Сравнение нагревателей с прямым обогревом газовым пламенем с воздухонагревателями. Газовый бойлер прямого нагрева Каталитические газовые обогреватели

После включения конвекторов и масляных радиаторов, тепло в помещение поступает не сразу. Сначала нагревается корпус и элементы, отвечающие за аккумуляцию энергии. Для быстрого повышения температуры в просторных комнатах целесообразнее использовать для обогрева дома инфракрасный обогреватель. Он действует моментально, экономя топливо.

Его излучение схоже с солнечными лучами. Разница заключается в отсутствии ультрафиолетовой составляющей спектра. Инфракрасные волны проходят сквозь воздух, почти не нагревая его, 92 % тепла передается твердым поверхностям, на которые направлено газовое устройство. Температура предметов зависит от их цвета, материала, формы и угла падения лучей. От нагретых поверхностей вторичное тепло уходит в воздух.

Основные составляющие: газовый баллон, рефлектор, регулятор (редуктор), нагревательный элемент, ограждающие и вспомогательные компоненты. По принципу работы инфракрасные обогреватели на природном газе для дома делят на черные и светлые. Первые применяют исключительно для отопления, а вторые, помимо основных функций, выполняют осветительные. В обоих случаях газ подается через редуктор в горелку. При прямом обогреве приток кислорода для сжигания топлива поступает из помещения, отработанный воздух уходит обратно. При непрямом типе отопления предусмотрена система отвода газов на улицу.

Параметры

Перед тем, как выбрать газовый керамический обогреватель, следует ознакомиться с его основными характеристиками:

• Мощность. Оптимальное значение определяют из расчета 1 кВт на 10 м2 помещения. Цифру увеличивают, если дом плохо утеплен. Часто подобное газовое инфракрасное оборудование имеет несколько степеней мощности с возможностью ее регулировки.
• Длина волны - чем больше комната, тем короче должно быть излучение.
• Тип обогрева: прямой или с отводом газов из помещения.
• Защита от влаги. Ее уровень обычно указан в маркировке на корпусе, упаковке или в сопроводительных документах.
• Способ установки: напольный, настенный, потолочный.
• Наличие дополнительных опций: пьезорозжиг, система контроля и так далее.

Обзор популярных моделей

Roberts Gordon выпускает несколько разновидностей газовых энергосберегающих обогревателей для ресторана и дома Blackheart: BH (одинарные и двойные линейные, U-образные, мультигорелочная система), AG (линейные низкоинтенсивные) и НЕ (пылевлагозащищенные). Инфракрасное оборудование предназначено для установки на стену или потолок в помещении 90 – 600 м2, работает на сжиженном или природном газе. Стоимость: 43 000 – 144 600 рублей.

Доступные цены на ИК обогреватели Timberk (2 500 – 5 500 рублей), компактность и удобство эксплуатации, сделали их популярными. Керамическая горелка с 1 или 3 секциями включается последовательно, мощность регулируется. Есть инфракрасные модели с колесиками для перемещения, с внутренним фиксатором газового баллона и особой структурой корпуса, обеспечивающей усиление тепловолнового эффекта. В комплект входят защитные системы. Площадь обогрева - 30–65 м2.

Hyundai - производитель газовых обогревателей HG1 Eruption, HG1 Voyage и HG1 Geiser, представленных в различных модификациях. Последние две серии снабжены пьезоэлеткрическим розжигом. Диапазон мощности 1,4–4,2 кВт, веса – 2,5–9 кг. Потребители в отзывах об обогревателях, работающих на газе, марки Hyndai отмечают удобство эксплуатации благодаря компактности, ручке для перемещения, возможности регулировки мощности, защите от опрокидывания и датчику концентрации кислорода. Стоимость: 2 400–8 500 рублей.

Neoclima представляет комнатный (UK-18C) и уличные (09HW-B, HSS-RS-SS) газовые обогреватели. Допустимые виды топлива - сжиженный газ или пропан/бутан. Небольшая масса в 13–18 кг позволяет свободно перемещать устройства внутри или вне дома. Потребление топлива газовым ИК обогревателем Neoclima UK-18C - 0,1–0,3 кг/ч, при мощности 4,2 кВт. Все модели оснащены системой аварийного отключения. Цена колеблется между 3 900 и 11 000 рублей.

Elekon Power ТТ-15S (1,5 кг, 1,5–4,4 кВт) и ТТ-30S (3 кг, 1,5–8,8 кВт) - обогреватели газового типа для помещений 35–70 м2. Крепятся сверху на баллон без редукторов и переходников. Выходная мощность регулируется трехступенчато. Дополнительные опции: ручной или пьезоподжиг, аварийное прекращение подачи голубого топлива. Средняя стоимость 3 500 – 7 500 рублей.

Конструирование и монтаж своими руками

Корректная установка в доме обогревателя газового типа предполагает соблюдение определенной дистанции (зависит от мощности) от его корпуса до головы человека. Например, оптимальное расстояние для устройства 1–1,5 кВт - 1 м. Также не стоит направлять инфракрасные лучи в сторону взрывоопасных, плавящихся и выделяющих неприятные запахи поверхностей и предметов. Наиболее элементарное размещение у напольных приборов прямого обогрева - их просто ставят в выбранное место. Если же в конструкции предусмотрена система отвода газов, для безопасности лучше вызвать специалиста. Настенные и потолочные модели фиксируют на специальные кронштейны.

Можно самостоятельно изготовить обогреватель из обычной горелки-насадки на газовый баллон. Для этого поверх устройства устанавливают сетку, которая будет рассеивать тепло. Сделать ее проще всего из хозяйственного сита. Крепления для фиксации вырезают из листа оцинковки согласно размерам сетки. В качестве удерживающего материала используют металлические квадраты (4 шт).

Для усиления характеристик газового ИК-обогревателя понадобится металлическая сетка. Из нее вырезают заготовку-цилиндр по диаметру равной, а по высоте в 2 раза превышающей сито. Из оцинковки делают еще один крепеж-круг с отверстиями по краям, распределенными по всему диаметру. Получившийся цилиндр фиксируют поверх сита. Готовую насадку надевают с помощью переходника на газовый или цанговый баллон.

