Дом построен. Нужно отопление. Выбираем котел. Посмотрели рекламу, послушали друзей и знакомых, остановились на определенной марке котла. Осталось определиться с его типом. Напольный или настенный, традиционный или конденсационный, с открытой или, может быть, закрытой камерой сгорания? Все вроде понятно. Осталось выяснить, чем отличается КОНДЕНСАЦИОННЫЙ котел от обычного. Давайте разбираться.

Принцип горения и конденсации

Начать предлагаю как всегда с теории. Так будет проще понять процессы, происходящие во время работы конденсационного котла. Ни для кого не секрет, что наиболее простой способ получить необходимое количество теплоты – сжечь топливо. Самым распространенным и экономичным видом топлива является природный газ. Он на 99% состоит из метана, поэтому далее в качестве примера рассмотрим уравнение горения метана.


В процессе горения природного газа происходит выделение не только тепла, но и некоторых веществ. Из уравнения видно, что основными продуктами сгорания являются вода и углекислый газ. Вода при высоких температурах немедленно превращается в пар. На это «превращение» тратится часть энергии. В итоге образовавшийся пар уносит с собой в дымовую трубу некоторое количество тепла. А все, что ушло в трубу, уже не вернуть. С технической точки зрения эту теряемую величину называют «скрытой теплотой парообразования/конденсации», а тепло, которое осталось, – низшей теплотой сгорания.

Можно повысить эффективность котла. Для этого необходимо вернуть тепло, которое тратится на испарение воды. Делается это одним единственным способом – конденсацией пара. Эта технология и  лежит в  основе конденсационных котлов.

Если мы вернем часть энергии, которая уносится с водяным паром, то общее количество получаемого тепла в  конденсационных котлах будет больше, чем традиционных, именно на эту величину. Она может составлять до 11% от всего количества теплоты, получаемого при сжигании природного газа. Если ее прибавить к «низшей теплоте сгорания», то получим «высшую теплоту сгорания». Отсюда простой вывод: если сжечь одно и то же количество газа в обычном котле, а затем в конденсационном, то тепла в итоге получим больше во втором случае.

Принцип работы и КПД выше 100%

В обычных котлах температура уходящих газов должна быть высокой – около 130-160 °С. Это нужно для того, чтобы на поверхности теплообменника и дымохода не возникал конденсат. Он является причиной коррозии металлических деталей котла и разрушает дымоход.

Вообще конденсат по своему химическому составу представляет собой слабую кислоту. И если обычным котлам конденсат противопоказан, то в конденсационных котлах все сделано для того, чтобы тот наоборот образовывался. Почему для одних конденсат губителен, а для других нет?

Современные конденсационные котлы имеют специально сконструированные теплообменники. Во-первых, они выполняются из кислотоустойчивых материалов – нержавеющей стали или сплава металлов. Во-вторых, для конденсации паров в качестве охладителя используется вода из обратной линии системы отопления. Эффективность работы конденсационного котла напрямую зависит от температуры этой воды. Чем ниже она будет, тем больше тепла удастся «отобрать» у отходящих газов и «вернуть» в котел. Какой должна быть эта температура? Условно говоря, вода должна охладиться до «точки росы» – температуры, при которой пар, остывая, меняет свое агрегатное состояние при данном давлении с газообразного на жидкое. При использовании природного газа в качестве топлива температура точки росы начинается с 57°С. То есть основным условием начала процесса конденсации с учетом конструкции конденсационных котлов является то, чтобы температура уходящих газов была не выше 57°С, а это возможно только тогда, когда температура воды в системе отопления на входе в котел ниже 50°С.  

Учитывая принцип работы конденсационных котлов, их КПД  по сравнению с обычными котлами будет около 108-110%. Такое значение КПД получается, если расчёт конденсационных котлов вести стандартно – по низшей теплоте сгорания. То есть это значение является сравнительной величиной между эффективностью работы конденсационного котла и обычного. С научной точки зрения КПД 110% не имеет физического смысла.

