Сравнение КПД конвекционных и конденсационных котлов

При сжигании одинакового количества газа, конденсационные котлы выделяют на 20% больше тепла, чем его традиционный аналог. Этот эффект достигается включением в систему котла дополнительного теплообменника — водяного экономайзера, на котором конденсируются пары дымовых газов. В результате, на выходе из котла дым имеет температуру меньше +40 °C.

Конденсационный газовый котел – это относительно новый вид отопительного оборудования, главным преимуществом которого является повышенный КПД. Производители заявляют, что

…

Недостатком конденсационных котлов является высокая стоимость и энергозависимость. Так как высокая стоимость скоро окупится, за счет более экономичной работы системы отопления, то можно сказать, что у конденсационного котла основным недостатком является полная зависимость от электричества.

Конвекционный и конденсационный газовый котел: в чём отличие

Каждый хочет приобрести отопительную установку одновременно недорогую, экономичную и эффективную. Полное представление о конкретном изделии дают не только его характеристики, уровень автоматизации, но и принцип функционирования. Конденсационные газовые котлы появились у нас недавно, а потому мало кто знаком с их особенностями. В чем отличие, стоит ли их предпочесть конвекционным аналогам (теплогенераторам традиционного исполнения) – вопросы, напрямую влияющие на выбор оптимальной модели.

Визуально отопительные газовые установки двух групп неотличимы. Их устройство практически идентично: корпус, горелка, теплообменник, камера сгорания и ряд иных конструктивных элементов. Однако реализованное в конденсационных котлах инженерное решение несколько изменило технологию нагрева воды. Это и дает ряд преимуществ таким моделям.

Принцип работы

Конвекционные котлы

Повышение температуры теплоносителя для отопительной системы и поддержание ее на требуемом уровне, приготовление горячей воды для собственных нужд (ГВС) обеспечивается пламенем горелки. Существенный недостаток данного (конвективного) способа в том, что часть тепловой энергии тратится нерационально – уходит в атмосферу, через дымоход. Его коаксиальная версия проблему несколько нивелирует, но не настолько, чтобы говорить о значительной экономии.

У всех конвекционных котлов имеется и еще один недостаток, о котором рядовой пользователь может и не знать. Работа установки на пониженном режиме приводит к «охлаждению» продуктов сгорания. И если их температура упадет ниже 55±50С (зависит от модификации), то газы начинают конденсировать на стенках дымохода, камеры. Агрессивные химические соединения, содержащиеся в капельках жидкости, не лучшим образом влияют на металлы. Как результат – снижение ресурса котла и внеплановый ремонт.

Конденсационные котлы

В таких установках тепловая энергия для нагрева воды используется по максимуму. Она выделяется не только в результате сгорания топлива; содержится и в паре (он имеет высокую температуру), уходящем вместе с газами через трубу наружу. Реализовано все просто и оригинально: конденсационные котлы оснащаются водяными экономайзерами. По сути, еще один теплообменник.

Его назначение описывается кратко: для обеспечения конденсации паров на своих стенках и перенаправления полученной энергии на конкретные цели. В суммарном выражении при сгорании той же «дозы» топлива ее получается значительно больше. Этим повышается эффективность работы котельного оборудования на системы (ОВ или ГВС), в зависимости от режима.

Практика подтверждает теоретические расчеты: экономия газа на обогрев строения может достигать 35%. Следовательно, расходы по статье «отопление» (ГВС) снижаются.

В чем отличие в практическом плане? Для нормального функционирования отопительной системы с включенным в схему конвекционным котлом нужно обеспечить минимальную разницу температур на его выходе и входе (в линии обратки). Несоблюдение данного условия чревато температурным перекосом в теплообменнике. К чему приводит поступление холодного теплоносителя в горячий металлический корпус прибора, пояснять не нужно. Это одна из причин быстрого выхода оборудования из строя, особенно при самостоятельном проектировании системы и монтаже.

