Что такое газовый конвекционный котел

Газовая отопительная техника набирает все большую популярность. Эксплуатация такого оборудования выгодна даже на сжиженном газе, по сравнению с затратами на электричество. Конвекционный котел — самый распространенный тип среди отопительных приборов данного вида. Среди большого ассортимента моделей важно подобрать ту, что подходит именно для вашего дома.

Что такое конвекционный котел?

Такой тип устройства часто используют для частного дома площадью более 300 м². Принцип работы устройства прост: газ поступает в горелку, загорается пламя, оно нагревает теплообменник с водой. Продукты сгорания выводятся через подключенный дымоход. КПД устройства составляет свыше 90 %.

Конвекционный газовый котел бывает:

• одноконтурным — рассчитан только на нагрев теплоносителя для отопления дома;
• двухконтурным — обеспечивает жилище отоплением и горячим водоснабжением (ГВС).

Установка выполняется двумя способами:

• Напольным — такие агрегаты требуют отдельного помещения либо большой площади; для их монтажа предусматривается прочный фундамент.

• Настенным — такие модели компактны, могут размещаться в любом нежилом помещении квартиры.

Принцип работы и устройство

Отопительные приборы бывают с открытой и закрытой камерой сгорания. Котел с открытой камерой забирает воздух для горения из комнаты и выводит отработанный газ через дымоход. Устройство с закрытой камерой предусматривает наличие коаксиального дымохода. Это конструкция «труба в трубе»: по одной заходит воздух для поддержания пламени, по другой — выводятся продукты сгорания.

Как работает конвективное отопление? Внутри прибора находится теплообменник и горелка с модуляцией пламени. При автоматическом или пьезорозжиге газ поступает в систему, создается искра и зажигается горелка. Пламя нагревает теплообменник, по которому движется теплоноситель. Как только жидкость достигает установленной температуры, срабатывает автоматика и нагрев прекращается. При охлаждении теплоносителя включается термопара открывается топливный клапан и вновь происходит нагрев.

Циркуляционный насос принудительно перемещает теплоноситель в системе, что позволяет избежать замерзания при снижении температуры. Скорость работы насоса можно регулировать.

Продукты сгорания выводятся наружу через дымоход, который организуется согласно нормативам и с использованием только стойких к агрессивной среде и высокой температуре материалов.

Схема основных узлов агрегата показана ниже:

Преимущества конвекционного котла:

• Широкий ассортимент конструкций и моделей позволяет подобрать котел для большого по площади частного дома либо маленькой квартиры.
• Категории цен различны, каждый может выбрать подходящий по стоимости агрегат.
• Настенный и напольный типы установки.
• Радиатор выполнен из чугуна, поэтому рассчитан на длительный срок службы.
• Автоматические датчики и сенсоры обеспечивают безопасную работу.
• Оседая на стенах, конденсат способствует возникновению коррозии. Но в данных моделях большее его количество выводится в трубу дымоотвода. Низкий остаточный осадок конденсата сводит к минимуму риск порчи металла.
• Наружный термостат автоматически подстраивает температуру нагрева контура.
• Защита от обмерзания.
• Простая конструкция и эксплуатация.

Эксперты выделяют несколько недостатков котлов конвекционного типа, но их можно оспорить:

• Двухконтурные аппараты чувствительны к качеству воды. С одной стороны, это неудобство. С другой — если вы изначально установите фильтры, то в последующем избежите образования накипи, нарушения нагрева и сгорания теплообменника.
• Устройства с закрытой камерой сгорания энергозависимы. Действительно, турбированные модели требуют подключения к сети, так как вентилятор для отвода дыма работает от электричества. Если для вас эта проблема актуальна, выбирайте котлы с открытой камерой.

Котлы конвекторного типа

Газовый конвектор — это отопительный прибор, внешне похожий на электрокамин: не требует соединения с системами труб для обогрева. Но конструктивно он схож с котлом: внутри находится горелка, камера сгорания закрытого типа и отвода газов. Дым удаляется по специальной трубке.

Рекомендуется устанавливать агрегат в нижней части помещения. Самый холодный воздух проходит через конвективную часть, нагревается и поднимается вверх.

В таком аппарате есть вентилятор, он быстро и эффективно распространяет теплый воздух по квартире. Конвекторный прибор монтируется на постоянное место. После этого организуется отверстие под вывод дымоходной трубы. Монтаж можно провести самостоятельно.

