Выгодная альтернатива. Настенные конденсационные котлы на метане

Конденсационный котел в интерьере загородной резиденции
Конденсационный котел в интерьере
загородной резиденции
Рост цен на энергоносители, постоянное повышение требований к экономичности и экологической безопасности теплогенерирующего оборудования подтолкнули производителей котельного оборудования к созданию настенных конденсационных котлов. В России эту технику пока покупают без особого энтузиазма. Однако потенциал для роста объемов ее реализации, несомненно, имеется.

Азы технологии

При сгорании природного газа происходит химическая реакция, в результате которой образуется вода. Под действием высокой температуры она тут же превращается в пар, поглощая теплоту в зоне горения. Водяной пар, находящийся в дымовых газах, несет в себе до 11% энергии сжигаемого метана. Для высвобождения этой энергии в конденсационных котлах устанавливаются специальные высокоэффективные теплообменники. Они позволяют понизить температуру отходящих газов до точки росы (около 57 °С), в результате чего пар конденсируется и энергия, затраченная ранее на его образование, используется для нагрева теплоносителя.

При работе настенного конденсационного котла образуется значительное количество конденсата. Аппарат мощностью 24 кВт производит до трех литров этой жидкости в час! Причем конденсат — это не дистиллированная вода, а слабый водный раствор угольной и серной кислот с водородным показателем (pH) 4–6 единиц.

Контакт теплонагруженных элементов с кислой средой может привести к коррозии, поэтому теплообменники котлов делают из нержавеющей стали и силумина. Такие теплообменники могут функционировать как в низко­температурном режиме, при котором температура возвращаемой в котел воды составляет около 30 °С, а температура на выходе из теплогенератора — 40–50 °С, так и в высокотемпературном, когда теплоноситель нагревается до 90 °С. Правда, в последнем случае КПД настенного конденсационного котла будет почти таким же, как у традиционных устройств, поскольку конденсация паров так и не начнется.

Как правило, максимальная тепловая мощность настенного конденсационного котла не превышает 125 кВт. Этого достаточно, чтобы обеспечить теплом помещение площадью до 1200 м2. Точно подстраивать свою производительность под текущие нужды потребителя тепла конденсационным котлам позволяют модулирующие вентиляторные горелки, выполненные из кислотоустойчивых материалов. Причем характерное для российской глубинки снижение давления газа в подводящем газопроводе до 5 мбар в зимний период таким горелкам, как правило, неопасно.

Котельная на базе конденсационных котлов Biasi обслуживает небольшое предприятие
Котельная на базе конденсационных
котлов Biasi обслуживает небольшое
предприятие
Для промышленного применения настенные конденсационные котлы объединяют в каскады. Их суммарная мощность может достигать 1,6 МВт. Блок каскадного управления оптимизирует работу, обеспечивая включение необходимого количества теплогенераторов и равномерное использование их ресурса. Например, при совместном ис-пользовании трех настенных котлов Baxi серии Luna HT Residential мощностью 100 кВт каждый мощность на выходе может плавно меняться от 30 до 300 кВт.

Для нужд горячего водоснабжения, совместно с одноконтурными моделями конденсационных котлов, используются выносные бойлеры. Объем накопительного бака выбирается по традиционной методике. При небольшом водопотреблении, скажем, для одной-двух точек водоразбора, можно использовать двухконтурный конденсационный котел, оборудованный встроенным пластинчатым теплообменником. К примеру, модель ComfortLine (Wolf) или конденсационный настенный котел с встроенным мини-бойлером Vitodens 333-F (тип WS3C) с 86 литровым баком.

О тарифах, модернизации и лютой зиме

По причине более высокого КПД «аппетит» конденсационной техники заметно скромнее, чем у настенных теплогенераторов привычной конструкции. В одних и тех же условиях хороший настенный конденсационный котел тратит на 15% меньше природного газа, чем традиционный, оборудованный атмосферной горелкой. Так, снабжая теплом швейный цех площадью 220 м2, обычный котел теплопроизводительностью 24 кВт за сезон потратит 5950 м3 газа, а равный ему по мощности конденсационный — всего около 5049 м3.

При цене за 1000 м3 газа 3700 рублей владелец конденсационной техники сбережет за сезон около 3300 рублей. В будущем экономия будет еще более впечатляющей: ожидается, что в 2011–2013 годах тарифы на природный газ будут повышаться примерно на 15% ежегодно, а с 2014 года Газпром может начать работать в соответствии с «принципом равной доходности», то есть продавать газ на российском рынке по мировым ценам. Не исключено, что голубое топливо подорожает многократно. Если москвичи сегодня платят за кубометр газа около 3,5 руб., то в Нью-Йорке его цена доходит до 20 рублей.

Современная автоматика Современная автоматика
Современная автоматика позволяет управлять работой
котельного оборудования, обеспечивая комфортные условия
в отапливаемом здании и существенную экономию энергоресурсов
Кроме повышения тарифов неизбежен и рост потребления газа. Вслед за аномально жарким летом синоптики прогнозируют в России едва ли не самую холодную за последнее тысячелетие зиму. Если аномальные холода окажутся затяжными, объемы потребления газа, по оценкам экспертов, могут увеличиться на треть.