С котлом конденсационным все иначе. Охлажденная вода, поступающая по обратке в экономайзер, подогревается тепловой энергией, выделяющейся при конденсации паров. В основном теплообменнике ее температуру нужно всего лишь поднять до требуемого значения. Выгоду понять несложно: традиционный (конвекционный) газовый котел характеризуется КПД порядка 90%. То есть 10 в прямом смысле «улетает» через дымоход. В конденсационной установке и эти проценты используются для нагрева воды (ОВ или ГВС) в теплообменнике. Потому их КПД достигает 98%.

Газовый конвекционный котел – что это такое и его отличия от конденсационных моделей

Достоинства

Конвекционные котлы имеют меньшую эффективность в отличие от конденсационных моделей. Такие агрегаты производят нагрев теплоносителя только благодаря теплу, получаемому в результате сжигания газа. При этом примерно 20 процентов энергии уходит вместе с продуктами сгорания в атмосферу.

Но несмотря на это, такие котлы имеют ряд следующих немаловажных достоинств, которые определяют популярность среди потребителей:

• одним из самых значительных достоинств — существенно низкая цена по сравнению с конденсационным, в полтора — два раза.
• способ установки может быть как настенным, так и напольным. Имеет чугунный теплообменник, который является одним из самых надежных и прослужит долгое время.
• малое количество кислотного конденсата, который образуется в процессе эксплуатации котла, основная масса которого уходит в трубу вместе с продуктами сгорания.
• имея открытую камеру сгорания, использует воздух окружающей среды для процесса горения, благодаря чему воздух в помещении, где установлен газовый котел, охлаждается.
• несложный монтаж, ремонт и демонтаж.
• простая конструкция.
• небольшой уровень шума в процессе работы.
• широкий выбор моделей, как одноконтурных, так и двухконтурных.

Особенности работы

Что такое конвекционный котел — это традиционное устройство с открытой, реже с закрытой камерой сгорания, состоящее из одного теплообменника, газовой горелки и автоматики, которая регулирует подачу газа. Когда газ поступил в систему, при помощи пьезорозжига или электророзжига (в зависимости от модели) зажигается запальная горелка, горящая постоянно.

От нее поджигается основная горелка, греющая теплоноситель до температуры, установленной термостатом. После этого автоматика отключает основную горелку. Когда температура понижается, срабатывает термопара, открывается клапан, разрешающий подачу газа. Такие процессы происходят в котле циклически.

Конвекционные агрегаты разделяются на одноконтурные, которые предназначены только для отопления, для нагрева воды требуется установка дополнительного оборудования, и двухконтурные. Последние предназначены как для отопления , так и для получения горячей воды. На летний период отключается режим отопления, котел используется только как водонагреватель.

При сгорании топлива происходит образование пара, который отводится через дымоход. Дымоход должен выполняться из материалов, устойчивых к коррозии, и именно поэтому он не должен быть сделан из кирпича, неустойчивого к агрессивной среде. Такой дымоход должен обшиваться либо нержавеющей сталью, либо кислотоустойчивой плиткой.

При монтаже агрегата требуется проектирование системы отопления с учетом того, чтобы на выходе температура продуктов сгорания была от 58 градусов. Это требование необходимо для того, чтобы на поверхностях камеры сгорания, теплообменника и дымохода не образовывался агрессивный конденсат, который разрушает поверхности этих устройств и приводит к выходу из строя сам агрегат.

Но именно по причине этого условия и теряется значительная часть мощности, около 20 процентов ее улетает в трубу. Если вы решили установить конвекционный газовый котел, значит, вы должны понимать, что часть ваших денег будет улетучиваться в воздух.

Конструкционные отличия газовых конвекторов и котлов

Конвектор — это прибор для обогрева одного отдельно взятого помещения, не требует установки радиаторных труб отопления по всему помещению. Внешне напоминает электрокамин или радиатор,только большего размера. Внутри его находится горелка в закрытой камере сгорания, куда поступает воздух, благодаря которому происходит сжигание газа и удаление продуктов отработки газа.

При сгорании топлива происходит нагрев камеры сгорания, которая прогревает окружающий воздух с помощью вентилятора, установленного внутри конвектора. При монтаже такого прибора требуется подвод газа и коаксиального дымохода к каждой единице. Может работать как на магистральном, так и на сжиженном газе, т.е. от баллона.

