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.
Котлы с водяным контуром
Сегодня обеспечить работу системы отопления и нагрев воды для хозяйственно-бытовых нужд можно при помощи всего одного устройства — котла с водяным контуром.
Это устройство представляет собой обычный отопительный котел, в который вмонтировали бойлер. Последний, как и в случае с водогрейным котлом, может располагаться как над топкой, так и сбоку от нее.
Наиболее простым и в то же время самым известным представителем данной категории оборудования является титан.
Расположенный внутри топки теплообменник подключается к отопительному контуру, вследствие чего через него прокачивается теплоноситель — теперь уже вода. Часть этого теплоносителя по отдельной ветке подается на теплообменник, установленный внутри бойлера, благодаря чему и осуществляется нагрев имеющейся в бойлере воды.
Чтобы отопитель мог снабжать теплом две системы одновременно, он должен обладать значительной производительностью. Поэтому разработчики применяют различные конструктивные решения, обеспечивающие полное сгорание топлива и усвоение максимально возможного количества выделяющейся при этом энергии.
Как работает типичный паровой отопительный котел
В топочной камере образуется тепло. В дальнейшем оно поступает на поверхности подогрева. Существует 2 разновидности поверхностей обогрева: конвективные и радиационные.
В состав конвективных поверхностей входят следующие элементы:
- воздухоподогрева тели;
- экономайзеры;
- теплообменные устройства.
Перечисленное дополнительное оборудование нужно для увеличения эффективности котла, рационализации расхода горючего и снижения уровня тепловых потерь.
Важно, чтобы вода, используемая для работы котла, была исключительно чистой – примеси недопустимы. Поэтому перед подачей в котел жидкость обязательно очищается от газов и разного рода примесей, становясь в итоге питательной
Очищенная жидкость направляется в экономайзер
В этом ей помогает специальный насос. В экономайзере осуществляется подогрев жидкого теплоносителя под воздействием газов. Далее жидкость переходит в верхнее отделение барабанного отсека. Здесь котловая вода перемешивается с питательной жидкостью
Очищенная жидкость направляется в экономайзер. В этом ей помогает специальный насос. В экономайзере осуществляется подогрев жидкого теплоносителя под воздействием газов. Далее жидкость переходит в верхнее отделение барабанного отсека. Здесь котловая вода перемешивается с питательной жидкостью.
Некоторый объем воды переходит из верхнего отделения барабанного отсека в его нижнее отделение. Движение воды происходит по кипятильным трубкам.
Вверху парового котла газы имеют меньшую температуру, которая постепенно увеличивается по мере приближения к нижнему отсеку агрегата.
Вода подогревается и в совокупности со смесью пара с водой направляется в верхнюю камеру барабана.
Вторая же часть жидкости из верхнего барабанного отсека уходит на перераспределени е. Осуществляется нагрев котловой воды. Создающиеся пузырьки пара идут в верхнее отделение барабанного отсека.
В верхней камере барабана за счет сепаратора происходит практически полное разделение смеси жидкости и пара. В результате создается насыщенный пар, что способствует дополнительному увеличению полезного действия котла. Именно этот насыщенный пар и используется конечным потребителем.
С целью увеличения эффективности котлов их работа организована так, что в верхней камере барабанного отсека уровень «низшей» и «высшей» воды колеблется. Между упомянутыми уровнями жидкости имеется резервный запас воды, предназначенный для поддержания работы отопительного агрегата в случае прекращения поступления жидкости в систему.
Допустимый «высший» уровень жидкости в барабанном отсеке определяется с расчетом на то, чтобы вода не попадала в пароперегревател ь.
Максимально допустимый «низший» уровень жидкости в барабане рассчитывают так, чтобы не допустить перегревания верхнего отделения барабана, а также кипятильного пучка
Важно, чтобы вода заходила в опускные трубки в стабильном объеме
Для дополнительного увеличения эффективности конструкция оснащается воздухоподогрева телем.
