Газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения частного дома

Сердцем системы отопления с использованием воды в качестве теплоносителя является котел. Лучше всего себя зарекомендовал газовый котел отопления для частного дома. Использование газа в качестве основного топлива снижает затраты на обогрев, дает возможность точно устанавливать комфортный режим отопления и не беспокоиться о функционировании системы слишком часто. Газовый котел способен автоматически поддерживать требуемые параметры системы с минимальным участием со стороны.

В доме всегда должна поддерживаться комфортная температура, а оборудование, задействованное для этого, не должно требовать постоянного внимания со стороны пользователя. В идеале вместе с отоплением нужна и горячая вода для бытовых нужд. Простым решением будут газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения частного дома.

Конструкция

В газовых котлах в качестве источника энергии используется процесс активного сжигания природного газа, после чего тепло передается теплоносителю. Для этого используется газовая горелка и теплообменник. Кроме этого ключевым элементом является способ отвода продуктов горения, которые необходимо безопасно вывести за пределы жилого помещения. Все остальные элементы котла, а также варианты их реализация обеспечивают безопасность оборудования и дополнительную функциональность.

Природный газ, поступающий по трубам в котел, предварительно смешивается с воздухом для получения оптимального соотношения метана и кислорода. Далее топливная смесь подается к форсункам в камере сгорания и с помощью пьезоэлемента, запальника или искрового разрядника воспламеняется. Продукты горения и основная часть теплоты вместе с ними поднимается вверх к теплообменнику, в котором циркулирует теплоноситель, чаще всего вода. В результате ряда теплообменных процессов основная часть тепловой энергии переходит к воде, нагревая ее.

Автоматика обеспечивает беспрерывную работу газового котла и безопасность. Требуется поддерживать заданную температуру теплоносителя, для чего используются термодатчики. В зависимости от их показаний регулируется подача газа и выделяемая тепловая мощность котла. Горение либо периодически включается/выключается, либо регулируется по объему подачи.

Автоматика для котла

Основное деление котлов по конструкции зависит от вариантов исполнения основных элементов: газовой горелки (варианта камеры сгорания), теплообменника и способа отвода продуктов горения.

По типу камеры сгорания и отводу продуктов горения:

• С открытой камерой сгорания, атмосферной горелкой и отводом продуктов горения через классический дымоход. Используется воздух непосредственно из помещения, а выхлоп под воздействием естественной тяги поднимается по дымоходу за пределы здания.
• С закрытой камерой сгорания, принудительной подачей воздуха и отводом продуктов горения. Используется коаксиальный дымоход с двумя каналами, по одному подается свежий воздух с улицы для подготовки газо-воздушной смеси, а по второму сбрасываются наружу продукты горения. Для циркуляции воздуха применяется регулируемый вентилятор.

Теплообменник представляет собой емкость сложной формы, внутри которой располагается камера сгорания и теплообмен происходит по всей ее площади, или это пластинчатый радиатор со змеевиком внутри, через который проходит раскаленный воздух и продукты горения из камеры сгорания.

По типу теплообменника разделяют:

• Одноконтурные котлы. Нагревается вода в одном контуре для подачи в систему отопления и только.
• Двухконтурные. Вместе с теплоносителем нагревается вода в изолированном контуре для подготовки горячей воды, которую используют для бытовых нужд.
• Конденсационный. С одним или двумя контурами дополнительно оборудуется теплообменником для конденсации продуктов горения и выделения дополнительной теплоты. Рассчитан для низкотемпературных систем отопления (до 60оС). Обладает на 15% большим КПД.

Двухконтурный котел при этом может иметь два варианта исполнения:

• С битермическим радиатором. Контуры ГВС и отопления представлены в виде совмещенного змеевика внутри пластинчатого теплообменника. Используется коаксиальная медная или стальная трубка, у которой по внутреннему каналу циркулирует вода для ГВС, а по внешнему для контура отопления.
• С раздельными теплообменниками. Используется два раздельных радиатора для ГВС и отопления. При этом теплообменник для ГВС может быть прямого нагрева, когда к нему непосредственно подводится тепло от камеры сгорания, или косвенного, когда в нем вода для горячего водоснабжения нагревается за счет забора тепла у теплоносителя из контура отопления.