Применение конвекторного обогревателя ограниченно, с учетом недостатков такого прибора:

• большое количество труб и пробитых для них дыр, необходимых для установки каждого конвектора,
  Газовый конвектор
• уменьшение температуры в помещении прямо пропорционально удалению от прибора, низкая инерционность. В результате происходит быстрый нагрев и столь же быстрое охлаждение, а это пагубно влияет как на внутреннюю отделку помещений, так и на мебель в них.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что такие устройства лучше устанавливать в гаражах, складах, промышленных помещениях, где необязательно поддержание постоянной температуры.

Основное конструкционное отличие котла от конвектора — это наличие теплообменника и необходимость разводки по помещению радиаторных труб, с помощью которых помещение прогревается равномерно и на долгое время. Отвод отработанных продуктов происходит через дымоход, если котел с открытой камерой сгорания. Двухконтурный котел обеспечивает как обогрев помещения, так и потребность в горячей воде.

Сравнение конвекционных и конденсаторных котлов

В конденсационном агрегате используется не только энергия, выделяемая при сжигании газа, но и та теплота, которая образуется при образовании пара в продуктах сгорания газа. Конструктивно отличается от конвекционного наличием еще одного дополнительного теплообменника — экономайзера, устанавливаемого на выходе отработанных газовых продуктов. По сути он является первичным, так как после нагрева в нем теплоноситель попадает в основной теплообменник.

Устройство конденсационного котла

Для образования конденсата нужно добиться охлаждения пара, который образуется в результате продуктов сгорания газа ниже точки росы — 56 градусов при использовании магистрального газа. Необходимость подачи остывшей обратной воды позволяет расширить отопительную систему, например, можно сделать теплые полы, что невозможно осуществить, имея конвекционный котел.

Необходимость получения на выходе пониженной температуры требует установку радиаторов с повышенной теплоотдачей, например, алюминиевые и биметаллические, которые являются достаточно дорогими. С чугунными батареями эффективной работы добиться будет невозможно.

У обычных котлов температура продуктов сгорания достаточно высокая и поэтому конденсат практически не образуется. Энергия частично тратится впустую, но при этом не подвергаются агрессивному воздействию детали агрегата и сам дымоход.

Конденсаторный котел выпускается только с закрытой камерой сгорания в отличие от конвекционного, который бывает как с закрытой, так и открытой, в зависимости от модели. Закрытая камера является наиболее безопасной. Она оборудуется вентилятором, при помощи которого воздух поступает в топку, избыточное давление само выталкивает отработанные газы через коаксиальный канал.

Таким образом, продукты сгорания не попадают в помещение, где работает котел. Если котел имеет мощность менее 30 кВт, канал можно обустроить в стене, с более высокой мощностью его необходимо смонтировать выше уровня крыши.

Дымоход выведен на крышу

Дополнительная теплота является залогом высокой эффективности (более 100 процентов) конденсационных котлов. Несмотря на высокую стоимость в сравнении с конвекционными, примерно в два раза, такие устройства более эффективны, имеют КПД в полтора раза выше конвекционных за счет пониженного потребления газа и окупаются в течение 3-х лет. Высокая стоимость таких котлов обусловлена применением материалов из нержавеющей стали, устойчивой к агрессивной среде, и технологий, позволяющих сварить ее.

«Чем конденсационные газовые котлы отличаются от обычных?» – Яндекс.Кью

Автономная газификация и системы отопления. Лучшее предприятие России 2017 и…

Конденсационные котлы имеют такое название за счёт способности брать у продуктов сгорания теплоту, которая появляется во время конденсации пара: при сгорании газа выделяются вода и углекислый газ, жидкость испаряется, происходит выделение энергии. После конденсации пара выделенная теплота возвращается в систему, благодаря специальному теплообменнику, таким образом… Читать далее

Написать комментарий

В них используется теплота конденсации водяных паров, которые есть в дымовых газах. То есть тепло не выбрасывается на улицу, а используется для нагрева теплоносителя.

