Конденсационный газовый котел и радиаторы. Есть ли смысл в покупке?

Рынок все больше и больше наводняют современные конденсационные газовые котлы, которые лучше всего проявляют себя в низкотемперетарнух системах отопления. При этом принято считать, что с радиаторами они ведут себя, как и обычные конвекционные котлы. Поэтому смысла в приобретении более дорого котла нет. Но так ли это на самом деле? Разберемся в данном материале.

Две вида конструкции отопительных котлов

В конвекционном традиционном газовом котле теплоноситель нагревается в теплообменнике и уходит к радиаторам, а продукты горения в виде газов, частично отдав свое тепло, через дымоход удаляются в атмосферу. Источник энергии — используемое топливо— сгорает с потерями в виде нагретого воздуха и парогазовой смеси в его составе.

В конденсационном котле предусмотрен дополнительный, с увеличенной площадью поверхности, теплообменник, где происходит конденсация влаги и дополнительное изъятие энергии для обогрева дома. Он изготавливается из металлов с повышенной стойкостью к кислотам (нержавейка, силумин), по форме – это система труб с спиралевидными ребрами для увеличения площади теплоотдачи. Для подачи смеси газа и воздуха и удаления продуктов сгорания устанавливается вентилятор. Такая конструкция улучшает показатель коэффициента полезного действия (далее по тексту-КПД) и снижает затраты при монтаже дымоходов за счет снижения температуры газов, которые дополнительно охлаждаются вторым теплообменником.

Сравнение продуктивности

Паспортные данные при сравнении свидетельствуют, что конденсационный газовый котел с радиаторами результативнее конвекционного не более чем на 4 процента (приводятся показатели 97 % против 93-х). Но эти показатели не учитывают режимы эксплуатации, поэтому лучше проследить пути экономии и ее величину самостоятельно.

За исходные данные берется дом 150 кв. метров, подбор котла осуществлен без проекта, расчеты производятся из расчета потребляемого тепла 1 киловатт на 10 м². В нем установлен популярных моделей газовый котел мощностью 24 кВт с закрытой камерой сгорания.

Режим работы при морозной погоде

Зима, с постоянными отрицательными температурами, будет приводить потребление газа и показатели производительности котлов к паспортным данным. Теплопотери здания с термоизоляцией площадью 150 кв. м. равны 12 киловаттам, для их возмещения котел с традиционным воздухотоком работает в режиме КПД = 91 % за счет выброса отработанных горячих газов. У конденсационного — этот показатель увеличен до 97 процентов за счет применения вентилятора во втором теплообменнике, который замедляет истечение газов и снижает их температуру на выходе.

Работа в условиях межсезонья

При температуре около нуля энергопотребление понижается до 5-6 кВт. Традиционный 24-х киловаттный котел имеет минимальный порог выходной мощности в 9 кВт, ниже он начинает работать в прерывистом режиме тактования — кратковременного включения и выключения подачи газа до 15 циклов в час. Эти действия сопровождаются повышенными износом системы и перерасходом топлива. Конденсационный газовый котел с радиаторами обладает порогом в 3 киловатта, что позволяет ему функционировать ровно, без перегрузок и перерасходов режима «пуск-стоп», и его показатели существенно не меняются. Следовательно, в период межсезонья показатель эффективности конвекционного котла падает до 87 процентов и применять его в это время будет дороже.

Пример расчета для Московской области

Усредненные температурные величины сезона отопления помещений этого региона – минус 3 градуса. По этому параметру эффективность работы традиционного котла составит 80 процентов весь отопительный период. Конденсационный газовый котел с радиаторами будет значительно результативнее. Подключение второго теплообменника для конденсации влаги происходит при температуре воды, прошедшей по системе и возвращаемой обратно (обратки) ниже 50 градусов. Установленные датчики внешней и внутренней температур позволяет котлу работать в конденсационном режиме половину отопительного сезона со стопроцентными показателями.

