Какой лучше теплообменник стальной или чугунный
Обновлено: 02.06.2024
Поверхностный теплообменник – это аппарат, передающий тепло от нагретой среды к холодной. Теплообмен между средами происходит через герметичные стенки, без смешения.
Теплообменник – важный элемент любого газового котла. Располагается он в камере сгорания и представляет собой набор трубочек и пластин. Жидкий теплоноситель, циркулирующий через теплообменник, нагревается от пламени газовой горелки и по трубам несёт тепло к радиаторам в отапливаемых помещениях.
От материала теплообменника зависит эффективность работы газового котла: КПД и скорость нагрева. Важный фактор при выборе отопительного агрегата.
Какой же теплообменник лучше: чугунный или стальной?
Вы наверняка слышали аргументы в пользу чугунного теплообменника: прочные и долговечные. Звучит убедительно, но больше похоже на предубеждение. Достаточно ли этих двух слов для объективной оценки? Конечно, нет. С тем же успехом, можно считать, что Земля плоская, потому что реки бегут в разные стороны (а будь Земля круглой, реки растекались бы равномерно по поверхности шара).
Давайте соберём побольше информации. Присмотримся повнимательнее к чугунным и стальным теплообменникам, к их эксплуатационным и техническим различиям.
Чугун, и правда, очень прочный сплав. Тут не поспоришь. Это подтвердят столетние сковороды и утюги в антикварных магазинах. Но сказав «А», часто забывают сказать «Б». Говоря о прочности чугуна, умалчивают о его капризности: хрупкости, боязни термического удара (резкого изменения температур), высокой инерционности и других недостатках.
Минусы чугунных теплообменников
1. Масса, громоздкость.
Какой теплообменник тяжелее? Ответ очевиден (особенно, если Вам довелось таскать советские ванные): чугунный. Потому что получается литьём, а минимальная толщина стенок чугунных отливок – 6 мм.
Чугунный теплообменник в 2,5-3 раза тяжелее стального (при равенстве номинальной мощности котлов). А чем больше масса теплообменника, тем больше его плотность (количество молекул в единице объёма) и, стало быть, выше теплоёмкость. Тем дольше его надо греть, чтобы теплообменник передал жидкому теплоносителю, скажем, 5 кВт.
Из-за большой массы чугунный теплообменник не только долго прогревается (в 2,5-3 раза дольше стального), но и долго остывает – поэтому часто весной и осенью перетапливает дом. С чугунным теплообменником не получить маленькую порцию тепла: практически всегда будет перетапливание. А должно быть наоборот! Хорошее отопление должно быть быстрым: быстро греть и быстро остывать. Долго держать тепло должен не теплообменник котла, а утеплитель дома.
Что имеем? Долгий нагрев, на который тратится газ, плюс перетопленный дом с открытыми окнами, в которые вылетают Ваши деньги.
Из-за большой массы, а также громоздкости, чугунные теплообменники применяются только в напольных котлах отопления.
2. Хрупкость, боязнь термического шока.
Хрупкость – это свойство материала, противоположное пластичности. Хрупкий чугун склонен к растрескиванию под действием механических напряжений. Чугунный теплообменник можно повредить при неаккуратной транспортировке или при неправильной эксплуатации. К появлению трещин может привести неравномерный нагрев теплообменника, перепад температур теплоносителя («подачи» и «обратки»). Слышали о низкотемпературной коррозии? Она начинается при работе чугунного газового котла на температурах ниже 55 °C. Отсюда – эксплуатационная капризность чугуна.
3. Высокая инерционность.
Чем выше тепловая инерция материала, тем дольше он нагревается. Котёл с теплообменником из высокоинерционного чугуна нерационально расходует газ: помимо нагрева теплоносителя, тратит время и топливо на медленный нагрев теплообменника. Тепловая эффективность снижается. Говоря проще, Вы перетапливаете.
4. Неремонтопригодность.
