Какой газовый котел лучше установить: конвекционный или конденсационный?
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.
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.
В зависимости от региона использования производителями выпускаются конденсационные котлы двух типов:
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.
Конвекционные и конденсационные газовые котлы
Развитие производства газовых котлов отопления не стоит на месте. Разработан газовый котел с улучшенным принципом работы, что позволило увеличить его коэффициент полезного действия (КПД). Внешне конвекционные и конденсационные котлы практически неотличимы. Конденсационные котлы в 1,5-2 раза дороже конвекционных котлов. Это доплата за более высокую производительность (до 20%) и меньший расход топлива, благодаря дополнительному теплообменнику, встроенному в котел.
Конвекционные и конденсационные газовые котлы: различия
Газовые котлы по эффективности сжигания топлива подразделяются на два типа:
Основным отличием конвекционного и конденсационного видов газовых котлов является наличие в конденсационном агрегате дополнительного теплообменника, который называется водяной экономайзер. Именно на нем происходит конденсация водяных паров. Водяной экономайзер выполнен из металла, стойкого к воздействию коррозии, так как постоянно находится в контакте с водой.
Конвекционные газовые котлы
Конвекционные газовые котлы производят нагрев теплоносителя только за счет тепла, которое выделяется при сжигании газа. Но при этом большое количество теплоты уходит вместе с дымовыми газами в атмосферу, так как в них находится водяной пар, который в свою очередь может произвести дополнительный обогрев теплоносителя.
Преимущества конвекционных котлов
Несмотря на свою неэкономичность, подобные котлы имеют ряд преимуществ:
Конденсационный газовый котел
Конденсационный газовый котел – агрегат, который использует для нагрева теплоносителя не только тепло при сжигании газа, но и энергию водяного пара, который содержится в отходящих дымовых газах. Это становится возможным, если обеспечить конденсацию паров на стенках дополнительного теплообменника. Конденсационная схема работы котла позволяет экономить от 15 до 20% горючего, что обеспечивает более дешевое тепло в целом.
Особенность работы конденсационного котла
Для того, чтобы добиться конденсации паров, находящихся в продуктах сгорания на стенках экономайзера необходимо, чтобы вода, которая поступает в него, была холоднее, чем точка росы водяного пара в дыме. Точка росы – это температура, при которой вода переходит из парообразного состояния в жидкое. Точка росы паров дыма около +55°C.
В конвекционных котлах разность температур между линиями подачи и «обратки» нужно держать как можно меньше, чтобы не происходило температурного перекоса, пагубно влияющего на теплообменник. А при эксплуатации конденсационных котлов все происходит в точности до наоборот: нужно как можно больше остудить воду в обратной линии, чтобы затем в водяном экономайзере она снова нагрелась за счет конденсации паров, которыми насыщены продукты сгорания газа. Таким образом, теплоноситель отдаст больше тепла, прежде чем пойдет на подогрев в котел.
Конструкционные особенности конденсационного газового котла
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 КПД конденсационных котлов может достигать значения 110%. С физической точки зрения такое невозможно. А получилось так потому, что при расчете учитывается не все тепло, которое выделилось. Некоторые страны уже перешли на новый метод расчета КПД, в котором учтено все выделенное тепло сгорания топлива. И по подобным расчетам конденсационный котел имеет КПД 95%, а КПД конвекционных котлов по этим расчетам составляет 83 – 85%. Поэтому могут встретиться одинаковые агрегаты с разными значениями КПД.
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.
Конденсационный котел или конвекционный
Производство газовых котлов не стоит на месте. Несколько лет назад в домах использовали только конвекционные агрегаты. Сейчас большей популярностью отличается конденсационное оборудование, разработанное на основе новых технологий. В странах Евросоюза люди используют только современное и усовершенствованное оборудование, а в домах России это редкость.
Конвекционные и конденсационные газовые котлы: различия
Газовые котлы могут быть конвекционными и конденсационными. Первый тип относится к традиционным моделям, которые используют большинство российских потребителей. Второй является усовершенствованным примером бытовой техники, который всё чаще можно встретить у жителей российских домов.
Внешне конвекционные и конденсационные котлы практически не отличаются. Но если говорить об их элементах, то разница становится очевидной. Конденсационное оборудование состоит из 2 теплообменников, камеры охлаждения, емкости для скапливания конденсата, циркулирующего насоса, камеры сгорания топлива, вентилятора, горелки.
Если говорить о характеристиках, то для покупателей самое весомое отличие в цене. Стоимость обновленных агрегатов в два раза выше, чем оборудование первого типа. Такая разница обуславливается высокой производительностью.
