24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конвекционные и конденсационные котлы: в чем разница

Конвекционные и конденсационные котлы: в чем разница?

Какой котел будете устанавливать: конвекционный или конденсационный? Этот вопрос часто ставит заказчика в тупик, поскольку истинную разницу между двумя типами данного оборудования знают далеко не все. А разница есть и немалая.

Конвекционные котлы – это традиционные газовые котлы с открытой (реже закрытой) топкой и теплообменником. Внешне они выглядят практически так же, как и конденсационные. Но последние почему-то дороже. Почему именно станет ясно, если заглянуть под кожух конденсационного котла.

В традиционных котлах температура продуктов сгорания настолько высока, что конденсация водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, не происходит. Часть тепловой энергии выходит в трубу, но зато вместе с, пусть и теплым, но агрессивным конденсатом.

Если вызвать конденсацию, образующегося при сжигании газа пара, который в традиционных котлах выходит через дымоход, то тем самым можно получить так называемую скрытую теплоту. Для конденсации необходимо понизить температуру продуктов сгорания. Эту идею помогла воплотить в жизнь технология сварки нержавеющей стали. До ее открытия, произвести конденсационный котел не представлялось возможным, поскольку незащищенный металл был сильно уязвим для агрессивной среды конденсата. Однако материалы, используемые для производства конденсационных котлов, а также сама технология сварки делает их дороже традиционных (конвекционных).

Конденсация пара. Чтобы вызвать конденсацию, находящегося в продуктах сгорания газа водяного пара, его температура должна опуститься ниже точки росы. Для природного газа температура конденсации составляет 56°, для сжиженного – 52°, а для жидкого топлива – 47°. Чтобы охладить продукты сгорания в конденсационных котлах предусмотрены специальные теплообменники. Некоторые модели имеют двухступенчатое понижение продуктов сгорания, и соответственно два теплообменника.

Конденсационные котлы бывают не только газовые, но и жидкотопливными. Однако газовые приборы более рентабельны, поскольку при сжигании газа образуется намного больше водяного пара. К тому же при сжигании жидкого топлива образуется много серы, которая придает конденсату очень агрессивные свойства, что в свою очередь заставляет использовать более дорогие материалы при изготовлении теплообменников. Тем не менее, такие котлы есть и их можно приобрести.

Отвод продуктов сгорания из традиционных котлов, которые чаще всего имеют закрытую камеру, осуществляется благодаря естественной тяге в дымоходе. Но для этого в помещение, где установлен котел, должен поступать компенсирующий объем воздуха.

Конденсационные котлы не могут обеспечить условия для возникновения достаточной естественной тяги, поскольку продукты сгорания охлаждены и имеют невысокую температуру. В таких котлах присутствует закрытая камера сгорания, а свежий воздух нагнетается принудительно при помощи вентилятора. Соответственно, создаваемое им избыточное давление, обеспечивает принудительный отвод газов. Благодаря закрытой топке газы не могут попасть в помещение, что делает работу таких котлов более безопасной. Продукты сгорания отводятся через коаксиальную трубу, которая также является и трубой для забора воздуха. Трубы котлов мощностью до 30 кВт могут выводиться через стену, а более мощные котлы подключаются к трубе, которая имеет выход выше крыши.

Важно понимать, что присутствие закрытой камеры сгорания еще не означает, что котел конденсационный. Традиционные котлы тоже могут иметь закрытую камеру сгорания и принудительную вентиляцию.

У конденсационных котлов КПД выше 100%. Такое заявление, по сути, противоречит закону сохранения энергии, открытому Майером еще в 19 веке. Однако превышение 100% происходит из-за устаревших методик расчета КПД для отопительного оборудования, во времена разработки которых, скрытая теплота не учитывалась. Первые конденсационные котлы появились в 80-х годах прошлого века. Тогда КПД рассчитывался таким образом, что за 100% принималась так называемая теплотворность топлива без учета фактора образования горячих водяных паров. Больше всего паров образуется при сжигании природного газа, благодаря чему он обладает скрытой теплотой до 11%. У пропана этот показатель ниже – 9%, а у жидкого топлива – только 6%. Таким образом, эффективность конденсационного принципа отбора тепла при сжигании природного газа будет почти вдвое выше, чем при сжигании дизтоплива.

Показатель теплоты прибавляется к теплотворной способности топлива, и получается, что у конденсационных котлов, работающих на природном газе, КПД = 111%, на сжиженном пропане – 109%, а на жидком топливе – 106%. Но это в теории. На практике эти показатели оказываются на 2-4% меньше из-за различных теплопотерь и неполного сгорания топлива.

Принцип работы конденсационного газового теплогенератора

Прежде чем мы расскажем о нюансах конденсационной технологии, отметим, что энергоэффективный, а значит комфортный и экономичный загородный дом — сбалансированное строение. Это означает, что, помимо замкнутого теплоизоляционного контура, все элементы коттеджа, включая инженерную систему, должны быть оптимально подобраны друг к другу. Поэтому так важно выбрать котёл, который хорошо сочетается с низкотемпературной отопительной системой «теплый пол», а также позволит сократить расходы на покупку энергоносителя в долгосрочной перспективе.