Характеристики, которые определяют выбор конкретной модели газового котла для отопления частного дома:

• тепловая мощность;
• наличие контура ГВС;
• способ циркуляции теплоносителя (принудительная или естественная);
• тип управления (механическое, электронное);
• способ установки (настенный, напольный).

Мощность подбирается на 20% больше, чем суммарный размер теплопотерь по всему зданию, учитывая подвал и верхнее перекрытие с крышей. К этому прибавляются затраты на подготовку горячей воды, если приобретается двухконтурный котел или будет установлен внешний бойлер косвенного нагрева к одноконтурному котлу.

Способ циркуляции теплоносителя зависит от выбранной конфигурации системы отопления в целом. Если будет использоваться насос, способный быстро прокачивать теплоноситель через радиаторы, то соответственно подбирается модель со встроенным насосом или же подразумевающий его использование. Принудительная циркуляция позволяет снизить общий объем теплоносителя в системе, ускорить первоначальный прогрев дома, а также обеспечить равномерное распределение тепла. Для естественной циркуляции подбирается котел с большим внутренним объемом и теплообменником, который обеспечит существенный перепад температуры между входом и выходом котла.

Двухконтурный

Вполне логично, что двухконтурный котел, способный не только обогреть дом, но и подготовить горячую воду для бытовых нужд, привлекательнее одноконтурного собрата. В одном устройстве компактно, а главное, соразмерно и взаимосвязано работают два контура, и управляются одним блоком. При выборе двухконтурного котла легко обеспечит и экономию стартовых затрат на приобретении оборудования и за одно эксплуатационные затраты, ведь при любых проблемах обслуживать оборудование будет один и тот же сервис.

Однако есть у двухконтурных котлов отопления особенности. Если контур ГВС проточного типа, т. е. холодная вода, проходя по нему, успевает нагреться до нужной температуры, то есть всегда ограничение по пропускной способности. Комфортная температура горячей воды будет лишь при напоре ниже определенного предела. Проблемы возникают, когда горячий кран открывают сразу в нескольких местах дома. Кроме этого пока готовится горячая вода, контур отопления перекрывается, чтобы не увеличивать нагрузку на котел и не повышать расход газа.

Если контур ГВС завязан на аккумулирующей емкости, т. е. в котле есть бойлер косвенного нагрева, то потребитель всегда ограничен определенным объемом воды, а он чаще во встроенном бойлере достигает максимум 60 литров.

Одноконтурный

Газовые котлы отопления для частного дома с одним контуром идеально справляются с основной поставленной задачей. В сравнении с двухконтурными моделями увеличивается ресурс оборудования и их долговечность. Главные же преимущества одноконтурных котлов это:

• доступная цена;
• простота конструкции;
• высокая степень ремонтопригодности.

Напольный

Наличие прочной основы снимает в разумных пределах ограничение на вес котла. Мощность напольных газовых котлов достигает нескольких мегаватт при этом с достаточно компактными размерами агрегата. В качестве материала теплообменника чаще используется чугун. Он гораздо долговечнее и надежнее, чем сталь или даже медь, обладает высокой теплоемкостью, что положительно сказывается на равномерности нагрева теплоносителя, меньше сказываются скачки температуры, когда газовый котел постоянно отключается и включается.

Предполагается, что котел напольный газовый для частного дома будет устанавливаться в отдельном помещении, к нему будут подведены трубы контуров отопления. Однако современные котлы плотной компоновкой и компактными размерами допускают даже установку внутри жилых помещений, например в составе кухонной стенки.

Настенный

Когда каждый метр квадратный на счету, и нет лучше решения, чем повесить оборудование по максимуму на стены, незаменимыми становятся навесные газовые котлы отопления. Настенные модели хоть и имеют ограничение в максимальной мощности, но планка достигает 120 кВт, чего чаще всего достаточно для частного дома площадью до 110 кв.м.