Жидкость в системе может циркулировать принудительно и естественно. В основе естественного движения лежит разность плотности жидкости и создающегося пара. Смесь воды с паром в подъемных трубках имеет меньшую плотность, чем аналогичный состав в опускных трубках. Однако показатель давления и значение температуры остаются одинаковыми по всей трубке. В итоге пар, по своей природе являющийся газом, устремляется кверху.
Принудительная же циркуляция обеспечивается специальным насосным оборудованием.
Электрические котлы водогрейные – особенности и причины популярности
Такие природы весьма популярны в России. Их выпускают многие производители – как российские, так и зарубежные. Эти котлы позволяют обеспечить жилье не только теплом, но и нагретой водой, причем вне зависимости от того, имеется ли в вашей местности централизованное ГВС.
Электрические котлы характеризуются более простой конструкцией, чем, к примеру, газовые, и не нуждаются в регулярном обслуживании. Более того, они просты в эксплуатации и не могут взорваться
Чего уж говорить о таком важном параметре, как экологическая безопасность
Конструктивные особенности электрических водогрейных котлов
Такие аппараты состоят из следующих элементов:
- теплообменник (он представляет собой емкость, в которую встроен электрический нагревательный элемент);
- автоматика (необходима для поддержания требуемого показателя температуры в помещении, но без непосредственного участия человека);
- шкаф.
Что характерно, в качестве теплоносителя может выступать не только обычная вода, но также незамерзающая жидкость (данный вариант более предпочтителен). Еще такие котлы можно условно разделить по типу используемого нагревательного элемента.
- Модели с трубчатыми ТЭНами. Такие элементы заполняются специальным проводником, нагревающимся при контакте с электричеством. Способны перманентно прогревать проточную жидкость, но при условии подключения к электрической сети. Применяются трубчатые ТЭНы в случаях комбинированного отопления. Кто не знает, днем такие системы работают от отопительного прибора на жидком/твердом энергоносителе или газу, в то время как ночью, когда стоимость электроэнергии снижается, они поддерживают тепло в доме на ней.
- Модели с электродами. Агрегаты электродного типа прогревают жидкость посредством ионного потока, который образуется между электродами (это написано в описании). Главное преимущество – это отсутствие ТЭНов, но ввиду того, что важнейшей составляющей цепи является теплоноситель, его нужно должным образом подготовить. В жидкость необходимо добавлять соль в определенном количестве, чтобы получить нужную концентрацию.
Котлы утилизаторы ПГУ
Как правило, все утилизаторы состоят из одинаковых основных элементов, имеют схожую конструкцию и аналогичный принцип действия.
Котел состоит из нагревательной камеры, металлических камер для испарения воды, установки по дымоулавливанию. Это необходимо для аккумуляции газового облака и прессовке его в ресивер – специальный накопитель, который рассчитан на давление 5 атмосфер.
Принцип действия состоит из трех последовательных этапов:
- отработка или газ попадает в системы улавливания дыма принудительно. Как правило, дым засасывается компрессорами обратного давления и попадает в ресиверы, оснащенные системой дозировки и подачи. Использование ресиверов способствует бесперебойной работе котлов;
- выхлопной дым подается из накопителя в камеру сгорания, где дожигается раскаленными электродами, образуя огромные количества тепловой энергии;
- вода, испаряясь в камерах, образует пар, который может воздействовать на крыльчатку генераторных турбин или производить механическую энергию для подвижных устройств или механизмов.
Такие котлы не оснащаются отдельной камерой-топкой как другие отопительные устройства, использующие твердотопливное или жидкое сырье.
Использование отдельной камеры нецелесообразно, так как дым или выхлопной газ – легкое сырье, склонное к утечкам, которое сразу же дожигается. По такому принципу работают все котлы утилизаторы пгу.