Достоинства и недостатки

Преимущества:

• Равномерное распределение тепла, несколько ступеней мощности.
• Быстрый нагрев воздуха без шума и запаха.
• Компактность обогревателей газового типа при значительной мощности.
• Экономичность. По сравнению с отопительными котлами, расход топлива снижается до 50 %. Благодаря рациональному распределению нагретого воздуха сокращаются потери тепла.
• Простота монтажа, обслуживания и эксплуатации.
• Независимость от электричества.
• Возможность отопления больших площадей.

Недостатки:

• При работе часть бытовых обогревателей негативно влияет на воздух. Необходимо регулярное проветривание. Рекомендуется установить увлажнитель воздуха.
• Дорогой ремонт и стоимость.
• Требуется регулярная чистка, проверка, дозаправка и калибровка. Прежде всего, этот пункт касается инфракрасных уличных обогревателей на газу.

Как только не называют данные изделия — начиная от огневых нагревателей, тепловых пушек, просто горелок и далее: газовые калориферы, газовые печи, генераторы горячего (теплого) воздуха, воздушные теплогенераторы. Самое распространенное (верное) название все же газовые воздухонагреватели и, если смотреть со стороны приточных установок, газовые секции нагрева. Данный материал — это краткий обзор на тему для специалистов по вентиляции и кондиционированию, для которых газовые воздухонагреватели — это пока новинка.

Основной акцент — на приточные установки с газовым нагревом воздуха.

Газовые воздухонагреватели прямого нагрева

Прямой нагрев — это нагрев воздуха непосредственно пламенем горелки. Устройства прямого нагрева (их еще называют воздухонагревателями смесительного типа) не имеют ни камер сгорания, ни теплообменников.

Современные системы горения позволяют высокоэффективно сжигать природный газ, однако при проектировании необходимо делать расчет разбавления вредностей, поступающих в помещение с продуктами сгорания ниже ПДК. Данные агрегаты особенно эффективны при больших кратностях воздухообмена, когда уровень вредностей, выделяемых внутри помещения, значительно превышает уровень продуктов сгорания от газовых воздухонагревателей прямого нагрева: литейное производство, сварочные цеха и т. д.

Диапазон тепловой мощности — 40-1500 (2000) кВт.

За счет меньшей металлоемкости смесительные газовые воздухонагреватели дешевле рекуперативных. Большой диапазон модуляции мощности. Отсутствие дымохода, продукты сгорания сразу же перемешиваются с нагреваемым воздухом — не нужно думать о конденсате продуктов сгорания при работе с отрицательными температурами уличного воздуха.

Широко распространены в США, Канаде, Великобритании. Есть производители во Франции, Германии и Голландии. В России пока сравнительно редко используются, хотя и у нас есть несколько отечественных производителей.

Газовые воздухонагреватели непрямого нагрева (рекуперативные)

При непрямом нагреве воздух, подаваемый внутрь агрегата при помощи вентилятора, нагревается, проходя вокруг камеры сгорания и через теплообменник. Затем нагретый воздух выпускается либо непосредственно в помещение, либо подается через систему воздуховодов. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

Устройства непрямого нагрева в свою очередь делят на воздухонагреватели со встроенной атмосферной горелкой (с трубчатым теплообменником) (рис. 2, 3, 4) и на теплообменные модули с дополнительной вентиляторной (надувной, дутьевой) горелкой.

Принципиальная схема агрегатов первого типа: на входе атмосферная горелка, т. е. работающая под атмосферным давлением и состоящая, как правило, из нескольких сопел/форсунок (аналогичных, как на любой домашней газовой плите). Далее после трубчатого (пластинчатого) теплообменника на выходе дымососный вентилятор, благодаря которому продукты сгорания и проходят теплообменник.

Достоинства — простая конструкция, а значит, конкурентная цена.

Недостатки:

маленький диапазон тепловой мощности: 15-150 (200) кВт. Для обеспечения большей тепловой мощности данные теплообменные модули устанавливаются последовательно и/или параллельно, что ведет к увеличению стоимости данного решения;

сложности при необходимости работать в режиме конденсации продуктов сгорания.

Принципиальная схема воздухонагревателя с вентиляторной горелкой: в камере сгорания теплообменного модуля установлена вентиляторная горелка (т. е. с вентилятором). Благодаря давлению, создаваемому горелкой, продукты сгорания проходят через камеру сгорания и теплообменные трубы (каналы).

Диапазон тепловой мощности — 40-1000 (1200) кВт. Более дорогое решение по сравнению с соответствующими по тепловой мощности атмосферными горелками, но зато более значительный диапазон по мощности, проще решать вопрос с образованием конденсата продуктов сгорания — возможность использования дизельных горелок.

Промежуточный вывод: на данный момент из-за малого диапазона тепловой мощности газовые воздухонагреватели с атмосферной горелкой целесообразно использовать для небольших приточных установок или моноблочных (крышных — Roof Top) кондиционеров. Для больших центральных кондиционеров и приточных установок более конкурентны газовые воздухонагреватели (теплообменные модули) с дополнительной вентиляторной горелкой. Далее более подробно о варианте исполнения газовых секций нагрева состоящих из теплообменного модуля (воздухонагревателя) и вентиляторной (надувной) горелки.

Материалы, используемые для изготовления теплообменного модуля

Теплообменный модуль под вентиляторную горелку условно состоит из камеры сгорания и далее теплообменник.
Большинство производителей используют следующие материалы:

• Камера сгорания выполняется из нержавеющей стали AISI 430 (ГОСТ — 12Х17) при работе с воздухом, нагреваемым максимум до 120 °С. Для камер сгорания и различных соединений при нагреве воздуха до температур от 120° до 280/300 °C и при степени нагрева воздуха (dT) более 80 °С используется жаропрочная нержавеющая сталь AISI 310 (ГОСТ — 20Х23 Н18).Иногда при различных давлениях и температурах воздуха используется различная толщина стали для камер сгорания.
• При исключении конденсации продуктов сгорания внутри теплообменного модуля трубы теплообменника могут изготавливаться из углеродистой стали, например, из стали S235JR (ГОСТ — Ст3 сп) или алюминизированные стали. В случае возможной конденсации продуктов сгорания в теплообменнике необходимо приобретать воздухонагреватель с теплообменником из кислотостойкой нержавеющей стали: AISI 316 (ГОСТ — 08Х17 Н13 М2), AISI 441 (нет аналога в ГОСТе согласно DIN X2CrTiNb18), AISI 304 (ГОСТ — 08Х18 Н10) и на крайний случай AISI 409 (нет аналога в ГОСТе согласно DIN X2CrTi12), в котором должен быть предусмотрен слив конденсата.