Традиционное оборудование отличается доступной ценой, простотой конструкции. Теплоноситель греется теплом, образованным при сжигании топлива. Часть теплоты выходит с дымом, а поэтому КПД достигается не больше 92%.
Конденсационные котлы отличаются КПД около 110%, за счет обновленной конструкции. Дополнительный теплообменник использует теплоту от сжигания топлива и энергии пара.
Конвекционные газовые котлы
Подобные отопительные приборы обеспечивают температуру в помещении при горении газа. Они появились на смену печному отоплению. Больше востребовано оборудование с открытой камерой, но есть и закрытые модели. При открытой камере, используются атмосферные горелки, а воздух поступает из окружающего мира. Для функционирования газового оборудования необходимо построить дымоход с естественной тягой, установить вытяжку и подобрать место с оптимальной площадью для монтажа агрегата. Котлы с закрытыми горелками не требуют дополнительной вентиляции, так как работа конструкции автоматизирована.
Хоть такое оборудование и проверено временем, оно имеет существенный недостаток. Вместе с газами выходит много тепла в атмосферу, а поэтому протапливать помещение приходится часто. Образовавшийся конденсат может нанести непоправимый вред традиционному оборудованию.
Производитель выпускает одноконтурное и двухконтурное оборудование. Первый тип, в основном, служит для отопления загородных домов и нагрева бойлера косвенного нагрева. Двухконтурные котлы чаще устанавливаются для квартирного отопления, где нет возможности разместить бойлер.
Устанавливая конвекционные котлы, необходимо добиться, чтобы продукты сгорания на выходе оставались не ниже +57 градусов. Если не придерживаться этой рекомендации, то на разных частях котла будет образовываться конденсат, из-за которого срок эксплуатации газового оборудования будет сокращаться.
Преимущества конвекционных котлов
У подобного оборудования есть один недостаток – большой расход топлива. Но его продолжают использовать в современных домах за счет таких плюсов:
Конденсационный газовый котел
Усовершенствованный котел дороже, но при эксплуатации вы сможете меньше тратить денег. В среднем на расход горючего придется тратить меньше на 15-20%. Подобное оборудование было выпущено с целью экономии сжигаемого топлива и защиты окружающей среды.
К другим преимуществам такого агрегата относятся:
Особенность работы конденсационного котла
Оборудование имеет второй теплообменник, предназначенный для скапливания конденсата. Его корпус выполнен из материала, устойчивого к повышенной кислотности.
Чтобы конденсат образовывался на стенках элемента, вода должна быть холоднее точки росы. Точка росы – температура воды, при которой пар превращается в жидкообразное состояние.
Конденсационное оборудование отличается сложным принципом аккумуляции. После сжигания продукты горения не попадают в атмосферу, а охлаждаются и превращаются в конденсат. Он нуждается в утилизации, чтобы не причинять вреда окружающей среде.
Отличия конденсационных газовых котлов от конвекционных
В конденсационном оборудовании для отопления применяется энергия, образующаяся от сжигания газа и тепла, которое создается при образовании пара. Конструктивное отличие современного оборудования в дополнительном теплообменнике.
В традиционных агрегатах высокая температура сгорания топлива, а поэтому конденсат образуется в минимальном количестве. Энергии затрачивается много, но при этом детали агрегата не подвергаются негативному воздействию.
Сравнение КПД
При сжигании одинакового количества газов, конденсационные котлы выделяют на 20% больше тепла, чем конвекционные. Этого удается достичь за счет теплообменников. Одним из главных достоинств новейшего оборудования является возможности достигать КПД 110%. Если применять законы физики, такого параметра достичь невозможно. Но подобное явление легко объясняется. При расчете учитывается не все тепло, которое выделяется в процесс сжигания топлива.
Если же учитывать при подсчете все тепло, то конденсационный котел будет иметь КПД 95%, а конвекционный 83-85%. Усовершенствованной системы подсчета придерживается многие страны, а поэтому значения КПД на котлах с одинаковой мощностью могут отличаться.
Что в итоге лучше: конвекционный или конденсационный котел
Выбирать газовое оборудование необходимо по бюджету. Также стоит учитывать стоимость на монтаж и обслуживание. С одной стороны, экономия очевидна, но высокая стоимость, необходимость в утилизации и перечень требований к эксплуатации не делают эти модели оборудования популярными. Если учитывать европейские страны, то там окупаемость дорогих котлов наступает спустя 4-5 лет. В российских условиях, этот срок другой по нескольким причинам:
Если говорить о безопасности, то конденсационные котлы практически безвредны для человека, если правильно утилизировать конденсат. Конвекционное же оборудование не соответствует энергосберегающим тенденциям и наносит урон окружающей природе.