Виды и эффективность конвекторного отопления
Эффективность конвекторного отопления, а также стоимость единицы вырабатываемой тепловой энергии, зависит от вида конвекторов.
Самым распространенным является водяное конвекторное отопление, встретить которое можно в любом жилом доме или в общественном здании, где установлены конвекторы, приборы отопления, состоящие из металлической трубы с движущимся теплоносителем и закрепленными на ней ребрами. Что характерно, многие пользователи не всегда знают, что являются обладателями именно конвекторного отопления, называя его по традиции центральным или водяным отоплением.
Конвекторы могут быть встроенными напольными и состоять из теплообменника с ребристой поверхностью, закрытого сверху решеткой. Такие приборы отопления монтируются под окнами и на входе в помещение. Они широко используются в бассейнах и в общественных зданиях.
Водяное конвекторное отопление эффективно только в системах с принудительным движением теплоносителя и его температурой нагрева не менее 80 С. В системах с естественной циркуляцией, а также в низкотемпературных системах отопления, конвекторы работают плохо.
Электрические конвекторы
Современные электрические конвекторы эффективны и удобны. Однако для отопления дома необходимо использовать более дорогие и надежные модели, имеющие защиту от перегрева и перегрузок в сети. Электрические конвекторы устанавливают на стенах и подключают напрямую к электрической сети. В них нет теплоносителя и им не страшна разморозка, что позволяет включать систему отопления только при необходимости, например, вечером, когда все жильцы возвращаются с работы. Днем конвекторное отопление можно отключать, что позволяет в значительной мере сократить расходы на отопление.
К тому же многие электрические конвекторы оборудованы таймерами, позволяющими устанавливать их время работы в течение суток.
Подбор приборов отопления осуществляется в зависимости от площади помещения. Так, к примеру, конвектор мощностью 2 кВт рассчитан на обогрев комнаты площадью 20 м2. При непрерывной работе конвектора в течение суток и стоимости 1кВт электроэнергии 2,7 рубля, такое отопление обойдется в 129 рублей в ден ь и в 3888 рублей в месяц .
Конвекторное электрическое отопление можно считать идеальным вариантом для обогрева загородного дома или дачи, расположенной вдали от магистрального газопровода и используемого лишь время от времени, например, только в выходные дни или во время отпуска. Конвекторное электрическое отопление безопасно, надежно и эффективно. Оно позволяет быстро прогреть дом и отдохнуть в нем с комфортом.
Газовые конвекторы могут работать на баллонном или магистральном газе. Они эффективны, просты в применении и недороги. Единственным недостатком газового конвектора является необходимость устройства коаксиального дымохода.
Газовые конвекторы не менее эффективны, чем котлы отопления, но при этом для устройства системы отопления не нужно устанавливать радиаторы, прокладывать трубы и заполнять систему теплоносителем.
С помощью газовых конвекторов можно эффективно отапливать дом, предназначенный для периодического или постоянного проживания.
Говоря о достоинствах конвекторного отопления, необходимо упомянуть и о его недостатке. Дело в том, что конвективный перенос тепла осуществляется движущимися потоками воздуха, поднимающими также пыль с поверхности предметов, что создает дискомфортные условия для людей, страдающих аллергией и легочными заболеваниями.
Тяга и отвод продуктов сгорания при использовании конвекционных котлов
Для их работы используется естественная тяга. Это процесс, когда за счет разности давлений поток холодного воздуха поступает внутрь помещения, а теплый воздух вытесняется наружу. Этим движет перепад высот входа и выхода воздуха.
Устройство дымоходов от газовых приборов
При работе котла вырабатываются продукты сгорания, имеющие повышенную температуру – около +180оС. Их необходимо удалять через специальный дымоход, расположенный в верхней части стены помещения или в крыше.
Более холодный воздух должен непрерывно поступать в помещение. Он необходим для восполнения уже использованной его части для горения газа.
