Что такое конвекционный газовый котел

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.

Основным недостатком такой конструкции является прПринцип 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

Преимущества Недостатки
Более простая конструкция Ограниченная 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 бюджет При 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

Видео

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.

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

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

Работает котел следующим образом:

  • 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.
  • 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.
  • Конвекция заставляет горячие продукты распада газа подниматься вверх. Они омывают теплообменник, нагревая его, и устремляются в дымоход.
  • 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.
  • Когда теплоноситель снова остынет, повторяются пункты 2-4.

В большинстве моделей предусмотрены функции:

  • Защиты от замерзания. При остывании теплоносителя до +5°С прибор запускается автоматически с минимальной производительностью, достаточной для поддержания температуры рабочей среды выше указанной отметки.
  • 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.

Котлы верхнего ценового сегмента оснащаются погодозависимой автоматикой. При подключении термодатчиков, расположенных на улице, отопитель своевременно меняет тепловую производительность сообразно колебаниям погоды.

Плюсы и минусы

К достоинствам конденсационных котлов следует отнести:

  • высокая производительность отопительной системы;
  • экономия топлива достигает 20 %;
  • снижается нагрузка на все основные узлы котла, что увеличивает срок службы агрегата;
  • при отсутствии необходимых условий работа не останавливается, котел функционирует как обычное устройство конвекционного типа.

Недостатками таких конструкций являются:

  • для работы необходимо создать специфические условия, что возможно далеко не всегда;
  • для утилизации конденсата необходимо производить специальные мероприятия — в нем содержится большое количество кислоты, поэтому сливать в канализацию запрещено;
  • стоимость конденсационных агрегатов намного выше, а ремонт обойдется дороже, чем у традиционных моделей.

Недостатков мало, но они весьма существенны. Для нормальной работы конденсационного котла с радиаторной системой необходимо, чтобы разница температур на улице и в помещении не превышала 20°.

Иначе условий для конденсации водяного пара не будет. А применение теплого пола возможно и целесообразно не всегда. Эти особенности значительно ограничивают спрос на подобные конструкции.

Возможно, отсюда и берет начало попытка производителей активизировать сбыт, указывая заведомо невозможный КПД.

Котлы конвекционные

На фото конвекционный газовый котел Italtherm City Class

На фото конвекционный газовый котел Italtherm City Class

Котлы стали применять как вид печи, специализированный только на отоплении. Температура в отапливаемом помещении повышается от теплообменников, которые подогреваются циркулирующими по трубам носителями тепла от котлов, использующих энергию сгорания топлива. Различается по видам: жидкое (солярка), твердое (уголь, торф, древесина) и газообразное (природный газ) и от ее состава зависит конструкция топки. Охлажденная в радиаторах или батареях жидкость возвращается по обратным трубопроводам (обраткам) в котлы-регенераторы, там подогреваются и продолжают циркуляцию по замкнутому контуру. Движение воды по трубам осуществляется естественным путем по законам физики или принудительно нагнетательными электроприборами.

Контуров в котле может быть один или два: главный для обогрева помещений и вспомогательные — для бытовых потребностей в горячей воде для душа и кухни.

Удаление продуктов сгорания топлива из топки производится по трубам дымоходов. Для конвекционных котлов преимущественно довольно долго применялась естественная схема поступления кислорода в горелку из помещения, где он размещен. Сложнее устроены механизмы доставки воздуха, называемые турбированными, предусматривающие доставку воздуха принудительным методом (почти все современные настенные котлы работают по такому принципу). Это делает возможным установку котлов в произвольных местах, осуществлять автономное снабжение кислородом и отведение токсичных продуктов горения.

У котлов этого типа следующие преимущества:

  • обширные функционал и ценовая шкала;
  • надежные конструкции, эргономичные в монтаже и гибкие в комбинациях с другими средствами контроля климата помещений;
  • энергонезависимы при желании.

Используются в домашнем строительстве с энтузиазмом.

Какой газовый котёл лучше: конвекционный или конденсационный?

Особенностью конденсационных котлов «Рысь» (Prothe

Особенностью конденсационных котлов «Рысь» (Protherm) является литой теплообменник из сплава алюминия и кремния. Его конструкция делает котёл менее чувствительным к воде плохого качества. Фото: Vaillant

Принято считать, что срок службы у дорогих напольных котлов с массивным чугунным теплообменником составляет 25–30 лет. У большинства же современных моделей (как напольного, так и настенного монтажа) он меньше, примерно 8–10 лет. Зато и стоимость таких приборов значительно ниже. Благодаря этому устройства остаются доступными для большей части населения. Так, самые недорогие котлы производства СНГ можно приобрести, например, за 10–15 тыс. руб. Правда, это будут, как правило, модели не очень совершенные с технической точки зрения — громоздкие (почти все для напольного монтажа), не полностью автоматизированные. Но они вполне подходят для замены старых отечественных напольных котлов типа АГВ 120, и поэтому на них есть устойчивый спрос.