Но у конденсационных котлов тоже есть минусы. Чаще всего люди отказываются от покупки из-за высокой стоимости оборудования. Но за счет экономии на топливе, эта разница становится очевидной. Если отбросить статьи расходов на утилизацию, то подобные агрегаты выгодны даже для жителей России. Целесообразно покупать дорогое газовое оборудование, если у вас большой дом, и вы проживаете в регионе с преобладанием холодных дней в году. Тогда разница в расходе топлива будет очевидной.
Назвать точные сроки окупаемости котла сложно, они зависят от площади дома, типа оборудования, мощности, стоимости котла. Но в обычных российских условиях этот срок равен 6-10 годам. Приобретение конденсационного котла актуально только при использовании его в низкотемпературных режимах. Но если учитывать, что стоимость газа постоянно повышается, скоро все люди будут переходить на новую систему отопления.
Самое главное при выборе газового агрегата – это определиться с мощностью оборудования. В среднем на 1 м2 требуется 100 Вт. Но этот показатель может вырасти до 150, если в доме высокие потолки, большая площадь оконных проемов.
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%.
Конденсационный или конвекционный газовый котел. Какой лучше?
Страны СНГ являются крупнейшим рынком сбыта газовых котлов. Балом правят традиционные конвекционные котлы (напольного и настенного исполнения). Но в Европе давно за основу берут конденсационные газовые котлы и конвекционные постепенно выводят с рынка. С чем это связано и насколько одни котлы лучше других. Давайте рассмотрим.
Что такое конвекционный котел
Эта первоначальная схема, появилась как логическое развитие печного отопления. Применяемая конструкция предусматривает нагрев жидкости, транспортирующей тепло, открытым огнем в результате сгорания топлива, которое может быть жидким, твердым и газообразным. От его выбора зависит конструкция топки. Пламя нагревает циркулирующий по трубам отопления переносчик энергии (обычно это вода). Он отдает тепло радиаторам, которые осуществляют обогрев помещений, находящихся на удалении от месторасположения котла. Далее охлажденный теплоноситель возвращается по обратной ветке трубопровода в регенератор, где подогревается вновь и цикл повторяется. Жидкость может циркулировать естественным образом, либо нагнетаться встроенными в систему электронасосами.
В зависимости от целей котел может быть одноконтурным и служить только для отопления или двухконтурным, когда предусмотрен нагрев воды для бытового пользования.
Отвод продуктов горения топлива осуществляется естественным путем через дымоходы. При этом предполагается забор воздуха из помещения, где котел размещен. При необходимости в топке размещают закрытую камеру сгорания топлива, газообмен в которой проводят принудительно при помощи электровентиляторов. Эта схема называется турбированной и позволяет размещать котел в произвольном месте. Приток кислорода и отвод продуктов горения происходит по воздуховодам и заборникам снаружи помещения.
Преимущества этого типа котлов:
Эти конструкции доминируют в частном домостроительстве.
Что такое конденсационный котел
Эта схема стала применяться из соображений экономии сжигаемого топлива. Теплоноситель в конвекционных котлах нагревается только за счет энергии сгорания, при этом отработанные газовые смеси удаляются в непосредственно в атмосферу с потерями тепла, так как для предотвращения образования конденсата конструкцию проектируют, чтобы на выходе температура уходящего воздуха превышала 60 градусов.
В котлах конденсационного типа устанавливается дополнительный теплообменник — водный экономайзер. Его назначением является утилизация тепла нагретого водяного пара, который находится в составе отходящих продуктов горения. На его стенках осаждается конденсат, позволяющий снизить потребление топлива. Этот теплообменник относится к рекуперативному типу. Устанавливается на выходе горячего потока воздуха и извлекает из него остаточное тепло, используемое в дальнейшем для первичного нагрева теплоносителя, который остывшим возвращается к камере сгорания. Изготавливается он из кислотостойких металлов для работы в агрессивной среде в виде системы труб с увеличенной площадью теплоотдачи.
Особенностью его работы функционирование в рамках температурного режима. Для образования конденсата на его стенках необходимо, чтобы циркулирующая внутри вода была холоднее 50 градусов, что соответствует точке росы для водяного пара. Возвращаемая от радиаторов охлажденная вода подогревается в экономайзере перед окончательным нагревом при сгорании топлива. Сглаживание температурных пиков и является источником повышения коэффициента полезного действия (к.п.д.). Особенности перемещения энергоносителя предполагают принудительный тип циркуляции жидкости в системе. К недостаткам можно отнести необходимость отвода конденсата и его утилизацию, так как это жидкость в виде кислоты, слив которой в канализацию напрямую запрещен.
