что такое конвекция в газовом котле

Что такое конвекционный котел

Котлы используют обычно для отопления помещения. В лучших случаях они предназначены еще и для организации горячего водоснабжения (ГВС). Не является исключением конвекционный тип.

Что такое конвекционный котел

Конвекция – это теплообмен, который совершается в результате перемешивания частиц между собой. Это действие происходит в жидкостях и газах. Легче всего перемешать газ. Природный газ в России самое дешевое топливо. И не удивительно, что этот вид котлов у нас самый распространенный.

Из чего состоит и как работает

Внутри расположен теплообменник и горелка. При розжиге газ поступает в систему, образуется искра и зажигается горелка. Пламя нагревает теплообменник, по которому передвигается теплоноситель. При достижении нужной температуры жидкости срабатывает автоматика и нагрев прекращается. При охлаждении автоматически открывается топливный клапан и возобновляется нагрев теплоносителя.

Важно! Для перемещения теплоносителя в системе используется циркуляционный насос. Скорость перемещения воды можно регулировать.

И последнее – это вывод продуктов сгорания. Обеспечивается через патрубок и далее в дымоход. Дымоход должен быть выполнен из материала, выдерживающего высокие температуры и агрессивную среду.

По способу организации горячего водоснабжения (ГВС) делятся на:

Важно! Выбор всегда остается за вами. Имея двухконтурный котел можно использовать всего один контур. Никакого вреда этим прибору не причините. Но в перспективе можете быстро организовать систему ГВС.

По способу установки делятся на:

«За» и «Против» конвекционных котлов

Привлекательность использования определяется следующим:

Заставляют сомневаться в целесообразности выбора следующие факторы:

Важно! При монтаже отопительной системы с традиционным котлом продукты сгорания на выходе должны быть не ниже 57 °C.

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:

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.

Когда отдать предпочтение конвекционному котлу

От правильного выбора зависит насколько теплым и комфортным будет дом, безопасность отопительной системы и затраты на ее обслуживание. Итак, установить конвекционный котел целесообразно в случае:

Если отопление дома производится не теплыми полами или другими низкотемпературными системами отопления, большой выгоды от установки котлов конденсационного типа при российских холодных зимах не будет. В пользу традиционных говорит и доступность запчастей, дешевое обслуживание.

А повышенный расход газа можно и нужно компенсировать хорошим утеплением дома. Расход топлива в большей мере зависит от величины теплопотери помещения и правильно оборудованной отопительной магистрали. Грамотная автоматика также повысит экономичность установки.

Источник

Сравнение конвекционных и конденсационных газовых котлов

Сегодня существует два типа конструкции газовых котлов: конвекционный и конденсационный. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, оба типа конструкции пользуются широким спросом и выпускаются в виде все более современных моделей. Внешне они никак не отличимы, да и конструкция различается лишь несколькими инженерными решениями.

Чтобы комплексно разобраться во всех нюансах финансовой выгоды, простоты монтажа и удобства эксплуатации, важно не только взвесить все достоинства и недостатки каждого из типов, но и разобраться в их принципе работы, произвести экономические расчеты, чем мы и займемся в данной статье.

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).

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

Отличия конденсационных газовых котлов от конвекционных

Конденсационные газовые котлы отличаются от конвекционных лишь более сложным принципом аккумуляции тепла.

Принцип работы обычного конвекционного (КПД 88-94%) и конденсационного (КПД 103-115%) газовых котлов.

Конденсационные модели имеют все ту же конструкцию, но с еще одним дополнительным теплообменником. После сжигания продукты сгорания проходят более длительный путь отвода, в котором охлаждаются до точки росы. Образуется конденсат, который оседает на дополнительном теплообменнике и отдает ему (а значит и циркулирующему в нем теплоносителю) неиспользованную ранее тепловую энергию. Отсюда и соответствующее название – конденсационные – аккумулирующие тепло конденсата отходящих газов.