В комплектацию двухконтурных котлов Gas Comi Boile

В комплектацию двухконтурных котлов Gas Comi Boiler (Navien) входит выносной пульт управления (б). Фото: Борис Безель/Burda Media

Однако за последние два десятилетия появилось много домов, оснащённых более новыми и совершенными газовыми котлами. Это в основном модели для настенного монтажа. Они оснащены горелками и теплообменниками улучшенной конструкции, которые позволяют развивать мощность, достаточную для отопления особняков площадью 150–200 м², которые раньше, как считалось, можно было отапливать исключительно с помощью котлов напольного монтажа.

Более половины этих котлов являются двухконтурными, приспособленными не только для отопления, но и для приготовления горячей воды для системы ГВС. Сейчас двухконтурный настенный котёл известных производителей (Ariston, BAXI, Bosch, Buderus, Kiturami, Protherm) можно приобрести за 30–40 тыс. руб., причём выбор будет достаточно широким.

Когда нужна мощность

Когда нужна мощность

Настенные конденсационные котлы Buderus Logamax Pl

Настенные конденсационные котлы Buderus Logamax Plus GB172i отличаются усовершенствован-ной конструкцией теплообменников, экономичностью и оригинальным дизайном. Фото: Bosch

В первые модели конденсационных котлов получили распространение в России даже не из-за экономичности, а из-за большой мощности. Только эти модели в настенном исполнении обеспечивали производительность до 60–90 кВт. В условиях большого дома и маленького помещения котельной (или даже его отсутствия) только такие котлы обеспечивали производство необходимого количества тепла и горячей воды.

Сколько контуров вам нужно?

Довольно часто люди выбирают двухконтурный котёл, считая, что только такое устройство оптимально справляется и с отоплением, и с горячим водоснабжением дома. Это не совсем так, иногда одноконтурный котёл даже более предпочтителен. Например, если у вас большая семья и четыре-пять точек водоразбора. В этом случае наилучшим решением будет покупка котла и отдельного бойлера, так как двухконтурная модель может не справиться с интенсивной нагрузкой. А вот если у вас семья из двух-трёх человек и одна-две точки водоразбора, то двухконтурного котла будет вполне достаточно.

Одноконтурные и двухконтурные газовые котлы

Выбирая между этими двумя типами газовых котлов нужно понимать, что именно вам нужно. Только обогреть дом или все в комплексе — и отопление, и ГВС. От этого будет зависеть, какой конструкции отдать предпочтение.    

Одноконтурные

Одноконтурные котлы работают только на отопление, имеют надежную конструкцию и простой принцип действия. Схема работы оборудования следующая: в камеру сгорания (открытую или закрытую) подается газовоздушная смесь. При ее сгорании вырабатывается тепловая энергия, нагревающая теплообменник, который в свою очередь передает тепло теплоносителю. Последний благодаря встроенному насосу циркулирует по трубопроводам отопительного контура, где постепенно остывает и возвращается в котел для повторного нагрева.

Оборудование имеет ряд достоинств, среди которых:

  • компактные размеры, благодаря чему прибор не занимает много места;
  • более низкая стоимость в сравнении с двухконтурным;
  • простота в обслуживании и управлении.

Однако перечисленные преимущества действительны при условии, что этот тип газового котла используется только на отопление. Если в доме также нужна автономная линия ГВС, то рядом придется поставить бойлер или водонагреватель. А значит, потребуются место для установки вспомогательного оборудования, дополнительный бюджет на его покупку и увеличенные расходы на энергоресурсы.

Посмотрите подробное видео, чем отличаются одно- и двухконтурные котлы:

Двухконтурные

Двухконтурный котел работает как на отопление, так и на ГВС, поэтому многие владельцы отдают предпочтение именно этому варианту. Здесь в дополнение к основному установлен вспомогательный теплообменник, отвечающий за нагрев горячей воды.

Большинство подобных моделей оснащается проточным нагревателем, которые обеспечивают горячую воду сразу при открытии соответствующего крана. К достоинствам газовых котлов двухконтурного типа стоит отнести:

  • экономию при покупке оборудования — двухконтурная модель стоит дешевле, чем одноконтурный котел и дополнительный водонагреватель;
  • компактные габариты;
  • возможность эксплуатации устройства в любое время года — летом котел можно использовать для снабжения горячей водой, не задействуя контур отопления;
  • более низкие затраты на энергоресурсы.

Также двухконтурные котлы могут оснащаться битермальным теплообменником, на который замкнуты оба контура. Такие приборы компактнее и дешевле, но имеют ряд недостатков. Независимо от режима, в котором работает оборудование (отопление или ГВС), в одном из контуров горячая вода будет застаиваться и постоянно нагреваться до высоких температур. Как следствие, каналы устройства быстро засоряются и зарастают накипью, что не только снижает теплоотдачу теплообменника, но и может привести к его выходу из строя.