Написать комментарий

Эксперт в вопросах бытовой и дачной техники. Мой сайт — Expert-dacha.pro

Главное отличие конденсационого от обычного газового котла — конденсационные модели на 20% экономнее используют топливо. Но и цена данных котлах выше на порядок, практически в два раза. Но на длинной дистанции выгоднее приобретать именно конденсационный котел Нагрев теплоносителя осуществляется по следующей схеме: 1. Жидкость нагревается в конденсационной камере. 2… Читать далее

Написать комментарий

Газовые топки IG – рациональное, практичное решение организации системы обогрева загородного дома, дачи. Безопасность и высокая эффективность – основные функциональные характеристики этого оборудования. Герметичные топки IG функционируют на сжиженном и природном газу. А прочесть о всех их преимуществах можно на https://kamin-sklad.ru/articles/kaminnye-topki/gazovye-topk… Читать далее

Написать комментарий

1. Принцип действия Традиционный котел. Продукты сгорания проходят через теплообменник, нагревают воду (теплоноситель) и затем отводятся в дымоход, сохраняя довольно высокую температуру: 110°С – 250°С, в зависимости от модели котла. Обычный котел для частного дома не позволяет снижать температуру дымовых газов менее 110°С: они начнут конденсироваться, образуя… Читать далее

Написать комментарий

Конденсационные котлы – относительно новый тип отопительного оборудования, позволяющий достигать высоких показателей КПД за счет использования тепла, образующегося в процессе конденсации пара, выделяемого при горении. Конденсационные газовые котлы как правило служат для нагрева теплоносителя в пределах невысоких температур, достаточных для отопления помещений теплым… Читать далее

Написать комментарий

Конвекционный и конденсационный газовый котлы чем отличаются?

Многие люди между этими двумя системами видать лишь разницу в цене. Однако существует принципиальное отличие технологии сжигания топлива.

Традиционные котлы конвекционного типа и их особенности

Устройство такого котла является для нас привычным – это открытая или закрытая топка и теплообменник. Получаемые продукты сгорания имеют высокую температуру и удаляясь через дымовой канал они забирают определенную долю тепловой энергии. Существует способ, позволяющий отобрать данный излишек тепла. Для этого необходимо вызвать процесс конденсации. Однако здесь существует ряд вопросов. Поскольку образовавшийся конденсат является достаточно активным веществом, который непременно начнет воздействовать на внутренние не защищенные детали.

Напольные и настенные газовые котлы

Преобразование тепловой энергии в конденсационных котлах

Получение энергии из конденсата — это действительно большой процент экономии, поскольку вы в любом случае платите за израсходованный энергоноситель. Воплощение такой конструкции стало возможным лишь в недавние годы, поскольку для работы такого котла внутренние детали должны быть изготовлены из нержавеющей стали специальных марок. В таких устройствах отбор тепла происходит в плоть до начала конденсации сгоревших газов. Данный температурный предел называется точкой росы и варьируется в пределах 50-60 градусов. Некоторые модели для более полного сбора тепла имеют двухуровневую систему теплообменников.

Одноконтурные и двухконтурные отопительные котлы

В зависимости от региона использования производителями выпускаются конденсационные котлы двух типов:

• Газовые;
• С применением жидкого топлива.

Однако газовые варианты считаются более эффективными, поскольку количество вырабатываемого пара при сжигании газа значительно больше.

Дымоотводы и их устройство

Традиционные котлы образуют высокую температуру сгорания энергоносителя. Благодаря чему образуется естественная тяга. Для конденсационных котлов такой вариант не может быть применим. Отработанные газы имеют низкую температуру и эффект естественной вентиляции исчезает.

Для этого каждая модель такого котла укомплектована вентилятором, создающим избыточное давление. Поскольку котел имеет закрытую камеру сгорания, то возможность попадания сгоревшего газа в помещение исключена его же отвод осуществляется через коаксиальную трубу.

Выбор между конденсационным и конвекционным котлом

Решая проблему выбора между двумя типами котлов – конденсационным или конвекционным, следует помнить, что у каждого из них есть свои плюсы и преимущества.

Конвекционный котел является качественным бюджетным решением, в то время как конденсационный котел – это более современная техника, обеспечивающая большую экономию по рас ходу газа. При этом, конденсационный котел имеет свои нюансы, касающиеся как обслуживания, так и того типа системы, для которой он предназначен. На приме ре моделей Buderus Logamax U072 и Logamax Plus GB172i можно выделить определенные особенности в функционировании каждого из двух типов котлов.