Что лучше: газовый котел или конвектор? Для отопления жилого помещения, безусловно, лучше подходит котел. Конвектор быстро и неравномерно нагревает воздух, а после его отключения температура быстро снижается. Поэтому устанавливать подобные агрегаты лучше в складах и промышленных зданиях.

Конвекционный или конденсационный?

В чем отличие устройств этих двух типов? Оба работают от газового топлива, обеспечивают горячей водой радиаторы и ГВС. Однако КПД одного составляет свыше 90 %, а другого — 107—110 %. Как такое возможно? Метод конденсации позволяет использовать скрытую теплоту продуктов сгорания.

Пары угарного газа содержат кислоту и агрессивные вещества. В конвекционной технике они отводятся на улицу, а в конденсационной — остужаются до точки росы (52—56 градусов). Эта технология была невозможна, пока в производстве не начали сваривать нержавеющую сталь. Обычный металл быстро разъедала кислота.

Современные изделия комплектуются дополнительным теплообменником. В нем происходит выпадение конденсата, который скапливается в резервуаре. В результате преобразования пара в жидкость вырабатывается дополнительная (скрытая) энергия, которая передается теплоносителю. Принцип работы схож с экономайзером в паровых котлах: он используется для повышения КПД за счет энергии продуктов сгорания. Этот прибор устанавливается в отдельной комнате и занимает много места.

Все познается в сравнении. Конденсационный котел:

• Экономичнее и эффективнее, но экономия зависит от стоимости топлива.
• Не охлаждает воздух в комнате, так как его забор производится снаружи.
• Применяется в низкотемпературных системах, таких как «теплый пол».
• Нуждается в качественном и надежном дымоотводе, который выдержит агрессивную среду.

Кроме того, придется задуматься, как отводить накопленную влагу. Если в квартирах она смешивается с канализационной водой, то в частном доме необходимо оборудовать отдельную канализацию (подробнее в публикации «Что такое конденсационный котел»).

• гораздо дешевле конденсационных моделей;
• оснащается чугунным радиатором;
• вырабатывает меньше конденсата;
• расходует большее количество топлива;
• модели с открытой камерой сгорания забирают воздух из помещения, поэтому он быстрее остывает.

Основные неисправности

С каждым выпуском производители усовершенствуют свою технику. Но абсолютно надежных приборов еще не придумано. Перечислим, с какими неполадками приходится сталкиваться пользователям:

• Маленькое пламя в горелке. Такое случается при засоре форсунок пылью и сажей либо при большом содержании воздуха в топливе.
• После розжига не работает горелка или гаснет пламя. Причина может быть в отсутствии тяги, засоре дымохода, электроде ионизации. Проводится чистка и замена неисправных элементов.
• Шум при работе. Теплообменник оброс накипью, поэтому вода внутри закипает и шумит. Необходимо очистить радиатор от накипи.
• Техника не запускается. Нужно проверить подключение фазы и нуля, перевернуть вилку в розетке.

О проблемах с датчиками и узлами сообщает самодиагностика котла. На дисплей выводится код ошибки. Его значение указывает на причину поломки.

Случаются проблемы, которые не зависят от производителя и пользователя, но влияют на работу оборудования:

• Перепады давления в магистрали. Многие производители выпускают адаптированную к нашим реалиям технику. Такие агрегаты могут работать при давлении 1,5—2 бар.
• Неверная установка, засор дымохода. Монтаж нужно производить строго по нормативам.
• Перебои с напряжением. Рекомендуется подключить стабилизатор.

Рассмотрим самые популярные модели.

Разновидности конвекционного оборудования

Среди жителей квартир большей популярностью пользуются навесные модели. Напольные варианты чаще монтируются в частных домах, в отдельном помещении.

Vaillant turboTEC plus VUW 362/5-5

Одна из самых маленьких и компактных моделей. Устройство включает горелку типа «турбо» и закрытую систему отвода газов. Модуляция пламени регулируется от 30 до 100 %. Таким образом, вы можете не только настраивать температуру нагрева, но и экономить на топливе.

Дым отводится через коаксиальную трубу. Коэффициент полезного действия достигает 93 %. Особенностью Vaillant turboTEC plus является наличие двух теплообменников. Первичный изготовлен из меди для подогрева теплоносителя в отопительном контуре. Вторичный — из нержавеющей стали — обеспечивает горячее водоснабжение.

