Газовые конвекторы — современные устройства для автономного отопления, представляющие альтернативу традиционным батареям центрального теплоснабжения. Они способны обеспечить автоматический режим с санитарной температурой внутри помещения. Замечательно то, что устройства не требуют подключения ни к электрическим, ни к тепловым сетям. Они очень экономны, поскольку при своей работе не имеют потерь по длине трубопроводов, которые присутствуют в схемах традиционного отопления и порой достигающих 20 % от общей нагрузки объекта. Газ и продукты на выходе из устройства не попадают в комнату, а выбрасываются через дымоотведение на улицу, поэтому не представляют опасности для окружающих. Агрегаты имеют современную систему автоматизации и защиты, поддерживают установленную температуру, практически мгновенно выдают тепло потребителям. Они универсальны, работают от 2-х видов газа и не заменимы для отопления жилых и общественных помещений в районах, где нет центрального теплоснабжения. Для правильного выбора газового отопителя, потребуется знать расход газового конвектора.
Содержание
Принцип работы и применение газового конвектора
Конвекция – это хорошо изученное физическое явление движения потоков за счет разности масс холодного и нагретого воздуха. Первый попадает в комнату, через двери, окна, щели движется к полу. Здесь же размещены отопительные устройства, нагревающие холодный воздух, пропуская его через свою конструкционную поверхность нагрева. Нагретый воздух с меньшей плотностью устремляется вверх, а на его место переходят новые холодные воздушные слои, процесс продолжается до момента достижения температурного равновесия.
Это очень эффективный способ теплообмена, поскольку не требует на перемещение масс источником, например, вентилятором. Кроме того преимуществами такого типа теплообмена являются:
- Простая конструкция;
- развитая поверхность нагрева;
- отсутствие перегретых поверхностей нагрева свыше 45 оС;
- мобильность, возможность менять место расположения аппарата;
- Отсутствие необходимости обвязки трубопроводами.
Основные узлы конвективного газового нагревателя:
- Защитный металлический кожух с решеткой, обеспечивающий скорость входа и выхода;
- газовый греющий компонент;
- система автоматического поддержания температуры.
Газовый конвектор на баллонном газе подразделяются по методу установки на напольные/ настенные, встраиваемые в пол или в плинтус. Они работают с огнеопасным энергоносителем , поэтому при его использовании требуется выполнять правила безопасной эксплуатации газовых установок.
Принцип работы конвектора на газообразном топливе:
- Забор воздуха осуществляется из атмосферы через коаксиальный газоход проложенный в стене. Он выполнен из двух концентрически расположенных труб, по центральной — выходят дымовые газы, а по межтрубномупространству поступает воздух .
- Газ подается в камеру из магистрали или газового баллона.
- Холодный воздух, поступает в конвектор снизу за счет естественной циркуляции. Для мощных систем иногда устанавливают вентиляторы для интенсивного забора воздуха .
- Отработанный сгоревший газ выбрасывается в атмосферу. Движения холодного воздуха и горячих дымовых газов происходит навстречу друг другу, то есть по принципу противотока, что позволяет нагреть входящий в топочную камеру воздух, тем самым повышая эффективность теплового процесса установки.
- Дымовые газы отдают теплоэнергию через конвективные поверхности нагрева холодному воздуху , который нагреваясь поднимается в верх , подсасывая на свое место холодный воздух. Положительно в этом процессе является то, что две воздушные среды – не соприкасаются друг с другом, то есть процесс происходит без перемешивания сред.
Методика расчета мощности и расхода газового конвектора
Для того чтобы оборудование проявило свою эффективность оно должно быть правильно подобрано для конкретных условий объекта отопления. Расход газового конвектора выполнить не просто, поскольку в основе работы лежат сложные теплотехнические процессы, зависящие от многих факторов: температуры окружающей среды, площади обогрева, высоты потолков , тепловых потерь, материала стен и кровли, количества окон и еще многих других параметров.
Специалисты упростили расчеты и вывели зависимость мощности прибора от площади отопления. Это конечно прикидочный расчет и может быть применим для отопления объектов в средней полосе России и с высотой потолков не выше 2.5 м, тем не менее, многие успешно пользуются этим соотношением:
1 кВт мощности на 10 м2 полной площади.
Для северных районов страны из-за более низкой зимней температуры нужно учитывать поправочный коэффициент =1.5.
Например для нагрева 4 комнатного дома общей площадью 150 м2 в Воронеже потребуется 4 конвектора мощностью: 150:10:4=3.5 кВт на одну установку или 15 кВт суммарной мощности.
Можно более точно сделать расчет, если выполнять его для каждой отдельной комнаты и с учетом уровня изоляции объекта.
Поправочные коэффициенты для расчета мощности:
- Без изоляции – 1.1;
- однослойные окна – 0.9;
- угловое помещение – 1.2;
- потолки с высотой от 2.8 до 3 м – 1.05.