Конвекционный котел Logamax U072 рассчитан на применение в небольших системах отопления с приготовлением горячей воды в проточном режиме либо через бойлер.

Однако будет невозможно обеспечить работу данного котла на несколько отопи тельных контуров, каждый со своей температурой. Максимум, что можно получить, – работу котла с комнатным термостатом либо с регулятором протокола Open Therm для одного отопительного контура и регулировку температуры горячей воды. Конденсационный котел Logamax Plus GB172i, в свою очередь, оснащен системой управления, поддерживаю щей протокол EMS, что обеспечивает погодозависимый режим и работу котла сразу на несколько отопи тельных контуров, каждый со своим смесительным узлом и регулятором комнатной температуры.

Конвекционный котел достигает большей эффективности именно в высоко температурном режиме при работе на мощности, близкой к максимальной. Поэтому конвекционный котел оптимально применять в радиаторных либо конвекторных системах отопления.

Можно обеспечить работу котла и на системе теплых полов, но в случае каких-либо ошибок при монтаже этой системы либо при ее расчете есть риск в дальнейшем столкнуться с проблемами, связанными с образованием конденсата и окислением основного теплообменника.

С эксплуатацией конденсационного котла связан ряд мифов, которые зачастую отпугивают будущих покупателей данной техники. В частности, это миф о том, что котел может эксплуатироваться только в системе теплых полов, а в случае эксплуатации котла на радиаторную систему отопления он потеряет свою эффективность.

Дело в том, что большую часть времени котел будет работать в конденсационном режиме и выйдет из него только в том случае, если температура подачи будет достигать 75–80 °С. В процессе же эксплуатации такая высокая температура подачи будет требоваться только при минимальной темпера туре наружного воздуха в регионе. В остальное время отопительного сезона котел действительно будет оставаться в конденсационном режиме.

Применение медного теплообменника в конвекционном котле обусловлено задачей высокоэффективной теплопередачи от продуктов сгорания на теплоноситель, что позволяет обеспечить достаточно высокий уровень КПД. В то же время, на конденсационном котле применяется либо теплообменник из нержавейки, либо теплообменник из алюминиево-силикатного сплава. С одной стороны, сплав имеет меньшую теплопередающую способность, но у него более высокая коррозионная стой кость.

Если сравнить теплообменники по площади, площадь теплообменника Logamax Plus GB172i превышает площадь теплообменника котла Logamax U072 в несколько раз.

Еще одним важным отличием является то, что конденсационный котел способен изменять мощность в диапазоне от 30 до 100 % номинально. Если говорить о котле Logamax Plus GB172i, то его возможности позволяют изменять мощность в диапазоне от 10 до 100 %.

Еще одной особенностью котла Logamax Plus GB172i является применение частот ногоциркуляционного насоса, который способен менять свою производительность в процессе работы горелочного устройства и, соответственно, адаптироваться под ту систему отопления, которую будет обслуживать данный котел. В конвекционном котле стоит обычный трехступенчатый переключатель на циркуляционном насосе, он будет работать с постоянной производительностью, за данной наладчиком в момент пуска оборудования.

Выбирая между двумя типами котлов, следует помнить о той задаче, которую должен решать данный котел.

Если речь идет о небольшой системе отопления с запросом по приготовлению горячей воды, то вполне достаточно возможностей котла Buderus Logamax U072, способного обеспечить отопление на объекте площадью до 350 м2. При этом следует помнить, что это будет один отопительный контур. Если же стоит задача обеспечить работу котла на несколько отопительных контуров со своим температурным режимом, обеспечить наивысший комфорт и добиться максимальной экономичности, то следует рассмотреть вариант конденсационной техники, в частности, котла Buderus Logamax Plus GB172i.

Источник — журнал «Аква-Терм»

Конденсационный или конвекционный котел, что выбрать?