Если этого не сделать, то конвекционные котлы на газе не будут работать. Их отключит специальная автоматика по тяге. Не исключена возможность поступления продуктов сгорания (угарного газа) в помещение. Это может произойти в аварийной ситуации при выходе из строя такой автоматики. Последствия просто опасны для жизни.
Поэтому, естественная вентиляция помещения является необходимым условием для работы конвекционных котлов. При ее правильном устройстве и эксплуатации будет обеспечено эффективное сжигание природного газа и безопасность пользователей.
Топка парового котла
Вихревая горелка
Топка котла — это один из важнейших агрегатов парогенераторной системы. В топке сжигается топливо, в результате чего выделяется тепло, которое передается через металлические стенки рабочей жидкости и превращает ее в пар.
Конструкция
Современная топка представляет собой клетку из вертикальных труб, присоединенных концами к коллекторным барабанам малого диаметра, включенным в циркуляционную систему котла. С наружной стороны клетка снабжена легкой огнеупорной и теплоизолирующей обшивкой, вес которой несут сами трубы. Промежуток между обшивкой и трубами заполнен кирпичами специальной формовки, которые закрывают задние, т.е. наружные, поверхности труб, но оставляют открытыми их передние поверхности. В результате образуется довольно гладкая конструкция, на которой не задерживаются зола и шлак.
Топливо
Обычное твердое топливо (каменный уголь или дрова) располагается в виде горящего слоя на колосниковой решетке. Воздух пронизывает этот слой через возникающие сами по себе каналы в измельченном топливе. Если уголь коксуется, размягчаясь и частично спекаясь, то приходится время от времени его перемешивать, что способствует образованию новых и устранению слишком широких старых каналов. Так называемое подвижное топливо (угольная пыль, мазут или топливный газ) вводится в топку горелкой, в которой струя топлива смешивается с сильно закрученным потоком воздуха. Например, угольная пыль сначала подхватывается потоком первичного воздуха, которого, вообще говоря, недостаточно для полного сгорания. Горелка придает этому вращающемуся потоку форму узкого конуса. Затем к нему подводится полный поток вторичного воздуха, и конус дополнительно закручивается. Для эффективной работы топки необходима тяга. Под тягой понимается разность давлений, заставляющая воздух и топочные газы проходить через топку и связанные с ней устройства. Поскольку эта разность давлений мала, тягу обычно указывают в миллиметрах водяного столба (1 мм вод. ст. равен 9,8 Па).
Дымовая труба
Самое простое устройство для создания тяги — дымовая труба без какого-либо механического оборудования. Тягу, создаваемую такой дымовой трубой, называют естественной. Эта тяга обусловлена разностью давлений столба нагретого газа, находящегося внутри высокой трубы, и такого же столба более холодного наружного воздуха. Чтобы возникла тяга, нужно вначале создать небольшую разность давлений в нижней части трубы. После этого развивается полная тяга, которая ограничивается только трением газов о стенки. Чем уже труба, тем сильнее эффект трения. Поскольку при температуре ниже 150°C тяга, развиваемая дымовой трубой, едва достаточна для преодоления сил трения в ней, современные электростанции работают исключительно с принудительной тягой, создаваемой ротационными вентиляторами и воздуходувками. Расположенная ниже топки воздуходувка гонит воздух под давлением, необходимым для преодоления сопротивления системы подготовки топлива, воздухоподогревателя и горящего слоя или горелок. Установленный над котлом вытяжной вентилятор, засасывая поток еще не остывших газов, создает разность давлений, необходимую для поддержания быстрого течения газов через котел и все другие теплообменные устройства.
Сравнение конвекционных и конденсаторных котлов
В конденсационном агрегате используется не только энергия, выделяемая при сжигании газа, но и та теплота, которая образуется при образовании пара в продуктах сгорания газа. Конструктивно отличается от конвекционного наличием еще одного дополнительного теплообменника — экономайзера, устанавливаемого на выходе отработанных газовых продуктов. По сути он является первичным, так как после нагрева в нем теплоноситель попадает в основной теплообменник.