В России, в отличие от европейских стран, конденсационные газовые котлы менее распространены. Помимо экологичности и большего комфорта, данный вид оборудования позволяет уменьшить затраты на отопление, т.к. такие котлы работают на 15-20% экономичнее обычных.

Если посмотреть технические характеристики конденсационных газовых котлов, то можно обратить внимание на КПД оборудования — 108-110%. Это противоречит закону сохранения энергии. В то время как, указывая КПД обычного конвекционного котла, производители пишут, что оно составляет 92-95%. Возникают вопросы: откуда появляются эти цифры, и почему конденсационный газовый котёл работает эффективнее традиционного?

Дело в том, что такой результат получается благодаря методике теплотехнического расчёта, применяемой для обычных газовых котлов, не учитывающей один важный момент испарение/конденсацию. Как известно, при сгорании топлива, например, магистрального газа (метана CH4), выделяется тепловая энергия, а также образуется углекислый газ (CO2), вода (H2O) в виде пара и ряд других химических элементов.

И водяной пар в конвекционном (обычном) теплогенераторе фактически «вылетает в трубу», унося с собой в атмосферу часть теплоты (выработанной энергии). Причём величина этой «потерянной» энергии может доходить до 11%.

Чтобы повысить эффективность работы котла, надо задействовать это тепло до того, как оно уйдёт, и передать его энергию через специальный теплообменник теплоносителю. Для этого нужно охладить дымовые газы до температуры т.н. «точки росы» (около 55 °C), при которой происходит конденсация паров воды с выделением полезной теплоты. Т.е. — задействовать энергию фазового перехода для максимального использования теплотворной способности топлива.

Возвращаемся к методике расчёта. Топливо имеет низшую и высшую теплотворную способность.

  • Высшая теплотворная способность топлива — это количество теплоты, выделившейся при его сгорании с учётом энергии водяного пара, содержащегося в дымовых газах.
  • Низшая теплотворная способность топлива — это количество выделившейся теплоты без учёта энергии, скрытой в водяном паре.

КПД котла выражается в количестве тепловой энергии, полученной при сгорании топлива и переданной теплоносителю. Причём, указывая КПД теплогенератора, производители могут по умолчанию рассчитать его по методике с применением низшей теплотворной способности топлива. Получается, что реальный коэффициент полезного действия конвекционного теплогенератора на самом деле составляет около 82-85%, а конденсационного (помним об 11% дополнительной теплоты сгорания, которые он может «забрать» из водяного пара) – 93 — 97%.

Максимальную эффективность конденсационные котлы обеспечивают, если температура обратной линии теплоносителя меньше 55 °C, а это низкотемпературные системы отопления «тёплый пол», «тёплые стены» или системы с увеличенным количеством секций радиаторов. В обычных высокотемпературных системах котёл будет работать в конденсационном режиме. Только в сильные морозы нам придётся поддерживать высокую температуру теплоносителя, в остальное время, при погодозависимом регулировании, температура теплоносителя будет ниже, и за счёт этого в год мы сэкономим 5-7%.

Максимально возможная (теоретическая) экономия энергии при использовании теплоты конденсации составляет:

  • при сгорании природного газа – 11%;
  • при сгорании сжиженного газа (пропан-бутан) – 9%;
  • при сгорании дизельного топлива (солярки) – 6%.

Конструкционные отличия газовых конвекторов и котлов

Конвектор — это прибор для обогрева одного отдельно взятого помещения, не требует установки радиаторных труб отопления по всему помещению. Внешне напоминает электрокамин или радиатор,только большего размера. Внутри его находится горелка в закрытой камере сгорания, куда поступает воздух, благодаря которому происходит сжигание газа и удаление продуктов отработки газа.

При сгорании топлива происходит нагрев камеры сгорания, которая прогревает окружающий воздух с помощью вентилятора, установленного внутри конвектора. При монтаже такого прибора требуется подвод газа и коаксиального дымохода к каждой единице. Может работать как на магистральном, так и на сжиженном газе, т.е. от баллона.

Применение конвекторного обогревателя ограниченно, с учетом недостатков такого прибора:

  • большое количество труб и пробитых для них дыр, необходимых для установки каждого конвектора,
    Газовый конвектор
  • уменьшение температуры в помещении прямо пропорционально удалению от прибора, низкая инерционность. В результате происходит быстрый нагрев и столь же быстрое охлаждение, а это пагубно влияет как на внутреннюю отделку помещений, так и на мебель в них.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что такие устройства лучше устанавливать в гаражах, складах, промышленных помещениях, где необязательно поддержание постоянной температуры.