Стоит только отдавать себе отчет, что ради уменьшения веса оборудования теплообменники, скорее всего, выполнены из стали или, в крайнем случае, меди. Эти материалы хоть и показывают хорошие результаты, даже по долговечности, но только при полном соблюдении условий эксплуатации. Сталь иногда прогорает при постоянной работе котла на полной мощности и воздействия пламени газовой горелки.

Схема отопления

Перед подключением газового котла отопления следует подвести к месту установки газовые трубы от магистрали. Данные работы, как и подключение котла, выполняют исключительно работники газового хозяйства. Все остальные работы допускаются для самостоятельного исполнения. Потребуется еще подвести линию прямой и обратной подачи теплоносителя контуров отопления, установить расширительный бак, если его нет в составе котла.

Выбор сечения дымохода, классического или коаксиального, осуществляется исключительно по указаниям производителя. В инструкции к выбранной модели всегда указывается площадь сечения дымоотводящей системы. Для дымохода к котлу с атмосферной горелкой и открытой камерой сгорания указывается также оптимальная высота для создания необходимой тяги. Ниже этого предела опускать оголовок трубы не следует. Верхним ограничением служит конструкция самого дома. Труба должна быть выше конька крыши, в противном случае повышается риск опрокидывания тяги, когда продукты горения будут поступать внутрь помещения.

Для котлов с надувной горелкой и закрытой камерой сгорания указывается допустимая длина коаксиального дымохода. Чем меньше протяженность труб, тем лучше, в идеале трубу выводят через стенку непосредственно возле котла, если в инструкции не указан еще и минимальный размер дымохода.

Схема отопления с двухконтурным газовым котлом

Как выбрать и подобрать правильно

Отталкиваться в первую очередь следует от тепловой мощности котла и способа циркуляции теплоносителя в системе отопления. Все остальные параметры подбираются опционально исходя из требований проекта по отоплению дома.

Важным аспектом является вариант исполнения блока управления. Лучше держать требуемые параметры обогрева позволяет электронное управление, однако если в регионе есть проблемы с электричеством, то придется приобретать источник бесперебойного питания (ИБП) для газового котла или отдать предпочтение механическому управлению.

Сколько стоит

Первый принцип деления газовых котлов в плане стоимости – это отличие системы управления. Механическое энергонезависимое управление обойдется дешевле и даже прослужит дольше. Однако с электронным управлением расчет идет на максимальный комфорт, а долговечность у качественного котла все равно исчисляется десятилетиями.

Второй принцип – это локализация производства котлов. Зарубежные котлы иногда на порядок дороже отечественных аналогов, кроме того среди импортных моделей редко найдется самый простой вариант газового котла, практически все предложения обладают широким функционалом с соответственно высокой стоимостью.

Какой газовый котел лучше использовать – обзор типов и моделей оборудования

Из этого обзора вы узнаете, какие типы котлов существуют и в каких случаях нужен тот или иной вид отопительного оборудования. Кроме этого, представляем вашему вниманию рейтинг лучших газовых котлов для частного дома, составленный на основе отзывов пользователей и с учетом основных характеристик оборудования.

Настенный или напольный газовый котел

По способу установки газовые котлы бывают двух типов:

Первая разновидность предусматривает крепление к стене, поэтому обладает небольшой массой – не более 80 кг. Мощность таких агрегатов может достигать 35 кВт, (более мощные встречаются редко), а вместительность встроенного бойлера не превышает 40 литров. Настенные модели – отличное решение для небольших частных домов площадью около 100 м 2 — 120 м 2 .

Хотя эти устройства обладают малой мощностью и небольшими возможностями нагрева, у них есть свои плюсы:

• для настенного котла не нужно выделять специальное помещение – достаточно разместить прибор в ванной или на кухне;
• большинство агрегатов настенного типа оснащается закрытой камерой сгорания, при этом дымоход можно вывести через отверстие в стене.