Делая выбор между двумя типами котлов: конденсационным и конвекционным, — следует помнить, что у каждого из них есть свои преимущества. Конвекционный котел является качественным бюджетным решением, в то время как конденсационный котел — это более современная техника, обеспечивающая большую экономию по расходу газа. При этом, конденсационный котел имеет свои нюансы, касающиеся как обслуживания, так и того типа системы, для которой он предназначен. На примере моделей Buderus Logamax U072 и Logamax Plus GB172 можно выделить определенные особенности в функционировании каждого из двух типов котлов.

Конвекционный котел Buderus Logamax U072 рассчитан на применение на небольших системах отопления, с приготовлением горячей воды в проточном режиме либо через бойлер. Однако будет невозможно обеспечить работу данного котла на несколько отопительных контуров каждый со своей температурой. Максимум что можно получить — работу котла с комнатным термостатом либо с регулятором протокола Open Therm для одного отопительного контура и регулировку температуры горячей воды. Конденсационный котел Logamax Plus GB172, в свою очередь, оснащен системой управления, поддерживающей протокол EMS, что обеспечивает погодозависимый режим и работу котла сразу на несколько отопительных контуров, каждый со своим смесительным узлом и регулятором комнатной температуры.

Конвекционный котел достигает большей эффективности именно в высокотемпературном режиме при работе на мощности, близкой к максимальной. Поэтому конвекционный котел оптимально применять на радиаторных либо конвекторных системах отопления. Можно обеспечить работу котла и на систему теплых полов, но в случае каких-либо ошибок при монтаже этой системы либо при её расчете, есть риск в дальнейшем столкнуться с проблемами, связанными с образованием конденсата и окислением основного теплообменника.

С эксплуатацией конденсационного котла связан ряд мифов, которые зачастую отпугивают будущих покупателей данной техники. В частности, это миф о том, что котел может эксплуатироваться только на системе теплых полов, а в случае эксплуатации котла на радиаторную систему отопления, он потеряет свою эффективность. Дело в том, что большую часть времени котел будет работать в конденсационном режиме, и выйдет  из него только в том случае, если температура подачи будет достигать 75-80 градусов. В процессе же эксплуатации такая температура подачи будет требоваться только в том случае, если в регионе будет достигнута минимальная температура наружного воздуха. В остальное время отопительного сезона котел действительно будет оставаться в конденсационном режиме.

Применение медного теплообменника в конвекционном  котле обусловлено задачей высокоэффективной теплопередачи от продуктов сгорания на теплоноситель, что позволяет обеспечить достаточно высокий уровень КПД. В то же время, на конденсационном котле применяется либо теплообменник из нержавейки либо теплообменник из алюминиево-силикатного сплава. С одной стороны, сплав имеет меньшую теплопередающую способность,  но у него более высокая коррозионная стойкость. Если сравнить теплообменники по площади, площадь теплообменника Logamax Plus GB172 превышает площадь теплообменника котла Logamax U072 в несколько раз.

Ещё одним важным отличием является то, что конденсационный котел способен изменять мощность в диапазоне от 30% до 100% номинально. Если говорить о котле Logamax Plus GB172, то его возможности позволяют  изменять мощность в диапазоне от 10% до 100%. Ещё одной особенностью котла Logamax Plus GB172 является применение частотного циркуляционного насоса, который способен менять свою производительность в процессе работы горелочного устройства и, соответственно, адаптироваться под ту систему отопления, которую будет обслуживать данный котел. В конвекционном котле стоит обычный трехступенчатый переключатель на циркуляционном насосе, он будет работать с постоянной производительностью, заданной наладчиком в момент пуска оборудования.

Делая выбор между двумя типами котлов, следует помнить о той задаче, которую должен решать данный котел. Если речь идет о небольшой системе отопления с запросом по приготовлению горячей воды, то вполне достаточно возможностей котла Buderus Logamax U072, способного обеспечить отопление на объекте площадью до 350 кв. м. При этом следует помнить, что это будет один отопительный контур. Если же стоит задача обеспечить работу котла на несколько отопительных контуров со своим температурным режимом, обеспечить наивысший комфорт и добиться максимальной экономичности, то следует рассмотреть вариант конденсационной техники, в частности, котла Buderus Logamax Plus GB172.