Достоинства
Конвекционные котлы имеют меньшую эффективность в отличие от конденсационных моделей. Такие агрегаты производят нагрев теплоносителя только благодаря теплу, получаемому в результате сжигания газа. При этом примерно 20 процентов энергии уходит вместе с продуктами сгорания в атмосферу.
Но несмотря на это, такие котлы имеют ряд следующих немаловажных достоинств, которые определяют популярность среди потребителей:
- одним из самых значительных достоинств — существенно низкая цена по сравнению с конденсационным, в полтора — два раза.
- способ установки может быть как настенным, так и напольным. Имеет чугунный теплообменник, который является одним из самых надежных и прослужит долгое время.
- малое количество кислотного конденсата, который образуется в процессе эксплуатации котла, основная масса которого уходит в трубу вместе с продуктами сгорания.
- имея открытую камеру сгорания, использует воздух окружающей среды для процесса горения, благодаря чему воздух в помещении, где установлен газовый котел, охлаждается.
- несложный монтаж, ремонт и демонтаж.
- простая конструкция.
- небольшой уровень шума в процессе работы.
- широкий выбор моделей, как одноконтурных, так и двухконтурных.
Одноконтурные котлы
Одноконтурный котел представляет собой установку, обеспечивающую нагрев и подготовку теплоносителя отопительного контура в соответствии с заданным режимом работы системы.
В состав конструкции входят:
- Газовая горелка, совмещенная с теплообменником.
- Циркуляционный насос.
- Турбовентилятор.
- Газовая аппаратура.
- Трехходовой кран.
- Электронная плата управления, оснащенная системой датчиков самодиагностики.
- Корпус, панель управления.
- Дымоход.
Существуют энергонезависимые модели, в которых отсутствуют устройства, питающиеся от электросети.
Они имеют упрощенную конструкцию, но способны обеспечивать обогрев дома в условиях отсутствия электропитания.
Виды одноконтурных котлов
Одноконтурные котлы бывают:
- Напольные. Устанавливаются прямо на полу (или на подставке). Могут обладать большим весом и, соответственно, высокой мощностью. Многие напольные котлы оснащены чугунным теплообменником повышенной эффективности и с большой массой. Некоторые модели соединяются в каскад, образуя мощные соединения для отопления зданий или сооружений большой площади и объема.
- Настенные. Компактные газовые котлы, которые монтируются на прочные (желательно несущие) стены. Специфика установки требует ограничения веса, что автоматически сказывается на мощности котлов.
Кроме этого, одноконтурные котлы могут иметь разные варианты камеры сгорания:
- Атмосферные (открытые). Воздух поступает прямо из помещения, а вывод дыма производится естественным способом под действием тяги печного типа.
- Турбированные (закрытые). Забор воздуха производится снаружи, с помощью турбовентилятора. Он же создает давление, вытесняющее наружу дым и прочие газы, образованные при сжигании топлива.
Все одноконтурные котлы могут обладать дополнительными функциями — удаленным управлением, программированием режима работы и т.п.
Принцип работы
Функционирование одноконтурного котла направлено на решение единственной задачи — нагреве теплоносителя для отопительного контура.
Агрегат подключается в разрыв системы, один патрубок присоединяется к прямой линии, второй — к обратной. Поток жидкости непрерывно перемещается через теплообменник, который располагается в зоне нагрева пламени газовой горелки.
На выходе из теплообменника поток поступает в трехходовой кран, где в заданной пропорции смешивается с более холодным потоком из обратки. Получив необходимую температуру, теплоноситель вновь выводится в отопительный контур.
Регулировка температуры производится настройкой работы трехходового клапана.
Плюсы и минусы
К достоинствам одноконтурных котлов следует отнести:
- Простота и надежность конструкции.
- Отсутствие потерь мощности при теплопередаче.
- Способность развивать большую мощность.
- Возможность подключения внешнего бойлера косвенного нагрева, позволяющего получать горячую воду.
- Стоимость одноконтурных котлов ниже, чем у более функциональных образцов.
Недостатками одноконтурных котлов следует считать:
- Отсутствие функции нагрева воды.
- Ограниченные возможности по сравнению с двухконтурными моделями.
Особенности работы
Что такое конвекционный котел — это традиционное устройство с открытой, реже с закрытой камерой сгорания, состоящее из одного теплообменника, газовой горелки и автоматики, которая регулирует подачу газа. Когда газ поступил в систему, при помощи пьезорозжига или электророзжига (в зависимости от модели) зажигается запальная горелка, горящая постоянно.
От нее поджигается основная горелка, греющая теплоноситель до температуры, установленной термостатом. После этого автоматика отключает основную горелку. Когда температура понижается, срабатывает термопара, открывается клапан, разрешающий подачу газа. Такие процессы происходят в котле циклически.