Явление образования конденсата продуктов сгорания непосредственно в самом теплообменном модуле обусловлено повышенным охлаждением последнего. При постоянном номинальном расходе воздуха это может быть вызвано низкой температурой приточного воздуха или понижением тепловой мощности горелки ниже 60-65 % от номинальной при работе на 100 % рециркулируемом воздухе.

Один из способов уменьшить объем конденсата продуктов сгорания внутри теплообменного модуля — организация байпасной линии, работающей в зависимости от температуры продуктов сгорания в дымоходе.

Топливо

Топливом для газовых воздухонагревателей могут служить, во первых, сжиженные нефтяные или углеводородные газы (СУГ): пропан и бутан. Их еще называют тяжелыми углеводородами, поскольку они, в отличие от природного газа, тяжелее воздуха. При утечках они более опасны, так как не улетучиваются, а стелются по полу, заполняя ниши. Именно смесь пропана и бутана продают для бытовых нужд в баллонах.

Сжиженные углеродные газы при замене сопла и соответствующей перенастройке может использовать почти любая горелка. Однако из-за того, что СУГ не намного дешевле дизельного топлива, для промышленных объектов это очень редкий вариант.

Во вторых, топливом для горелок может быть сжиженный природный газ (СПГ), то есть сжиженный метан. Он дешевле СУГ, но в России с ее развитой сетью газопроводов его применение — экзотика.

Наконец, третий и самый распространенный вариант: природный газ — метан.

Газопроводы под природный газ делятся на сети низкого (до 0,05 кгс/см2), среднего (от 0,05 до 3 кгс/см²) и высокого (от 3 кгс/см²) давления.

Атмосферные горелки и премикс горелки рассчитаны на низкое — 20 мбар — входное давление газа, при подключении их к газопроводу, как правило, нужно использовать дополнительные понижающие редукторы.

Входное давление у вентиляторных горелок (рис. 7) может быть различное в зависимости от используемой газовой рампы (мультиблока) (рис. 7). Нижняя граница зависит от характеристик рампы и теплообменного модуля. Верхний порог у горелок обычно фиксирован: 100, 360 или 500 мбар. Таким образом, вентиляторные горелки могут работать в сетях с низким и средним давлением.

Следует сказать, что в составе газовых теплогенераторов могут быть и дизельные горелки. Кроме того, существуют комбинированные горелки, работающие и на газе, и на дизельном топливе. Но такое решение довольно дорого, поэтому при необходимости на объектах сначала ставится дизельная горелка, а затем покупается газовая.

При использовании дизельных горелок следует избегать работы в режиме конденсации продуктов сгорания.

Газовые и дизельные вентиляторные горелки, автоматика

В зависимости от задачи горелки могут быть:

Одноступенчатые — работают на одной фиксированной мощности;

Двухступенчатые — работают на двух предварительно установленных значениях мощности (низком и высоком);

Модулирующие — мощность ее работы может плавно варьироваться от значений min до max.

Подбор горелки осуществляется по мощности теплогенератора и противодавлению, создаваемому в камере сгорания; кроме этого, необходимо учитывать длину сопла горелки. Длина сопла горелки должна быть в диапазоне, указанном производителем теплообменных модулей.

Воздухонагреватели (теплообменные модули) оборудованы блоком термостатов, которые обеспечивают внутреннюю логику работы и безопасность секции нагрева, но не управляют температурой в отапливаемом и/или вентилируемом помещении. Автоматика для управления температурой в помещении (в воздуховоде) является отдельным вопросом, зависящим от поставленной задачи и используемой горелки.

Особенности размещения приточных установок с газовым нагревом

Размещение приточных установок с газовым нагревом внутри отапливаемых помещений регламентируется документом НПБ 252-98 «Аппараты теплогенерирующие, работающие на различных видах топлива. Требования пожарной безопасности».

Если же воздухонагреватель помещается в вентиляционной камере (рис. 9), то здесь следует смотреть нормы СНиП II 35-76* «Котельные установки».

Самый простой вариант с точки зрения согласований и нормативных документов — уличное размещение. При этом не стоит забывать и об обслуживании на свежем воздухе.

Стандартные европейские напольные воздушные теплогенераторы (воздухонагреватели) уличного исполнения рассчитаны на эксплуатацию при температурах до -15 (20) °С. Автоматика горелки позволяет ей включаться при температуре не ниже -15 °С. Обычно горелку и электрический щит просто сверху закрывают кожухом из сэндвич-панелей (

В большинстве случаев этого достаточно, так как горелка при работе греет и себя, и окружающее пространство. Есть примеры, когда эти меры позволяют горелке нормально служить в российских условиях не один год.

На рис. 11 можно видеть пример более основательного исполнения секции газового воздухонагревателя: секция с горелкой изолирована со всех сторон, для вентиляции секции сделаны решетки.

В регионах, где температура зимой опускается ниже -30 °С, секцию с горелкой нужно обогревать. Чаще всего для этого устанавливают дополнительный электрический нагреватель, иногда подводят теплый воздух из отапливаемого помещения или вентиляционного канала.

Целесообразность применения газовых воздухонагревателей и ситуация на рынке

В общем случае газовый воздухонагреватель (приточная установка с газовой секцией нагрева) дороже по капитальным затратам аналогичной установки с водяным (электрическим) нагревом, но, с другой стороны, газовый воздухонагреватель всегда дешевле, чем котельная + водяная приточная установка аналогичной тепловой мощности.

Соответственно, газовые воздухонагреватели наиболее конкурентны, когда нет параллельной большой котельной (теплотрассы), а небольшая котельная используется, допустим, на какой-то небольшой АБК (офисный центр) и/или ГВС

То есть на основе газовых воздухонагревателей строится единая система воздушного отопления и вентиляции: производственного помещения, склада, торгового комплекса, кинотеатра или спортзала. Как правило, в этом случае в приточных установках (воздухонагревателях) предусматриваются камеры смешения для одновременной работы с приточным и рециркулируемым воздухом. Возможно отапливать и/или вентилировать особо пожароопасные помещения за счет подачи перегретого 100 %-ного приточного воздуха, но такие установки более дорогие и сложные. Изначально основное назначение газовых воздухонагревателей — это воздушное отопление.