Так как чугунные теплообменники изготавливаются литьём, появившийся дефект означает замену всей секции. Наиболее уязвимы к растрескиванию дорогие котлы с относительно тонкими стенками, полученными высокой технологией литья. Следует отметить, что стоимость чугунного теплообменника часто составляет половину (а то и больше) стоимости всего газового котла. Не забывайте и про сложность ухода, особенно промывки отложений в зоне теплообменника над горелкой.
К достоинствам чугунных теплообменников относится длительный срок службы. Но надо понимать, что он обусловлен толщиной литых стенок. При почти одинаковой коррозионной стойкости чугуна и стали, стальной теплообменник проржавеет быстрее только потому, что тоньше чугунного. Хотя ржаветь вовсе необязательно. От коррозии и образования накипи стальные теплообменники надёжно защищает омеднение, что также увеличивает теплопроводность и срок эксплуатации. Владельцам котлов с чугунным теплообменником следует опасаться не коррозии, а того, что теплообменник лопнет.
А что же сталь, которую часто заслоняет «прочность и долговечность» чугуна?
Плюсы стальных теплообменников
1. Хорошая пластичность.
Теплообменник газового котла во время работы находится в тепловом напряжении – нагревается от пламени горелки, остывает, нагревается, остывает… Подобный цикл опасен для таких хрупких материалов, как чугун, особенно при неравномерном прогревании. Но корпус из пластичной стали менее чувствителен к тепловым перепадам и экстремальным давлениям, поэтому не деформируется и не трескается даже на участках контакта с горелкой. А риск повредить стальной теплообменник при транспортировке или монтаже в разы ниже.
2. Эффективность теплопередачи.
Мы уже говорили о том, что теплообменники из стали легче чугунных аналогов. Потому что изготавливаются из листовой стали методом сварки. Отсюда более эффективная теплопередача – тонкая сталь быстро прогревается (и, соответственно, остывает) и отдаёт тепло. Для передачи всё тех же 5 кВт от стального теплообменника к жидкому теплоносителю потребуется в 2,5-3 раза меньше энергии, чем затратил бы котёл с чугунным теплообменником. Существенная экономия газа, верно?
3. Ремонтопригодность, обслуживание.
В отличие от чугунных, стальные теплообменники легко чинятся: заварил трещину или дырку, зачистил шов – и нет проблем. Ремонт продлит срок службы котла или даже вернёт его к жизни. За теплообменником из стали легко ухаживать.
Подводя итог, напомним: большая масса чугунного теплообменника – причина перерасхода топлива. Теплообменник – всего лишь посредник между огнём горелки и жидким теплоносителем. И чем меньше в нём металла, тем быстрее он нагреется и начнёт выполнять свою задачу: передавать тепло жидкому теплоносителю.
Да, литьё даёт определённые преимущества – таким способом можно получить более сложную форму теплообменника с внутренним оребрением, но, как бы то ни было, чугунные теплообменники остаются намного тяжелее стальных, и на их нагрев надо тратить больше энергии.
Надеемся, предвзятое отношение к стали осталось в прошлом. Потому что по большинству параметров стальной (а лучше – стальной с омеднением) теплообменник превосходит чугунного визави. Сегодня ставить в частный дом котёл с чугунным теплообменником – это неэффективно, неэкономно и несовременно. Скажем больше, это абсурдно.
Но если сильно хотите, чтобы в доме было оправданно-полезное чугунное изделие, – лучше купите чугунную блинницу.
Различия между теплообменниками газовых котлов
В электрических котлах главным нагревательным элементом является тэн. В газовых — теплообменник. Он служит для того, чтобы нагревать воду, которая через него проходит. Для этого используется горелка с открытым пламенем. Так как условия достаточно агрессивные, следует внимательно подходить к выбору теплообменника. Раньше они представляли собой обычную металлическую трубку, но сейчас их устройство намного сложнее.
Материал теплообменника газового котла: какой лучше
Меня удивляет, когда люди не задумываются о материале, из которого сделан теплообменник в котле. Ведь это один из самых важных элементов отопительного оборудования. Именно от материала зависит КПД, скорость нагрева и главное – срок службы. Помимо этого, они могут содержать второй контур. Чтобы вы поняли, какой теплообменник лучше, я хочу рассказать про преимущества и недостатки каждого из них.
