Газовые нагреватели воздуха имеют разные названия. Их называют: тепловыми пушками, калориферами, огненагревателями, газовыми печками, генераторами раскаленного воздуха, теплогенераторами. Более точные названия, отражающие технологическую и эксплуатационную суть этих устройств – газовые воздухонагреватели (ВН) или газовые секции. Они имеют широкий спектр применения.

Агрегаты, работающие по таком принципу, нагревают воздух открытым пламенем. В таких аппаратах (их называют смесительными) не предусмотрены ни камеры сгорания, ни теплообменники.

Современные технологии нагревания воздуха дают возможность использовать природный газ с максимальной эффективностью. Но при проектировании системы отопления в доме рекомендуется рассчитывать вредные выбросы, которые образуются в помещении вместе с продуктами горения, даже если их содержание ниже предельно допустимой концентрации (ПДК).

Оборудование такого типа считается более эффективным в тех случаях, когда идет интенсивный воздухообмен. Доля вредных веществ, образующихся в процессе горения газа, существенно превышает содержание продуктов сгорания в аппаратах прямого нагрева. Это относится к металлургической промышленности, производственным цехам и т.д. Интервал тепловой мощности в этом случае составляет от 40 до 2 тыс. кВт.

Смесительные ВН дешевле рекуперативных, потому что у них меньшая металлоемкость, большой интервал изменения текущих рабочих параметров мощности. Дымохода нет, продукты сгорания распространяются в окружающем пространстве вместе с нагретым воздухом. Можно не беспокоиться о конденсации продуктов сгорания, если за окном минусовая температура.

Такие устройства пользуются большим спросом во многих странах Европы (Германии, Франции, Голландии, Великобритании) и Северной Америки (Канады, США). В России они пока не очень популярны, хотя их тоже производят некоторые предприятия.

Такие аппараты считаются рекуперативными. Это значит, что в процессе работы они частично или полностью используют обратные (возвратные) движения воздуха. В таких аппаратах воздух нагнетается внутрь системы при помощи вентилятора. Он двигается вокруг камеры сгорания и проходит сквозь внутренний модуль, в котором происходит обмен тепла между двумя средами. Когда температура воздуха достигает нужных высоких значений, он выбрасывается в окружающее пространство, либо отправляется дальше через систему воздуховодов. Продукты сгорания выводятся наружу через дымоходы.

ВН такого типа делят на несколько видов в зависимости от того, как устроена сама горелка. Есть воздухонагреватели с газовой атмосферной горелкой внутри (здесь устанавливается трубчатый теплообменник), а также модули с дополнительными горелками, работающими от вентиляторов.

Здесь атмосферная горелка находится у входа. Она состоит из нескольких форсунок (таких же, как на обычных бытовых кухонных плитах), работает под естественным давлением воздуха. Далее по схеме следует теплообменник из труб или пластинок, после него – вентилятор для подачи дыма в теплообменник. Главным преимуществом таких аппаратов является простота конструкции, как следствие – невысокая стоимость.

Основной недостаток – небольшой диапазон мощности (от 15 до 200 кВт). Чтобы увеличить этот параметр, формируется модульная схема, которая неизбежно влечет повышение стоимости этого оборудования. Второй большой минус таких устройств – сложности, которые возникают, если требуется работа в режиме с конденсацией продуктов сгорания. В этом случае требуются дополнительные элементы и системы отведения конденсата.

Атмосферные горелки рекомендуется использовать для небольших приточных агрегатов или кондиционеров с одним блоком, которые устанавливаются на крыше (по-английски их называют Roof Top).

Она находится внутри камеры сгорания. Давление, создаваемое горелкой, выводит продукты сгорания через камеру и трубы. Здесь диапазон тепловой мощности составляет от 40 до 1,2 тыс. кВт. Это более дорогой вариант оборудования. Но у него проще решить проблему конденсата, для этого можно использовать дизельные горелки.

Такие теплообменные модули, имеющие дополнительные вентиляторные горелки, рекомендуются для больших центральных кондиционеров и приточных установок.

ВН с вентиляторными горелками включают камеры сгорания и теплообменники. Обычно производители используют нержавейку AISI 430 (ГОСТ — 12Х17), если температура нагрева не превышает 120 градусов. Если этот показатель составляет от 120 до 300 градусов, то используется сталь AISI 310 (ГОСТ — 20Х23 Н18).

Чтобы исключить конденсацию продуктов сгорания, внутри теплообменника устанавливаются трубы из углеродистой стали или стали с добавлением алюминия. К таким видам металла относятся марки:

• AISI 316 (ГОСТ — 08Х17 Н13 М2);
• AISI 441 (не имеет аналогов по ГОСТУ);
• AISI 304 (ГОСТ — 08Х18 Н10);
• AISI 409 (не имеет аналогов по ГОСТУ).

Конденсация продуктов сгорания внутри теплообменника возникает из-за его охлаждения. Оно, в свою очередь, возникает под воздействием холодного воздуха, поступающего извне, либо из-за снижения мощности горелки ниже 60 % от номинальной, когда она полностью работает на рециркулируемом воздухе.

Чтобы снизить активность процесса конденсации внутри теплообменника, можно установить запасную (резервную) линию, интенсивность работы которой будет зависеть от температуры продуктов сгорания.

Для газовых ВН используются сжиженные газы (пропан или бутан), которые тяжелее воздуха. Но с ними надо быть очень осторожными, потому что при утечке они не распыляются по воздуху, а распространяются вдоль пола, заполняя все пустоты. Это представляет большую опасность для человека, потому что можно получить смертельное отравление, даже не заметив его. Именно смесь бутана и пропана продается в баллонах, которые используются в быту (на дачах, в деревенских домах).