Конвекционные агрегаты разделяются на одноконтурные, которые предназначены только для отопления, для нагрева воды требуется установка дополнительного оборудования, и двухконтурные. Последние предназначены как для отопления , так и для получения горячей воды. На летний период отключается режим отопления, котел используется только как водонагреватель.
При сгорании топлива происходит образование пара, который отводится через дымоход. Дымоход должен выполняться из материалов, устойчивых к коррозии, и именно поэтому он не должен быть сделан из кирпича, неустойчивого к агрессивной среде. Такой дымоход должен обшиваться либо нержавеющей сталью, либо кислотоустойчивой плиткой.
Дымоход котла выполнен из стали
При монтаже агрегата требуется проектирование системы отопления с учетом того, чтобы на выходе температура продуктов сгорания была от 58 градусов. Это требование необходимо для того, чтобы на поверхностях камеры сгорания, теплообменника и дымохода не образовывался агрессивный конденсат, который разрушает поверхности этих устройств и приводит к выходу из строя сам агрегат.
Но именно по причине этого условия и теряется значительная часть мощности, около 20 процентов ее улетает в трубу. Если вы решили установить конвекционный газовый котел, значит, вы должны понимать, что часть ваших денег будет улетучиваться в воздух.
Дымоход газового котла
Если дымоход выполнен по всем правилам, то много конденсата на его стенках образовываться не должно. Тем не менее, все элементы дымохода должны быть выполнены из кислотоустойчивых материалов. Кирпич таковым не является, поэтому кирпичные дымоходы быстро выходят из строя. Их необходимо обсаживать вкладышем из нержавеющей стали либо из специальной кислотостойкой керамики.
Котлы с закрытыми топками чаще всего оборудуются коаксиальной трубой (труба в трубе). Как уже говорилось, котлы мощностью до 30 кВт, можно подключать к трубе, которая проходит сквозь стену. А вот для более мощных котлов потребуется устанавливать вертикальный коаксиальный дымоход, который обойдется вдвое дороже, чем обычный вкладыш из нержавейки.
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.
Сравнение с конденсационным котлом
При эксплуатации конденсационного оборудования вода в возвратном контуре должна охлаждаться как можно больше, чтобы появился конденсат. Капли выпадают из продуктов горения, которые насыщены парами. Теплоноситель получает дополнительную энергию и повышает температуру до поступления в теплообменник котла.
В конденсационных моделях стоят дополнительные камеры обмена тепла и выпадения конденсата, которые называются экономайзерами. Отсеки выполняются из металла, трудно поддающегося коррозии, т. к. стенки контактируют с жидкостью. В конвекционных агрегатах тепло получается только за счет сгорания газа, а тепло от конденсации не используется.
Конденсационные агрегаты выделяют на 20% больше тепла, чем традиционные модели при сгорании одинакового объема топлива. КПД оборудования первого вида достигает 95 — 100%, а конвекционные типы показывают 82 – 86%.
Для конденсационных котлов требуется особая конструкция магистрали, чтобы происходило охлаждение энергоносителя до низкой температуры. Применяются массивные и дорогие радиаторы, а если жидкость не охладится, система с агрегатом будет работать с КПД ниже заявленного в паспорте. Оборудование не выпускается с топками открытого типа.
Сравнение конвекционных и конденсаторных котлов
В конденсационном агрегате используется не только энергия, выделяемая при сжигании газа, но и та теплота, которая образуется при образовании пара в продуктах сгорания газа. Конструктивно отличается от конвекционного наличием еще одного дополнительного теплообменника — экономайзера, устанавливаемого на выходе отработанных газовых продуктов. По сути он является первичным, так как после нагрева в нем теплоноситель попадает в основной теплообменник.
Устройство конденсационного котла
Для образования конденсата нужно добиться охлаждения пара, который образуется в результате продуктов сгорания газа ниже точки росы — 56 градусов при использовании магистрального газа. Необходимость подачи остывшей обратной воды позволяет расширить отопительную систему, например, можно сделать теплые полы, что невозможно осуществить, имея конвекционный котел.
Необходимость получения на выходе пониженной температуры требует установку радиаторов с повышенной теплоотдачей, например, алюминиевые и биметаллические, которые являются достаточно дорогими. С чугунными батареями эффективной работы добиться будет невозможно.
У обычных котлов температура продуктов сгорания достаточно высокая и поэтому конденсат практически не образуется. Энергия частично тратится впустую, но при этом не подвергаются агрессивному воздействию детали агрегата и сам дымоход.