Основное конструкционное отличие котла от конвектора — это наличие теплообменника и необходимость разводки по помещению радиаторных труб, с помощью которых помещение прогревается равномерно и на долгое время. Отвод отработанных продуктов происходит через дымоход, если котел с открытой камерой сгорания. Двухконтурный котел обеспечивает как обогрев помещения, так и потребность в горячей воде.

Читать еще:  Как устранить течь в чугунной батарее отопления?

Климат

Для частных домов вопрос эффективного отопления всегда стоял одним из первых. На рынке представлено значительное количество производителей с богатым ассортиментом продукции. Бывает так, что в связи с хорошим предложением возникают и вопросы насчет того, какую именно модель подобрать. Поэтому прежде чем делать выбор — стоит иметь твердое понятие того, что такое конвекционный газовый котел и для чего он нужен.

Оглавление

  1. Конвекционный котел: достоинства и недостатки
  2. Основные типы конвекционных котлов
  3. Обзор производителей конвекционных котлов
  4. На что стоит обратить внимание при выборе котла
  5. Оптимальный вариант для разных ценовых сегментов

Конвекционный котел: достоинства и недостатки

Этот отопительный прибор приобрел большую популярность в домах, где нет централизованного отопления и предназначен в первую очередь для обеспечения подачи тепла. В основном котел отопления используется в тех домах, площадь которых не превышает 300 м². В качестве топлива, благодаря которому получается тепло, используется природный или сжиженный газ, который является одним из самых дешевых источников энергии.

Конвекционные котлы получили такое широкое распространение благодаря своему простому устройству, в котором используется низшая теплота сгорания, то есть то количество теплоты, которое образуется при полном сгорании газа без учета теплоты конденсации водяного пара.

Конструкции котла присущи следующие достоинства, которые и обеспечили столь высокую популярность:

  • большой выбор разнообразных модификаций, позволяющий подобрать устройство под свои запросы и под любое здания: начиная от небольших загородных домов и заканчивая производственными объектами,
  • простота эксплуатации,
  • современные модели котлов оборудованы разнообразными функциями защиты при возникновении аварийных ситуаций и дополнительным режимами работы автоматики, которые облегчают эксплуатацию прибора,
  • возможность автоматического регулирования температуры внутри помещений,
  • значительный КПД при работе, по некоторым оценкам превосходящий показатель в 90%, но часть энергии уходит вместе с продуктами горения,
  • защита от обмерзания,
  • низкий уровень шума в момент работы,
  • малый уровень теплопотерь,
  • при использовании двухконтурных систем возможен обогрев как через трубы, так и укладка функционирующего «теплого пола»,
  • небольшая масса,
  • разнообразие классов и как следствие этого — доступная цена для всех слоев населения.

Тем не менее, котел отопления обладает и некоторыми недостатками:

  • мощность бытовых котлов не превышает показатель 100 кВт, поэтому их применение целесообразно для квартир и загородных домов с соответствующей площадью,
  • в двухконтурных системах выставлены жесткие ограничения по качеству воды, что представляет собой определенное неудобство,
  • энергозависимость от внешних источников питания. В случае, если подача электричества прекратится — котел остановит работу. Зато в некоторых моделях реализована возможность подключения независимого источника питания — солнечных батарей. Хорошим примером такого решения является конвекционный котел gaz 3000 w от немецкого производителя Bosch, способный получать от солнца достаточное количество энергии для бесперебойной работы.

Основные типы конвекционных котлов

Газовые котлы необходимо разделить согласно классификации на следующие разновидности:

  • По функциональным возможностям:
    • одноконтурные котлы способны работать на обеспечение отопления. В случае, если требуется подогрев воды — то в необходимо подключение емкостного водонагревателя,
    • двухконтурные модели способны обеспечивать одновременный нагрев воды и подачу отопления.
  • По типу розжига:
    • с пьезорозжигом, которые запускаются вручную, по утверждению специалистов, такие котлы энергонезависимы,
    • с электронным розжигом, автоматика сама регулирует температуру и циклы запуска, и кроме этого, в отличие от пьезозажигающих, электронный розжиг не требует постоянного горения.

  • По типу установки:
    • напольные, которые размещаются непосредственно на полу либо же в специальной платформе. Как правило, подобные модели чаще используются для промышленныхх зданий, поскольку имеют значительную мощность, до нескольких МВт,
    • настенные газовые котлы, конвекционные модели которых приобрели наибольшую популярность в частных домах, размещаются на стене с помощью креплений или установленной рамы. Кроме того, настенные модели комплектуются системой обвязки, что превращает их в мини-котельные, не требующие подключения вспомогательного оборудования.
  • По обеспечению тяги:
    • с естественной тягой, когда в котле забор воздуха происходит из того помещения, в котором он установлен,
    • с принудительной тягой, в которой отвод продуктов горения и забор воздуха происходит из улицы, через воздуховод.