Сжиженные газы пригодны для любых горелок, только надо устанавливать на них соответствующие сопла. Но по стоимости такие виды топлива сопоставимы с обычной соляркой, поэтому в промышленных масштабах используются редко.

Второй вариант топлива – сжиженный природный газ (метан). Он дешевле смеси бутана с пропаном, но в России пока не имеет широкого применения, потому что для этого требуется разветвленная сеть газопроводов.

Третий вариант – обычный природный газ метан. Для него используются сети низкого, среднего и высокого давления.

Атмосферные горелки работают на газе с невысоким давлением (не более 20 мб). Если они подключаются напрямую к газопроводу, то требуется установка дополнительных редукторов, снижающих давление до безопасного.

Вентиляторные горелки могут работать на низком и среднем давлении, это зависит от типа блока. Нижняя граница давления зависит от технических характеристик блока и теплообменника. Верхний предел обычно имеет конкретное значение, например – 360, 500 мб.

Некоторые модели газовых тепловых генераторов включают горелки на солярке. Есть еще и совмещенные (комбинированные) модификации, которые работают и на газе, и на дизеле. Но они очень дорогие. Поэтому чаще всего сначала устанавливают дизельные горелки, а потом вместо них (или в качестве дополнения к ним) покупаются газовые. Для дизельных аппаратов рекомендуется избегать конденсации продуктов сгорания.

Они делятся на несколько разновидностей в зависимости от предназначения: есть устройства с одной или двумя номинальными мощностями, а также универсальные версии, мощность в которых варьируется от самой высокой до самой низкой.

Выбор конкретного типа горелки зависит от мощности теплового генератора и встречного давления, образующегося в камере сгорания. Также необходимо учитывать размеры сопла. Они должны соответствовать диапазонам, которые указаны производителем.

Каждый нагреватель имеет ряд термостатов, от которых зависит равномерность работы и безопасность. Но термостаты не могут регулировать температуру в помещении. Целесообразность использования автоматики для регулирования температуры в помещении – это отдельный вопрос, решение которого зависит от конкретных целей, с которыми приобретается и устанавливается воздухонагревательное оборудование.

Порядок установки такого оборудования внутри помещений регламентируется нормативным документом НПБ 252–98.

Если же агрегат устанавливается в специальной камере, то такое размещение прописано в СНиП II 35-76.

Чтобы избавить себя от необходимости проводить дополнительные согласования, лучше всего установить оборудование на улице. Его и обслуживать на свежем воздухе проще.

Обычные теплогенераторы европейского производства, предназначенные для установки на полу на улице, могут работать при температурах до минус 20 градусов. (Но автоматика включается при температуре не ниже минус 15.) Чаще всего такой нагреватель и электрощит помещают в короб из сэндвич-панелей. Этого достаточно, потому что горелка нагревает себя сама. Есть немало примеров, когда установленное таким образом оборудование безупречно работает в условиях суровых российских морозов не один год.

Есть и более капитальные конструкции, герметично закрывающие горелку со всех сторон, вентиляция там осуществляется через специальные решетки.

В тех регионах, где зимой бывают морозы до минус 30 и ниже, секция, в которой находится горелка, должна иметь дополнительный обогрев. Обычно для этого используют или электрический модуль, или подключают каналы воздуховодов из отапливаемого помещения.

В среднем приточная установка с газовой горелкой обходится дороже, чем устройства с водяным или электрическим принципом нагрева. Но при этом газовый нагреватель дешевле, чем стандартная котельная с водяной приточной установкой с сопоставимой тепловой мощностью. Т.е. газовые нагреватели целесообразно использовать там, где нет большой котельной с общественной теплотрассой.

Т.е. газовые нагреватели становятся основой для формирования единой системы отопления и вентиляции. Это актуально для многих объектов:

• цехов промышленных предприятий;
• складских, торговых и логистических комплексов;
• учреждений культуры, спортивных залов, учебных заведений и т.д.

Чаще всего в таких устройствах устанавливаются камеры, в которых происходит смешивание воздуха, поступающего извне (приточного) и рециркулируемого воздуха. Такое оборудование пригодно для отопления и (или) вентиляции помещений с высокой пожарной опасностью, потому что тут подается нагретый воздух снаружи. Но такие виды нагревателей имеют намного более сложную техническую структуру, соответственно – стоят дороже.

Изначально газовые нагреватели предназначаются для воздушного отопления. Но в некоторых случаях их используют только для вентиляции, например – в помещениях, которые обогреваются газовыми инфракрасными обогревателями либо навесными газовыми горелками.

Сегодня большим спросом пользуется несколько разновидностей газовых нагревателей. Самый простой вариант – напольные установки. Такие агрегаты включают, чаще всего, только теплообменный модуль и несколько вентиляторов.

Второй тип – моноблоки. Это кондиционеры, устанавливаемые на крышу (Roof Top). Они могут включать не только основную нагревательную секцию, но и дополнительный контур для нагрева воздуха на воде, газе или электрической энергии.

Третий тип – это установки, изготавливаемые на заказ. Могут работать и по приточному, и по приточно-вытяжному принципу.

Стандартные виды оборудования всегда обходятся дешевле. Но нередко бывает так, что по каким-то причинам они не подходят для того или иного объекта. Тогда заказывают эксклюзивное изготовление установок, которые могут иметь ряд дополнительных функций, в том числе секции рекуперации или увлажнения.

В любом случае перед покупкой надо проконсультироваться у специалистов.