В промышленности и в быту

Наряду с экономным расходованием метана настенные конденсационные котлы обладают и другими преимуществами. Во многих странах Европы их использование поощряется государством, поскольку выброс в атмосферу вредных веществ (СО, NO и других) здесь минимален. Кроме того, конденсационное оборудование компактно и имеет малый вес, что особенно важно при монтаже котельных на крышах и в других труднодоступных местах.

Каскады конденсационных котлов отличаются очень высокой надежностью. При аварийной остановке одного теплогенератора система продолжает работать, обеспечивая не менее 50% мощности, необходимой для теплоснабжения объекта. Техническое обслуживание настенных конденсационных котлов, работающих в каскаде, в ряде случаев можно производить без остановки котельной.

Проблемы и пути их решения

Котельная на базе настенного конденсацонного котла Logana Plus GB162
Котельная на базе настенного
конденсацонного котла Logana Plus GB162
Говоря об особенностях использования конденсационной техники, необходимо отметить, что если монтаж оборудования выполнен без соблюдения требований производителя, в частности — касательно обеспечения бесперебойного электроснабжения, то конденсационные котлы могут досрочно выйти из строя. Ремонт таких систем непременно влетит пользователю в копеечку. Следует также учитывать, что регулярное техническое обслуживание техники должно проводиться подготовленным персоналом, располагающим необходимым диагностическим и сервисным оборудованием.

Определенные сложности вызывает и процесс утилизации конденсата. Во избежание экологической катастрофы местного масштаба сливать его в дренажные канавы или прямо на грунт недопустимо. Не подходит для этого и канализация, трубы и уплотнительные элементы которой изготовлены не из кислотостойких материалов. Если же объект подключен к станции биологической очистки, то стоки с pH меньше 6,5 могут погубить колонию бактерий, очищающих загрязненные воды.

Впрочем, в Европе утилизировать слабокислый раствор посредством городской или поселковой канализации, к которой подключено несколько десятков домов, не возбраняется, если мощность конденсационных котлов в каскаде не превышает 200 кВт и обеспечивается смешивание конденсата с бытовыми канализованными водами в соотношении как минимум 1: 25. Ведь стоки от стиральных и посудомоечных машин, которые представляют собой слабый раствор щелочи (pН 7,2–7,8), нейтрализуют кислоту.

Но лучше, конечно, раскислять конденсат в специальном нейтрализаторе, заполненном содержащими щелочь гранулами или мраморной крошкой. Однако нейтрализатор, как и конденсационный котел, нуждается в обслуживании и постоянном контроле уровня pH на выходе.

Горелка конденсационного котла Biasi
Горелка конденсационного котла
Biasi
Другая проблема, связанная с утилизацией конденсата, может возникнуть, если выходной патрубок нейтрализатора расположен ниже входа в канализационный коллектор. В этом случае потребуются сосуд с поплавковым выключателем и специальный насос, например Conlift (Grundfos), для принудительного удаления скопившейся в емкости жидкости.

Достаточно серьезной задачей является выбор дымохода для конденсационного котла. Традиционные варианты, такие как дымовые трубы из кирпича или стальных листов, здесь не подходят. Дымовые газы, поступающие из котла, имеют температуру около 40–50 °С, процесс конденсации содержащихся в них паров продолжается и на внутренних поверхностях дымохода. Под воздействием кислого конденсата и тепла кирпич или черная сталь разрушаются буквально на глазах — их потребуется менять уже через полгода. Заметно более долговечны дымовые трубы из качественной нержавеющей стали или пластика. Любопытным решением в случае установки настенных конденсационных котлов в реконструируемых зданиях представляется гофрированный дымоход из PP-полимера, который можно «растянуть» в кирпичном дымоходе, даже если в нем имеются повороты и сужения.

Кратко о рынке

В настоящее время на рынке конденсационные котлы представлены практически всеми ведущими котлостроительными фирмами. Минимальная стоимость 1 кВт установочной мощности составляет примерно 3–4 тысячи рублей.

Среди наиболее заметных торговых марок и серий (модельных рядов) котлов следует отметить: ACV (Prestige), Ariston (Aco), Baxi (Prime HT, Luna HT, Luna HT Residential и Nuvola HT), Beretta (Exclusive Green CSI, Exclusive Green RSI и Power Plus), Buderus (Logamax Plus), De Dietrich (Innovence, MC 35 E/BS 130), Ferroli (Domicompact B, Econcept), Immergas (Victrix 24/27/27 Plus/50/Zeus), Junkers (Cerapur ZBR 11–42 A), MHG (ProCon Streamline и ProCon GWB), Protherm («Лев»), Roca (Bios, Condensing), Sime (Format Dewy zip и Planet Dewy), Thermona, Rendamax (R30), Vaillant (ecoTEC), Viessmann (Vitodens), Wolf (ComfortLine).

Материал предоставлен Творческой мастерской Владислава Балашова



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест