У виробництві опалювальних систем найбільш перспективною інноваційною технологією вважається конденсація водяної пари, які утворюються під час згорянні вуглеводнів. За таким принципом, працюють конденсаційні котли. Це нове опалювальне обладнання на російському ринку з'явилося недавно, але вже користується чималим купівельним попитом. У продажу представлені котли конденсаційні як зарубіжних, так і вітчизняних виробників.

Широкий асортимент конденсаційних котлів пропонує компанія BAXI, яка, завдяки високій якості своєї продукції, стала лідером російського ринку котельного обладнання. Конденсаційні котли Баксі це підлогові і настінні конденсаційні котли, що відрізняються високим коефіцієнтом корисної дії. Іншими відомими марками котельного обладнання на вітчизняному ринку можна назвати конденсаційні котли vaillant і Вісман.

Принципи горіння і конденсації
Будь-яке вуглеводневе паливо при горінні виділяє тепло. У процесі згоряння палива кінцевими продуктами стають вуглекислий газ (СO2) і (Н2О) вода, яка під дією високих температур перетворюється на пару. Випаровуючись, вода витрачає тепло, але його можна отримати назад у процесі конденсації, тобто, якщо вода з газоподібної фази перейде знову в рідку.

Як працюють конденсаційні котли
Принцип роботи конденсаційних котлів був відомий давно, але застосовувати його в котельному обладнанні з чавуну і сталі було неможливо, так як водний конденсат, володіючи високою кислотністю і маючи у своєму складі вуглекислий газ, викликав корозію сталевих і чавунних котлів. Тільки з появою корозійно-стійких сплавів і нержавіючої сталі стало можливим впровадити дану технологію у виробництво котельного обладнання.

Як ми вже знаємо, при охолодженні пар знову переходить в рідкий стан і звільняє визна ¬ поділене кількість теплоти. Якщо розглядати звичайний котел, то при його роботі з процесом конденсації йде боротьба, а в котлах конденсаційних конден ¬ сація тільки вітається. Їх конструкція передбачає спеціальний теплообмінник, в якому і відбувається процес конденсації, а виділяється тепло при цьому процесі відбирається для системи опалення

Конденсаційний котел має коефіцієнт корисної дії - 108-109%. Як же це можливо, якщо за законами фізики ККД не може перевищувати 100%, оскільки втрати енергії в будь-яких процесах неминучі.

У неконденсаційних котлах під час спалювання газу відбирається не вся теплова енергія, а тільки її більшість. Тепловий потік в теплообміннику охолоджується тільки до температури 140-160 ° С, при його охолодженні до більш низької температури в димоході зменшується тяга утворюється агресивний конденсат, що викликає корозію елементів котла. Теплова енергія, яку можна отримати в процесі конденсації в звичайних котлах не використовується, вона називається прихованою.
Конденсаційні газові котли використовують у своїй роботі енергію, приховану в конденсуються водяних парах, тому їх коефіцієнт корисної дії, у порівнянні з КПДД звичайних котлів, перевищує 100%. Основним елементом будь-якого котла є теплообмінник. У конструкції конденсаційних котлах теплообмінника два. Вони можуть бути роздільними або суміщеними (двоступінчатими). Перший теплообмінник працює так само, як і в звичайних котлах. Через нього проходить тепловий потік однак, не остигає нижче точки роси. Другий конденсаційний теплообмінник відбирає тепло, що залишилося у продуктів згоряння, і охолоджує до температури нижче точки роси.

Водяна пара, конденсується на стінках другого теплообмінника, і віддає приховану теплову енергію воді. У цей момент у продуктів згоряння відбувається додатковий відбір тепла їх температура на виході з теплообмінника тільки на 10-15 ° С вище температури теплоносія.
Щоб вирішити проблему корозії, яку викликає агресивний конденсат, виробники використовують при виготовленні котлів стійкі до корозії і хімічних впливів матеріали (нержавіючу сталь, силумін (алюмінієво-кремнієвий сплав)).

У Європі, і зокрема в Німеччині, діють норми, що вимагають нейтралізувати конденсат перед зливом в каналізацію. Нейтралізатор являє собою ємність з гранулами магнію і калію. Проходячи через ці лужні реактиви, конденсат нейтралізується, і коли виводиться в каналізацію, не є небезпекою для навколишнього середовища. У Росії санітарні норми не вимагають нейтралізації конденсату, тому він просто збирається в спеціальний резервуар, передбачений в конструкції котла, і, в наслідок, відводиться в каналізацію в своєму первісному вигляді. У котлах потужністю до 30 кВт, призначених для опалення приватних будинків, за 24 години добу роботи утворюється близько 30 л конденсату.

Переваги і недоліки конденсаційних котлів
Конденсаційний газовий котел можна назвати одним з найбільш економічних і високоефективних опалювальних приладів. Його ККД на 10-15% вище, ніж коефіцієнт корисної дії у традиційного котла. Крім того по економічності конденсаційні котли на 20% перевищують звичайне котельне обладнання.
У конструкціях конденсаційних котлів застосовуються високотехнологічні пальники, які готують паливно-повітряні суміші в оптимальних пропор ¬ ціях, що мінімізує можливість непол ¬ ного згоряння палива. Завдяки цьому знижується кількість викидів шкідливих речовин.