Финансовые расчеты

Преимущество в 4 %, указанное в паспортных данных, возможно только при работе конвекционного котла в режиме максимального нагрева воды в системе 80 градусов в течении всего отопительного сезона, что возможно только в условиях Заполярья. Для подмосковного семимесячного периода теплопотери, при вилке от 1 до 9 киловатт, потребуют возмещения тепла в количестве 22680 кВт. Для традиционного котла потребность составит:

                     22680 /(0,87*9.28) = 2810 кубометров газа и                          22680 /(1,03*9.28) = 2370 куб.м  для конденсационного.

Разница составит 440 кубических метров и 3000 рублей в год из расчета 7 руб\кубометр. Экономия равна 16 % без учета подогрева воды. Расчеты предметно указывают на целесообразность установки более экономичной системы.

Почему коэффициент полезного действия в формуле больше 100 %

Котёл, использующий газовое топливо и утилизирующий конденсационные потери, при расчете КПД преодолевает рубеж в 100 %, что по законам физики — бессмыслица. Количество полученной энергии при сгорании не может быть больше количества калорийности топлива, но этот парадокс объясняется методикой подсчетов, специфичной для органических теплоносителей. Если при полном сгорании газа принимается в расчет энергия, израсходованная на высвобождение парового конденсата, то используется термин — «высшая» топливная теплота горения, если энергетическая составляющая пара не учитывается — то это «низшая» величина. Первоначально при определении величины полезности котлов наличие конденсата считалось энергетически малозначимым и характеристики рассчитывались на основании значений «низшей» теплоты. Изменение методики введением понятия «высшая» и привело к показателю КПД в 103 процента.

Дополнительные плюсы

В котлах газ сгорает полностью за счет приготовления правильного соотношения смеси окислитель — топливо. Это уменьшает засорение атмосферы выбросами и снижает температурные потери системы отопления. Конструкция котлов подразумевает возможность подогрева воды в отдельном контуре, что позволит обойтись без отдельного подогрева воды для ванной или кухни с установкой дополнительного оборудования.

Предубеждения

Мнения противников установки конденсационных котлов следующие

1. Они дороже традиционных. На самом деле сравнение должно идти по признаку мощность в киловаттах. Визуально идентичные приборы по эксплуатационным свойствам могут различаться в разы, и 60 кВт конденсационный котел сравним с напольным обычным.
2. Уязвимость из-за конденсата. Это делает механизмы недолговечными и ломкими. Оценить реальность этой угрозы помогают расчеты. Полтора литра конденсата получается при осаждении двух кубометров паров воды, получаемых при сжигании газовоздушной смеси из 10 кубов воздуха и 1 м3 природного газа. Причем в обычном котле происходит подобный же процесс, а в нем не предусмотрены системы его удаления, за исключением монтажа влагоотвода. Конденсационные котлы конструктивно подготовлены к наличию влаги и оснащены системами ее нейтрализации и удаления.
3. Необходимость установки дорогостоящего конструктивно сложного дымохода. Подразумевается использование особо устойчивых к коррозии металлов. В действительности единственное требование к этим дымоходам — герметичность подсоединения к системам дымоудаления. В конденсационном котле продукты горения удаляются принудительно вентилятором, что позволяет комбинировать варианты от подключения к уже существующим до устроения автономных конструкций для избавления от сгоревшего газа. Одноконтурные и двухконтурные котлы удобны для организации перемещения отработанных газов в атмосферу с помощью традиционного, коаксиального или двухтрубного дымохода.

Правильность эксплуатации систем, где котёл утилизирует энергию максимально, включая конденсат, подтверждается показателями котлов с дизельным топливом. Сначала теплоноситель подвергается низкотемпературному нагреванию при помощи солярки, образующийся пар конденсируется в термообменниках, в результате сбереженная энергия позволяет достичь 99 процентов КПД.