Газовый воздухонагреватель в режиме чистой приточной установки, решающей только задачу вентиляции, применяют для помещений, обогреваемых газовыми инфракрасными обогревателями (лучистое отопление) или навесными газовыми воздухонагревателями (газовые АВО).

В настоящее время на рынке представлены несколько типов агрегатов c газовым нагревом воздуха. Первый тип — это напольные воздушные теплогенераторы (газовые воздухонагреватели). Такие устройства состоят, как правило, только из теплообменного модуля и секции вентиляторов. Второй — моноблочные крышные кондиционеры (на английском их называют Roof Top), которые кроме секции охлаждения могут иметь секцию нагрева на воде, электричестве или газе. Наконец, третий — заказные приточные и приточно-вытяжные установки с газовой секцией нагрева.

Понятно, что использование стандартных решений — это более низкие капитальные затраты, но иногда единственный приемлемый вариант — заказные установки, укомплектованные, например, секцией рекуперации, увлажнения и другим дополнительным оборудованием.

На этом тему считаем раскрытой. Какие-то нюансы по конкретной задаче лучше уточнить, обратившись к профильному специалисту.

Рекуперативный воздухонагреватель с атмосферной горелкой	Секция газового нагрева с атмосферной горелкой
Воздухонагреватель с вентиляторной горелкой	Секция нагрева с байпасом
Вентиляторная горялка с газовой рампой	Пример объекта с газовыми приточными установками
Исполнение секции под горелку при уличном размещении

Жизнь вдали от экватора диктует свои законы. Вслед за понижением уличной температуры остывают и дома внутри. В этом обзоре рассмотрим вариант решения проблемы путём выбора лучших газовых обогревателей — от портативных (для палатки) до конвекторов для дома или дачи, которые могут заменить газовый котел.

Виды газовых обогревателей

Газовые конвекторы

Такие обогреватели могут иметь закрытую и открытую камеру сгорания. Модели закрытого типа для сжигания газа забирают воздух с улицы и выводят продукты сгорания туда же по специальной трубе, проложенной сквозь стену. Они неплохо подходят для дома или дачи и способны стать альтернативой газовому котлу. Модели с открытой камерой горения не очень подходят для жилых помещений или требуют использования вертикального дымохода.

Каталитические газовые обогреватели

Приборы такого типа работают за счёт окисления веществ на поверхности катализатора, при котором выделяется большое количество тепла. Процесс происходит практически бесшумно и без пламени. Каталитический метод сжигания более надёжен, эффективен и безопасен по сравнению с применяемым у обычных инфракрасных обогревателей.

Керамические газовые обогреватели

По аналогии с электрическими собратьями такие обогреватели работают за счёт направленного теплового излучения и греют не воздух, а поверхности стен, предметов, а также присутствующих в помещении людей. Только в качестве источника нагрева выступает газовая горелка. Использование керамических пластин позволяет добиться полного сгорания топлива и исключить вредные выбросы.

Тепловые газовые пушки

Имеют цилиндрическую форму и работают по принципу тепловентилятора, в котором роль нагревательного элемента выполняет газовый тепловой генератор. Работают от баллонного газа, а мощность обычно регулируется редуктором.