Устройство конденсационного котла
Для образования конденсата нужно добиться охлаждения пара, который образуется в результате продуктов сгорания газа ниже точки росы — 56 градусов при использовании магистрального газа. Необходимость подачи остывшей обратной воды позволяет расширить отопительную систему, например, можно сделать теплые полы, что невозможно осуществить, имея конвекционный котел.
Необходимость получения на выходе пониженной температуры требует установку радиаторов с повышенной теплоотдачей, например, алюминиевые и биметаллические, которые являются достаточно дорогими. С чугунными батареями эффективной работы добиться будет невозможно.
У обычных котлов температура продуктов сгорания достаточно высокая и поэтому конденсат практически не образуется. Энергия частично тратится впустую, но при этом не подвергаются агрессивному воздействию детали агрегата и сам дымоход.
Конденсаторный котел выпускается только с закрытой камерой сгорания в отличие от конвекционного, который бывает как с закрытой, так и открытой, в зависимости от модели. Закрытая камера является наиболее безопасной. Она оборудуется вентилятором, при помощи которого воздух поступает в топку, избыточное давление само выталкивает отработанные газы через коаксиальный канал.
Таким образом, продукты сгорания не попадают в помещение, где работает котел. Если котел имеет мощность менее 30 кВт, канал можно обустроить в стене, с более высокой мощностью его необходимо смонтировать выше уровня крыши.
Дымоход выведен на крышу
Дополнительная теплота является залогом высокой эффективности (более 100 процентов) конденсационных котлов. Несмотря на высокую стоимость в сравнении с конвекционными, примерно в два раза, такие устройства более эффективны, имеют КПД в полтора раза выше конвекционных за счет пониженного потребления газа и окупаются в течение 3-х лет. Высокая стоимость таких котлов обусловлена применением материалов из нержавеющей стали, устойчивой к агрессивной среде, и технологий, позволяющих сварить ее.
Плюсы конденсационного котла
Перечень достоинств конденсационного котла внушителен, что в конечном итоге и объясняет растущую популярность этого вида отопительного оборудования:
- Экономия топлива по сравнению с обычным конвекционным котлом может достигать 35%.
- Сокращение вредных выбросов при переходе от традиционных газовых моделей к конденсационным оценивается в среднем в 70%.
- Низкая температура отходящих газов дает возможность устанавливать пластиковые дымоходы, которые значительно дешевле, чем классические стальные.
- Низкий уровень шума повышает уровень комфорта проживающих в доме людей.
Поговорим о некоторых из перечисленных достоинств конденсационных котлов более подробно.
Экономия топлива при использовании в низкотемпературных системах
Расход топлива напрямую зависит от мощности оборудования и нагрузки, возложенной на систему отопления. Для обогрева дома площадью 250 м2 достаточно будет 28-киловаттного конденсационного котла с максимальным расходом газа 2.85 м3/ч. Классический котел той же мощности будет потреблять 3.25 м3/ч. При условии, что котел эксплуатируется шесть месяцев из двенадцати, в год вы будете экономить около 3000 руб. (при существующих ценах на магистральный газ для российских потребителей). Такую экономию, наверное, сложно назвать значительной – она даже не перекроет разницы в стоимости ежегодного технического обслуживания котлов.
Но взглянем на ситуацию глазами среднего европейского потребителя, которому природный газ обходится в четыре-пять (а то и больше) раз дороже. Сумма экономии в данном случае составит уже около 300 евро, а за это стоит побороться.
Расход газа в конденсационных котлах различной мощности:
Сокращение вредных выбросов
При сгорании органического топлива образуется углекислый газ, дающий при взаимодействии с водой углекислоту. Кроме того, в любом топливе всегда имеются примеси соединений серы, фосфора, азота и ряда других элементов. В процессе сгорания из них образуются соответствующие оксиды, которые, соединяясь с водой, тоже дают кислоты.
