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.

С одним контуром или двумя? С бойлером или без? Выбираем газовый котел

С одним контуром или двумя? С бойлером или без? При выборе газового котла для отопления дома надо сразу принять решение, как будет устроено горячее водоснабжение. Houzz.ru описал несколько схем, как обладатель газового котла может добыть горячую воду — и у каждой есть свои плюсы и минусы. Разберемся, какая из них подойдет для решения конкретных задач.

Слабое место двухконтурного котла

Газовые котлы делятся на одноконтурные (отопление) и двухконтурные (отопление и горячее водоснабжение). Это не значит, что одноконтурный котел не способен обеспечить дом горячей водой. Но изначально, в оригинальной комплектации, такую функцию имеет только аппарат, рассчитанный на два контура.

Как он работает? Двухконтурный котел имеет два теплообменника: основной отвечает за нагрев теплоносителя в системе отопления, а дополнительный, по сути, работает как проточный водонагреватель. Когда кто-то включает воду в кране, клапан переключает теплоноситель на вторичный теплообменник и начинает греть проточную воду. Действует приоритет системы ГВС: пока из крана льется вода, отопление не работает.

Двухконтурные газовые котлы часто бывают настенными, с закрытыми камерами сгорания и тонкими коаксиальными дымоходами. Выглядят аккуратно и стоят ненамного дороже одноконтурных. К тому же такой котел — практически мини-котельная, в нем уже есть вся необходимая начинка: циркуляционный насос, расширительный бачок, контроллер, системы безопасности.

Чем плох этот вариант? Схема ГВС с двухконтурным газовым котлом не может обеспечить комфортное и экономное пользование горячей водой в доме по следующим причинам.

Температура и напор воды в трубах очень сильно зависят от величины расхода воды. По этой причине при открывании еще одного крана значительно меняется температура воды и напор в системе ГВС. Одновременно пользоваться водой даже в двух местах очень некомфортно.

Фото: ktl.by

Для получения воды необходимой температуры часто приходится расходовать больше воды, чем это необходимо.

При каждом открытии водоразборного крана двухконтурный котел то включается, то выключается, что сокращает ресурс их работы.

В системах ГВС с двухконтурным котлом невозможно сделать рециркуляцию воды в трубах разводки по дому. Время ожидания горячей воды растет по мере увеличения длины труб от котла до места разбора воды. Часть воды в самом начале приходится бесполезно сливать в канализацию. Причем это вода, которая уже была нагрета, но успела остыть в трубах.

Итак, двухконтурный котел с проточным водонагревателем, не требующий бойлера, хорош для маленького дома или квартиры, поскольку существенно экономит место. Его есть смысл выбрать, если в семье два-три человека.

Интегрированный накопитель

Двухконтурный котел со встроенным бойлером послойного нагрева — совсем другое дело. При всех преимуществах двух контуров он лишен многих недостатков модели без накопителя. Благодаря встроенному «термосу» такой котел может сразу выдать воду заданной температуры на несколько точек водозабора. В бойлерах послойного нагрева нет теплообменника, а вода греется благодаря проточному нагревателю. Пока вы расходуете запас, нагреется новая.

Конденсационный котел со встроенным бойлером послойного нагрева воды на кухне (белый с магнитиками)

Обычно бойлеры послойного нагрева помещаются в один корпус с двухконтурными котлами. Нагретая вода движется из теплообменника котла в бойлер. Вода, которая используется в системе горячего водоснабжения, берется из верхних слоев водонагревателя.

Бойлер находится в нижней части котла

Чаще всего подобные устройства применяются в случае отсутствия возможности установить большой бойлер косвенного нагрева, функционирующий с одноконтурным котлом.
Встроенными накопителями оснащают и навесные, и напольные модели. Особенно хороши последние, поскольку баки у них покрупнее.

Фото: mynovostroika.ru

В среднем по производительности бойлер послойного нагрева в полтора раза эффективнее бойлера косвенного нагрева (со змеевиком), а на начальном этапе работы — еще больше. Вода поступает в верхний слой бака уже горячей, и оттуда же забирается в контур ГВС. Через пять минут можно принимать душ. В бойлере косвенного нагрева вся вода нагревается одновременно, и времени на ожидание уйдет раза в четыре больше. При нечастом и нерегулярном использовании горячей воды бойлер послойного нагрева будет выгоднее косвенного: меньше потери тепла при остывании и подогреве. Опять же — место: котел с бойлером послойного нагрева объемом в 20−30 литров не особо отличается по размерам от котла без бойлера. Ему не нужна котельная.

Фото: mynovostroika.ru

Какие минусы? Во-первых, цена: газовые котлы с интегрированными бойлерами стоят значительно дороже чисто двухконтурных аналогов.

Во-вторых, двухконтурные котлы при жесткой воде — плохой вариант и с бойлером, и без. Пластины вторичного теплообменника быстро зарастают накипью, происходит закипание. Чистка не панацея: чем чаще чистишь, тем быстрее оседает накипь. Поэтому если вы уже купили такой аппарат, придется заняться подготовкой воды. Отдайте ее на анализ еще до монтажа системы. В лаборатории вам дадут рекомендации по смягчению и очистке воды. Где-то хватит угольных фильтров, а где-то понадобится блок химической очистки.

Бойлер косвенного нагрева

Если вам постоянно нужна горячая вода комфортной температуры, есть резон выбрать одноконтурный котел и присоединить к нему бойлер косвенного нагрева. В отличие от бойлера послойного нагрева, в нем имеется змеевик (спиральный теплообменник), по которому движется горячая вода или антифриз из системы отопления, отдавая часть тепла воде в баке. Даже при выключенном отоплении она благодаря теплоизоляции из пенополиуретана за сутки остывает всего на несколько градусов.

Одноконтурный газовый котел с бойлером косвенного нагрева

Бак у накопительного водонагревателя обычно делается из нержавеющей или эмалированной стали, иногда используется стеклокерамика. С коррозией в баке водонагревателя борется магниевый или титановый анод. Последний дороже, но лучше.
То, насколько выгоден окажется для вас бойлер — хоть электрический, с ТЭНом, хоть косвенного нагрева — зависит от теплоизоляции бака: хороший не бывает менее 4 см толщиной. Если вы будете пользоваться прибором постоянно, не стоит экономить: чем лучше теплоизоляция, тем меньше вы потратите топлива.

Если бойлер позволяет организовать рециркуляцию в системе ГВС, будет совсем хорошо: из любого крана сразу пойдет горячая вода, поскольку насос будет ее все время гонять по кругу. На контур с рециркуляцией можно «повесить» полотенцесушитель или водяной теплый пол, которые будут работать без включенного отопления. Экономическая выгода рециркуляции — спорный вопрос (энергозатраты насоса и рассеивание тепла при циркуляции против водозатрат при сливе), но это удобно.

Основных минусов у комбинации одноконтурного котла и бойлера косвенного нагрева два: вместе они дороже двухконтурного котла и потребуют отдельного помещения под котельную. На кухне такую пару уже не поставишь.