Как только не называют данные изделия, начиная от «огневых нагревателей», «тепловых пушек», просто «горелок» и далее — «газовые калориферы», «газовые печи», «генераторы горячего (теплого) воздуха», «воздушные теплогенераторы». Самое распространенное (верное) название все же — газовые воздухонагреватели и, если смотреть со стороны приточных установок, газовые секции нагрева. Какие бывают газовые воздухонагреватели? По способу нагрева воздуха есть воздухонагреватели с применением непрямого нагрева воздуха (их иногда называют рекуперативными воздухонагревателями) и воздухонагреватели прямого нагрева (так называемого смесительного типа). Прямой нагрев воздуха — это когда нет камеры сгорания и теплообменника (фото 1). Пламя горелки напрямую нагревает воздух. Современные системы горения позволяют высокоэффективно сжигать природный газ, однако при проектировании необходимо делать расчет уменьшения концентрации вредных веществ, поступающих в помещение с продуктами сгорания, ниже 30 % ПДК. Данные агрегаты особенно эффективны при больших кратностях воздухообмена, когда уровень выделяемых внутри помещения вредных веществ значительно превышает уровень продуктов сгорания от газовых воздухонагревателей прямого нагрева: литейное производство, сварочные цеха и т.д. Диапазон тепловой мощности 40-1500(2000) кВт. За счет меньшей металлоемкости смесительные газовые воздухонагреватели дешевле рекуперативных, характеризуются большим диапазоном мощности и отсутствием дымохода, т.е. продукты сгорания сразу же перемешиваются с нагреваемым воздухом — не нужно думать о конденсате продуктов сгорания при работе с отрицательными температурами уличного воздуха. Такие газовые воздухонагреватели широко распространены в США, Канаде, Великобритании. Есть производители во Франции, Германии и Голландии. В России пока сравнительно редко используются, хотя и у нас есть несколько отечественных производителей. Непрямой нагрев — это когда воздух (рециркуляционный и/или приточный) при помощи вентилятора (осевого, центробежного) подается внутрь агрегата, после чего он нагревается, проходя вокруг камеры сгорания и через теплообменник, продукты же сгорания выводятся через дымоход (фото 2). Затем нагретый воздух, полученный таким образом, выпускается либо непосредственно в помещение, либо через систему воздуховодов. Газовые воздухонагреватели непрямого нагрева (рекуперативные воздухонагреватели) в свою очередь условно делят: 1. Воздухонагреватели со встроенной атмосферной горелкой или воздухонагреватели с трубчатым теплообменником (фото 4).
Принципиальная схема (фото 3): на входе атмосферная горелка, т.е. работающая под атмосферным давлением и состоящая, как правило, из нескольких сопел/форсунок (аналогичных любой домашней газовой плите). Далее после трубчатого (пластинчатого) теплообменника на выходе дымососный вентилятор, благодаря которому продукты сгорания и проходят теплообменник. Достоинства: простая конструкция, а значит, конкурентная цена. Недостатки: ❏ маленький диапазон тепловой мощности:15-150(200) кВт, для обеспечения большей тепловой мощности данные теплообменные модули устанавливаются последовательно и/или параллельно, что ведет к увеличению стоимости данного решения; ❏ сложности при необходимости работать в режиме конденсации продуктов сгорания.
2. Воздухонагреватели (теплообменные модули) с дополнительной вентиляторной (надувной, дутьевой) горелкой (фото 5). Принципиальная схема: в камеру сгорания теплообменного модуля установлена вентиляторная горелка (т.е. с вентилятором). Благодаря давлению, создаваемому горелкой, продукты сгорания проходят через камеру сгорания и теплообменные трубы (каналы). Диапазон тепловой мощности 40-1000 (1200) кВт. Более дорогое решение по сравнению с соответствующими по тепловой мощности атмосферными горелками, но зато более значительный диапазон по мощности, проще решать вопрос с образованием конденсата продуктов сгорания — возможно использование дизельных горелок. Промежуточный вывод: на данный момент из-за малого диапазона тепловой мощности — газовые воздухонагреватели с атмосферной горелкой целесообразно использовать для небольших приточных установок или моноблочных (крышных — Roof top) кондиционеров. Для больших центральных кондиционеров и приточных установок более конкурентны газовые воздухонагреватели (теплообменные модули) с дополнительной вентиляторной горелкой. Далее более подробно о варианте исполнения газовых секций нагрева, состоящих из теплообменного модуля (воздухонагревателя) и вентиляторной (надувной) горелки. Материалы, используемые для изготовления теплообменного модуля Теплообменный модуль под вентиляторную горелку условно состоит из камеры сгорания и следующего за ней теплообменника. Большинство производителей используют следующие материалы. Камера сгорания выполняется из нержавеющей стали AISI 430 (ГОСТ — 12Х17) при работе с воздухом, нагреваемым максимум до 120 °C. Для камер сгорания и различных соединений при нагреве воздуха до температур от 120 °C до 280/300 °C и при степени нагрева воздуха (Δt) более 80 °C используется жаропрочная нержавеющая сталь AISI 310 (ГОСТ — 20Х23Н18). Иногда при различных давлениях и температурах воздуха используется различная толщина стали для камер сгорания. При исключении конденсации продуктов сгорания внутри теплообменного модуля трубы теплообменника могут изготавливаться из углеродистой стали, например, из стали S235JR (ГОСТ — Ст3сп) или алюминизированной стали. В случае возможной конденсации продуктов сгорания в теплообменнике необходимо приобретать воздухонагреватель с теплообменником из кислотостойкой нержавеющей стали: AISI 316 (Г ОСТ — 08Х17Н13М2), AISI 441 (нет аналога в ГОСТ согласно DIN X2CrTiNb18), AISI 304 (ГОСТ — 08Х18Н10) и на крайний случай AISI409 (нет аналога в ГОСТ согласно DIN X2CrTi12), в котором должен быть предусмотрен слив конденсата.
Явление образования конденсата продуктов сгорания непосредственно в самом теплообменном модуле обусловлено повышенным охлаждением данного модуля. При постоянном номинальном расходе воздуха это может быть вызвано низкой температурой приточного воздуха или понижением тепловой мощности горелки ниже 60-65 % от номинальной при работе на 100 %но рециркулируемом воздухе. Один из способов уменьшить объем конденсата продуктов сгорания внутри теплообменного модуля — это организация байпасной линии, работающей в зависимости от температуры продуктов сгорания в дымоходе (фото 6).Какие газы могут быть использованы для газовых воздухонагревателей? Есть так называемые сжиженные нефтяные газы, т.е. газы которые являются попутными при добыче нефти. Или чаще их называют сжиженные углеводородные газы (СУГ): пропан (условное обозначение G31, химическая формула C3H8) и бутан (G30, C4H10). Эти газы называют еще тяжелыми углеводородами, пропан и бутан в отличии от природного газа тяжелее воздуха и при утечках они более взрывоопасны, т.к. не улетучиваются, а стелятся по полу, заполняют ниши. Именно смесь пропана-бутана продают для бытовых нужд в баллонах в розницу. Почти любая газовая горелка при замене сопла (мембраны на газовом клапане) и перенастройке может работать со сжиженными углеродными газами. В принципе, на любом объекте можно сделать газовую станцию с цистернами под СУГ (газгольдеры), но т.к. сжиженный нефтяной газ не принципиально дешевле дизельного топлива (в полтора раза, тогда как природный газ у нас дешевле дизельного топлива более чем в семь раз), по опыту для промышленных объектов это очень редкий вариант, поэтому более на нем не останавливаемся. Есть еще такой вариант экзотики — сжиженный природный газ, т.е. сжиженный метан. Сжиженный природный газ (СПГ) — дешевле СУГ, но т.к. у нас сделан основной упор на газопроводы — объекты, использующие СПГ, уникальны в России. Наконец, рассмотрим самый распространенный случай: природный газ — метан (G20, CH4). Газопроводы (газовые сети) под природный газ делятся: ❏ газовые сети низкого давления — до 0,05 кгс/см2 (50 мбар или 5 кПа); ❏ среднего давления — от 0,05 до 3 кгс/см2; ❏ высокого давления — от 3 кгс/см2.