Первые чугунные теплообменники
Именно чугун использовали при создании первых угольных и газовых котлов. Это объясняется его антикоррозийными свойствами и сроком службы от 30 до 50 лет. Да и вообще, чугун слабо воздействует с какими-либо химическими веществами. А вот что касается теплоёмкости, она одна из самых высоких. Поэтому даже сейчас, когда появилось много других видов, теплообменники из чугуна продолжают пользоваться спросом. Они дольше нагреваются, но и гораздо дольше удерживают тепло после прекращения нагрева.
К сожалению, недостатков у них больше. Во-первых, это огромный вес и габариты. Котлы с чугунными теплообменниками занимают много места, а повесить их на стену вообще не представляется возможным. Только напольный способ установки, массивные мощные котлы требовательны к напольному покрытию (их масса часто превышает 300-400 кг).
Во-вторых, они плохо переносят резкие перепады температур. А ведь в отоплении обратка всегда холоднее подачи. В-третьих, чтобы уберечь чугун от этих перепадов, начали применять особые горелки. И тогда теплоёмкость уже перестала быть преимуществом. Поэтому, по сути, единственным преимуществом является большой срок службы.
Стальной
Чтобы избавиться от минусов чугунных, начали использовать стальные теплообменники. Они легче, оборудование занимает меньше места, да и цена гораздо ниже. Помимо этого, стальные теплообменники не так сильно боятся перепадов температур, поэтому в качестве нагревательного элемента подходят очень хорошо. А в случае поломки их можно отремонтировать. Конечно, не все модели, но многие.
Почему же тогда чугунные теплообменники продолжают использовать, если у стальных так много преимуществ? Дело в том, что не всё так гладко. Ведь сталь подвержена коррозии, а это уже огромный минус. Поэтому и срок службы в 2-3 раза меньше, обычно от 12 до 15 лет. Ещё я хотел бы обратить внимание на то, что сталь может прогореть. Если уж вы решили выбирать котёл с теплообменником из этого материала, я советую заранее узнать про толщину стенок. Она должна быть 3 мм и больше. А лучше 5 мм.
Медный
Самый лучший металл по теплоотдающим характеристикам — это медь. Пожалуй, можно назвать только один недостаток медных теплообменников. Это их высокая цена, устанавливаются медные теплообменники обычно на модели среднего ценового сегмента и выше (от 45-50 тыс. руб). Зато преимуществ очень много:
- компактные размеры;
- малый вес;
- высокий КПД;
- медь практически не поддаётся коррозии;
- быстро нагревается и остывает;
Кстати, именно из-за быстрого нагрева тратится гораздо меньше газа, поэтому ещё одним плюсом можно считать экономию. Что касается срока службы, производители обычно указывают 14—17 лет, что соответствует реалиям. Это незначительно больше, чем у стали, но все еще сильно меньше, чем у чугуна. Но за такое время на топливе получится сэкономить гораздо больше.
Обычно медные теплообменники устанавливают в настенных котлах. Хотя встречаются и в напольных.
Алюминиевый
В качестве материала для теплообменника газового котла используют и алюминий. Впервые его применили в конденсационных моделях, но о них я расскажу чуть позже. Алюминиевые теплообменники устанавливают и в обычных конвекционных котлах. Казалось бы, зачем они нужны, если медь хорошо справляется со своими задачами? Всё дело в цене. Чтобы удешевить производство, в медных теплообменниках стараются уменьшать толщину стенок. С алюминием этого делать не нужно. Он и так в несколько раз дешевле меди, а теплоотдающие свойства тоже достаточно высокие.
Получается, что алюминиевый теплообменник толще медного. И в этом его огромное преимущество, ведь повышается срок службы. Практика показала, что алюминий ещё и меньше подвержен окислению. Но в интернете мнения на этот счёт расходятся. Поэтому сложно сказать точно, какой теплообменник лучше.
Мы рекомендуем: настенные модели – с медным или алюминиевым теплообменником; напольные – с чугунным. Разумеется, в бюджетных моделях применяют исключительно сталь.