Таким образом, температура отводящихся продуктов сгорания практически равна атмосферной (обычно 25-40°C против 60-90°C у конвекционных моделей). КПД конденсационных моделей обычно в пределах 103-115%, что подразумевает в среднем на 15-25% меньший расход газа. Если пересчитать показатели и конвекционных, и конденсационных не по низшей (как это принято), а по высшей теплоте сгорания (включая теплоту конденсирующих водяных паров), то КПД обычных газовых котлов будет в пределах 80-85%, а конденсационных – 92-98%, что является существенным преимуществом.

Выхлоп конденсационных моделей более экологичный, на оголовье дымохода, в виду более низкой разницы температур отходящих газов и атмосферы, больше не образуется конденсат. У всех моделей исключительно закрытая камера сгорания и коаксиальный дымоход, что подразумевает более низкие требования к помещению и упрощенный монтаж. Но стоимость конденсационников в 2-3 раза выше, самые бюджетные модели такие, как BAXI Duo-tec Compact или Protherm Рысь MKV стоят от 50 тыс. рублей.

Есть и еще один существенный недостаток – необходимость в отводе конденсата. Как уже говорилось, это не просто нейтральная жидкость, а сильная кислота, которую нужно грамотно отводить. Сливать кислоту напрямую в канализацию нельзя, перед этим его нужно разбавить в пропорции 10:1, а лучше 25:1.

Пример отвода и нейтрализации конденсата.

Конденсат необходимо нейтрализовать и при сливе в септик, делается это с помощью локальной очистительной станции – пластикового резервуара с нейтрализующим наполнителям. Согласно отзывам владельцев, за сутки при работе котла мощностью 18-24 кВт образуется 25-40 л конденсата.

Что в итоге лучше: конвекционный или конденсационный котел

Выбор, к сожалению не однозначен, с одной стороны экономия конденсационных моделей кажется существенной. С другой – высокая цена, необходимость в утилизации конденсата и особые требования к системе отопления и условиям эксплуатации. Дело в том, что в Европе окупаемость конденсационных моделей находится в районе 4-6 лет, а в отечественных условиях это не совсем так по нескольким причинам:

Сроки окупаемости зависят от стоимости модели, ее монтажа и условий эксплуатации. Но на практике в отечественных условиях это не менее 6 лет, а в некоторых случаях и более 10.

По нашему мнению, сейчас покупка конденсационных моделей оправдана лишь при использовании в системе с низкотемпературным режимом отопления. Однако в будущем, когда цена на газ будут расти, а стоимость конденсационного отопительного оборудования будет снижаться, покупка конденсационника будет все более оправданной и в отечественных условиях.

Источник

Устройство конвекционного газового котла

В поисках решения проблемы обогрева помещения владельцы частных домов или неподключенных к централизованному отоплению квартир задумываются о том, что такое конвекционный газовый котел и какую разновидность лучше выбрать. Большинство автономных систем строится на основе таких теплогенераторов. Это наиболее приемлемый вариант с точки зрения соотношения цены горючего и удобства эксплуатации.

Описание конвекционного газового котла

Корпус прибора представляет собой параллелепипед с патрубками для подключения к:

Котел нагревает проходящую через него воду – это его главная функция.

Принцип работы и устройство отопительного прибора

Внутри агрегата находятся следующие основные узлы:

Большинство котлов дополнительно комплектуется:

Внутреннее пространство, где размещены горелка и теплообменник, называют топкой. Патрубок для подключения к дымоходу находится в верхней ее части.

Работает котел следующим образом:

В большинстве моделей предусмотрены функции:

В систему автоматики также входят датчики:

Срабатывание сенсора тяги может означать, что дымоход нуждается в очистке. Расшифровка представлена на сайте bigkotel.ru.