Встроенный насос с регуляцией скоростей в трех позициях. Система безопасности котла включает:

• расширительный бак;
• байпас (обеспечивает постоянную циркуляцию теплоносителя);
• сбросной клапан;
• защиту от заклинивания и замерзания.

Розжиг электронный, также как и панель управления. Мощность изделия достигает 36 кВт. Размеры — 800x440x338 мм. Стоимость — от 67 000 рублей.

Росс Аогв 10 Пкд Sit Эконом

Экономичное напольное оборудование, состоящее из двух контуров. Этот котел больше похож на камин, но работает он гораздо эффективнее, его мощность — 10,5 кВт. КПД составляет 93 %. Конструктивно предусмотрено два радиатора. Один из них изготовлен из стали; второй (пластинчатый) радиатор рассчитан на обеспечение ГВС.

Изделие подойдет для обогрева площадей до 105 м². Работает при подключении к основной магистрали и баллону. Система стабильно функционирует при падении давления до 1,5 бар. Встроена защита от перегрева (термостат), газ-контроль. Циркуляция теплоносителя естественная. Горелка запускается от пьезорозжига. Размеры — 610x650x280 мм. Цена — от 19 000 рублей.

CTC 950 газовый

Это комбинированный отопительный прибор от швейцарской компании. Чем он отличается от АОГВ? В первую очередь ценой. Это одно из самых дорогих и надежных устройств. Кроме того, двухконтурное оборудование работает на двух видах топлива: зимой будет удобно использовать дизельное отопление, а летом для нагрева ГВС можно включать подачу газа. Допускается установка бойлера.

Прямоугольная конструкция навешивается на стену. Тепловая мощность 30 кВт, КПД — 94 %. Угарный газ выводится на улицу через коаксиальную трубу, оттуда же забирается воздух для поддержания пламени. На внешней панели расположен большой дисплей и кнопочное управление. Защитная автоматика включает:

• термостат — контроль температуры;
• предохранительный клапан — для отбора жидкости при повышении давления;
• внешний термометр;
• расширительный бак на 12 литров.

Габариты — 690x900x370 мм. Стоимость — от 200 000 рублей.

Bosch Gaz 7000 W

Техника подходит для обогрева квартир и домов 280—350 м². Двухконтурный агрегат закрытого типа по мощности достигает 33,3 кВт. Нагрев между радиаторами и ГВС происходит почти мгновенно благодаря расходному датчику. Электронное управление позволяет отдельно регулировать температуру и мощность для обоих контуров, что актуально в летнее время года.

Горелка с плавной модуляцией пламени. Для перевода на сжиженное топливо достаточно поставить форсунки нужного диаметра.

Особенности Gaz 7000 W:

• установлены датчики тяги и термостат;
• встроена защита от замерзания;
• ионизация пламени;
• газ-контроль;
• клапан давления;
• циркуляционный насос с тремя режимами и защитой от блокировки;
• автоматический розжиг.

Размеры — 480x825x370 мм. Цена — от 50 000 рублей.

Если вы стоите перед выбором оборудования для отопления, учитывайте преимущества и недостатки конвекционных котлов, а также тип жилья и планировку. Знания об особенностях конвекционных газовых котлов помогут правильно подобрать технику и экономить при ее эксплуатации в дальнейшем.

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:

• отопительному контуру с жидким теплоносителем;
• газопроводу;
• дымоходу.

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

Принцип работы и устройство отопительного прибора

Внутри агрегата находятся следующие основные узлы:

• газовая горелка;
• запальник (не во всех моделях);
• устройство розжига;
• теплообменник;
• система автоматики.

Большинство котлов дополнительно комплектуется:

• циркуляционным насосом;
• расширительным бачком;
• группой безопасности: состоит из манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика.

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

Работает котел следующим образом:

1. Нажатием специальной кнопки открывается клапан подачи газа в запальник. Топливо вспыхивает при контакте с искрой, которую вырабатывает пьезоэлемент механизма розжига. Через 2-3 секунды кнопку отпускают. В моделях с электронным включением запальника нет.
2. Температура поступающей в теплообменник котла рабочей среды анализируется термодатчиком. По достижении ею установленного минимального показателя прибор посылает сигнал в контроллер, и тот открывает клапан подачи газа в основную горелку. Топливо вспыхивает от запальника или электронного розжига.
3. Конвекция заставляет горячие продукты распада газа подниматься вверх. Они омывают теплообменник, нагревая его, и устремляются в дымоход.
4. Температура рабочей среды на выходе из устройства анализируется вторым термодатчиком. Как только она достигнет установленного максимума, сенсор просигнализирует контроллеру и тот перекроет подачу газа в основную горелку.
5. Когда теплоноситель снова остынет, повторяются пункты 2-4.

