Вместе с активным развитием конденсационных и настенных котлов, увеличением единичной мощности и постепенным снижением их стоимости более широкое применение находят настенные конденсационные котлы. Теперь установки из нескольких настенных котлов в каскаде можно встретить всё чаще, и данные варианты успешно борются за место в котельных в сегменте средних и больших мощностей с традиционными котлами. Но каков действительный потенциал подобных установок для котельных вплоть до 1 МВт, и какие выгоды может получить заказчик от установки каскадной системы из нескольких настенных конденсационных котлов вместо двух традиционных котлов?
Давайте для начала разберёмся, почему из всех настенных котлов мы выделяем именно конденсационные. Для этого достаточно проанализировать наиболее популярные максимальные мощности разных типов настенных котлов на рынке котельного оборудования. Классические настенные котлы (за очень редким исключением) ограничены единичной мощностью 36 кВт, настенные конденсационные бытовые котлы в виде «термоблока» имеют, как правило, максимальную мощность 39 кВт у большинства производителей, а вот конденсационные котлы полупромышленной мощности представлены моделями вплоть до 160 кВт. Именно у таких моделей самый высокий потенциал для применения в мощных каскадных установках с настенными котлами.
Каскадные установки удобны по нескольким причинам: высокий уровень резервирования на случай неисправности одного или даже нескольких котлов; увеличение диапазона модуляции мощности установки. Следует отметить, что второй довод о модуляции мощности каскадной установки именно с конденсационными котлами не слишком интересен, так как диапазон изменения мощности даже одного котла 100 кВт составляет 16–100 кВт. Ну и, конечно, третий довод в пользу каскадной установки — это наращивание установленной мощности, используя небольшие и удобные в плане монтажа котлы. На последнем доводе остановимся подробней, чтобы понять, какие дополнительные выгоды возможно от этого получить.
К уникальному преимуществу настенного котла стоит отнести удобство его расположения. Дымоход котла выходит вверх, трубопроводы подающей, обратной линий и подвод газа размещены снизу. Причём все эти элементы находятся строго в рамках проекции котла на пол и не требуют никакого дополнительного места для размещения. Зона для обслуживания котла находится только спереди, поэтому котлы в каскаде устанавливаются вплотную друг к другу. Поэтому занимаемое настенными конденсационными котлами место в котельной будет минимально, особенно с учётом необходимой зоны для обслуживания. Тепломеханическая часть (обвязка котлов) в таких случаях размещается под котлами и включает в себя предохранительные клапаны, обратные клапаны, циркуляционные насосы, запорные краны, расширительные баки, общий подающий и обратный коллекторы и подвод газа.
В такой системе будет весьма желательна установка гидравлического разделителя. С точки зрения автоматизации чаще всего применяется схема соединения всех котлов в единую систему и работа в погодозависимом режиме с единой расчётной температурой в подающей линии. При этом именно у конденсационных котлов возможно выбрать два режима работы — классический и параллельный.
При классическом режиме при недостатке мощности или при медленном достижении расчётной температуры включается дополнительный котёл в каскаде и начинает наращивать свою мощность. При параллельном режиме все котлы работают одновременно и синхронно модулируют свою мощность в ответ на изменение нагрузки системы отопления или ГВС. Именно этот режим позволяет котлам дольше работать в более экономичном для конденсационных котлов сниженном режиме и достигать высоких значений среднегодового КПД установки.
При устройстве дымоходов для каскадной установки из настенных конденсационных котлов возможно организовать отдельные короткие дымоходы для каждого котла. Это возможно благодаря высокому избыточному давлению дымовых газов на выходе из котла. Возможен также и общий каскадный дымоход. В большинстве конденсационных котлов для этого случая встроен обратный клапан дымовых газов, который препятствует попаданию дымовых газов в неработающий котёл. Таким образом, на общем дымоходе отсутствуют дополнительные устройства в виде обратных клапанов, отсечных заслонок и регуляторов тяги. Дымоход становится простым и небольшим по высоте и диаметру.
Даже не учитывая всех преимуществ конденсационных настенных котлов в каскаде, интересно было бы сравнить стоимость котельного оборудования для котельной мощностью до 600 кВт со стандартными котлами и с конденсационными настенными котлами.
На рис. 1 мы можем видеть, что самый простой и дешёвый вариант с двумя стальными котлами в каскаде стóит дороже каскадной установки из настенных конденсационных котлов вплоть до мощности 300 кВт, а при мощности 400 кВт становится совсем незначительно дешевле. Стоит отметить, что для расчёта взяты не самые мощные конденсационные настенные котлы, имеющиеся на российском рынке, а наиболее популярные модели по 100 кВт.
При всех, казалось бы, очевидных технических преимуществах каскада из конденсационных котлов при количестве их в пять или шесть агрегатов в каскаде некоторых потребителей может остановить более высокая стоимость котлов в такой установке по сравнению с классическим вариантом с традиционными котлами.
Но котельная состоит не только из котлов, общая стоимость котельной состоит из затрат на дымоход, тепломеханическую обвязку, здание котельной, расходов на монтаж и пр. При правильном подходе к проектированию котельной сократить капитальные затраты при использовании настенных конденсационных котлов абсолютно реально.
Во-первых, в такой котельной дымоход потребует меньших вложений, его можно будет сделать максимально коротким и небольшого диаметра. Благодаря лёгкости и компактности котлов здание котельной и перекрытия обойдутся значительно дешевле. Монтаж конденсационных настенных котлов по сравнению с напольными стальными котлами будет гораздо проще и не потребует специальной техники. Пусконаладочные работы значительно облегчаются из-за того, что горелочные устройства встроены в котлы и настроены на заводе строго под мощность котла, поэтому потребуется только проверка качества сгорания. Также такие конденсационные котлы не требуют мероприятий по шумоглушению или виброзащите. Все эти особенности в совокупности могут сократить стоимость всей котельной с конденсационными настенными котлами из пяти, шести или семи штук до уровня цены котельной с двумя стальными котлами.
Если взять в расчёт эксплуатационные затраты, то целесообразность использования каскадной установки из настенных конденсационных котлов становится ещё более очевидной.
Экономия газа подобной котельной общей мощностью 500 кВт составит минимум 50 тыс. руб. в год и в среднем 120 тыс. руб. в год. Учитывая более долгий срок службы оборудования, общая экономия за срок эксплуатации в 20 лет составит сумму от 1,0 млн до 2,4 млн руб. без учёта инфляции, что значительно превосходит стоимость самого котельного оборудования.
С появлением настенных конденсационных котлов повышенной мощности появились новые возможности по оборудованию компактных, экономичных котельных, превосходящих старые образцы традиционных котлов по всем характеристикам. Если подойти к процессу оснащения котельной комплексно на самом раннем этапе, то такая более современная котельная способна стать для его обладателя дешевле традиционной котельной вплоть до мощностей в 1 МВт.