Відходять гази мають низьку температуру (нижче 40 ° С), що дає можливість застосовувати для конденсаційних котлів димо ¬ ходи з пластмаси, тим самим зменшуючи витрати на монтаж опалювальної системи.
Перевагами конденсаційних котлів можна назвати:
• невеликі габарити і невелика вага котельного обладнання;
• економічність (економія газу становить 35% за сезон);
• глибоку модуляцію (економія газу при часткових навантаженнях);
• невисокий рівень вібрацій і низький рівень шуму;
• можливість каскадної установки;
• економія на димоході (можна встановлювати димоходи з меншим діаметром);
• зменшення викидів шкідливих речовин NOX та CO2 (нижче в 7 разів, ніж у звичайних котлів).

Завдяки невеликим габаритам і малій вазі котельного обладнання, для встановлення котла потрібно менше місця, в той же час знижуються витрати на його транспортування і монтаж. Існує таке оману, що конденсаційні котли ефективно працюють тільки з системою опалення тепла підлога. В іншому випадку ефективність їх не більше, ніж у традиційних котлів. Але це не так. У конструкції конденсаційного котла є модуляційних пальник, що дозволяє досягати глибокої модуляції потужності, зменшуючи при цьому витрати газу і повітря.
Процес конденсації в котлі йде і при роботі опалювального обладнання з радіаторної системою опалення. При знижених навантаженнях ККД конденсаційного котла цілком може досягати високих значень, на відміну від звичайних газових котлів, у яких ККД в такому режимі падає через надлишок повітря.

Для каскадної установки конденсаційних котлів виробники пропонують спеціальні регулятори (наприклад, фірма BAXI продає для своїх котлів регулятор RVA47), які перетворюють котли, встановлені окремо, в єдину систему.
Перевагами каскадної системи є легкість монтажу і компактні розміри котельні. Завдяки зниженим вібраціям і низькому рівню шуму при установці конденсаційних котлів, немає потреби робити виброизолирующие платформи та звукоізоляцію приміщення, призначеного для котельні. Що теж дозволяє заощадити кошти при установці опалювальної системи.
Економити на розмірах димоходу, дозволяє працює в конденсаційних котлах вентилятор. Він розвиває досить високий тиск, тому діаметр димоходу може бути в два рази менше, ніж при монтажі опалювальної системи з традиційними котлами.

Завдяки низьким викидам NOX та CO2, конденсаційні котли відносяться до розряду екологічного устаткування, їх часто використовують для обладнання котелень у курортних і заповідних зонах. Відшукати недоліки в котлах конденсаційних дуже важко. Головним мінусом цього опалювального обладнання є висока ціна, яка в два рази вище ціни звичайних котлів.

Застосування
За зовнішнім виглядом конденсаційні котли мало чим відрізняються від традиційних. Виготовляють їх у настінному варіанті і Наполі ¬ ном варіанті. Настінні газові конденсаційні котли володіють меншою потужністю, ніж підлогові і застосовуються в побуті для опалення приватних будинків і котеджів.
Підлогові конденсаційні котли з високою потужністю використовують для опалення промислових об'єктів і офіс ¬ них приміщень.
Конденсаційні газові котли випускають одно-, і двоконтурні. Застосовуються двоконтурні котли і для опалення і для нагрівання води. Потужність одно-і двоконтурних котлів становить - 20-100 кВт. Цього достатньо для побутового використання котлів. Для промислового застосування випускають моделі більшої потужності.

Основні відмінності конструкції конденсаційних котлів від звичайних
Конденсаційні котли відрізняються від традиційних матеріалом, використовуваним для теплообмінника. Їх теплообмінник виконується з кислотостійкого сплаву силуміну або нержавіючої сталі. Утворений в котлі водний конденсат має підвищену кислотність і викликає корозію таких матеріалів, як сталь і чавун, які використовуються у виробництві неконденсаційних котлів. Форма теплообмінника являє собою трубу складного перетину, що має дополнитель ¬ ні спіралеподібні ребра. Така форма теплообмінника сприяє збільшенню площі теплообміну і підвищує ефективність роботи котла.

У конденсаційних котлах перед пальником встановлений вентилятор, кото ¬ рий «висмоктує» газ з газопроводу і змішує його з повітрям, після чого направляє суміш газу з повітрям до пальника.
Димові гази видаляються через коаксіальні димоходи, що виготовляються з термостійкого пластику. Крім цього, в конденсаційних котлах є насос, керований електронікою, який оптимізує мощ ¬ ність опалення, економлячи електроенергію і сни ¬ жая шум від теплоносія, що протікає в системі опалення.
Конструкція традиційних котлів не передбачає процесу конденсації і використання критої енергії, тому температуру продуктів згоряння підтримують на високому рівні. Частина тепла в таких котлах не використовується, а виводиться з продуктами згоряння через димохід.

Так як конденсат володіє хімічною агресивністю, щоб його використовувати необхідно елементи котла робити з хімічно стійких матеріалів, вартість яких досить висока. Виробникам набагато легше продавати дешевші товари, ніж вкладати свої кошти в прогресивні, але дорогі технології. Тому більшість котлів, представлених на ринку, створені на основі застарілих технологій. Для користувачів ж вигідніше купити нехай дорогі, але ефективніші конденсаційні котли, які дозволяють економити на витраті палива.

Виробники пропонують для своїх конденсаційних котлів ком ¬ плекту для підключення, нейтралізатори конденсату, розширювальні баки, запобіжні пристрої, комплекти трубної обв'язки котлів, системи для відводу димових газів.
В Європейських країнах конденсаційні котли - наймасовіший вид опалювальних при ¬ борів. Є країни, в яких заборонено встановлення неконденсаційних котлів. Причина цьому - більш високий КПДД і більш низький показник викиду шкідливих речовин в конденсаційних котлах.