Напольные котлы крупнее и тяжелее: масса таких агрегатов может превышать 100 кг. Монтаж такого оборудования подразумевает создание котельной с соблюдением требований профильных СНиПов.

Правила регламентируют важные параметры оснащения помещения: высоту потолка, размеры подиума для котельного оборудования, показатели кратности воздухообмена. Камера сгорания у напольных агрегатов преимущественно открытого типа. Это означает, что для нормальной работы требуется постоянный приток воздуха. Однако напольные котлы обладают большей мощностью, по сравнению с настенными.

У настенных агрегатов есть уязвимое место – теплообменник. Эту деталь часто изготавливают из стали для снижения стоимости котла и уменьшения его массы. На стенках теплообменника образуется конденсат, имеющий кислотные свойства, что приводит к разрушению стальной детали. Стоимость замены теплообменника достигает 50% от цены самого котла. Медь более устойчива к коррозии, поэтому у теплообменников из меди продолжительный срок службы, однако и цена медных элементов выше.

При производстве напольных устройств нет необходимости уменьшать массу, поэтому теплообменники для таких агрегатов нередко изготавливают из чугуна. Основные достоинства этого материала – теплоемкость и долговечность. Срок службы чугуна достигает 50 лет. Однако у такого теплообменника имеется недостаток – хрупкость. Кроме того, резкие температурные перепады в подающих и обратных трубах негативно влияют на чугун.

При выборе между напольным и настенным газовым котлом необходимо учитывать, что настенные агрегаты часто обходятся дешевле, так как они комплектуются расширительным баком и циркуляционным насосом. Для напольного оборудования эти детали нужно приобретать отдельно, что приводит к дополнительным расходам.

Настенный газовый котел оснащенный баком и циркуляционным насосом.

В отдельных случаях отопительную систему с одноконтурным котлом заполняют не водой, а специальным антифризом. Эта жидкость не приводит к коррозии металлических деталей и позволяет увеличить срок службы котла и трубопровода. В отличие от воды, антифриз не замерзает при отрицательных температурах, поэтому в зимний период система отопления с антифризом не выходит из строя (а вода может замерзнуть и повредить трубы).

Антифриз можно применять только в напольных котлах. Он не подходит для настенных моделей, так как может привести к деформации, протечкам и экологической катастрофе локального масштаба. Этот факт необходимо учитывать при выборе газового котла для периодической эксплуатации в зимний период, например, в дачных домах.

Одноконтурный или двухконтурный газовый котел

Одноконтурный газовый котел — это устройство с одной магистралью, которое имеет один теплообменник. Такие котлы изначально предназначены для отопления загородного дома и для устройства теплого пола.

Двухконтурный газовый агрегат оснащен двумя теплообменниками. Устройство подключается к двум независимым магистралям, одна из которых предназначена для отопления, а вторая – для снабжения горячей водой.

Нагрев воды для горячего водоснабжения может производится одним из трех способов:

• Нагрев с помощью проточного нагревателя котла.
• Нагрев с использованием встроенного в котел бака.
• Нагрев в отдельно стоящем бойлере.

Казалось бы, можно приобрести двухконтурный котел для дома, в котором проживает большая семья, а для дома, в который вы приезжаете только на выходные, достаточно одноконтурного. Но на самом деле такое решение не всегда будет оптимальным.

Основной недостаток двухконтурных агрегатов с проточной системой нагрева воды заключается в том, что отопление и горячее водоснабжение не могут работать одновременно, а включаются по очереди. То есть пока вы принимаете душ, батареи в доме остывают. При этом котлы мощностью до 25 кВт не способны поддерживать достаточно высокую температуру сразу для двух точек водозабора.

То есть, когда один человек принимает душ в ванной, а другой решит помыть посуду на кухне, душ автоматически станет контрастным. Даже покупка мощных моделей не спасает положение – потому как даже при диаметре подключения ½ дюйма поток воды не сильно улучшиться.