Конденсационные котлы с дополнительным теплообменником
В обычных котлах горелка нагревает теплообменник, а продукты сгорания удаляются через дымоход. Но смысл в том, что часть тепла тоже уходит через дымоход. Чтобы использовать это тепло для обогрева, создали конденсационные котлы. Их конструкция предполагает наличие дополнительного теплообменника. Устроен он достаточно сложно. Из-за разницы температур образуется конденсат, который и служит источником тепловой энергии. Грубо говоря, пар становится водой, она остужается, а её тепло используется для отопления.
Идея создания конденсационных котлов не такая уж новая. Об этом задумывались несколько десятков лет назад. Но тогда технологии не позволяли сделать сплав металла, который мог бы долго проработать в агрессивной среде. Сейчас для этих целей обычно используют высококачественную нержавейку.
Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов
Окупаемость конденсационных моделей в отечественных условиях
Монотермический или битермический
Когда котёл способен работать только в режиме отопления, его называют одноконтурным. Но многие современные модели способны также работать в режиме горячего водоснабжения (ГВС). Такие котлы называют двухконтурными. Осуществить нагрев воды можно двумя способами: с помощью пластинчатого теплообменника или битермического.
Пластинчатый теплообменник установлен отдельно от основного и состоит из двух частей. Когда через одну часть проходит вода из отопления, она нагревает вторую, которая соединена с водопроводом. Это раздельный, более практичный и надежный, но более дорогой и менее компактный способ.
В целях экономии средств и пространства придумали сдвоенные или битермические теплообменники. Принцип действия у них совершенно другой. Конструктивно это одна деталь: теплообменник в теплообменнике или труба в трубе. Снаружи обычно проходит отопление, а внутри располагается контур ГВС.
К сожалению, из-за своей конструкции у битермических теплообменников узкие проходы, которые могут быстро засориться. А чистка помогает далеко не всегда, да и сделать это не так просто. Цена у таких теплообменников гораздо выше. Да и всё равно пользоваться водой придётся ограниченное время, так как присутствует риск прогорания металла. Я считаю, что лучше покупать котлы с раздельными теплообменниками. Они более надёжные.
Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника
Люди покупают котёл не на один год. В худшем случае он должен прослужить несколько лет. А так как теплообменник является важной частью любого котла, то и к его выбору нужно подходить основательно. Также стоит помнить, что это одна из самых дорогих и труднозаменимых запчастей. Лучше следить за правильной работой оборудования и ежегодно его обслуживать, чем потом платить лишние деньги за ремонт.
Стальной или чугунный напольный газовый котёл
Параметр, с которым необходимо определиться при выборе напольного отопительного котла, материал камеры сгорания и теплообменников. Наиболее распространены чугун и сталь.
Сказать однозначно, что из них лучше, сталь или чугун, нельзя. Неслучайно основные производители котлов выпускают как чугунные, так и стальные агрегаты. Можно говорить лишь о технических и эксплуатационных различиях этих двух типов.
При равенстве выдаваемой мощности чугунные агрегаты имеют больший габарит и вес. Важнейшим достоинством, которое не без основания приписывают чугунным котлам, является большой срок их службы.
Такому теплообменнику пророчат до 50 и более лет. Конечно, этот параметр в первую очередь зависит от условий эксплуатации самого котла. Во всяком случае, 30 лет точно не предел. В то же время стальные теплообменники служат в среднем 20 лет. Однако при этом стальные теплообменники допускают ремонт, а в случае выявившегося дефекта чугуна приходится менять целиком всю секцию. Конечно, определяющим является не только материал теплообменника, но и качество самого металла, его толщина и конструкция.
Современные стальные агрегаты изготавливаются из высоколегированной жаростойкой стали, они отличаются прочностью и большей коррозионной стойкостью, что в итоге дает долговечность. Притом сталь пластичнее обычного чугуна, поэтому конструкция выполненных из нее топки и теплообменников может быть более сложной и считается более эффективной по теплопередаче.
Однако теплообменники современных напольных котлов изготовляют из специальных марок «серого чугуна». Этот металл обладает улучшенной пластичностью и увеличенной однородностью структуры, что повышает эксплуатационные качества.
Стальные котлы как таковые менее чувствительны к тепловым ударам и механическим повреждениям при транспортировке или монтаже. Однако при неправильной эксплуатации стальной теплообменник быстрее поддаётся коррозии. Чугунные котлы по этому критерию имеют преимущество, чугун более стоек к коррозии, чем сталь. Коррозия происходит тогда, когда температура стенок котла ниже температуры конденсации выходящих газов.
Чтобы избежать коррозии, внутри котла необходимо поддерживать температуру выше «точки росы». Поскольку этот показатель находится на уровне порядка 58°С, температура стенок котла должна быть не менее 60°С. В принципе, создать нормальные условия эксплуатации котла не очень сложно. Раньше с этим боролись, поддерживая в контурах постоянно высокую температуру, что оборачивалось повышенным расходом топлива.
Учитывая, что чугун металл всё-таки хрупкий, в неостывший теплообменник не должна попадать холодная вода, это приводит к образованию трещин. Сегодня с этим недостатком чугуна вполне успешно справляются. В первом случае предлагают использовать технологию низкотемпературного режима эксплуатации котельного оборудования, когда температура обратной воды для котла не регламентируется.
Преимуществ тут масса. Повышаются надёжность и долговечность котла, возрастает КПД, уменьшаются расход топлива и количество вредных выбросов, да и сам режим работы низкотемпературной системы «тёплого пола» наиболее комфортен для обитателей дома.
Второй вариант - применение технологии Thermostream. Суть этой технологии состоит в смешивании холодной воды, поступающей из обратной линии с тёплой, идущей в подающую линию. Поэтому поступивший из обратной линии теплоноситель становится тёплым прежде, чем достигнет поверхности теплообменника. Таким образом, термошок поверхностей даже при внезапном поступлении холодной воды из обратки полностью исключается.
Не требуется и никаких дополнительных мер по повышению температуры в обратной линии или по поддержанию минимального объёмного потока в определённых режимах работы. В постоянном режиме работы температура на поверхностях теплообмена со стороны продуктов сгорания выше, чем температура «точки росы». В камере сгорания и на дополнительных поверхностях не образуется конденсат. Следовательно, снижается и вероятность коррозии внутренних поверхностей.
Благодаря технологии Thermostream котёл представляет собой достаточно компактную систему с эффективными поверхностями теплообмена, что отражается в повышении мощности агрегата.
Чугунный или стальной – какой теплообменник котла «лучше»?
Покупка отопительного котла – первое, что делает потребитель, определившись с выбором системы отопления. И, благодаря существующему сегодня огромному ассортименту котлов, каждый может выбрать самый лучший для себя вариант. Но, все же, разобраться, какой из котлов обладает лучшими характеристиками, неопытному человеку довольно трудно. Ведь эти приборы могут отличаться не только своим внешним видом, но и материалами, используемыми при их изготовлении. Так, довольно трудно определиться, какой из теплообменников котлов – чугунный или стальной, обладает лучшими характеристиками.
На самом деле довольно сложно решить вопрос о том, какой из материалов – чугун или сталь, лучше. Ведь каждый из этих материалов обладает как недостатками, так и очень значимыми достоинствами.
Чугун – практически не подвержен коррозии, обладает длительным сроком службы. Но в то же время чугун очень плохо переносит транспортировку, так как является достаточно хрупким материалом. Поэтому во время транспортировки на поверхности материала могут образоваться микротрещины. Кроме того, использование жесткой воды может также негативно сказаться на состоянии чугунного теплообменника.
Что касается использования стального теплообменника, то здесь важно неукоснительно соблюдать правила относительно его эксплуатации, в ином случае сталь очень быстро начнет корродировать. То же самое можно отнести и к чугунному теплообменнику. Поэтому, какой бы выбор вы не сделали, залогом продления службы котла является создание нормальных условий его эксплуатации. А эту работу лучше доверить специалисту. Только хороший проектировщик, обладающий достаточными знаниями и опытом, может создать надежную систему, при которой срок службы вашего котла будет максимальным.