Обзор производителей конвекционных котлов

Благодаря тому, что количество производителей климатической техники неизменно растет, равно как и количество потребителей их продукции, вполне закономерным является насыщение рынка моделями отопительных котлов разного уровня и характеристик. Традиционными лидерами являются немецкие и швейцарские производители, чьи географические корни уже сами по себе являются эталоном качества. Но кроме них, некоторые сегменты, особенно уровень бюджетных бытовых моделей, начали активно осваивать азиатские и отечественные представители. Благодаря этому стало сложнее выбрать подходящую модель в обширных списках предлагаемой продукции, и тем не менее, наличие отзывов и мнений экспертов позволяет произвести краткий обзор современных производителей климатического оборудования.

  • Пальму первенства заслуженно получает немецкий производитель Wolf. Эта компания еще не приобрела должной известности на рынках стран СНГ, и тем не менее, их продукция отличается высочайшим качеством. КПД конвекционных котлов от этого производителя имеют самый высокий процент среди всех конкурентов. Кроме этого, качество отличает и серию бюджетных газовых котлов, при чем среди них есть модели, оснащенные встроенным компьютером, обеспечивающим хороший функционал автоматики.
  • Не отстает и второй «немец», компания Vaillant, которая также специализируется на производстве отопительного оборудования. Котлы этого производителя получили широкое распространение, их доля на европейском рынке составляет 25% — что представляет собой внушительные цифры.
  • Еще одним лидером в производстве отопительного оборудования является компания Bosch, чья многолетняя слава надежного и качественного производителя не нуждается в лишних словах.
  • Швейцарские компании СТС и Bentone являются одними из самых дорогих марок, тем не менее заслуженно считающихся самыми надежными и долговечными.

Средний класс прочно заняли «итальянцы».

  • Такие компании, как Ariston и Ferroli, хорошо известны в Европе и в странах СНГ благодаря сочетанию доступной цены и неизменно хорошего качества.
  • Кроме того, в список представителей продукции с оптимальными соотношениями попали итальянские Beretta и Lamborgini. Продукция последней считается лучшим выбором в плане приобретения бытового конвекционного котла, функционирующего одновременно на жидком и газообразном топливе. Покупатель такого теплового оборудования может с гордостью рассказывать, что у него дома стоит Lamborgini, и даже купить брелок с соответствующей эмблемой.

Эконом-класс представляют собой производители из Азии и СНГ, но помимо них на рынке присутствует недорогое котельное оборудование из Чехии, Словакии и Турции.

  • Отдельно необходимо выделить чешского производителя Dakon. Он еще слабо известен на наших просторах, однако в активе компании такие несомненные плюсы, как использование качественных комплектующих немецкого производства, современные системы контроля и автоматики, а также соответствие всем требуемым стандартам, что в сочетании с приемлемой ценой делает продукцию этого производителя достаточно привлекательной в глазах потребителя.

Тем не менее, осуществлять выбор нужно непосредственно отталкиваясь от характеристики модели и ее соответствия заявленным требованиям. Разумеется, пока никто не в силах занять то место, которые прочно заняли производители из Германии, однако корейские и чешские модели постепенно начинают составлять им достаточно сильную конкуренцию среди моделей эконом- и среднего класса.

На что стоит обратить внимание при выборе котла

В первую очередь, необходимо помнить, что котлы, как и другую технику выбирают не за «породистый» шильдик, а за предлагаемые покупателю характеристики. Котлы приобретают изначально за мощность и возможность полноценного отопления требуемой площади, и после это уже за функциональность. Цена тоже не является последним фактором. При выборе газового котла важно обратить внимание на следующие показатели:

  • тепловая нагрузка,
  • потребляемая электрическая мощность,
  • площадь обогрева,
  • расход газа,
  • наличие автоматизированных систем защиты от сбоев,
  • КПД,
  • настройка программ дневной и ночной работы для снижения расходов при эксплуатации.

Важно вначале определить, какой именно уровень оборудования необходим и есть ли желание переплачивать за дополнительные функции, способные обеспечить комфорт, но наличие которых не является предметом первой необходимости.

Оптимальный вариант для разных ценовых сегментов

Элитные марки климатической техники не зря ценятся за свое исключительное качество, надежность и долговечность. Разумеется, их цена способна привести в некоторое замешательство рядового покупателя, но те, кому данный уровень по карману — обеспечат себе комфорт и длительную беспроблемную работу теплового оборудования в течении долгих лет. Поскольку ранее уже описывалось, что лидером премиум-класса является производитель Wolf, будет справедливо признать модель CGU-2K-18 лучшей среди конкурентов. Этот двухконтурный конвекционный котел обладает следующими преимуществами:

  • КПД на уровне 94%,
  • комбинированный газовый клапан и электронное управление позволяет производить регулировку уровня тепла буквально одним щелчком пальцев,
  • электронные системы защиты, поджога, контроля температур и модули переключения режимов,
  • простое обслуживание и легкий монтаж.

Его цена составляет около $1800.