Для различных типов помещений можно использовать различные газопроводы. В нашем случае речь будет идти о газопроводе среднего или низкого давления. Входное давление природного газа для атмосферных и премикс горелок только низкое (20 мбар), для них, как правило, при подключении к газопроводу нужно использовать дополнительные понижающие редуктора. Входное давление у вентиляторных горелок (фото 7) может быть различное в зависимости от используемой газовой рампы (мультиблока). Нижний диапазон зависит от характеристик рампы и теплообменного модуля (камеры сгорания), часто это 20 мбар, верхний порог зависит от диаметра газовой рампы (характеристик встроенного в нее редуктора) и обычно это фиксированная величина (100, 360 или 500 мбар). То есть, вентиляторные горелки могут работать с низким (до 50 мбар) и со средним давлением природного газа (от 50 мбар). Воздухонагреватели (теплогенераторы) с дополнительной вентиляторной горелкой также могут работать с использованием дизельных горелок. Или могут использоваться комбинированные горелки, работающие попеременно и с газом и с дизельным топливом. Фактически, если нет частой смены вида топлива, объект предварительно нужно запустить на дизельном топливе, а позже перевести на природный газ, ведь значительно дешевле сначала поставить дизельную горелку, а позже купить газовую горелку, чем сразу приобрести комбинированную. Проектов с дизельными горелками, наверно, в среднем один на 30 газовых, поэтому нюансы устройства топливопроводов под дизельное топливо опустим. Главной особенностью подобных проектов для приточных установок, т.е. проектов при использовании рассматриваемых дизельных горелок, является необходимость в обязательном порядке избегать работы в режиме конденсации продуктов сгорания. Газовые и дизельные вентиляторные горелки, автоматика Воздухонагреватели (теплообменные модули) могут быть укомплектованы только сертифицированными газовыми или дизельными вентиляторными горелками. В зависимости от задачи такие горелки могут быть: одноступенчатые — работают на одной фиксированной мощности; двухступенчатые — работают на двух предварительно установленных значениях мощности (низком и высоком); модулирующие — мощность ее работы может плавно варьироваться от минимальной до максимальной величин. Подбор горелки осуществляется по мощности теплогенератора и противодавлению, создаваемому в камере сгорания, кроме этого, необходимо учитывать длину сопла горелки. Длина сопла горелки должна быть в диапазоне, указанном производителем теплообменных модулей. Воздухонагреватели (теплообменные модули) оборудованы блоком термостатов, которые обеспечивают внутреннюю логику работы и безопасность секции нагрева, но не управляют температурой в отапливаемом и/иливентилируемом помещении. Автоматика для управления температурой в помещении (в воздуховоде) является отдельным вопросом, зависящим от поставленной задачи и используемой горелки. Особенности размещения приточных установок с газовым нагревом 1. При размещении внутри помещения (фото 8). Если внутри отапливаемого помещения — смотри НПБ 252-98 «Аппараты теплогенерирующие, работающие на различных видах топлива. Требования пожарной безопасности». Если в вентиляционной камере (фото 9) — нормы по размещению смотри СНиП II35-76* «Котельные установки».2. Установки уличного исполнения. Самый простой вариант с точки зрения согласований/норм, но есть нюансы по исполнению. Также не стоит забывать и об особенностях техобслуживании «на свежем воздухе». Стандартные же (типовые) европейские напольные воздушные теплогенераторы (воздухонагреватели) в случае уличного исполнения рассчитаны на длительную надежную эксплуатацию при температурах до -15(20) °C. Автоматика горелки позволяет ей включаться при температурах не ниже -15 °C. В данном случае обычно горелку и электрический щит просто закрывают сверху кожухом из сэндвич-панелей (фото 10). В большинстве случаев этого достаточно, т.к. горелка при работе греет себя и пространство вокруг. Есть примеры, когда даже такое стандартное исполнение нормально служит в сложнейших климатических российских условиях не один год.
На фото 11 представлен пример более основательного исполнения секции газового воздухонагревателя в случае его уличного размещения. Секция с горелкой изолирована не только сверху и по сторонам, но и снизу. Для вентиляции секции (поступления воздуха на горение) сделаны решетки. В регионах, где зимой могут быть особо низкие температуры (ниже -30 °C), обязательно нужен дополнительный обогрев секции с горелкой. Чаще всего внутрь блока с горелкой устанавливают дополнительный электрический нагреватель, иногда делают поступление теплого воздуха в секцию с горелкой из отапливаемого помещения или из вентиляционного канала после нагрева воздуха. Когда целесообразно применение газовых воздухонагревателей В общем случае газовый воздухонагреватель (т.е. приточная установка с газовой секцией нагрева) получается дороже по капитальным затратам аналогичной установки с водяным (электрическим) нагревом, но, с другой стороны, газовый воздухонагреватель будет всегда дешевле, чем связка «котельная + водяная приточная установка» аналогичной тепловой мощности. Соответственно, газовые воздухонагреватели наиболее конкурентны, когда нет параллельной большой котельной (теплотрассы), а небольшая котельная используется, допустим, на какой-то небольшой АБК (офисный центр) и/или ГВС (фото 12).То есть, на основе газовых воздухонагревателей строится единая система воздушного отопления и вентиляции: производственного помещения, склада, торгового комплекса, кинотеатра или спортзала. Как правило, в этом случае в приточных установках (воздухонагревателях) предусматриваются камеры смешения для одновременной работы с приточным и рециркулируемым воздухом. Возможно? отапливать и/или вентилировать особо пожароопасные помещения за счет подачи перегретого 100 % приточного воздуха, но такие установки сложны и дороги. Изначально основное назначение газовых воздухонагревателей — это воздушное отопление. Газовый воздухонагреватель в режиме чистой приточной установки, решающей только задачу вентиляции, применяют для помещений обогреваемых газовыми инфракрасными обогревателями (лучистое отопление) или навесными газовыми воздухонагревателями (газовые АВО). В настоящее время на рынке представлены несколько типов агрегатов c газовым нагревом воздуха. Первый тип — это напольные воздушные теплогенераторы (газовые воздухонагреватели). Такие устройства состоят, как правило, только из теплообменного модуля и секции вентиляторов. Второй — моноблочные крышные кондиционеры (на английском их называют Roof Top), которые кроме секции охлаждения могут иметь секцию нагрева на воде, электричестве или газе. Наконец, третий — заказные приточные и приточновытяжные установки с газовой секцией нагрева. Понятно, что использование стандартных решений — это более низкие капитальные затраты, но иногда единственный приемлемый вариант — заказные установки, укомплектованные, например, секциями рекуперации, увлажнения и другим дополнительным оборудованием. На этом тему считаем раскрытой, какие-то нюансы по конкретной задаче лучше уточнить у профильного специалиста.