У обычных конвекционных котлов пары воды с примесью кислот (угольной, серной, азотной, фосфорной) выбрасываются в атмосферу. Конденсационные котлы лишены этого недостатка: кислоты остаются в конденсате. Впрочем, с учетом проблем с утилизацией конденсата пресловутая экологичность данного оборудования может быть поставлена под сомнение.
Что такое конвекция?
Явление конвекции проходили в школе в рамках учебной программы по физике. Это перенос энергии струями жидкости или газа. Как известно, тёплый воздух всегда поднимается, а холодный опускается. Ещё одним ярким примером является вода, которая греется в чайнике. Когда посуда стоит на зажжённой горелке, то более тёплая жидкость со дна поднимается, что обеспечивает её равномерный прогрев в целом. Такой процесс называется естественной конвекцией. Конвекция бывает и принудительной.Это работа вентилятора, насосов, и др. под воздействием которых происходит перенос жидкостей и газов.
Технические характеристики
Использование газовых отходов в полном объеме позволяет котлам иметь высокие показатели КПД. У устройств, работающих на жидком или твердом топливе, они существенно меньше. Однако если теплообменные поверхности сильно засорены, эффективность работы агрегата снижается. Чистить эти части конструкции можно, обмывая водой или обдувая паром. Практикуется также технология виброочистки.
В разных отраслях промышленности на определенных этапах цикла производства задействуются различные типы котлов. Они отличаются числом парообразовательных регистров, параметрами мощности, используемыми циркуляционными схемами, требовательностью к качеству теплоносителя.
Насколько эффективно будет работать агрегат, зависит от типа подачи, количества газовых масс и их температуры. Объемы выбрасываемых отходов у разных видов промышленности отличаются. Наибольшее количество образуется при переработке нефти и в металлургии. Специфичным для последней является шихтовый газ. Присутствие окалины металлов благоприятно для прогорания газового топлива.
Как отрегулировать работу газовой установки
Многие владельцы отопительной техники спрашивают, как отрегулировать парапетный котел? Мы настоятельно не рекомендуем производить регулировку котла самостоятельно. Предупреждаем, данная инструкция дана только в ознакомительных целях.
Регулировка работы котла, как правило, заключается в настройке газового клапана. На блоке горелок (под декоративной панелью) есть два регулировочных винта: регулировка максимального и минимального давления газа.
- На холодном котле запустите пилотную горелку.
- Выставьте первый режим.
- Если котел не запускается, то крутите винт минимального давления (расположение смотрите в паспорте) до запуска.
Вы отрегулировали запуск котла. Отсечка регулируется аналогично.
Конденсационный теплогенератор настраивается с помощью газоанализатора, щуп которого устанавливается в специальное гнездо дымохода. Максимальная и минимальная мощность регулируется поворотом заслонки на газовом клапане, на основании показаний газоанализатора: на максимальной мощности, содержание в дымовых газах углекислоты не должно превышать 9,5%; остаточного кислорода – не более 4%.
«За» и «Против» конвекционных котлов
Привлекательность использования определяется следующим:
- ассортимент позволяет выбрать то, что надо;
- легко подобрать подходящие соотношение качества и цены;
- длительный срок службы радиатора;
- низкий остаточный уровень конденсата;
- защищен от замерзания;
- прост в эксплуатации и ремонте.
Заставляют сомневаться в целесообразности выбора следующие факторы:
- Расход газа больше, чем в других агрегатах.
- Качество воды играет большую роль в долговечности установки. Особенно у двухконтурных котлов. Поможет установка фильтров для воды. Это значительно увеличит срок службы теплообменника.
- При использовании закрытой камеры сгорание появляется энергозависимость, так как вентилятор для отвода дыма работает от электричества.
Важно! При монтаже отопительной системы с традиционным котлом продукты сгорания на выходе должны быть не ниже 57 °C