Лидером среднего ценового диапазона необходимо назвать модель atmoTEC pro VUW INT 200-3 M H от производителя Vaillant. Этот двухконтурный котел отличается компактностью и небольшим весом, при этом развивая значительную мощность, позволяя эффективно обогревать дом площадью 200 м². Удобное меню, большое количество разнообразных программ управления делают эту модель приоритетной в плане выбора, что и подтверждается положительными отзывами о ней. Приобрести указанный газовый котел обойдется покупателю в $1000.

Читать еще:  Как поставить газовую плиту около труб отопления?

Лидером бюджетного класса является модель City 24 RSI от итальянского производителя Beretta.

Отличается малыми габаритами и уровнем КПД в 92%. Кроме того, обширным набором дополнительных функций, способных облегчить работу. Автоматическая регулировка температур и модуль самодиагностики завершат композицию технического совершенства. Модель заслужила положительные отзывы и хорошую оценку. Стоимость — $600.

Впрочем, тем, кому и эта цена покажется высокой — нужно обратить внимание на украинского производителя Aton, выведшего свою продукцию на рынки стран СНГ. К примеру, модель Compact 7E является хорошим выбором для тех, кто желает приобрести качественный котел, не требующий особых затрат в плане монтажа и обслуживания. При этом его цена составляет всего $.

В целом, большой выбор представленных моделей позволит приобрести подходящий котел под любые запросы и бюджеты, а мощности даже простых тепловых установок хватит на обогрев целого дома.

Что можно приготовить в режиме конвекции

Режим конвекции лучше всего подойдет для приготовления блюд из мяса, рыбы, птицы и овощей. В приготовлении домашней выпечки конвекционным печам и вовсе нет равных.

А вот кулинарные изделия, чей технологический цикл начинается с жидкого теста (заварные кремы и пирожные, суфле, торты и т. д.) предпочтительней готовить в обычной духовке, поскольку при выпечке этих блюд можно получить обратный эффект — растрескавшуюся пересушенную корку сверху и сырую непропеченную середину. Это же касается и рецептов бездрожжевого хлеба.

При выпекании изделий из дрожжевого опарного теста конвекция раскроет весь свой потенциал, а вот заварные пирожные — безнадежно испортит.

Но не выпечкой единой живет кулинар. Любители хрустящей корочки на птице, рыбе или мясных продуктах по достоинству оценят возможности конвекции. Чтобы не пересушить блюда следуйте простым рекомендациям:

  • немного (на 10-20 °С) снизьте исходную температуру относительно указанной в рецепте. Блюдо останется сочным, а приготовится оно все равно быстрее;
  • проверяйте готовность блюда раньше, чем привыкли делать это с обычной духовкой. Как правило, время приготовления с использованием конвекции сокращается на четверть;
  • обеспечьте циркуляцию воздуха и его контакт с продуктами. Не накрывайте фольгой продукты и полки духовки, она будет только мешать.

Любителям здорового питания подойдет модель с функцией приготовления на пару. Мясные изделия, блюда из рыбы и овощей, приготовленные таким способом, сохранят максимум полезных веществ, а для их приготовления практически не потребуется масла или жира.

Приготовление в конвекционной печи — довольно увлекательный и творческий процесс. И хотя некоторым блюдам конвекция противопоказана, в большинстве случаев она серьезно выручает. Готовка в режиме конвекции занимает меньше времени, а кулинарные шедевры получаются более вкусными, полезными и визуально привлекательными.

Что такое конвекционные котлы на газе

В основу их работы положен принцип конвекции. Он заключается в перенесение внутренней энергии источника тепла (природного газа) теплоносителю (воде) через теплообменник.

Особенности процесса теплопередачи

Часть энергии сжигаемого газа не используется и улетучивается в атмосферу вместе с продуктами его сгорания. Это теплота от энергии водяных паров, которая может выделяться при их конденсации.

Для конвекционных котлов конденсация паров на поверхности теплообменника и камеры сгорания недопустима. Кислотные составляющие обязательно приведут к преждевременному выходу их из строя.

Поэтому, чтобы конвекционные котлы исправно работали долгое время, их нужно использовать в высокотемпературных системах отопления. Здесь температура подающей и возвратной линии теплоносителя не имеют большой разницы.

Например, подающая линия имеет температуру около +80 о С, а «обратка» +60 о С. Важно, чтобы температура возвращаемого теплоносителя не достигала точки росы — это +57 о С. Ниже этой величины может начаться процесс конденсации воды. Как правило, это системы отопления радиаторного типа.

Обеспечение нормальной работы

Для этого конвекционным котлам необходимо постоянное обновление воздуха в помещении, где они находятся. Это обеспечивает естественная вентиляция. Она подразумевает, во-первых, устройство дымоходов на естественной тяге для удаления продуктов сгорания газа. Во-вторых, вентиляционных каналов для притока свежего воздуха.

Чтобы добиться качественного и безопасного сжигания 1м 3 природного газа необходимо не менее 10 м 3 воздуха. Если воздуха будет меньше, то начнется процесс не полного сжигания газа. Он отрицательно сказывается, как на его теплоотдаче, так и на безопасности пользования конвекционным котлом.