В большинстве моделей предусмотрены функции:

1. Защиты от замерзания. При остывании теплоносителя до +5°С прибор запускается автоматически с минимальной производительностью, достаточной для поддержания температуры рабочей среды выше указанной отметки.
2. Контроля микроклимата в помещении. Посредством выносного термостата прибор поддерживает на нужном уровне температуру воздуха в комнате.

В систему автоматики также входят датчики:

• тяги: блокирует поступление газа при нарушении процесса дымоудаления;
• пламени: действует аналогично при затухании основной горелки.

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

Достоинства и недостатки

К преимуществам конвекционных котлов относятся:

1. Использование самого привлекательного энергоносителя: природный газ стоит дешево, не нужно заниматься доставкой и складированием.
2. Работа без участия человека. Достаточно запустить прибор в начале сезона, весь дальнейший процесс полностью автоматизирован.
3. Отсутствие тепловой инерционности: производительность меняется практически мгновенно.
4. Возможность работы без электроснабжения (энергонезависимость).
5. Чистый выхлоп. Как следствие, отсутствует необходимость обслуживать дымовую трубу: теплообменник мало страдает в случае образования на нем конденсата.

1. Зависимость от сети газоснабжения.
2. Необходимость в получении разрешения на установку прибора и разработке проекта.
3. Потребность в дымоходе.
4. Взрывоопасность.
5. Риск отравления жильцов природным газом.

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:

• низкая стоимость, обусловленная простотой конструкции;
• возможность энергонезависимого исполнения.

• нужен постоянный приток в помещение свежего воздуха для поддержания микроклимата;
• жесткие требования к дымоходу: вертикальный, высотой не менее 5 м, сечение соответствует мощности;
• опасность отравления жильцов природным или угарным газом;
• пожароопасность.

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.

• отсутствие особых требований к вентиляции помещения;
• безопасность: пожар и отравление не грозят;
• повышенный КПД: вместо атмосферной используется более экономичная наддувная горелка;
• простота монтажа: благодаря принудительному отводу дыма коаксиальные конструкции прокладываются по любой траектории, можно полностью горизонтально.

• высокая стоимость;
• меньшая надежность, обусловленная сложностью конструкции;
• энергозависимость.

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:

• раздельные;
• совмещенные (битермические).

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

Отопитель выигрывает в следующем:

• упрощается конструкция за счет устранения 3-ходового клапана;
• уменьшаются размеры.

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:

• сталь;
• сплав алюминия и кремния (силумин);
• чугун;
• медь.

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:

• одноступенчатой;
• двухступенчатой;
• модулированной.

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.

• щадящий плавный запуск;
• снижение частоты включений и отключений при работе в низкотемпературном режиме (межсезонье).

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:

• зависимости объема материала от температуры;
• термоэдса — появления напряжения в элементе из разнородных сплавов при нагреве его с одной стороны (эффект Зеебека).

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:

• применены трубы большого диаметра;
• их укладывают с большими уклонами;
• контур начинается вертикальным участком — разгонным коллектором.

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:

• они не занимают места на полу, котел может быть размещен, например, над разделочным столом;
• разрешена установка на кухне.

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

Но и у него есть преимущества:

• применяется более долговечный чугунный теплообменник;
• мощность не ограничена.

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:

• вместо дорогих труб и арматуры используются дешевые, заслонки можно изготовить самостоятельно из фанеры или жести;
• не страшны протечки, завоздушивание, замерзание и закипание;
• не нужны дорогостоящие манометры, расширительный бак.

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:

1. КПД составляет 98-99%. По отечественным нормам — 110-130%.
2. Возможна работа только с низкотемпературными системами («теплый пол» и т.п.).
3. Скопившуюся за счет конденсации паров жидкость запрещается сбрасывать в общую автономную канализацию, т.е. в условиях загородного участка она утилизируется отдельно либо сначала нейтрализуется щелочью. В противном случае бактерии в септике погибнут. В централизованную канализацию отведение разрешено.

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.