Двухконтурный газовый котел.

Если кран удален от котла более чем на 5 метров, то после того, как вы включите воду, потребуется подождать 10–15 секунд, чтобы холодная вода сменилась горячей. Для решения этой проблемы можно обзавестись двухконтурным газовым агрегатом со встроенным бойлером, в котором постоянно есть горячая вода. Вместительность такого бака достигает 40 литров, иногда больше: этого хватает на экспресс-душ, но не на принятие ванны.

Двухконтурный газовый котел со встроенным бойлером.

В случае, когда горячая вода требуется постоянно и для комфортного использования горячего водоснабжения, рекомендуется приобретать одноконтурный агрегат и дополнительное оборудование – бойлер косвенного нагрева. Отдельно стоящий бойлер применяется в случаях, когда необходим большой объем заготовленной горячей воды – около 100–200 л.

Это устройство представляет собой вместительную металлическую емкость с теплоизоляцией. Внутри бойлера находится змеевик, соединенный с отопительной системой дома. По змеевику движется нагретая вода или антифриз, в результате чего нагревается вода в баке. Если в доме проживает небольшая семья, то достаточно бойлера объемом 100 л. Если котел выключить, то вода в бойлере остывает не быстро.

Одноконтурный газовый котел с бойлером коссвенного нагрева.
Фото: Компания ПРОТОН+.

К недостаткам такой системы из одноконтурного котла и бойлера косвенного нагрева относят:

• более высокую стоимость такой комбинации, по сравнению с двухконтурным агрегатом;
• необходимость отдельного помещения в качестве котельной.

При этом такое сочетание оборудования позволяет обеспечить рециркуляцию горячего водоснабжения: открывая любой кран, вы сразу получите горячую воду. Дополнительно к системе можно подключить теплый пол или полотенцесушитель, которые будут функционировать при выключенном отоплении. Рециркуляция – это удобно, но не всегда выгодно с экономической точки зрения.

Если по трубопроводу подается жесткая вода, то покупка двухконтурного котла – не самое удачное решение. Это может обернуться необходимостью замены вторичного теплообменника. Стоимость такого ремонта может достигать 50% от цены самого котла. В действительности двухконтурные агрегаты предназначены для маленьких домов и квартир, так как они занимают меньше места и позволяют экономить свободное пространство.

Совет: иногда оптимальным вариантом может стать двухконтурный газовый котел в сочетании с электрическим бойлером. Благодаря такому оборудованию всегда будет горячая вода в доме, даже при поломке одного из устройств.

Конвекционный или конденсационный газовый котел

В зависимости от способа обогрева, газовые котлы подразделяются на два типа:

• конвекционные (или традиционные);
• конденсационные.

Именно эту особенность следует учитывать в первую очередь при покупке котла. Однако перед тем, как сделать окончательный выбор нужного типа, необходимо подробнее узнать о особенностях этого котельного оборудования.

Принцип работы конвекционного котла: топливо сгорает и нагревает воду, а образующиеся газы удаляются через дымоход. Температура газов превышает 100°C, поэтому они уходят, не успевая остыть до точки росы и не оставляя конденсата на поверхности труб. Коэффициент полезного действия традиционного котла составляет около 90%.

При этом происходят частичные потери тепловой энергии, когда горячие газы уходят в дымоход. Например, если мощность горелки составляет 20 кВт, то на нагрев теплоносителя идет лишь 18 кВт.

1. Присоединение дымохода.
2. Нагнетатель.
3. Теплообменник.

4. Камера сгорания.
5. Горелка.
6. Теплообменник ГВС.

7. Приоритетный клапан.
8. Циркуляционный насос.

Для повышения КПД в конденсационных котлах используется нагрев отработанными газами. Т. е. жидкость проходит две стадии нагрева — отработанными газами, а затем нагрев при помощи сгорания газа. По мере охлаждения топочных газов возрастает доля энергии, использующейся по назначению.