Поэтому требования к устройству вентиляции и дымоотводу очень высокие. Необходимо их правильное устройство и эксплуатация.

Как устроены конвекционные котлы на газе

Они состоят из нескольких основных технологических блоков, автоматики управления и безопасности.

Внутреннее устройство конвекционного газового котла

Газогорелочный блок — это трубопровод подвода газа, система управления, основная газовая горелка, запальник, и электророзжиг. Его назначение состоит в доставке газа к элементам котла, ввода аппарата в рабочий режим. Далее следует подготовка газовоздушной смеси в нужной пропорции газа и воздуха для его эффективного сжигания.

Блок теплообмена представляет собой камеру сгорания и теплообменник. Здесь происходит процесс передачи тепловой энергии сжигаемого газа теплоносителю системы отопления или для горячей воды.

Блок удаления продуктов сгорания – это место сбора отработанных газов и перехода их в дымоход.

Виды автоматик

Одна из них управляет работой прибора. Она состоит из блока выдачи команд по температуре нагрева теплоносителя и горячей воды (для двухконтурных котлов). С его помощью конвекционные котлы на газе включают или выключают в нужный момент основную горелку.

Автоматика безопасности — это блок анализа режима работы аппарата. Система выдает команды на полное отключение при возникновении аварийных ситуаций.

Как работает конвекционный котел

Это автоматизированное устройство приготовления теплоносителя системы отопления или горячей воды. Поэтому, запустив его, не требуется постоянного вмешательства для выполнения котлом этих функций.

Первым делом вручную (при помощи спички, пьезо или электророзжига) зажигается запальник котла. Он горит постоянно до полного отключения прибора газовым краном на длительное время.

Когда вода в системе отопления остыла и требует нагрева, срабатывает автоматика управления по температуре. Газ, смешиваясь с воздухом, поступает в камеру сгорания и загорается от горящего запальника.

Далее конвекционные котлы на газе включают основную горелку. Начинается нагрев теплообменника, а через него и теплоносителя.

Когда достигнута требуемая температура в системе отопления, та же автоматика выключает подачу газа. Основная горелка погасает и нагрев теплоносителя прекращается. Запальник продолжает гореть. При очередном остывании отопительной системы процесс повторяется автоматически.

Работа двухконтурного котла

Это аппарат для отопления и приготовления горячей воды. Здесь порядок работы практически такой же. Особенность состоит в наличии второго теплообменника.

Котел начинает работать, когда включается водоразборный кран. Автоматика дает команду на включение горелки при помощи запальника.

Поступающая в теплообменник вода в проточном режиме начинает нагреваться. При закрытии крана, горелка тухнет, и нагрев воды прекращается. Во время очередного водоразбора процесс повторяется.

Конвекционные котлы на газе — основные узлы

Котлы состоят из многих узлов и деталей, каждый из которых выполняет свою функцию. Рассмотрим основные из них – горелки, камеры сгорания и теплообменники.

Горелки

Это конструкции открытого атмосферного типа. Они изготавливаются из перфорированных полых трубных конструкций с многочисленными отверстиями. Через них под давлением поступает газ.

Он смешивается с воздухом, поступающим за счет естественного всасывания из помещения комнаты, где расположен котел. Образуется газовоздушная смесь, которая потом сгорает.

Работающая горелка

Бытовые конвекционные котлы на газе используют микрофакельные горелки. В них все пламя разбивается на множество отдельных небольших очагов – факелов.

Такое решение позволяет добиться пламени «коврового» вида без явно выраженного одного языка. Это дает эффект равномерного нагрева теплообменника, более полного сжигания газа и минимального образования сажи.

Мощность горелки определяет мощность котла. Горелки могут отличаться друг от друга в зависимости от способа регулирования их производительности.

Какие существуют варианты

Один из них — модулируемая конструкция. Это самый современный и самый дорогой вариант. Она способна точно и быстро изменять мощность в зависимости от температуры теплоносителя.

Горелка позволяет существенно экономить газ и продлевать срок службы отдельных элементов конструкции котла, например, теплообменника.

Другой вариант — одноступенчатая горелка. Она является самой простой конструкцией, возможности которой соответствуют ее названию. Наконец, двухступенчатая конструкция. Здесь есть возможность автоматического переключения между двумя режимами работы ступенями или плавно.

Горелки атмосферного типа по стоимости значительно дешевле наддувных вариантов, предназначенных для котлов с закрытыми камерами сгорания. Работа таких горелок не зависит от бесперебойной подачи электрической энергии.

Исключение составляют конвекционные котлы, оснащенные электрическим розжигом, однако для них это не критично. Их запальник при отсутствии электричества можно разжечь обычной спичкой, или каким – либо фитилем. На работе газового аппарата это никак не скажется.

Камеры сгорания

В конвекционных котлах используются камеры сгорания открытого типа. Конструктивно они представляют практически ничем не ограниченное пространство внутри котла между горелкой и теплообменником.

