здесь многое зависит и от самих людей.

Конденсационный котел работает таким образом, что первый теплообменник подогревается при сжигании горючего, а второй отбирает тепло у сгоревших газов. Стенки вторичного аппарата концентрируют пар. Но чтобы конденсатный процесс не вызывал коррозии, производители применяют отличные сплавы. Они отбираются по принципу химической стойкости.

Чтобы вторичный контур отопления собирал максимум тепла, используют такие решения, как:

• прикрепление дополнительных спиралей;
• применение внутренних частей разнообразного сечения;
• монтаж конденсирующего теплообменника на возвратном ходу нагревательной системы.

Газовые конденсационные котлы с бойлером позволяют решить проблему горячего водоснабжения даже при использовании отопительных систем, имеющих одноконтурный профиль.

Есть три основных варианта:

• встраивание бойлера в сам котел;
• добавление внешних резервуаров;
• применение бойлеров, работающих по схеме косвенного обогрева.

По статистике встраиваемый бойлер вместимостью 50 л позволяет закрыть потребности семьи из 3 или 4 человека в горячем водоснабжении на 100% без всяких затруднений. Следует учитывать, что наличие резервуара сужает выбор потребителя, нельзя вешать на стену, даже самую крепкую, конструкции объемом свыше 100 л. Бывает так, что котел изначально не оснащен бойлером — или даже оснащен, но работа его недостаточно эффективна. Решением проблемы оказывается монтаж выносных резервуаров. Совместимость с ними обеспечена практически у всех настенных газовых аппаратов.

Патрубки и насосы, обеспечивающие циркуляцию, в такой системе должны быть предназначены отдельно для отопления и для горячего водоснабжения. Общая емкость резервуара подбирается сообразно мощности котлов. Если она недостаточно велика, прогрев жидкости займет очень много времени или вовсе не выйдет на необходимую величину. Стандартный подход при заводской настройке автоматики котлов подразумевает первенство отопительного вектора. Как только теплоноситель охлаждается чрезмерно, датчик обнаруживает это и запускает подогревающий блок.

Чтобы горячая вода все время оставалась на одном и том же уровне температуры, котлы с бойлером оснащаются внутренним ТЭНом. Контроллер зависит от электрического питания и направляется автоматикой самого котла. Довольно интересный вопрос — получится ли применить бойлеры для обогрева.

Теоретически это возможно, однако есть целый ряд подводных камней.

• Большинство накопителей оснащается нагревателями всего на 1500 Вт. Этого хватит на прогрев 10 кв. м, но только при солидном утеплении и не слишком сильных ветрах, морозах.
• ТЭН, работая постоянно, значительно увеличит общее потребление электроэнергии.
• Протолкнуть воду по системе можно при помощи стандартной обвязки, но она не способна компенсировать слабость центрального звена.

Следует заметить, что конденсационные котлы бывают не только газовыми, но и дизельными; подобные конструкции выпускают даже многие именитые производители. Обещанный КПД несколько ниже, чем у работающих на газе аппаратов, однако и 98% – это чрезвычайно хороший показатель. Viessmann Vitorondens 222-F и 200-T — яркие примеры таких систем. Теплообменник производится из нержавеющих марок стали. В системах используется горелка универсального типа, способная применять какой угодно вид жидкого горючего.

Малый выброс вредных веществ обусловлен подготовкой смеси топлива и воздуха в идеальных пропорциях. Разработчики сумели оснастить эти аппараты комфортным управляющим блоком и сенсорным оборудованием. Источники тепла могут быть даже встроены в совершенно отлаженную отопительную систему. Современные конденсационные котлы оборудуются почти всегда особыми кожухами, которые дополнительно понижают шум. Их можно использовать благодаря этому даже в непосредственной близости от жилого пространства.

Даже общее знакомство с конденсационным отопительным оборудованием показывает, что оно устроено довольно сложно.

Основными составными частями его являются:

• отсек для сжигания горючего;
• аппарат, подающий это топливо;
• вентилятор, улучшающий нагнетание смеси;
• исходный теплообменник;
• охладительная камера, где смесь паров и газов остывает до температуры 56-57 градусов;
• теплообменник конденсационного контура;
• накопитель, собирающий конденсат;
• дымоход, по которому движутся охлажденные газы;
• насос, прокачивающий воду по отопительной системе.

Начальный обменник тепла плотно сопрягается с отсеком, где горит топливо. В этом обменнике образующиеся газы остывают немного, но все же еще прогреты сильнее, чем точка росы. На этой фазе особых отличий от классической конденсационной схемы нет. Потом дымовая смесь искусственно движется к теплообменнику №2, который охлаждает газовую массу меньше чем до 56 градусов. Конденсат, поделившись своим теплом с нагреваемой системой, уходит через трубу отвода в канализацию.

Но важно понимать, что конденсируется внутри котла не чистая вода, она насыщена неорганическими кислотами. Поскольку температура жидкости выше комнатной, агрессивность даже слабого раствора их значительно вырастает. Потому конструкторы стараются применять стойкие вещества — нержавеющие стали либо сплав кремния с алюминием.

Дымоходы тоже делают из невосприимчивых к кислоте сталей либо пластиков. Горизонтальные фрагменты газового хода должны быть устремлены под наклоном. Такое решение позволяет перенаправить воду, появляющуюся в ходе конденсации водяных паров, обратно в котел. Так как покидающие конденсационный контур газы теряют температуру, не конденсировавшаяся прежде влага неизбежно будет осаждаться на стенках дымохода. Известно, что отопительные котлы обязаны вырабатывать различный объем тепла в зависимости от времени суток и погодных условий.

