Автономное отопление помещений газовыми каталитическими обогревателями

Каталитический обогреватель на сжиженном газовом пропан-бутановом топливе представляет собой энергонезависимый вариант отопления гаража, мастерской, дачного домика и даже палаток туристов или рыбаков-охотников. Для его функционирования не нужны ни электросеть, ни магистральный газопровод. Газовый каталитический обогреватель (далее – ГКО) способен практически мгновенно создать зону теплового комфорта в непрогретом помещении.

На рис. ниже показан ГКО, подсоединенный к газовому баллону с пропан-бутановой смесью.

Газовый каталитический обогреватель в сборке с пропан-бутановым баллоном

Принцип работы ГКО

В каталитических газовых приборах отсутствует горение газа в привычном нашем понятии, то есть открытого пламени не наблюдается. Тепловыделение происходит за счет экзотермической реакции окисления газа кислородом из окружающего воздуха. Беспламенное протекание окислительной реакции возможно только в присутствии платинового катализатора. Для этого в конструкции ГКО предусмотрена специальная стальная или керамическая пластина (называемая также каталитической панелью или каталитической горелкой), покрытая платиновым катализатором.

Технически беспламенный процесс окисления газа реализуется следующим образом:

1. Реакция окисления газа протекает непосредственно на поверхности панели, поэтому в рабочем объеме каталитического обогревателя отсутствуют активные языки пламени.
2. Для запуска и последующего непрерывного протекания реакции окисления необходим предварительный нагрев катализатора. С этой целью используется розжиг газа вблизи поверхности панели. Постоянная подача газа необходима лишь для поддержания окислительной реакции, но никак не для обеспечения мощности пламени.

3. Равномерность протекания окислительной реакции обеспечивается множеством сквозных мини-отверстий в материале каталитической панели, через которые подается газ. Схема экзотермического (с выделением тепла) окислительного процесса для газа в каталитической горелке показана на рисунке ниже.

Схема экзотермического процесса окисления газа для ГКО

4. Процесс окисления носит экзотермический характер, поверхность пластины нагревается до 450-500º С. Выделяющаяся тепловая энергия преобразуется в инфракрасное (тепловое) излучение, которое используется для обогрева.

Газовые каталитические обогревающие приборы могут работать не только на сжиженной пропан-бутановой смеси, но и от природного газа, подаваемого центральным газоснабжением. Для перехода на магистральное газовое топливо необходимы редуктор и сменное сопло, не входящие в комплект поставки ГКО.

Конструкция

Каталитическая панель или горелка является основным функциональным элементом ГКО, на ее поверхности протекает рабочий процесс беспламенного окисления газа. Для изготовления панелей используются следующие материалы:

• стекловолокно, на которое нанесен слой платинового напыления;
• керамические составы с добавлением платинового компонента.

Различают два типа конструкции каталитического обогревателя:

1. Без корпуса, только каталитическая горелка. На рис. ниже показан ГКО серии Coleman ProCat (США) тепловой мощностью до 1 кВт, что достаточно для обогрева помещения площадью до 10 кв. метров.

Газовый каталитический обогреватель серии Coleman ProCat (США)

2. монолитные модели, в которых непосредственно в корпусе устанавливается газовый баллон. В этом случае газовый обогреватель состоит из следующих составных частей:
   

• корпуса;
• горелки каталитической;
• сменного баллона для пропан-бутановой сжиженной смеси;
• датчика измерения уровня кислорода;
• системы газ-контроля, не допускающей холостой подачи газа без инициирования горения;
• системы отключения подачи газа при наклоне или падении агрегата.

Многие модели оснащаются дополнительными опциями:

• системой контроля концентрации СО₂ в помещении, отключающей газовый прибор при превышении нормы ее содержания в окружающем воздухе;
• вентилятором;
• ТЭНами.

На рис. ниже показан ГКО серии Bartolini PULLOVER K Turbo Plus (Италия) тепловой мощностью 2,9 кВт с тепловентилятором мощностью 2 кВт. Такой агрегат обогревает помещение площадью до 70 кв. метров.

Газовый каталитический обогреватель серии Bartolini PULLOVER K Turbo Plus

Преимущества и недостатки

В перечне достоинств ГКО отмечают следующие факторы:

• высокую скорость прогрева локального участка или помещения;
• предельно простую конструкцию;
• компактность размеров и малый вес;
• мобильность и возможность изменения ориентации в обогреваемом пространстве путем разворачивания в нужном направлении;
• полную автономность работы;
• практически не сжигается кислород из помещения;
• безопасность в работе.

К группе недостатков относят:

• ограниченный ресурс платинового катализатора – порядка 2500 часов;
• процесс окисления газа сопровождается выделением тех же самых продуктов горения, что и при открытом сжигании газа.
  

Производители

Каталитические газовые приборы для обогрева появились сравнительно недавно. Модельный ряд ГКО для помещений ограничен лишь несколькими производителями, в числе которых ведущие позиции принадлежат двум компаниям:

1. Bartolini (Италия), производящей мощные обогреватели для помещений площадью до 120 кв. метров.

Мощность ГКО от Bartolini составляет от 2,9 до 4,2 кВт. Расход сжиженного газа в устройствах бартолини – от 100 до 300 грамм/час, что обеспечивает продолжительность непрерывной работы от одного баллона объемом 27 литров на мощности 4,2 кВт до 38 часов.

2. Компания Coleman (США) – производитель оборудования для любителей природы. В ее трактовке обогреватели выпускаются оснащенными мини-баллончиками, позволяющими пользоваться устройством в палатках, кемпингах, других небольших помещениях в течение нескольких часов.

На рисунке ниже показан каталитический газовый обогреватель серии Coleman Bluecat, работающий на газовых баллончиках CV-470. Время непрерывного пользования составляет 7 часов.

ГКО серии Coleman Bluecat

Обзор Bartolini Primavera K. Видео

Обзор обогревателя Bartolini Primavera K представлен в видео ниже.

Газовые каталитические приборы на рынке отопительного оборудования еще не заняли нишу, соответствующую их функциональным и техническим возможностям. Продвижению ГКО среди российских пользователей способствует длительный период осенне-зимних холодов, требующий использования энергонезависимых маломощных обогревателей для локального прогрева помещений целиком и отдельных участков.

На рис. ниже показан ГКО Bartolini Pullover K мощностью 2,9 кВт (для площади до 35 кв. м) габаритными размерами 420х430х780 мм весом 11 кг.

Каталитический газовый обогреватель Bartolini Pullover K

Для этих целей ГКО очень удобны. В случае снижения стоимости приборов (а оно обязательно произойдет после замены дорогостоящего платинового катализатора альтернативным материалом) ГКО получат повсеместное применение.