Настенные конденсационные котлы. Обзор рынка

Настенные конденсационные котлы. Обзор рынка
C.O.K. N 7 | 2010г. Рубрика: ОТОПЛЕНИЕ И ГВС
Людмила МИЛОВА

Конденсационный котел, особенно настенный, — предмет, что и говорить, экономный во всех смыслах: и пространственном, и материальном.

С экономией места все понятно: настенные термоблоки изначально и создавались как компактные миникотельные. Настенный конденсационный котел — не исключение. Несмотря на наличие целого лишнего узла под названием «экономайзер», его размеры не сильно превышают габариты стандартного «настенника». Экономайзер представляет собой особый теплообменник, разработанный для передачи энергии, образующейся в момент перехода вещества (в данном случае, дымовых газов) из одного агрегатного состояния в другое (в данном случае, из газообразного в жидкое). В экономайзере остывший теплоноситель, только что вернувшийся из путешествия по отопительным приборам, предварительно подогревается уходящими газами, и лишь затем попадает в основной теплообменник, расположенный в топке. Из-за значительного перепада температур на внешних стенках экономайзера образуется конденсат, выделяющий некоторое количество энергии, которая также идет на нагрев.

Рассмотрим процесс конденсации подробнее. Конденсация (от позднелат. condensatio — уплотнение, сгущение) представляет собой переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое, т.н. «фазовый переход первого рода». Конденсация — процесс экзотермический, при котором выделяется теплота фазового перехода, иначе именуемая теплотой конденсации. Конденсирующая фаза может образовываться в объеме пара или на поверхности твердого тела и жидкости, имеющих более низкую температуру, чем температура насыщения пара при данном давлении. Температура, при которой начинает образовываться конденсат, называется точкой росы. Конденсация происходит в нашем случае при адиабатическом расширении и охлаждении пара или одновременном понижении его давления и температуры, которое приводит к тому, что конденсированная фаза становится термодинамически более устойчивой, чем газообразная.

Водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, будучи смешанными с другими газообразными соединениями, конденсируются при температуре, отличной от 100 °C, поскольку они являются частью смеси, свойства которой зависят от состава топлива и некоторых других параметров. В среднем для продуктов сгорания метана точка росы находится в районе 55–57 °C.

На рис. 1 представлен комплексный график, отражающий различные параметры работы отопительной системы. На шкале слева отложена температура подающего и обратного котельных контуров, на нижней шкале — температура наружного воздуха, на шкале справа — загруженность отопительной системы: при 100 % котел работает на полную мощность. Нахождение температурного графика котельного контура под линией, обозначающей точку росы, означает, что в этот момент происходит конденсация. Выше линии конденсация не происходит. Из графика видно, что, чем ниже удастся опустить температуру теплоносителя, тем чаще будет происходить конденсатообразование.

Следовательно, отопительная система должна быть организована таким образом, чтобы температура обратной линии понижалась как можно сильнее. Этим требованиям удовлетворяет панельное отопление, в первую очередь «теплый пол» с подающей линией 40 °C и обратной линией 30 °C — в этом случае конденсат образовывается постоянно.

Благодаря встроенному экономайзеру настенные конденсационные котлы умеют отбирать скрытую теплоту парообразования, выделяющуюся во время конденсации водяного пара, за счет чего их эффективность увеличивается на 15–20 % по сравнению с низкотемпературными котлами. КПД котла из-за этого, если брать за точку отсчета энергию от нагрева теплоносителя исключительно дымовыми газами, достигает 109 %. Мощность настенного котла при использовании конденсационной технологии увеличивается примерно на 2–3 кВт, а это отопление как минимум одной комнаты и большое подспорье при пользовании горячей водой. Основной теплообменник защищен от внепланового конденсатообразования, ведь в него теплоноситель поступает уже подогретым. В дымовых газах содержатся, помимо углекислого газа и водяных паров, различные химические соединения, в первую очередь кислоты. При использовании конденсационной технологии они не улетают в воздух, а стекают в специально предусмотренную емкость с целью последующей надлежащей утилизации.

Стоит еще раз сконцентрировать внимание читателей на том факте, что все описанные преимущества доступны лишь в случае, если конденсация вообще будет происходить, иначе экономайзер не сможет выполнять свою функцию по отбору теплоты фазового перехода. Для этого температура обратной, а лучше и подающей линии тоже, не должна превышать 55–57 °C. Обычные же радиаторы отопления рассчитаны исходя из значений 80/60 °C (как раз с целью предотвращения конденсатообразования). Таким образом, если в традиционной отопительной системе просто заменить котел, то экономии энергоносителя и повышения КПД не получится. Решений проблемы нашлось уже немало, и все связаны с полной или частичной реконструкцией отопительной системы: использование радиаторов с большей поверхностью теплоотдачи (для снижения температуры подающей линии), максимальный переход на напольное отопления (со значениями 40/30 °C), внесение корректив в конструкцию вспомогательных элементов (отказ от четырех-ходовых смесителей и прочих устройств подмешивания в обратную линию, использование специально разработанных узлов, таких как UniBlock rendeMIX [2]).Не считая теплообменника по отбору теплоты фазового перехода, остальные компоненты начинки конденсационного котла сходны с теми, что установлены в обыкновенных «настенниках» с принудительным отводом продуктов сгорания (конденсационных котлов с дымоходами атмосферного типа делать еще не научились). Диаметр дымохода гораздо чаще соответствует стандарту 80/125 мм, нежели традиционному 60/100 мм. Это также обусловлено гораздо большей тепловой нагрузкой, ведь в настоящий момент отопительная мощность настенных конденсационных котлов может достигать 100 кВт.