Регулировка производится с помощью горелки; модулируемый тип позволяет сделать такую настройку очень легко. Есть варианты с фиксированными степенями мощности, и тогда котловая автоматика просто реже дает команду на включение. В большинстве наиболее современных аппаратов ставятся все же модулируемые системы, которые считаются более адекватными и гибкими конструкциями. Величина потребления топлива определяется прежде всего общей мощностью отопительного оборудования и нагрузкой, которую оно несет. Конденсационные котлы устроены таким образом, что они плохо работают в высокотемпературных контурах и требуют слишком высокое качество воздуха.

Достоинства конденсирующих котлов вполне компенсируют их отдельные слабые места. Но чтобы реализовать все их преимущества, требуется учесть много тонкостей при выборе. Скрытая теплота, выделяющаяся при конденсации, варьируется в зависимости от применяемого топлива. Если использовать метан (проще говоря, природный газ), выделяющаяся теплота позволяет увеличить выход энергии на 11% по сравнению с простым горением. Сжиженный газ прибавляет 9%, а дизельное топливо наращивает выделение тепла на 6%.

Прочие разновидности горючего — не только жидкого, но и твердого, делают намного меньшую добавку энергии. Именно указанные выше виды горючего считаются наиболее перспективными для использования в конденсационных котлах. Конденсация воды, выделяющейся при сгорании твердого топлива, дается слишком малый эффект, поскольку обеспечивается очень сложным путем. Даже среди пеллетных аппаратов такой подход встречается редко. Усиливая охлаждение дымовых газов, можно увеличить отбор энергии.

Но парадокс в том, что при потере этими газами тепла отбирать фактически тепло будет сложнее. Аппаратура становится все сложнее, фактическая добавка энергии не оправдывает ожиданий. Кроме того, котлы способны работать при различных температурах воздуха, в неодинаковых режимах. И при этом следует избегать появления конденсата в дымоходе либо в котле.

Учитывая, что конвекционные котлы могут регулироваться только за счет работы горелки, желательно выбирать варианты с максимально сложными горелками и управляющими ими блоками. Битермические теплообменники стоят меньше, они проще в техническом плане. Но такие аппараты гораздо требовательнее обычных к качеству пропускаемой сквозь них воды. Если оно недостаточно велико, трубки очень скоро заполнятся слоем накипи. Неизбежно упадет эффективность работы системы.

Подобная опасность менее свойственна раздельным теплообменникам, однако они требуют добавления:

• вторичного теплообменника;
• крана с тремя ходами;
• систем, управляющих этим краном.

Чем выше необходимая мощность котла, тем меньше должно быть вспомогательных деталей. Предугадать их воздействие на практическую работу системы крайне сложно. Раньше всего по мере повышения выработки энергии нужно убирать встраиваемые расширительные баки и насосы с их окружением. Самые сильные котлы не имеют даже управляющих систем. Исправить ситуацию можно, приобретая специально подбираемые дополнительные системы и агрегаты.

Последняя новинка — насосы, которые позволяют регулировать темп кручения вала. Подобный аппарат сразу удорожает всю систему и усложняет ее. Придется ставить более совершенный, чем обычно, контроллер. Редко подобное оборудование установлено в самом котле, почти всегда приходится его докупать особо. А потому придется платить и за монтаж, и за более тщательную настройку.

Тем не менее специалисты полагают, что именно этим насосам принадлежит будущее. По их оценкам, уже к 2020 году почти все новые модели котлов станут оборудоваться такими системами. Дымоходы же в конденсационных котлах уже сейчас изначально отличаются от привычных моделей. Кроме применения стойких к кислотам материалов, характерно употребление коаксиальной схемы. Чаще всего две трубы в таких контурах делаются из пластмассы.

Иногда используются сразу несколько конденсационных котлов в виде каскада. Такие установки включаются все вместе только при очень сильных морозах. Увеличивается и надежность эксплуатации, когда один аппарат выходит из строя, можно его полностью остановить и распределить выпавшую нагрузку. Для наибольшей экономии стоит применять котлы с зависимой от погоды автоматикой.

Схема подключения конденсационного котла должна быть продумана максимально четко. Малейшая ошибка в ней может привести к появлению серьезных проблем при эксплуатации, обесценив все вложения. Следует учитывать, что конденсирующие котлы нельзя устанавливать в жилых комнатах, максимум — в кухнях. Идеальным решением оказывается выбор для установки отдельного изолированного пространства, где потолки подняты хотя бы на 220 см. Стены должны быть покрыты штукатуркой, а еще лучше — кафельной плиткой.

Идеальный пол — тот, что максимально ровен и покрыт негорючим слоем. Необходимо готовить проход шириной не менее 0,8 м; котельная комната, какой бы она ни была, оснащается остеклением минимум 0,3 кв. м на 10 куб. м внутреннего объема. Сам этот объем высчитывается в соответствии с генерируемой нагревателем мощностью. Запрещается использование котельных, не оснащенных канализацией. Каскадная группа конденсационных котлов подразумевает обособленный запирающий вентиль для каждого аппарата.

Котельную связывают с общей вытяжкой из дома; приток воздуха организуется либо при помощи вентилирующих решеток в дверях, либо напрямую с улицы.

Категорически неприемлемо использование всех материалов, рассчитанных на сопротивление значительному нагреву. Нельзя ставить стыки труб так, чтобы они хоть немного мешали необходимому движению конденсированной воды.

До горелки лучше установить вентилятор, чтобы повысить КПД сжигания топлива. Судя по отзывам потребителей, чем крупнее обогреваемая площадь, тем выше эффективность использования конденсационного котла. Дымоход должен быть оснащен принудительными вентилирующими средствами, а также быть максимально герметичным на всем протяжении. Крепление всех подвешиваемых частей инфраструктуры производится дюбелями.

О том, как работает конденсационный котел, смотрите в следующем видео.