Кроме того, выбирая эти типы газовых котлов стоит учитывать, что оборудование может работать только в одном из двух режимов. При включении вторичного теплообменника, отопительный контур отсекается от системы и в него перестает поступать теплоноситель, вследствие чего снижается уровень обогрева помещений. Такая схема накладывает некоторые ограничения по объему использования ГВС, поэтому маломощные двухконтурные котлы лучше использовать в квартирах или небольших домах, где 2-4 водоразборных точек.

При повышенном водопотреблении предпочтительнее выбирать или более мощные модели, что чревато значительными расходами на топливо. Или подключать к двухконтурному котлу бойлер косвенного нагрева. Такое оборудование займет больше места, но обеспечит дом необходимым запасом горячей воды.

Конденсационные котлы

Настенный конвекционный газовый котёл Vaillant turboFIT. Тепловая мощность котла стабильна при давлении газа от 13 до 20 мбар. Фото: Vaillant 

Что новенького предлагают нам производители? Наверное, тема номер один — это пресловутые котлы конденсационного типа. Такое оборудование сейчас выпускается всеми ведущими производителями и очень популярно в Европе. Можно сказать, что традиционные котлы конвекционного типа там рассматриваются как устаревшие, и их полная замена лишь вопрос времени. Секрет заключается в том, что КПД конденсационных котлов может быть на 10–15 % выше, чем у конвекционных, за счёт чего затраты при покупке более дорогих конденционников окупаются в Европе за 4–5 лет. Плюс к этому вы получаете экологически более чистое оборудование, поскольку выброс вредных веществ в атмосферу у конденсационных котлов небольшой, в несколько раз ниже, чем у моделей традиционного типа.

Покупатели постепенно стали понимать, что затраты на приобретение конденсационного котла должны компенсироваться высоким КПД этого устройства.

Настенный конденсационный газовый котёл Buderus Logamax plus GB162 мощностью 70, 85 и 100 кВт. Фото: Bosch

Увеличение КПД обеспечивается за счёт конденсации паров, содержащихся в дымовом газе вместе с продуктами сгорания. Дым охлаждается на вторичном теплообменнике (на него подаётся теплоноситель из обратной линии системы отопления) примерно до 55–57 °С, водяные пары конденсируются на теплообменнике, при этом и выделяется дополнительная энергия, дающая прибавку КПД. Режим конденсации будет работать только в условиях, когда температура теплоносителя в обратке не превышает 57 °С и наибольшая эффективность достигается при низких (30–35 °С) температурах теплоносителя в обратке.

Раздельная система дымоудаления с адаптером. Фото: Борис Безель/Burda Media 

Покупатели предпочитают конденсационные котлы чаще всего в настенном варианте исполнения. Фото: ShutterStock/

Почему стоимость конденсационных котлов заметно выше обычных? Во-многом это связано с материалами, из которых изготовлен теплообменник. Образующийся конденсат содержит кислоты и другие агрессивные химические соединения, которые способны за короткое время полностью вывести из строя, скажем, теплообменник из чугуна (неслучайно температура дымовых газов в конвекционных котлах специально поддерживается на выходе не ниже 140–160 °С). Эти детали в конденсационных котлах изготавливаются из нержавеющей стали и аналогичных, достаточно дорогих материалов.

Ультракомпактный (540 × × 365 × 370 мм, масса 25 кг) конденсационный котёл Naneo Plus (De Dietrich). Фото: Борис Безель/Burda Media

В России число продаж конденсационных котлов растёт, но темпы невысокие — едва ли объём их продаж составляет более 5 % от всего рынка. Причина отсутствия интереса заключается в низкой стоимости газа: в некоторых странах Европы он обходится потребителю в 5–6 раз дороже, чем в России. Соответственно, и срок окупаемости таких котлов в России получается слишком большой, подчас более 10 лет, которые составляют весь расчётный срок службы самого котла. Кроме того, конструктивно конденсационные котлы устроены так, что наиболее высокий КПД у них достигается при небольших, «европейских» морозах, а при сильных (–20…–25 °С) он снижается, и разница между КПД конденсационного и конвекционного котлов становится небольшой, где-то около 5 % (и срок окупаемости становится совсем уж «неприличным»).

Применение конденсационных котлов особенно актуально в системах с низкими температурными режимами (например, тёплыми полами).

Но думается, что с конденсационными котлами произойдёт та же история, что и с энергосберегающими лампочками. Газ будет в цене расти, оборудование — наоборот, дешеветь, и мало-помалу все пользователи перейдут на более экономичную технику. Поэтому, строя новый дом, лучше сразу закладывать в проект возможность размещения конденсационного котла: как обустроить подвод воздуха к котлу для нормальной работы и нейтрализацию конденсата, образующегося в процессе эксплуатации.

Двухконтурные котлы позволяют организовать как отопление жилища, так и снабжение его горячей водой . Фото: ShutterStock/

Теги