Встроенный циркуляционный насос системы отопления обычно не двух или трехскоростной, как в традиционных котлах, а с частотным регулированием. Объясняется это более высокой мощностью термоблока, а, значит, практически гарантированным использованием в многоконтурной системе, где неизбежен переменный расход теплоносителя. Кроме того, электронный циркуляционный насос наряду с конденсационной технологией является важным инструментом по экономии энергии, поэтому его использование в котлах такого типа вполне логично.

В конденсационных котлах большой мощности нередко отсутствует расширительный бак. Это связано с тем, что системы, где может быть востребован подобное отопительное устройство, очень различны, и подбор расширительного сосуда должен осуществляться индивидуально. Но в любом случае можно с уверенностью утверждать, что объем его будет немаленьким, и лучше поставить его на пол, чтобы не утяжелять котел.

Еще одно отличие конденсационных настенных котлов заключается в большей распространенности одноконтурных вариантов, поскольку большие мощности предполагают, как правило, использование накопительной емкости. Если же котел все же двухконтурный, то предпочтение отдается раздельному теплообменнику, биметаллический вариант не встречается.

Производителей, готовых похвастаться наличием в своем ассортименте конденсационных термоблоков, не так уж и много. Причем разнообразие решений по материалу, форме и расположению теплообменника, отбирающего энергию у водяного пара в момент перехода его в жидкое состояние, здесь гораздо больше, чем в конструкции традиционных настенников. Это свидетельствует о сравнительно юном возрасте отрасли, когда лишь компании с солидным капиталом могут позволить себе творческие метания. Этим же объясняется и относительная дороговизна нынешних конденсационных котлов.

По сравнению с обзором прошлого года в нашем обзоре произошли некоторые изменение. Новичок нашего обзора, польский производитель Termet, предлагает три варианта настенных конденсационных котлов: двухконтурный Termocondens Teka PMB 35.35 (17,2 л/мин. при Δt = 30 °C) и одноконтурные Termocondens Teka MB 35.36 и Masterheat M 55. Номинальная тепловая мощность первых двух может достигать 38,9 кВт, третьего — 62,2 кВт. Отличительными особенностями моделей Termocondens являются управляемые электронным способом циркуляционный насос и вентилятор с регулируемой частотой вращения, современная панель управления с жидкокристаллическим дисплеем, система автоматической самодиагностики, керамическая горелка с предварительным смешением, биметаллический первичный теплообменник — чугунная корпус секциями из алюминиевого сплава. Конструкцией предусмотрено автоматическое заполнение котла при помощи электроклапана с панели управления. Возможно дистанционное управление посредством внешнего контроллера с функцией Opentherm. Котлы Termocondens оснащены 18литровым расширительным баком, рассчитанным на подключение к системе емкостью до 180 л. Термоблоки серии Masterheat конструктивно сходны с предыдущей серией: биметаллический теплообменник (чугун и алюминиевый сплав), керамическая горелка с предварительным смешением и вентилятором, система электронного розжига и ионизационного контроля пламени. Горелка котлов обеспечивает их плавный розжиг и эффективную модуляцию в широком диапазоне мощности от 25 % до 100 % благодаря интеллектуальному контроллеру. Расширительный бак в котле чисто номинальный, емкостью два литра, предназначенный только для главного теплообменника. Конденсационные котлы Masterheat могут быть объединены в каскад суммарной мощностью до 440 кВт, т.е. от двух до восьми приборов, управляемых централизованно.

Изменения также коснулись производителей Buderus (Германия) и Hermann (Италия). Усовершенствования продукции привело к изменению мощности некоторых котлов, относящихся к модельным рядам, соответственно, Logamax plus GB112 и Micra Condensing, Eura Top Condensing.  

1. Милова Л. Германия: госпроект «Энерго и ресурсосбережение» // Журнал «С.О.К.», №2/2009.

2. Повышение эффективности конденсационного котла с помощью насосных групп // Журнал «С.О.К.», №9/2009.

3. Рындин Д. Просто о «сложном»: основы конденсационной техники // Киев: Журнал «С.О.К.», №3/2006.

4. Конденсационные настенные котлы. Обзор рынка // Журнал «С.О.К.», №11/2009.

5. Интернетпортал www.xumuk.ru.

Назад