Достоинства и недостатки

К преимуществам конвекционных котлов относятся:

Преобладание таких котлов, по сравнению с теплогенераторами прочих типов, свидетельствует о том, что их преимущества намного весомее недостатков.

Виды конвекционных газовых котлов

Камеры сгорания в приборах бывают:

Первые забирают воздух из помещения, дымоудаление осуществляется за счет естественной тяги.

Достоинства таких котлов:

Отличие закрытой камеры сгорания заключается в полной изоляции от внутреннего пространства котельной. Воздух нагнетается с улицы вентилятором, дым тоже удаляется принудительно. Для этого используется коаксиальный дымоход. Продукты сгорания выводятся по внутренней трубе, воздух с улицы поступает через просвет между стенками.

В условиях бесперебойного электроснабжения и отсутствия финансовых ограничений предпочтителен теплогенератор с закрытой топкой.

По функциональности газовые котлы делятся на следующие виды:

Первый работает только на систему отопления, второй – еще и обеспечивает подачу горячей воды. При этом двухконтурный котел не способен функционировать на два направления одновременно. Когда во 2-й трубе датчик протока фиксирует движение жидкости (на кухне или в ванной открыли кран), 3-ходовой клапан направляет теплоноситель туда. Вывод: при большой потребности в кипятке такой прибор не подойдет, поскольку не сможет в нужной мере поддерживать систему отопления.

В двухконтурные котлы устанавливают теплообменники:

Второй тип собирается из коаксиальных элементов: внутренний канал подключается к водопроводу, в пространстве между стенками течет теплоноситель.

Отопитель выигрывает в следующем:

Но при таком исполнении каналы имеют уменьшенное сечение, потому изделие быстро зарастает накипью. При этом менять приходится теплообменники обоих контуров, поскольку они составляют одно целое. Это дорого, поэтому при высокой жесткости воды лучше приобрести котел раздельного типа.

Немало приборов работает как проточные нагреватели. Мощность менее 20 кВт в условиях большого расхода горячей воды окажется недостаточной. В этом случае рекомендуется приобрести модель со встроенным бойлером.

Теплообменники для отопителей изготавливают из таких материалов:

Первый из них наиболее дешевый, но недолговечный, поскольку ржавеет и имеет слабые места – сварные швы.

Теплообменник из сплава алюминия с кремнием тоже стоит недорого, при этом мало весит и не подвержен коррозии. Но и у него срок эксплуатация невелик: элемент может внезапно лопнуть из-за межкристаллических разрушений. Литые чугунные аналоги обходятся дороже, но зато они прочны и практически не ржавеют, потому дольше служат.

Наибольшую стоимость имеют медные теплообменники. Их преимущество – повышенная экономичность. Увеличение КПД обеспечивает высокая теплопроводность материала.

Газовые котлы различаются по типу основной горелки, которая бывает:

Первую устанавливают в недорогих отопителях. Она работает лишь на номинальной мощности, теплопроизводительность регулируется путем периодических отключений (режим «старт-стоп»). Такой способ работы наименее экономичен, к тому же оборудование относительно быстро изнашивается из-за перепадов температур.

Двухступенчатая горелка обходится несколько дороже. Она работает в двух режимах: с полной теплопроизводительностью и с половинной.

Наиболее дорогие модулированные горелки. Они способны изменять теплопроизводительность в широких пределах – от 10% до 100%.

Котел подбирает нужный режим и работает без отключений. Это намного продлевает срок его службы и обеспечивает высокий уровень экономичности.

Для условий, когда электричество подается с перебоями, выпускают энергонезависимые котлы. Они оснащаются аналоговой автоматикой, работа которой основана на следующих физических эффектах:

Функциональность энергонезависимых котлов минимальна: не предусмотрены подключение погодозависимой автоматики, программирование, самодиагностика, удаленное управление. Используется механический регулятор термостата. Но в отношении безопасности приборы ни в чем не уступают энергозависимым аналогам: здесь тоже блокируется подача газа при затухании горелки или нарушении тяги.

Не стоит забывать, что независимость от электроснабжения должна быть присуща и системе отопления, т.е. ее нужно спроектировать под естественную циркуляцию теплоносителя. Ведь насос при авариях в электросети работать не будет.

Контур с естественной циркуляцией имеет следующие особенности:

По способу установки котлы делятся на 2 вида:

Первые оборудуются только легкими теплообменниками, в основном стальными, и мощность у них ограничена. Максимальная отапливаемая площадь составляет 300 кв. м.

Такие модели предпочтительны благодаря 2 достоинствам:

Напольный агрегат не только занимает место, но еще и требует выделения отдельного помещения.

Но и у него есть преимущества:

Для владельца большого частного дома напольный котел – безальтернативный вариант.

Ряд производителей выпускает конвекторные газовые отопители. При всей схожести названий они существенно отличаются от вышеописанных разновидностей. Вместо жидкостного теплоносителя устройства греют воздух: горячий устремляется вверх, снизу подсасывается холодный. Обменник выполнен в виде вертикальных трубок, окружающих топку. Посредством воздуховодов можно распределять тепло по нескольким помещениям.

У такого отопления есть ряд преимуществ:

По большому счету, использование жидкостного теплоносителя в автономной системе отопления – результат стереотипного мышления. Применение такой рабочей среды оправдано лишь в случаях, когда котел находится далеко от потребителя (в централизованных сетях). Здесь из-за больших потерь нужно вещество с высокой теплоемкостью. В автономной системе такой проблемы нет, поскольку котел находится рядом. Поэтому воздух может выступать в роли рабочей среды.

Единственный недостаток – воздуховоды необходимо закладывать на этапе проектирования здания. Установка их в уже построенном объекте негативно отразится на интерьере.

Разница между конвекционным и конденсационным котлами

На выходе из камеры сгорания дымовые газы еще имеют относительно большой запас тепла. Конструкция конденсационного котла позволяет усвоить его существенную часть. При этом выхлоп сильно остывает. В специальной камере обильно образуется влага.

Особенности отопителя нового поколения:

Тот факт, что КПД по отечественным нормам превышает 100%, объясняется следующим: в СССР за максимум принимали не абсолютный запас тепловой энергии в топливе, а ту его часть, которую, как тогда считалось, теоретически можно усвоить. Конденсационные котлы превысили этот порог, поэтому их КПД больше сотни. Отчасти данная технология получила развитие благодаря появлению новых видов нержавеющей стали, устойчивых к воздействию конденсата. Последний представляет собой кислотный раствор, хотя и менее едкий, чем в случае с твердотопливными аналогами.

Конденсационные котлы стоят намного дороже конвекционных. Но благодаря высокой экономичности срок окупаемости у них невелик.

Вывод

Газовые котлы выпускаются в большом разнообразии. Наиболее практичный вариант – настенный двухконтурный отопитель с закрытой камерой сгорания и медным теплообменником.

Источник

Конвекционный и конденсационный газовый котел: в чём отличие

Каждый хочет приобрести отопительную установку одновременно недорогую, экономичную и эффективную. Полное представление о конкретном изделии дают не только его характеристики, уровень автоматизации, но и принцип функционирования. Конденсационные газовые котлы появились у нас недавно, а потому мало кто знаком с их особенностями. В чем отличие, стоит ли их предпочесть конвекционным аналогам (теплогенераторам традиционного исполнения) – вопросы, напрямую влияющие на выбор оптимальной модели.

Визуально отопительные газовые установки двух групп неотличимы. Их устройство практически идентично: корпус, горелка, теплообменник, камера сгорания и ряд иных конструктивных элементов. Однако реализованное в конденсационных котлах инженерное решение несколько изменило технологию нагрева воды. Это и дает ряд преимуществ таким моделям.

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%.

Источник