Читать еще:  Чем обогреть комнату если нет отопления?

Конвекционные котлы на газе. Так выглядит камера сгорания.

Здесь забор воздуха для нормального сжигания газа производится из помещения, в котором расположен сам котел. Для нормального функционирования постоянно необходим приток свежего воздуха в требуемом количестве.

Поток тепла от сгораемого газа, излучаемый всей поверхностью горелки, напрямую греет теплообменник. От него нагревается теплоноситель, находящийся внутри.

При отключении по сигналу автоматики подачи газа на основную горелку прекращается. Она затухает. Процесс тепловыделения в камере останавливается.

В таких системах часть «открытого» тепла уходит на обогрев помещения, где могут располагаться конвекционные котлы.

Теплообменники

Они могут иметь конструкции пластинчатого типа. Здесь на трубку, по которой проходит нагреваемый теплоноситель, напрессованы пластинки для увеличения площади теплообмена. Существуют и другие конструктивные решения.

Теплообменник

Для изготовления этого узла используются несколько видов материалов. Медь является одним из самых эффективных вариантов. Такие теплообменники обладают высокой теплопередачей, малогабаритны и достаточно легкие, устойчивы к коррозии.

В ранних конструкциях конвекционных котлов они не были надежными. При прямом и длительном воздействии пламени и высокой температуры теплообменники просто сгорали.

Современные конвекционные котлы располагают горелками, мощность которых автоматически уменьшается при нагреве теплоносителя. Вследствие этого температурное воздействие уменьшается, а срок эксплуатации теплообменника увеличивается.

Стальные теплообменники имеют преимущество вследствие низкой цены. Им свойственна высокая пластичность. Поэтому при постоянных тепловых нагрузках отсутствует появление трещин на их поверхности.

Стальные теплообменники склонны к коррозии как наружной, так и внутренней поверхности. Это в итоге приводит к их разрушению. Имеют большой объем, вес и инерционность при теплопередаче. То есть, часть тепла пойдет не на прямой нагрев теплоносителя, а на нагрев самого теплообменника.

Чугунные варианты

Они коррозионностойкие и в этом смысле долговечны. Но такой эффект может оказаться мнимым. Причина в том, что теплообменник чувствителен к равномерности нагрева его поверхности. Она может нарушиться, например, при появлении отложений накипи. Разность температур при этом способна привести к растрескиванию.

Больше всего этим страдают зарубежные конвекционные котлы на газе. Высокие технологические возможности чугунного литья позволяют изготавливать теплообменники с довольно тонкими стенками. Соответственно, проблем с их эксплуатацией может только прибавиться.

Теплообменники из чугуна имеют большой объем и вес, инерционны в передаче тепла, достаточно дорогие.

Газовые конвекционные котлы: что это такое и каков принцип их работы

Газовые конвекционные котлы отопления – это классическая простая конструкция, где газовая горелка сжигает газ, нагревая находящийся над ней теплообменник с теплоносителем, теплоноситель циркулирует по системе отопления и отдает тепло. По сути, это обычные, простые, всем известные газовые котлы. Они могут быть как напольными, так и настенными, одноконтурными и двухконтурными, иметь открытую или закрытую камеру сгорания.

Принцип действия классического атмосферного газового конвекционника.

Основным недостатком такой конструкции является предел эффективности. Большинство современных конвекционных котлов имеют КПД в пределах 88-92%, а модели с самым высоким КПД 93-94,5% являются не всегда оправданными с финансовой точки зрения, ведь при приросте всего в 2% они имеют гораздо более сложную конструкцию и стоят в 1,5-2 раза дороже. Но даже при столь высоких для конвекционных котлов показателях огромная часть тепла из камеры сгорания уходит через дымоход и остается незадействованной. Температура отходящих газов часто достигает 70-80-90°C.

Кроме того, малоизвестным до покупки, но неожиданным и частым недостатком во время эксплуатации является образование в дымоходе конденсата. Обычно он образуется при низкотемпературном режиме отопления, когда температура отходящих через дымоход газов падает ниже 50-60°C, особенно, если отвод газов производится через традиционный, вертикальный дымоход, при проектировании которого часто допускаются отклонения от СНиП.

Образование конденсата в данном случае означает не просто жидкость, а смесь серьезных кислот, сокращающих срок службы дымохода и теплообменника котла (при попадании внутрь него).

На коаксиальном дымоходе, вне зависимости от температурного режима отопления, при уличной температуре ниже -15°C, часто образуется наледь, которая сужает или полностью перекрывает отвод продуктов сгорания, вследствие чего котел прекращает горение, автоматика выбивает соответствующую ошибку.