Недавно появившаяся модель котлов с принудительной тягой уже успела заинтересовать многих потребителей. Но, если дымоход над крышей уже ни у кого не вызывает удивления, то к отсутствию оного потребители относятся с некоторой опаской. Специалисты же утверждают, что нет никакой опасности в том, что котел сконструирован таким образом, чтобы отходящие газы удалялись из него при помощи встроенного вентилятора – принудительно.
На самом деле котлы с принудительной тягой обладают массой преимуществ, а именно:
• могут использоваться в помещениях без наличия традиционного дымохода – продукты сгорания выводятся через коаксиальный дымоход. Для обустройства коаксиального дымохода нужно всего лишь сделать отверстие в стене;
• котлы с принудительной тягой не требуют для поддержания процесса горения притока дополнительного холодного воздуха, а также не сжигают кислород из помещения;
• установка котлов данного типа экономически более выгодна, так как не требует изготовления дорогостоящего традиционного дымохода.
Какой теплообменник дровяного котла выбрать – стальной или чугунный
Стоимость на чугунные и стальные дровяные котлы, отличается в несколько раз. В связи с этим, нередко возникает вопрос о целесообразности покупки отопительного оборудования, изготовленного из чугуна.
Чтобы определиться с выбором, сравнивают технические характеристики и особенности стального и чугунного теплообменников.
Теплообменник дровяного котла
Судя по отзывам продавцов консультантов, чаще всего, выбирая котел на дровах, чугунный или стальной, склоняются в сторону последнего, только по причине его низкой стоимости. Действительно ли экономия в данном случае является оправданной.
Технические и эксплуатационные характеристики у теплообменников из чугуна и стали разные. Каждый из вариантов имеет свои сильные стороны и недостатки.
Дровяной котел с теплообменником из чугуна
Выбор чугунного котла на дровах, несмотря на высокую стоимость, вполне оправдан по следующим причинам:
- Длительный срок службы – каналы водяного контура чугунного теплообменника, не подвержены коррозии и устойчивы к агрессивной среде любого теплоносителя. Материал не разрушается со временем и при соблюдении условий эксплуатации, способен проработать около полувека.
Что касается недостатков, то их всего три:
- Стоимость чугунного оборудования превышает цену стального аналога в 2-3 раза.
Котел на дровах с теплообменником из стали
Простые стальные котлы на дровах, привлекают потенциального покупателя, своей низкой стоимостью и красивым внешним видом. Учитывая простой процесс сборки и минимальные затраты на изготовление оборудования из стали, большинство европейских и отечественных производителей, полностью или частично отказались от выпуска чугунных аналогов.
Положительные характеристики стального теплообменника следующие:
- Низкая стоимость (в сравнение с чугунным).
Стальной теплообменник с водяным контуром имеет несколько недостатков:
- Подверженность коррозии – марка стали теплообменника 08КП или 09Г2С. Металл, хотя, и устойчив к прогоранию и воздействию агрессивной среды, все равно со временем истончается. Происходит постепенная коррозия, что и приводит к выходу оборудования из строя.
Как стальной, так и чугунный теплообменники, имеют полное право на существование. У каждого варианта есть свои сильные и слабые стороны.
Эксплуатация котла – что лучше, сталь или чугун
Если учитывать исключительно теплотехнические характеристики, чугун однозначно лучше.
Механический недожег при сжигании дров, деформирование при нагреве, разрыв стенок теплообменника, выгорание – все это встречается в стальных котлах, независимо от марки производителя. Вместе с тем, чугун может выдержать давление в системе отопления (связанное с перегревом теплоносителя), устойчив к коррозии, работает в 2-3 раза дольше своего аналога из стали и имеет лучшие теплотехнические характеристики.
Главным недостатком чугуна, была и остается его большие вес и стоимость. Причем, речь идет как о производстве теплогенераторов, так и о конечной цене, по которой котел предлагается потребителю. Именно по этой причине, стальные агрегаты пользуются большей популярностью.
Читайте также: