Основные виды и принцип работы конвекционных котлов

Сравнение конвекционных и конденсационных котлов

В поиске подходящего варианта пользователи сталкиваются с необходимостью выбирать из котлов различных типов. Теперь нужно подробно рассмотреть конвекционный котёл — что это и как он работает:

• Малое количество образующегося во время работы конденсата.
• Можно выбирать из настенных или напольных вариантов.
• Могут использовать чугунный теплообменник, что исключено при применении конденсационного котла.
• Конвекционный котёл использует открытую камеру сгорания, благодаря чему берёт воздух из помещения, где установлен, охлаждая воздух.
• Такие котлы требуют несложной установки. В процессе эксплуатации с ними практически никогда не возникает проблем.
• В них относительно простая и понятная конструкция.
• В процессе работы уровень шума остаётся незначительным.
• Промышленность предлагает множество одно или двухконтурных моделей. Первые из них предназначены для обеспечения работы отопления. Вторые дополнительно снабжают дом или квартиру горячей водой.

Недостатком при использовании таких котлов является ограничение мощности до 100 кВт. Их применяют для домов общей площадью не более 300 кв. метров.

Газовый конвектор можно рассматривать как элемент дизайна помещенияИсточник cosmo-frost.ru

Надо отметить, что конденсаторные котлы также имеют свои достоинства. Одним из них является высокая эффективность такого оборудования. Их конструкция имеет существенные отличия. Основными особенностями считаются следующие:

• Для разогрева теплоносителя используется не только камера сгорания, но тепло, выделяемое горячим паром.
• Перед тем, как уйти в дымоход, дым охлаждается, обеспечивая создание химически агрессивного конденсата, который воздействует на прибор. В связи с этим его нельзя делать из чугуна, а вместо него применяется нержавеющая сталь.
• Эффективность прогрева существенно выше, чем у конвекционного котла.
• Такие котлы не могут обеспечить достаточную силу тяги, поэтому в них применяется вентилятор.
• В этом оборудовании применяется камера сгорания закрытого типа.
• При мощности ниже 30 кВт продукты сгорания можно выводить через стену. Когда это значение будет повышено, необходимо, чтобы труба была проложена сквозь крышу.
• При работе возникает жидкий конденсат, для которого требуется обеспечить отвод в канализацию. Он образует кислую среду, которую перед сливом нужно нейтрализовать.
• На дымоход образование конденсата не оказывает сильного воздействия, однако рекомендуется делать его из кислотоустойчивых материалов. При использовании кирпичных дымоходов для такого оборудования делают вставки из специальной керамики.

Такая разновидность стоит дороже, но конденсационный котел имеет намного больший КПД

Важно отметить, что для эффективной работы такого устройства нужно использовать более мощные радиаторы для того, чтобы теплоноситель успевал остыть перед тем, как попадёт в снова в котёл для прогрева. Если это условие не выполняется, то эффективность работы не будет максимальной

Нужно точно знать, если выбран конденсационный или конвекционный котёл: что это и как работает.

Использование коаксиального дымоходаИсточник cosmo-frost.ru

Виды и типы

Всё многообразие пароконвектоматов, которые выпускает современная промышленность, можно классифицировать по нескольким основным признакам.

По способу образования пара

Существуют бойлерные и инжекторные пароконвекционные установки. Они отличаются друг от друга способом подачи нагретого пара в рабочее пространство печи:

1. Бойлерные пароконвектоматы оснащены специальным резервуаром, в котором происходит нагрев воды с ее последующим распылением.
2. В устройствах инжекторного типа вода поступает по шлангу из водопроводной системы, нагреваясь в трубке или на тэне непосредственно перед впрыском в камеру пароконвектомата.

По типу управления

Пароконвектоматы по типу управления можно разделить на три основные группы:

• Механические. Органы управления таким аппаратом состоят из ручек и тумблеров. Они применяются на недорогих моделях, надежны в эксплуатации и редко выходят из строя.
• Электромеханические. Этот тип управления совмещает в себе механические тумблеры и сенсорную электронику. Он прост в освоении для новичков и наиболее распространен в пароконвекционных установках. Количество поломок не превышает механический способ управления, но электроника иногда может давать сбои.
• Электронные. Управление печью осуществляется с помощью специального пульта, есть возможность программирования различных функциональных режимов, сенсорные кнопки почти отсутствуют. Это современный и высокотехнологичный способ управления пароконвектоматом.

По вместимости

По объему загружаемой в печь продукции выделяют:

1. Малые установки (2 – 6 уровней загрузок решеток или противней), средние (6 – 10 уровней) и большие (до 24 уровней загрузки).
2. Небольшие пароконвектоматы применяются в домашнем хозяйстве, а также в небольших частных заведениях общественного питания.
3. Установки средних и больших объемов нашли свое применение в крупных заведениях и на пищевых комбинатах. Соответственно, печи с большим объемом камеры требуют серьезных энергозатрат на их обслуживание.

По энергоносителю

Существуют как газовые, так и электрические пароконвектоматы. Газовые установки дороже и они не выпускаются с механическими органами управления. Большее распространение получили все же установки, работающие от электричества.

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.

Снижение тепловых потерь

Любая отопительная система может быть достаточно эффективной и экономичной только при условии того, что тепловые потери снижены до минимального уровня. Электроконвекторное отопление тоже соответствует этому утверждению, поэтому нужно приложить все возможные усилия для уменьшения потерь тепла.

Для снижения теплопотерь используется несколько решений:

1. Утепление дверей. В жилых домах по-прежнему активно используются двери, не имеющие какого-либо утепления. Для внутренних помещений это не критично, а вот наружные двери, выходящие на улицу, должны иметь качественную теплоизоляцию, поэтому их нужно заменить.
2. Утепление окон. Самым популярным и эффективным решением, связанным с окнами, является установка тройных стеклопакетов, которые снижают теплопотери примерно на 10%. Есть еще одно решение – можно уменьшить площадь оконных проемов. Конечно, последний вариант не всегда возможен, но если есть окна, не несущие функциональной нагрузки, их стоит заложить.
3. Утепление чердака. Через нежилое чердачное помещение тоже уходит часть тепла. Качественная теплоизоляция позволяет снизить потери на 5-10%.
4. Утепление стен. Хорошая теплоизоляция наружных стен дает возможность существенно снизить уровень тепловых потерь. В качестве утепления может послужить как дополнительный слой кирпича, так и различные теплоизоляционные материалы – например, минеральная вата.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• отсутствие необходимости использования электроэнергии (кроме электрических);
• высокий уровень КПД, более 80%;
• есть возможность контролировать уровень горения;
• в продаже есть варианты для обогрева до 100 и даже более куб м;
• может быть использована для дома, дачи, ангара или бытовки;
• продолжительное время функционирования от одной закладки;
• высокий уровень экономичности на любом топливе;
• возможность приобрести вариант с панелью для приготовления пищи.

Недостатки:

• некоторые печи могут выделять опасные продукты горения и подходят для установки только в нежилые помещения;
• если хочется установить ее в жилом доме, то сложно будет согласовать такую установку с пожарными;
• зола вылетает через трубу и загрязняет окружающую территорию.

Варианты систем водяного отопления

Обилие возможных вариантов источников тепла в системе отопления конечно поражает разнообразием, но и, казалось бы, простая система водяного отопления тоже имеет различные варианты исполнения. Поэтому при оценке какая система отопления лучше необходимо не обойти стороной и эту тему.

Системы водяного отопления можно разделить на два вида зависимую от источника электроэнергии и независимую. Это актуально в случае, когда имеются проблемы со стабильностью электроснабжения.

Энергонезависимая система — это не только полностью автономный котел, но и система водяного отопления в которой отсутствует циркуляционный насос. В энергонезависимых системах применяются котлы на твердом топливе и газе. Система водяного отопления применяется открытая. В этой системе циркуляция теплоносителя осуществляется за счет разницы плотности нагретой и остывшей воды

Поэтому для хорошей циркуляции важно предусмотреть наклон труб отопления и правильно расположить котел и расширительный бак

Рис.9. Открытая система отопления. Открытую систему применяют при нестабильности электрической сети. Открытая система занимает много места и сложна в монтаже.

В качестве расплаты за независимость от электроснабжения открытая система довольно громоздка. Другим недостатком является неудобное расположение котла и расширительного бака. Также требуется регулярная проверка уровня теплоносителя. Что касается применяемых котлов, то котлы в открытой системе имеют минимальные функции управления, т.е. автоматически управлять такой системой отопления становится невозможно.

Всех вышеперечисленных недостатков лишена зависимая система – система закрытого типа. В этой системе циркуляция теплоносителя осуществляется электрическим насосом, а в качестве нагревателя может применяться любой котел. Закрытая система легче управляется, более компактна и проста в монтаже.

Рис.10. Закрытая система отопления. Обладает простой конструкций и легка в установке. Создать систему отопления закрытого типа можно на основе любого типа котла отопления.

По мимо вариантов самой системы различают и схемы подключения отопительных приборов. Существует однотрубная, двухтрубная и лучевая схема. Однотрубная схема — это когда все отопительные приборы подключены последовательно к одной трубе. В двухтрубной схеме отопительные приборы подключены параллельно, для этого необходимо наличие двух труб. В лучевой схеме все приборы подключаются независимо к коллектору.

Рис.11. Однотрубная схема имеет наименьшие затраты по материалам, но сложна в балансировке. Двухтрубная наоборот. Приоритет следует отдавать простоте управления, т.к. это обеспечит комфорт проживания и экономию на отоплении.

С точки зрения экономии на материале и монтаже лучшей является однотрубная схема. Ее недостаток в сложные регулировки системы отопления. Чтобы получить легко настраиваемую систему отопления лучше выбрать двухтрубную схему. Если же вы хотите иметь возможность экономить на отоплении или установить теплые полы, то лучше предпочесть лучевую схему. В данном случае экономия достигается за счет того, что с помощью лучевой схемы каждый отопительный прибор можно настроить на свою температуру. Таким образом в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, так получается хорошая экономия на отоплении.

Принимая во внимание, все сказанное становится возможным ответить на вопрос какое отопление лучше для дома. Лучшее отопление то, которое обойдется наиболее дешевым в эксплуатации и не требует постоянной подстройки под изменившиеся климатические условия

Какими бывают газовые котлы

Все газовые котлы, впрочем, как и другое оборудование, отличаются друг от друга своими параметрами и конфигурацией. Они бывают прямоугольными и округлыми, напольными и настенными, одноконтурными и двухконтурными, малой, средней и большой мощности. Но кроме этого, существуют различия и в принципе работы – есть конвекционные и конденсационные газовые котлы, хотя по внешнему виду этого не отличить.

Принцип работы конвекционных газовых котлов

Принцип работы конвекционного котла

Основные элементы конвекционного или, как их ещё называют, традиционного газового котла, это открытая (изредка закрытая) топка, теплообменник и газовая горелка. Вода (теплоноситель) поступает с одной стороны и проходит сквозь теплообменник, который подогревается открытым пламенем газовой горелки, а затем выходит с другой стороны. Температура обогрева регулируется при помощи термореле, которое можно переключать вручную.

Коли уж подогрев осуществляется открытым огнём, то вполне естественно, что для топки нужна вентиляция в виде дымовой трубы и не только для этого. При нагревании теплообменника до 50-60⁰C образуется конденсат, а это агрессивная субстанция, разъедающая теплообменник, но она улетучивается через дымоход вместе с частью продуктов сгорания. Казалось бы, всё хорошо, да вот только конденсат является скрытой тепловой энергией, и она расходуется впустую.

Принцип работы конденсационных газовых котлов

Принцип работы конденсационного котла

Прежде всего, конденсационные котлы имеют по два теплообменника – это обязательное условие. Один работает по стандарту, то есть, подогревается газовой горелкой и является основным источником тепловой энергии. Второй теплообменник выступает в роли сборщика вторичной тепловой энергии, которая заключена в конденсируемых влажных воздушных парах – его называют конденсационным.

Не будем вдаваться в подробности способов сбора вторичного тепла – это сейчас ни к чему и если сказать проще, то в таких котлах происходит рекуперация тепловой энергии, то есть, её возврат для подогрева теплоносителя. В таких агрегатах устанавливаются только высокотехнологические горелки, где достигается оптимальное смешивание магистрального газа с воздухом. В результате (по сравнению с конвекционными котлами) потребление топлива уменьшается на 20%, и на 70% уменьшается выбор в атмосферу продуктов сгорания.

Примечание. Если для конвекционных котлов оптимальная рабочая температура 75-90⁰C (меньше конденсата оседает на теплообменнике, и на выходе порядка 57-70⁰C), то для конденсационных агрегатов этот показатель 50-60⁰C. Получается, что первые выгодно использовать для радиаторных контуров отопления, тогда как вторые идеально подходят для системы тёплого пола, хотя и один и другой взаимозаменяемы благодаря возможности регулировки температуры.

Что такое конденсационный котел

Принципиальное отличие конденсационного котла от обычного (конвекционного) – способность извлекать дополнительную тепловую энергию из дымовых газов, которые неизбежно образуются при сгорании топлива. В обычном котле горячие газы, содержащие большое количество водяного пара, просто удаляются через дымоход. В конденсационном они охлаждаются до температуры, когда содержащаяся в них вода снова переходит в жидкое состояние, т. е. конденсируется. Выделенная при этом энергия расходуется на подогрев воды. Именно поэтому в технических характеристиках подобных котлов указываются цифры КПД, кажущиеся невозможными – более 100%. Здесь действительно нет никакой ошибки: КПД теплогеренирующего оборудования обычно рассчитывают по низшей теплоте сгорания топлива без учета энергии парообразования. Конденсационный котел не только извлекает очень высокий КПД из сгорания топлива (97-98%), но и добавляет еще 11-12% за счет конденсации водяного пара. Следует заметить, что такой КПД котел выдает только в режиме 50°С/30°С; при более высокой температуре (более 57°С) конденсация прекращается и котел работает как обычный конвекционный.

Конденсационный котел

Теплообменник

Материал теплообменника – это первое на что следует обращать внимание. Традиционные теплообменники в настенных газовых котлах бывают трех видов:. медные (самые популярные)

медные (самые популярные)

алюминиевые

из нержавейки (ставят в основном в конденсационных)

Ошибка №20
Медные по внешнему виду из-за их серебристого окраса очень часто путают с алюминиевыми.

На самом деле это силуминовое защитное покрытие. Оно призвано продлить срок службы устройства.

Ошибка №21
Если у медного теплообменника такого покрытия нет, значит производитель уже на вас сэкономил.

Вовсе нет. Здесь все зависит от качества меди. Топовые японские котлы Риннай не окрашивают свои теплообменники, но работают они при этом десятилетиями.

Основной недостаток медных теплообменников – высокая цена. Качественная нержавейка тоже очень дорогая, но ее проблема в меньшей теплопроводности.

А еще в котлах навесного типа чаще всего идет два теплообменника. Первичный и вторичный.

После нагрева теплоносителя в ПЕРВИЧНОМ, о котором было сказано выше, вода поступает на “подающую” часть гидравлической группы, где и решается вопрос, куда ей двигаться дальше:

малый круг

Это когда теплоноситель идет на 2-ой или ВТОРИЧНЫЙ теплообменник, расположенный ближе к задней стенке.

большой круг

Теплоноситель направляется на обогрев дома в систему отопления. Надо отметить, что при этом работает один и тот же насос, а направление потока управляется автоматикой и трехходовым клапаном.

Если “вторичного” теплообменника нет, то знайте, что “первичный” обойдется вам в хорошую копеечку, т.к. в таком котле оба теплообменника объединены в один.

При засорении одной из трубочек вы будите платить за ремонт или замену всей детали. Поверьте, цена такого ремонта очень кусается.

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.

Когда стоит переплачивать при покупке

При покупке следует учитывать прямые доэксплуатационные траты. Для конденсационных моделей это:

1. Начальная стоимость, которая выше; но сравнение нужно проводить с учетом мощности котлов, цена 50-60 киловаттных приборов сопоставима с конвекционными.
2. Необходимость монтажа дымоходов с принудительной вентиляцией.
3. Невозможность функционирования без дополнительных трат на электроэнергию, необходимую для циркуляции жидкости в системе и воздухообмена.
4. Затраты на утилизацию токсичного конденсата из системы удаления воздуха.

Расчеты приводят к выводам, что сроки окупаемости конденсационных моделей будут сокращаться при возрастании ежедневных трат для всех потребителей. Это произойдет при неизбежном росте цен на энергоносители и природный газ в их числе.