Газовый обогреватель представляет собой автономную нецентрализованную (в противоположность центральному отоплению с котлом) систему отопления.

В ней энергия, выделяемая при сгорании природного газа, используется для обогрева помещений.

Внешне это устройство выглядит как кожух , с установленной в него газовой горелкой и панелью для рассеивания тепла, которая обычно изготавливается из керамики или металлических сплавов.

Баллон с газом может быть встроен в корпус устройства, но возможно также подключение к газовой магистрали.

Газовые обогреватели для многоквартирного и частного дома

Достоинства газовых обогревателей:

Автономность , независимость от электроснабжения. Многие из данных устройств могут работать как на сжиженном, так и на природном газе.

Поэтому даже при отключении магистральной подачи газа или невозможности подключения к ней, прибор всегда можно подключить к переносному газовому баллону и не остаться без тепла.

• Надёжность . Эти отопительные приборы просты в конструкции, и нет вероятность перегорания, как в случае с электрообогревателями на ТЭНах.
• Высокий КПД . Сжигание топлива непосредственно в месте обогрева позволяет достигать значений до 80%.

Классификация по исполнению

В зависимости от исполнения выделяют следующие виды газовый обогревателей.

Переносные балонные

Как правило, выполнены в виде корпуса с газовым оборудованием и пространством для закрепления баллона (также существуют модели с подключением баллона через шланг). Размеры могут быть различными: от миниатюрных для обогрева палаток в походах до габаритных и мощных, для отопления больших помещений.

Мощные модели ввиду своих размеров комплектуются колёсиками для удобства транспортировки. На корпусе прибора установлены кнопка розжига и регулятор интенсивности горения.

Портативные газовые обогреватели работают только на баллонном газе.

Существует два вида газа: природный и сжиженный (может состоять как из природного, так и из различных смесей, например, пропан-бутан). Первый вид — подаётся по магистралям и используется в стационарных установках.

Сжиженный — газ в жидком состоянии, он имеет бо льшую плотность и закачивается в баллоны , поэтому более удобен в портативном применении. Прибор, предназначенный только для природного газа, на сжиженном работать не будет.

Обогревающие устройства этого типа используют в подсобных помещениях, в гаражах, на промышленных объектах для временного отопления домов, на уличных мероприятиях, широко распространено применение в пеших походах: в тех случаях, когда помещение небольшое , а постоянный обогрев не требуется.

Из-за специфики применения, портативные газовые конвекторы оборудуются системами безопасности , которые прекращают работу устройства при опрокидывании обогревателя, отсутствии пламени или низком давлении газа.

Стационарные

Отопительные приборы для стационарной установки обычно выпускаются в виде плоских панелей , т. к. в них отсутствует место для размещения баллона. Оборудованы кронштейнами для крепления на стены и потолки.

Обычно работают на природном газе, но в некоторых моделях возможно использование баллонов со сжиженным топливом.

Важно! Такая «всеядность» обеспечивается либо сменой форсунок (для сжиженного газа распыляющее отверстие в них меньше), либо специальными горелками , рассчитанным на оба типа газа.

Стационарные обогреватели могут иметь как открытую камеру сгорания, так и закрытую:

​

Открытая — не изолирована от помещения, в котором используется прибор.

Воздух для горения газа поступает из самого помещения, поэтому для этих устройств необходимо обеспечить качественную вентиляцию помещения (иначе в процессе использования воздух будет обеднён кислородом).

Для отвода продуктов горения применяется традиционный дымоход.

• В обогревателях с закрытой камерой сгорания кислород для газовоздушной смеси поступает с улицы через коаксиальный дымоход. Последний представляет из себя конструкцию «труба в трубе» . По внутренней — удаляются продукты сгорания, а по внешней — поступает воздух. Обогреватели такого типа на порядок безопаснее предыдущих, имеют более высокий КПД и не влияют на качество воздуха в помещении. Но установка коаксиального дымохода не всегда бывает возможна.

Такие устройства зачастую используют как альтернативу системе центрального отопления, в местах, где необходим регулярный обогрев в течение длительного времени: загородные дома, квартиры.

Вам также будет интересно:

Классификация по типу теплопередачи

По типу теплопередачи выделяют следующие разновидности обогревателей.

Инфракрасные

В традиционных системах отопительные приборы в первую очередь нагревают воздух в помещении, который перемешивается благодаря конвекции, равномерно распространяя температуру.

Такой способ довольно инертный, требует много времени на установление нужной температуры, т. к. воздух обладает плохой теплопроводностью .

К тому же прогретый воздух вовсе не означает прогретые предметы и, например, постели в загородном доме могут оставаться холодными долгое время, несмотря на то, что в помещении уже жарко.

Этих недостатков лишены инфракрасные обогреватели. Устройства греют не воздух, а сами предметы в помещении (мебель, стены, полы) и людей, находящихся в зоне его действия. Объекты, нагреваясь от ИК-излучения , сами становятся маленькими источниками тепла и нагревают воздух, а человеку не будет холодно сразу же с момента включения прибора.

Справка! Принцип действия можно сравнить с Солнцем, греющим Землю: несмотря на полный вакуум в космосе и большое расстояние, электромагнитное ИК-излучение от Солнца доходит до Земли и поглощается предметами, превращаясь в тепловую энергию, которую мы и ощущаем как «температуру за окном».

Механизм получения ИК-излучения следующий: газовоздушная смесь попадает в керамическую тепловую панель, сгорает внутри, нагревая её до 800—900 °C. Нагретая до таких температур панель становится источником инфракрасного теплового излучения.

Инфракрасные газовые обогреватели используются:

Инфракрасные газовые обогреватели работают как от сжиженного, так и от природного газа из магистрального газопровода.

Плюсы газовых ИК-обогревателей:

• Экономичность . Благодаря нагреву только нужной зоны помещения и отсутствию потерь от теплоисточника до радиаторов (как в системе центрального отопления с котлом), можно сэкономить до 50% энергии.
• Оптимальный прогрев помещения . При установке газового ИК-прибора на потолке, он эффективно прогревает пол и нижнюю часть комнаты, что наиболее комфортно для человека. При конвекционном отоплении тёплый воздух часто скапливается под потолком, и внизу всё ещё холодно.
• Компактность .
• Быстрый и направленный обогрев.
• Отсутствие необходимости в дымоходе.

• Высокая стоимость , по сравнению с газовыми конвекторами и электрическими радиаторами.
• Необходимость в регулярной чистке и калибровке, а ремонт может «влететь в копеечку».
• Сжигают кислород в помещении, поэтому нужно позаботиться о его вентиляции .

Керамический ИК-обогреватель на газу

Излучающим элементом здесь является панель из жаропрочной керамики с множеством отверстий. Проходя через них, газ сгорает и отдаёт всё тепло керамической панели, которая начинает излучать.

Фото 1. Керамический ИК-обогреватель на газу модели UK-04, тепловая мощность 3700 Вт, производитель - «Neoclima»,

Этот вид отопительных приборов ещё называют «светлыми», потому как из-за нагрева до температур порядка 900 °C они излучают свечение, что может создать приятную атмосферу и гармонично дополнить интерьер.

Некоторые модели комплектуются встроенным электрическим вентилятором , что позволяет несколько увеличить его мощность, расширить зону действия, ускорить прогрев помещения.

Внимание! При эксплуатации подобных систем в течение длительного времени, обязательно обеспечивайте приток свежего воздуха в помещение.