В остальном это вполне оправданная, простая, и главное – финансово доступная конструкция. Стоимость газовых котлов конвекционного типа начинается от 14-15 тыс. рублей за самые примитивные отечественные напольные модели. Лучшие в соотношении «цена-качество» и наиболее востребованные модели стоят в пределах 25-32 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

ПреимуществаНедостатки
Более простая конструкцияОграниченная эффективность – полученное от сжигания газа тепло аккумулируется не эффективно, достаточно большая его часть уходит в дымоход
Доступная стоимость – начиная от 14-15 тыс. руб.Образование конденсата на стенках дымохода, что снижает срок службы металлических модулей
Наличие энергонезависимых моделей и в целом широкий выбор на любые особенности и ценовой бюджетПри отводе через коаксиальный дымоход большинство конденсата все же отводится на улицу, но при сильных морозах замерзает на оголовье, затрудняя отвод продуктов сгорания
Широкий функционал, такой же, как и у конденсационных моделей, но за гораздо меньшую цену
Простота монтажа и эксплуатации – из коммуникаций лишь обратная и подающая линии, достаточно проводить плановое обслуживание

Сравнение с конденсационным котлом

Сегодня принято отдавать предпочтение конденсационным котлам. Главная причина кроется в том, что этот тип позволяет экономить 10% топлива. Основное отличие от традиционных состоит в том, что они используют теплоотводящих газов. Достигается это за счет размещения вспомогательного теплообменника, на стенках которого происходит конденсация паров.

Чтобы это обеспечить необходима вода около +55°C. То есть воду в обратной линии надо остудить как можно больше.

При эксплуатации конвекционных агрегатов все наоборот: разность температур между «обраткой» и линией подачи должна быть как можно меньше. Это существенно влияет в первую очередь на долговечность теплообменника.

Эти требования приводят к тому, что температура на выходе:

  • конвекционного – 140-160°C;
  • конденсационного – 60-80°C.

Именно это огромная разница приводит к тому, что КПД котлов конденсационного типа значительно выше. Но при этом они сильно проигрывают в цене. Агрегаты этого типа очень экономичны только при низкотемпературных режимах. (теплый пол, подогрев брусчатки дорожек).

Количество продаж конденсационного типа в нашей стране растет, но не превышает 5% от числа общих продаж. Объясняется это в первую очередь низкой стоимостью газа в России. При стоимости конденсационного котла почти в 2 раза выше традиционного срок окупаемости приблизится к сроку службы самого котла.

Принцип работы

Конвекционные котлы

Повышение температуры теплоносителя для отопительной системы и поддержание ее на требуемом уровне, приготовление горячей воды для собственных нужд (ГВС) обеспечивается пламенем горелки. Существенный недостаток данного (конвективного) способа в том, что часть тепловой энергии тратится нерационально – уходит в атмосферу, через дымоход. Его коаксиальная версия проблему несколько нивелирует, но не настолько, чтобы говорить о значительной экономии.

У всех конвекционных котлов имеется и еще один недостаток, о котором рядовой пользователь может и не знать. Работа установки на пониженном режиме приводит к «охлаждению» продуктов сгорания. И если их температура упадет ниже 55±50С (зависит от модификации), то газы начинают конденсировать на стенках дымохода, камеры. Агрессивные химические соединения, содержащиеся в капельках жидкости, не лучшим образом влияют на металлы. Как результат – снижение ресурса котла и внеплановый ремонт.

Конденсационные котлы

В таких установках тепловая энергия для нагрева воды используется по максимуму. Она выделяется не только в результате сгорания топлива; содержится и в паре (он имеет высокую температуру), уходящем вместе с газами через трубу наружу. Реализовано все просто и оригинально: конденсационные котлы оснащаются водяными экономайзерами. По сути, еще один теплообменник.

Его назначение описывается кратко: для обеспечения конденсации паров на своих стенках и перенаправления полученной энергии на конкретные цели. В суммарном выражении при сгорании той же «дозы» топлива ее получается значительно больше. Этим повышается эффективность работы котельного оборудования на системы (ОВ или ГВС), в зависимости от режима.

Практика подтверждает теоретические расчеты: экономия газа на обогрев строения может достигать 35%. Следовательно, расходы по статье «отопление» (ГВС) снижаются.

В чем отличие в практическом плане? Для нормального функционирования отопительной системы с включенным в схему конвекционным котлом нужно обеспечить минимальную разницу температур на его выходе и входе (в линии обратки). Несоблюдение данного условия чревато температурным перекосом в теплообменнике. К чему приводит поступление холодного теплоносителя в горячий металлический корпус прибора, пояснять не нужно. Это одна из причин быстрого выхода оборудования из строя, особенно при самостоятельном проектировании системы и монтаже.

С котлом конденсационным все иначе. Охлажденная вода, поступающая по обратке в экономайзер, подогревается тепловой энергией, выделяющейся при конденсации паров. В основном теплообменнике ее температуру нужно всего лишь поднять до требуемого значения. Выгоду понять несложно: традиционный (конвекционный) газовый котел характеризуется КПД порядка 90%. То есть 10 в прямом смысле «улетает» через дымоход. В конденсационной установке и эти проценты используются для нагрева воды (ОВ или ГВС) в теплообменнике. Потому их КПД достигает 98%.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector