Общеизвестно, что коэффициент полезного действия (КПД) не может превышать 100%. Однако это не совсем справедливо для отопительных котлов, где часто используется специальный алгоритм, результатом которого является так называемый «видимый КПД». В обычных (неконденсационных) котлах образующиеся в результате сгорания топлива водяные пары отводятся в атмосферу вместе с дымовым газом (140-160°С). При этом теплота сгорания топлива считается его низшей теплотворностью. Согласно существующим методикам расчета КПД она принимается как 100%.
Энергия, которая выделяется при конденсации содержащихся в дымовом газе водяных паров, дополнительно составляет ещё 11%. Современные технологии позволяют использовать эту дополнительную энергию для нагрева воды. Поэтому котлы с таким принципом работы называются конденсационными.
Следуя данной логике, теоретически возможный максимальный КПД конденсационного котла составляет 111%. Полную энергию сгорания топлива, включая энергию конденсации паров воды, называют высшей теплотворностью. Потому КПД конденсационных котлов больше 100% в некотором смысле условно. Значение КПД будет более корректным и понятным, если при расчете за 100% принимать высшую теплотворность топлива.
Как видно из схемы, в конденсационных котлах не только реализуется возможность получения дополнительной теплоты конденсации, но и уменьшены другие потери. В целом это выливается в выигрыш КПД порядка 15-19%.
Основным элементом любого котла является теплообменник. В конденсационном котле их два. Первичный теплообменник работает по тому же принципу, что и в обычных котлах. Проходящий через него тепловой поток отдает тепло, не остывая при этом ниже точки росы. Вторичный теплообменник (или конденсационный) забирает оставшуюся тепловую энергию у отходящих дымовых газов, охлаждая их до температуры ниже точки росы. Здесь же газы подогревают возвращающийся из системы теплоноситель для отопления.
C агрессивным конденсатом связана проблема коррозии, однако она решается использованием устойчивых к ней материалов – силумина (алюминиево-кремниевого сплава) или нержавеющей стали. Для накопления конденсата предусматривается специальный резервуар, содержимое которого отводится в систему канализации.
Закрытая камера сгорания и принудительный отвод позволяют отказаться от дымохода и использовать приточно-отводящие каналы из устойчивых к коррозии материалов. Для этого в конденсационных котлах используются турбины избыточного давления, которые создают принудительную подачу воздуха. Принцип отвода газов посредством такой герметичной системы обеспечивает полную безопасность помещений.
Несмотря на высокую стоимость, рентабельность конденсационных котлов достаточно высокая. По самым скромным расчетам в наших широтах конденсационный котел может сэкономить порядка 15% газа по сравнению с обычным котлом. Экономия будет ещё более существенная, если сравнивать с устаревшими моделями котлов. Потому зависимость прослеживается достаточно простая – чем больше ваша потребность в тепле, тем быстрее конденсационный котел окупится.