Более того, большинство моделей керамических обогревателей оборудованы датчиками углекислого газа и кислорода , поэтому при недостаточном количестве кислорода в помещении, автоматика может их попросту отключить.

Достоинства:

• мощность;
• направленное действие;
• ниже цена по сравнению с каталитическими.

Недостатки:

• чуть более низкий КПД;
• выжигание кислорода.

Каталитический ИК-обогреватель

Название этих устройств обусловлено катализацией (ускорением) процесса сгорания газа.

Они состоят из огнеупорной решётки (обычно из стали или керамики), которая покрывается веществом-катализатором — платиной и аналогичными.

Газ, поступающий к решётке не горит привычным способом, а беспламенно окисляется кислородом благодаря катализирующему покрытию тепловой панели.

Катализатор способствует полному дожиганию топлива, отсюда высокий КПД (до 80%). Температура горения газа в таких обогревателях ниже 600 °C, поэтому иногда их называют «тёмными». Свечение при работе почти отсутствует.

Тепловая энергия в основном также передаётся посредством ИК-излучения, но в каталитических обогревателях значительнее выражена конвекционная передача тепла, нежели в «светлых» керамических, где почти вся энергия излучается исключительно в виде ИК.

• более высокий КПД за счёт оптимизации процесса горения;
• менее активное сжигание кислорода (вентиляция рекомендуется, но не настолько критична, как в случае с керамическими обогревателями);
• компактность и лёгкость.

Минусы: мощность ограничена 2,9 кВт (против максимума 5 кВт у керамики ).

Конвекторные

В отличие от инфракрасных, эти приборы используют традиционный способ теплопередачи через воздух: конвекцию .

Главный элемент в конвекторе — металлическая камера, внизу которой установлена газовая горелка. Сгорая, газ нагревает всю камеру, которая отдаёт тепло холодному воздуху.

Нагреваясь, он поднимается и обеспечивает равномерную циркуляцию тепла в помещении.

Все модели оборудованы автоматикой , которая следит за температурой помещения и управляет подачей газа, а также датчиками безопасности (CO 2 , утечки газа ).

Конвекторные газовые обогреватели выпускаются только в стационарном исполнении, поскольку для их эксплуатации необходим дымоход. Дымоход может быть как традиционного типа (для приборов с открытой камерой сгорания), так и коаксиальный (в случае закрытой камеры).

Справка! Для конвекторов с открытой камерой кислород поступает из помещения, поэтому им требуется вентиляция . Устройства с камерой закрытого типа лишены этого недостатка, процесс сжигания газа полностью изолирован от помещения и происходит, по факту, на улице.

Камера теплообменника в конвекторных отопителях изготавливается из стали или чугуна. Чугун дороже и тяжелее, но более долговечен (срок службы до 50 лет ), обладает значительной теплоёмкостью (отдаёт тепло некоторое время после отключения горелки), а КПД таких приборов выше. Стальные камеры легче, но их срок службы составляет 20 лет.

Сфера применения — постоянное отопление жилых и технических помещений, загородных домов.

Достоинства обогревателей конвекторного типа:

• Равномерный прогрев, в том числе больших помещений.
• Высокая мощность (вплоть до 10—12 кВт).
• КПД до 92%.
• Автономность.
• Нетребовательность к вентиляции (для приборов с камерой закрытого типа).

Недостатки:

• Необходимость сооружения дымохода .
• Медленный прогрев помещения.
• Для установки газового конвектора в квартире требуется разрешение от газовой службы.

Вам также будет интересно:

Как выбрать подходящий для обогрева дома

Подходящий тип газового обогревателя зависит от помещения, периодичности использования и доступности газа.

Как и с традиционными системами отопления, в первую очередь необходимо определиться с тепловой мощностью прибора.

Для типичных домов в средней полосе примерно оценивается как 1 кВт на 10 м 2 площади.

Для небольших помещений (до 20—25 м 2) хорошо подойдёт каталитический обогреватель ввиду его ограниченной мощности (до 2,9 кВт) и экономичности использования.

Если ваше помещение больше, то подходящим выбором будет инфракрасный прибор, т. к. его мощность выше, вплоть 5 кВт и может прогреть помещения до 50 м 2 . Учитывая относительную локализацию этого отопительного прибора, возможно более оптимальным вариантом будет купить несколько таких устройств, разместив их в разных частях комнаты, для обеспечения равномерного её прогрева.

Отдавать предпочтение ИК-обогревателям (каталитическому и керамическому ) стоит только в том случае, если вы не пользуетесь отоплением постоянно (например, приезжаете на дачу на выходные).

Внимание! Из-за открытой камеры сгорания и взаимодействия с окружающим воздухом, не рекомендуется использовать эти устройства в непроветриваемых комнатах площадью меньше 15 м 2 .

В противном случае, для постоянного отопления, следует использовать газовый конвектор. Это устройство позволит равномерно обогревать большие помещения, не оказывая влияния на качество воздуха.

Если необходим временный обогрев (к примеру, пока разгорается печь), то подойдут портативные обогреватели на сжиженном топливе. Кроме того, обратите внимание, на каком газе работает выбранное устройство.

При постоянном отоплении следует отдать предпочтение природному газу из сети, чтобы избавить себя от перезаправки баллонов.

Для улицы подойдут только ИК-обогреватели с керамической тепловой панелью . Часто они выпускаются в виде «тепловых зонтиков» или пирамид , для вертикальной установки.

Переносные мини-печки инфракрасного типа можно использовать в гаражах и подсобных помещениях, а также в походах и на пикниках.

При покупке портативного обогревателя интересуйтесь наличием защит (от опрокидывания, утечки газа, переизбытка CO 2 ), особенно если в доме есть маленькие дети или животные. Подобные системы сделают эксплуатацию прибора абсолютно безопасной.

Устройство со встроенным баллоном: особенности

При выборе газового обогревателя с баллоном, нужно обратить внимание на некоторые мелочи.

Для работы на сжиженном газе требуется редуктор , уменьшающий давление газа перед подачей в горелку. Уточните, идёт ли он в комплекте.

При размещении баллона, убедитесь, что он достаточно удалён от горелки, во избежание воспламенения и взрыва.

Небольшой обзор популярных моделей

Следующие модели пользуются особой популярностью.

Ballu BIGH-55 на пропане

Керамический ИК-обогреватель с баллоном.