Рассчет мощности по объему
Этот вид расчета более точный , поскольку учитывает высоту потолков. Соотношение , которое принимают при расчете тепловой нагрузки – для нагрева 1 м3 полного объема помещения потребуется 40 Вт тепла.
Алгоритм определения мощности по объему помещения:
- Замеряют рулеткой высоту, длину и ширину помещения и определяют объем.
- Умножают полученную величину на 0.04 и получают рекомендованную тепловую мощность.
- Учитывают поправочные коэффициенты на изоляцию, остекление, вид помещения.
Выполняя расчет, можно убедится , что эффективность и экономность нагрева во многом зависит от уровня изоляции и остекление дома, поэтому собственник должен быть заинтересован в проведении изоляционных работ и замены стеклопакетов на энергоэффективные.
Расчет расхода газа
После определения тепловой мощности приступают к расчету газового топлива на нужды отопления, на природном газе , выполняют его по формуле:
L = Q / (qН х 0.90), где:
L – объемный показатель часового расхода газа за 1м3/час;
Q – расчетная мощность конвектора, кВт;
Q нг – низшая теплота сгорания природного газа, для магистрального равняется 10.2 кВт/м3;
0.95 – КПД конвектора.
Для вышеприведенного примера, нагрева дома с площадью 150 м2 и тепловой максимальной нагрузкой 15 кВт расчет:
15 / 10.2 х 0.95= 1.54 м3 / ч природного газа.
Расход газа в сутки – 1.54 х 24 = 36,96 м3, а
Месячное потребление – 36.96 х 30 = 1081 м3.
Нюансы расчетов
Зная месячное потребление газа , можно определить годовую потребность в газовом топливе. Эти расчеты действительны для магистрального газа и несколько будут отличаться для сжиженного. Отопительный сезон зависит от географического места установки . Он определяется табличным способом по СНИПу 23.01.99 “Строительная климатология и геофизика”. Например, для города Москва – 214 суток.
Расчет газа для отопления: 36,96 Х214=7909 м3, хотя на самом деле это максимально возможный расход, поскольку минимальная температура наружного воздуха в зимний период , будет всего лишь несколько дней , а средняя температура будет намного выше. И именно она будет определять фактический расход топлива. Но для выбора оборудования берется максимальный расчет, чтобы была обеспечена надежная работа нагревателя при самых низких температурах.
Конвектор на баллонном газе
Этот конвектор газовый обладает своими особенностями, которые надо учитывать при выборе модели . Самый оптимальный вариант устройства с чугунным теплообменником и блоком управления.
Аналогично природному газу здесь также учитывают мощность, при этом нужно понимать, что эти агрегаты эффективны в пространстве, поэтому для каждого устанавливают отдельный. Для квартир рекомендуются аппараты с закрытой камерой коаксиальным дымоходом, но даже при этом его не разрешают устанавливать в многоэтажном доме из-за высокой взрывоопасности баллонных установок.
Многие владельцы домов такое отопление оборудуют вместе с установкой газгольдеров, заправляемых газом на весь отопительный сезон.
Расчеты по определению объема необходимого газа аналогичны вышеуказанным, за исключением того, что низшая удельная теплота сжигания сжиженного газа принимается 12.8 кВт/кг, а КПД – 0,92.
Для вышеприведенного примера, нагрева дома с площадью 150 м2 расчет необходимости сжиженного газа:
15 / 12.8 х 0.92= 1.27 м3 / ч сжиженного газа.
Суточное потребление – 1.27 х 24 = 30,57 м3, а
Месячное потребление – 30.57 х 30 = 917 м3
Как очевидно, в случае применения сжиженного газа его потребуется меньше в месяц почти на 170 м3. Тем не менее, это не означает, что в целом такое отопление будет дешевле, поскольку стоимость его намного выше магистрального газа. Кроме того сжиженный газ уступает природному и по многим другим показателям, поэтому конвекторы на сжиженном газе устанавливают только в районах, где отсутствует центральное газоснабжение.
Газовый конвектор на природном газе
Эта модель предпочтительна для автономного отопления, но для того чтобы она эффективна работала нужно знать отличия и преимущества модификаций, которые реализуются через торговую сеть. После определения необходимой мощности агрегата, следующее на, что требуется обратить внимание – способ монтажа, который бывает настенный и напольный. Первые имеют малые габариты и вес, при этом довольно эффективны , но ограничены производительностью в 10 кВт .
Современные газовые конвекторы оборудуются закрытыми камерами сгорания. Они монтируются совместно с коаксиальным дымоходом. В связи с тем, что забор воздуха выполняется с улицы, они, в процессе нагрева, не сжигают кислород , что создает положительные санитарно-гигиенические условия в помещении и является огромным плюсом, несмотря даже на повышенную стоимость установки, до 30 % в сравнении с открытыми топочными устройствами.
На какой высоте от пола лучше расположить настенный конвектор в закрытой камерой