Современные котельные агрегаты конденсационного типа более экономичны при соблюдении определенных условий. Конденсация осуществляется внутри котла, поэтому наиболее полно используется не только энергия от сгорания газа, но и тепло, образующееся в процессе конденсации. Это называется высшей теплотой сгорания. Благодаря конденсации удается получить значительную прибавку тепла, достигающую 11%. На практике коэффициент полезного действия конденсационных котлов составляет 106–109%. Здесь КПД превышает 100% из-за того, что при расчете КПД традиционных котлов не учтена высшая теплота сгорания.

1. Дымоход.
2. Расширительный бак.

3. Теплообменные поверхности.
4. Модулируемая горелка.

5. Вентилятор горелки.
6. Насос.
7. Панель управления.

Казалось бы, массовая замена котельного оборудования на конденсационные агрегаты приведет к массовому эффекту. Однако ситуация не так проста. При охлаждении газов до 57°C, начнется конденсация. Водяной пар, имеющийся в составе газов, будет постепенно переходить в жидкое состояние, накапливая в себе химически активные вещества. Конденсат, образующийся внутри котла, обладает высокой химической активностью, следовательно, теплообменник должен быть изготовлен из соответствующего материала. Часть агрессивного конденсата попадает в дымоход, поэтому он тоже должен быть устойчив к такому воздействию. Образующуюся жидкость необходимо удалять из системы, например, в канализацию (если контролирующие органы позволят сливать конденсат туда).

Однако это не всегда возможно: часто котлы размещают в подвальных помещениях, не оборудованных системой канализации. При использовании септика сливать конденсат в канализацию не получится, так как это приведет к нарушению его работы. Поэтому может понадобиться дополнительное оснащение – оборудование, осуществляющее химическую нейтрализацию конденсата, а также расходные материалы для него.

В результате стоимость конденсационного котла существенно выше, для него не подходит обычный дымоход, и необходимо решить проблему утилизации конденсата. Если увеличение тепловой мощности достигает 10–15%, то это будет выгодно. Однако подобная прибавка возможна только в лучшем случае.

Для охлаждения дымовых газов необходимо забирать у них тепловую энергию и передавать ее воде, поступающей в котел. При этом нужно учитывать, какой тип отопительной системы используется: низкотемпературная или высокотемпературная система отопления. К низкотемпературным системам отопления относятся водяные теплые полы.

Если в доме смонтирован водяной теплый пол, то в котел поступает вода с температурой около 30°C. Конденсация происходит при температурных показателях около 55°C. Поэтому в такой ситуации можно эффективно охладить дымовые газы, чтобы конденсация осуществлялась в котле.

Водяной теплый пол.

Но в случаях, когда для обогрева комнат применяются радиаторы, температура теплоносителя на входе в котел остается высокой – в среднем около 50°C. При таких показателях не удается в достаточной степени охлаждать газы. В результате в котле происходит лишь частичная конденсация, а значительная доля продуктов сгорания охлаждается уже в дымоходе.

Таким образом, котельное оборудование конденсационного типа может эффективно работать только в случаях, когда в отопительной системе есть низкотемпературный контур. В системах с радиаторным обогревом КПД будет немного больше, чем у традиционного котла, но не достигнет максимально возможного значения. На практике при температурном перепаде воды от 80 до 50°C коэффициент полезного действия составляет в среднем 95–98%.

При расчете мощности конденсационного оборудования необходимо уточнять требуемую тепловую мощность и учитывать КПД в данных условиях. В документации обычно указывают как минимум два значения коэффициента полезного действия: для перепада 80–50°C и для 50–30°C. Поэтому выбирать котел нужно с учетом типа отопительной системы.

Какой газовый котел лучше и стоит ли устанавливать конденсационную модель – нужно решать в каждом индивидуальном случае. Например, если в высокотемпературной системе отопления просто заменить котел на дорогостоящий конденсационный, то прибавка будет не существенной. При новом строительстве и монтаже теплого пола можно получить около 15 дополнительных процентов мощности.