Преимущества этого типа котлов — в снижении эксплуатационных расходов, а это требует дополнительного анализа.
Отличия в тратах и подсчеты
Технические характеристики изделия указываются производителем в паспорте, для котлов они следующие: КПД конвекционных — 90-93%, конденсационных — до 110%, разница чисто арифметическая не более 20%. Сравнение цифр не в пользу последних, так как стоимость их выше в разы. Более подробный анализ следует проводить с учетом факторов конкретного места эксплуатации и методиками подсчета.
Европейские данные говорят об окупаемости конденсационных моделей за пятилетку, для отечественных потребителей сроки другие из-за низкой стоимости топлива, слабого распространения низкотемпературных типов отопления с теплыми полами и многосекционными радиаторами повышенной площади.
Следовательно, следует заранее просчитать потенциальную экономию. Утепленный по строительным нормам дом теряет 1 кВт\ час на 10 кв. метров. Для дома площадью 100 кв. м. в средней полосе России для восполнения суточных теплопотерь потребуется 240 кВт. Для удобства подсчетов принято топливо — природный газ, удельная теплота сгорания которого — 10 кВт на один кубометр, и 1 кВт котла потребует 0,1 куб. м. его сгорания в топке.
Конвекционный котел (к.п.д. – 90 %) потребует 240 кВт * 0,1 куб. м.*1,07(90%) = 26 куб. м в сутки.
При цене 5 руб.\м³ суточные траты составят 128 рублей.
Для конденсационного — расчеты будут таковы: 240 кВт * 0,1 куб. м.*0,91(110%) = 22 куб. м в сутки.
Стоимость газа — 109 руб.\сутки. Ежедневная расчетная экономия – 20 рублей в сутки.
Но не забываем, что есть и регионы с гораздо более дорогим газом и есть дома с гораздо большей площадью.
Применяемые в расчетах к.п.д. отличаются от паспортных, прописанных производителями. Это объясняется спецификой подсчетов калорийности органического топлива. Существуют два термина: «высшая» и «низшая» топливная теплота горения. Первоначально считалось что энерготраты на испарение влаги и образование конденсата незначительны, и при расчетах ими можно пренебречь. Поэтому характеристики тепловых систем рассчитывали по «низшим» показателям. По мере уточнения величины этой доли затрат стали пользоваться цифрами «высшей» топливной теплоты горения, что и привело к величинам, превышающим сто процентов. С физической точки зрения это невозможно, ведь количество энергии, полученной при сжигании не может быть больше запасенной в составе химических связей, но традиционно сложившиеся методы уже не меняли, что привело к показателю КПД в 110 процентов.
Когда стоит переплачивать при покупке
При покупке следует учитывать прямые доэксплуатационные траты. Для конденсационных моделей это:
Расчеты приводят к выводам, что сроки окупаемости конденсационных моделей будут сокращаться при возрастании ежедневных трат для всех потребителей. Это произойдет при неизбежном росте цен на энергоносители и природный газ в их числе.
В данный момент монтаж этих моделей оправдан при использовании котлов, интегрированных в систему низкотемпературного режима отопления. Нагрев теплоносителя должен быть ниже 55 градусов, что ставит ограничения в нагреве выходной из котла жидкости до указанной величины, а обратный поток не должна быть холоднее 45 градусов, при этом поверхности радиаторов отопления будет нагреваться до средних 40. (Для сравнения конвекционные системы: на выходе — 80 градусов, на обратке — на 20 холоднее, и батареи — 70.) Этот режим будет производительным при увеличении площади греющих поверхностей. Достигается это эксплуатацией теплых полов и стен. Радиаторы должны иметь соответственно увеличенную площадь поверхности соприкосновения с комнатным воздухом. Использование конденсационных моделей отопления снизит ежедневные траты на 30 процентов.
Показатели улучшаются для домовладений со значительными отапливаемыми площадями, для малых домов экономия будет незначительной.
Конвекционный котел отличатся повышенными тратами в режиме постоянного включения – выключения в период межсезонья. Следовательно, при длительном отопительном сезоне эти модели отопления будут работать с большими затратами.
Уменьшение теплового загрязнения природы — аргумент в пользу эксплуатации конденсационных котлов.