Эффективность и целесообразность использования конденсационных котлов

Именно этот вопрос возникает у человека, которому предлагают в качестве отопительной установки конденсационный котел. Насколько эффект от экономии газа сопоставим с ценой на это оборудование. Многие специалисты спорят о том, целесообразно ли использование конденсационных котлов в традиционных системах радиаторного отопления с графиком, например, 80/60°С (80°С – на подаче в систему отопления, 60°С – температура обратной воды). Утверждается, что использовать конденсационные котлы имеет смысл только в южных регионах и низкотемпературных системах отопления вроде «теплого пола».

Да, действительно, фактически они правы, говоря о том, что при температуре обратной воды 60°С конденсация водяных паров не наступает, и, соответственно, теряется весь смысл использования конденсационных котлов. Но они упускают из виду, что график 80/60°С актуален для расчетной температуры наружного воздуха. Для Ульяновска она составляет -31°С. Но вспомните, как долго держится такая температура в течение отопительного сезона? Чтобы не быть голословным, приведу значения средних температур наружного воздуха в период с октября по апрель за три последних года.  Данные по температуре взяты из открытых источников.

	Октябрь	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель	Средняя за период
2009-2010	8,5	0,3	-9,4	-17,2	-12,3	-3,3	8,8	-3,5
2010-2011	4,9	2,6	-6,8	-12	-17,1	-4,7	4,9	-4
2011-2012	7,4	-3,6	-6,1	-11	-14,5	-4,8	6,6	-3,7
Средняя за период	6,9	-0,2	-7,4	-13,4	-14,6	-4,3	6,8	-3,7

Как видно из таблицы, среднемесячная температура наружного воздуха даже в самые холодные месяцы трех последних лет не превышает -17,2°С. Средняя температура воздуха за отопительный период не превышает -4 °С.
Чтобы понять, как это связано с температурой теплоносителя в котле и режимом конденсации, рассмотрим график зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.


Для построения графика используются формулы, которые учитывают множество параметров: температуру наружного воздуха, температурный напор, температуру воздуха внутри помещений, расчетный перепад температур в сети. Наш график построен исходя из следующих условий: расчетная температура наружного воздуха -31°С, максимальная температура подающей линии 80°С, температура обратной линии 60°С, температура воздуха в помещении 20°С.

Из графика видно, что для стандартного режима 80/60°С в Ульяновске расчетная температура обратной воды составляет 50°С при температуре наружного воздуха -15°С. Это означает, что при температуре воздуха -15°С и выше, котел работает в режиме конденсации. Причем, чем выше температура воздуха за окном, тем ниже температура воды в обратной линии и выше эффективность котла. Таким образом, смело делаем вывод о том, что конденсационный котел в Ульяновской области использовать целесообразно как в низкотемпературных системах «теплого пола», так и в традиционных радиаторных системах отопления.

Преимущества конденсационных котлов

Первое, что приходит в голову, когда речь идет о преимуществах конденсационных котлов, – это ощутимая до 35% по сравнению с обычными котлами экономия газа. Это становится возможным благодаря используемой технологии конденсации, глубоко модулирующей горелки и точному электронному управлению.

В сочетании с датчиком температуры наружного воздуха система становится максимально эффективной и экономичной. Но экономия ресурсов – не единственный фактор, влияющий на довольно высокую стоимость конденсационных котлов.

Сравнивать конденсационный котел с обычным – то же, что сравнивать «Мерседес» с телегой – венец технической мысли, комфорта и безопасности просто со средством передвижения. Вроде и на том и другом можно ехать, но… То же самое и с котлами.

Конденсационные котлы – новая ступень развития отопительной техники. Сочетание передовых технологий, делающее конденсационные котлы не только экономичным, эффективным, но и экологичным, легким в управлении и при всем этом компактным оборудованием.

В качестве примера рассмотрим модели конденсационных котлов Innovens MCA французской фирмы DeDietrich. У них есть все, чем должен обладать качественный современный конденсационный котел:
– горелка Inox с полным предварительным смешением с диапазоном регулирования мощности от 18% до 100%  в зависимости от потребностей;
– теплообменник из сплава кремния и алюминия с защитой от коррозии;
– новая интегрированная интеллектуальная система управления Diematic iSystem: простая и удобная система управления с большим дисплеем;
– погодозависимое управление, позволяющее автоматизировать процесс отопления.