Показатели улучшаются для домовладений со значительными отапливаемыми площадями, для малых домов экономия будет незначительной.

Конвекционный котел отличатся повышенными тратами в режиме постоянного включения – выключения в период межсезонья. Следовательно, при длительном отопительном сезоне эти модели отопления будут работать с большими затратами.

Уменьшение теплового загрязнения природы — аргумент в пользу эксплуатации конденсационных котлов.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

Виды конвекционных котлов

По типу отвода дыма различают турбированные и дымоходные типы. Приборы принудительной тяги ставятся в котлах, где воздух поступает с улицы и удаляется за пределы строения. Процедура обеспечивается вмонтированными вентиляторами через воздуховоды малого диаметра. Организованный отвод дает возможность ставить котел в любом месте дома и отводить продукты посредством горизонтальных труб.

Используется дымоход:

• раздельного вида;
• коаксиальный вариант.

Естественная тяга предполагает забор кислорода из комнаты, где стоит котел, и вывод продуктов горения без применения вентиляторов.

В зависимости от количества подключаемых отопительных веток котлы бывают:

• одноконтурными;
• двухконтурными.

Выбор типа котла зависит от потребностей дома и уже существующего обогревательного оборудования. Если есть центральная магистраль горячего водопровода, ставится одноконтурный котел. Двухконтурный агрегат работает так, что пока греет жидкость в водопроводе, энергоноситель в системе остывает. Такой котел не справится одновременно с отоплением и нагреванием жидкости, если потребность в горячей воде большая.

Украинские производители выпускают двухконтурное оборудование, в котором дополнительный контур имеет форму змеевика и располагается вокруг теплообменника. Этот вид нагревания воды не регулируется автоматикой, и горячая жидкость получается только в отопительный сезон.

Одноконтурный

Схема отопления с одноконтурным котлом Такой тип используется только для обогрева помещения, а если нужно получить горячую воду, подсоединяется емкостный косвенный водонагреватель. Газовый конвекционный котел отапливает строение за счет нагревания энергоносителя в теплообменнике. Подогретая жидкость поступает в систему трубопроводов и батарей, отдает тепло и возвращается по ветке в регенератор. Повторяется нагрев и продвижение воды в отопительной магистрали.

Радиаторы ставятся последовательно, при этом экономятся трубы. Первые батареи на пути энергоносителя нагреваются сильнее, последние не получают требуемого тепла. В конечных радиаторах наращивается количество секций, чтобы увеличить обогрев. Иногда на первых отопительных приборах ставится контрольная арматура для ограничения температуры.

Двухконтурный

Схема двухконтурной системы В этом варианте подключается отопительная ветка и контур ГВ. Нагревательная магистраль образует замкнутую систему, при работе которой горячая жидкость не поступает в водопровод. При открытии водопровода срабатывает клапан, который направляет воду в систему ГВ, но перекрывает ход теплоносителя в отопительный контур. После закрытия крана клапан переключается, вода поступает в отопительную систему.

В двухконтурном котле используется камера горения:

• открытая;
• закрытая.

В агрегате с открытой камерой воздух нагнетается естественным способом из котельной. В других помещениях оборудование не устанавливается, т. к. при недостаточном проветривании в комнате ощущается недостаток кислорода и скопление продуктов горения. Такие котлы стоят меньше и применяются там, где есть отдельные котельные.

В котлах с закрытой камерой воздух подается и выводится принудительно, поэтому нет опасности задымления помещения. С котлом лучше работает накопительный бойлер, чем проточный, если в водопроводе ослабевает или пропадает напор. Стоимость агрегата с бойлером выше аналогичного оборудования с проточным типом подогрева жидкости.

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.

Выбор оборудования

Мощность котла определяется из расчета 100 Вт на 1 м2 помещения. Показатель может вырасти до 150 Вт в зависимости от обогрева соседних комнат, высоты потолков и площади оконных проемов. Цифра умножается на площадь помещения и получается расчетная мощность.

Имеет значение вид розжига агрегата. Пьезорозжиг работает от нажатия клавиши и не зависит от электричества. Недостаток в дополнительном расходе топлива на горящий запальник и зависимости от поступления газа из магистрали. Электрический запальник экономичнее, есть модели, включающиеся автоматически после перебоев с энергией.