Конденсаторный котел выпускается только с закрытой камерой сгорания в отличие от конвекционного, который бывает как с закрытой, так и открытой, в зависимости от модели. Закрытая камера является наиболее безопасной. Она оборудуется вентилятором, при помощи которого воздух поступает в топку, избыточное давление само выталкивает отработанные газы через коаксиальный канал.
Таким образом, продукты сгорания не попадают в помещение, где работает котел. Если котел имеет мощность менее 30 кВт, канал можно обустроить в стене, с более высокой мощностью его необходимо смонтировать выше уровня крыши.
Дымоход выведен на крышу
Дополнительная теплота является залогом высокой эффективности (более 100 процентов) конденсационных котлов. Несмотря на высокую стоимость в сравнении с конвекционными, примерно в два раза, такие устройства более эффективны, имеют КПД в полтора раза выше конвекционных за счет пониженного потребления газа и окупаются в течение 3-х лет. Высокая стоимость таких котлов обусловлена применением материалов из нержавеющей стали, устойчивой к агрессивной среде, и технологий, позволяющих сварить ее.
Отличия в тратах и подсчеты
Технические характеристики изделия указываются производителем в паспорте, для котлов они следующие: КПД конвекционных — 90-93%, конденсационных — до 110%, разница чисто арифметическая не более 20%. Сравнение цифр не в пользу последних, так как стоимость их выше в разы. Более подробный анализ следует проводить с учетом факторов конкретного места эксплуатации и методиками подсчета.
Европейские данные говорят об окупаемости конденсационных моделей за пятилетку, для отечественных потребителей сроки другие из-за низкой стоимости топлива, слабого распространения низкотемпературных типов отопления с теплыми полами и многосекционными радиаторами повышенной площади.
Следовательно, следует заранее просчитать потенциальную экономию. Утепленный по строительным нормам дом теряет 1 кВт\ час на 10 кв. метров. Для дома площадью 100 кв. м. в средней полосе России для восполнения суточных теплопотерь потребуется 240 кВт. Для удобства подсчетов принято топливо — природный газ, удельная теплота сгорания которого — 10 кВт на один кубометр, и 1 кВт котла потребует 0,1 куб. м. его сгорания в топке.
Конвекционный котел (к.п.д. – 90 %) потребует 240 кВт * 0,1 куб. м.*1,07(90%) = 26 куб. м в сутки.
При цене 5 руб.\м³ суточные траты составят 128 рублей.
Для конденсационного — расчеты будут таковы: 240 кВт * 0,1 куб. м.*0,91(110%) = 22 куб. м в сутки.
Стоимость газа — 109 руб.\сутки. Ежедневная расчетная экономия – 20 рублей в сутки.
Но не забываем, что есть и регионы с гораздо более дорогим газом и есть дома с гораздо большей площадью.
Применяемые в расчетах к.п.д. отличаются от паспортных, прописанных производителями. Это объясняется спецификой подсчетов калорийности органического топлива. Существуют два термина: «высшая» и «низшая» топливная теплота горения. Первоначально считалось что энерготраты на испарение влаги и образование конденсата незначительны, и при расчетах ими можно пренебречь. Поэтому характеристики тепловых систем рассчитывали по «низшим» показателям. По мере уточнения величины этой доли затрат стали пользоваться цифрами «высшей» топливной теплоты горения, что и привело к величинам, превышающим сто процентов. С физической точки зрения это невозможно, ведь количество энергии, полученной при сжигании не может быть больше запасенной в составе химических связей, но традиционно сложившиеся методы уже не меняли, что привело к показателю КПД в 110 процентов.
Тяга и отвод продуктов сгорания при использовании конвекционных котлов
Для их работы используется естественная тяга. Это процесс, когда за счет разности давлений поток холодного воздуха поступает внутрь помещения, а теплый воздух вытесняется наружу. Этим движет перепад высот входа и выхода воздуха.
Устройство дымоходов от газовых приборов
При работе котла вырабатываются продукты сгорания, имеющие повышенную температуру – около +180оС. Их необходимо удалять через специальный дымоход, расположенный в верхней части стены помещения или в крыше.
Более холодный воздух должен непрерывно поступать в помещение. Он необходим для восполнения уже использованной его части для горения газа.
Если этого не сделать, то конвекционные котлы на газе не будут работать. Их отключит специальная автоматика по тяге. Не исключена возможность поступления продуктов сгорания (угарного газа) в помещение. Это может произойти в аварийной ситуации при выходе из строя такой автоматики. Последствия просто опасны для жизни.
Поэтому, естественная вентиляция помещения является необходимым условием для работы конвекционных котлов. При ее правильном устройстве и эксплуатации будет обеспечено эффективное сжигание природного газа и безопасность пользователей.
