Газовые настенные котлы с одним контуром – особенности и подключение

Природный магистральный газ наиболее дешевое и удобное топливо для обогрева домов. Сеть магистралей постоянно расширяется, увеличивается и количество газовых котлов в домах и квартирах.

Все большую популярность приобретают именно настенные варианты, с закрытой горелкой и одним контуром нагрева, как удобные, не требующие оборудования специальной котельной.

Их можно разместить в не жилой комнате, достаточной площади для обслуживания, куда подведен (согласно проекту) газовый трубопровод, и которое может быть оборудовано дымоходом, входящим в комплект котла.

Популярности настенных одноконтурных котлов способствует и появление моделей повышенной мощности.

Какие мощности потребуются

Сейчас имеются модели настенных газовых котлов с закрытой камерой сгорания мощностью 40кВт и более. Это значит, что такими аппаратами могут отапливаться нормально утепленные дома площадью до 300 м кв. и квартиры площадью 400 м кв. и более. Т.е. большинство частных жилищ может обогреваться именно таким оборудованием.

Расчет по мощности, для домов с «нормальным» утеплением, можно делать и так – 1кВт на 10 м кв. общей площади, плюс резерв и запас на бойлер (ГВС) 30%.

Отличия напольных котлов

Напольные газовые котлы мощностью 30 — 100 кВт и больше, а открытой горелкой, забирающей воздух из помещения, требуют специального атмосферного дымохода, размещение только в специально-оборудованной топочной с воздухопритоком…

Но их достоинства — большая мощность (для больших домов), могут работать без электричества, чугунные долговечные теплообменники…

Что нового в современных моделях газовых котлов

Помимо увеличенной мощности производители радуют нас следующим.

• Конденсационная система.
  Это специальный вид котлов, более дорогой, в которых энергосберегающая технология позволяет получать КПД 111%. Подробней читать о «чудовищный КПД» и почему на западе покупают только конденсационные котлы
• Модуляционная горелка.
  Позволяет электронике менять мощность буквально от 15%. Оборудование гибко подстраивается под систему отопления и нагрева горячей воды, экономится моторесурс и энергия.
• Модели с наличием в корпусе не только насоса, но и электроники, расширительного бака и бойлера ГВС. Теперь миникотельная может быть компактной, без «обвеса» труб.

Но далее рассмотрим типичную схему одноконтурного настенного газового котла, как наиболее часто применяющегося.

Как устроен одноконтурный газовый котел

Приведена блочная схема газового котла с одним контуром нагрева и возможностью подключения бойлера ГВС и управления им.

На общей схеме представлено:
1 – циркуляционный насос;
2 – расширительный бак;
3 – теплообменник;
4 – газовая горелка;
5 – переключающий (трёхходовой) клапан
СО — система отопления
Б — бойлер ГВС

Нужно обратить внимание на трехходовой клапан. Он переключает подачу теплоносителя между системой отопления и бойлером косвенного нагрева горячего водоснабжения. Управляется автоматикой котла по сигналам датчика температуры, установленного на бойлере.

Схема подключения бойлера к одноконтурному котлу

ГВС имеет всегда приоритет перед отоплением, если нужно греть водоснабжение котел всегда переключается в этот режим.

На схеме — датчик бойлера не подключен, котел работает только на систему отопления.
Выводы 1 на бойлер заглушаются без подключения ГВС.

Схема – как подключить бойлер к газовому котлу. Если с датчика ГВС (указан стрелкой) поступает сигнал «Холодный», котел сразу же переключается на нагрев бойлера. Когда поступает сигнал «Горячий» трехходовой клапан переключает подачу теплоносителя обратно на отопление.

Как котел нагревает косвенный бойлер

Применяется бойлер косвенного нагрева, внутри которого находится змеевик-теплообменник по которому и движется теплонроситель большой температуры.

При режиме «Нагрев бойлера» котел переходит на максимальную мощность, если в нем модулирующая горелка.

И развивает максимальную температуру теплоносителя (+80 град), чтобы разогреть ГВС до требуемых обычно +50 — +60 град быстрее.

Наличие бойлера косвенного нагрева, требует применение котла процентов на 10 — 25 больше, в зависимости от конкретной системы, по сравнению если бы нагрев велся только отоплением.

Важные элементы газового котла

• Теплообменник — наиболее дорогой элемент, от его качества зависит работа всей системы. Специальные марки стали у именитых производителей дают возможность говорить о сроке эксплуатации настенного газового котла в 20 лет и более.
• Циркуляционный насос обеспечивает движение жидкости по контурам радиаторного отопления и бойлера. У теплого пола со смесительным узлом — свой дополнительный насос — схемы теплого пола
• Термопара — важный датчик — главная защита, прекращает подачу газа, если горение прекратилось. Подробней о термопаре читайте здесь
• Расширительный бак, может быть встроенным или вынесенным, — компенсирует тепловое расширение жидкости при нагреве, накачивается воздухом.

Система принудительного дымоудаления, обеспечивает снабжение горелки воздухом и отвод газов

Электроника с самодиагностикой и различными защитами.

Трехходовой клапан — переключение на бойлер, о чем сказано выше.

В чем удобство и преимущество одноконтурного котла

Бойлер косвенного нагрева, питаемый всей мощью одноконтурного котла, может дать неограниченное (по меркам частного домовладения) количество горячей воды, ее хватит и на мощный душ, и на джакузи…

Но важно, что также он способен отдавать и тонкую струйку горячей воды стабильной температуры — сполоснуть руки, помыть посуду….

Котел же будет включаться только по необходимости, когда вода в бойлере (200 — 300 литров обычно) остыла и требуется разогреет ее до верхней установленной температуры.

Накопительный бойлер, нагреваемый теплоносителем отопления (косвенный нагрев), – как аккумулирующая и стабилизирующая емкость, обеспечивает комфорт водопользования. Всегда в наличии большое количество воды стабильной температуры.

С двухконтурным котлом без бойлера нет комфорта

При прямоточном нагреве в двухконтурном котле горячей воды маловато для ванной и много для тонкой струйки, а температура ее не стабильна в зависимости от расхода (прямой нагрев).

Двухконтурный котел без накопительного бойлера – эконом вариант, не обеспечивает комфорт.

Важно, что вторым контуром нагреть бойлер косвенного нагрева невозможно – установлено ограничение по температуре, чтобы не было ожогов, что мало для разогрева по косвенной схеме.

Выручить может только установка на контуре ГВС прямого накопительного бойлера – стабилизатора и аккумулятора горячей воды.

По этой причине одноконтурный газовый котел с бойлером косвенного нагрева имеет наибольшую популярность.

Одноконтурное отопление частного дома

Владельцы загородной недвижимости сталкиваются с проблемой необходимости обеспечения водоснабжения и отопления коттеджа. Эти функциональные составляющие могут быть взаимосвязаны, объединены системой двухконтурного газового котла, но такой вариант является достаточно сложным в монтаже, дорогостоящим. В качестве альтернативного варианта можно использовать систему одноконтурного отопления.

Принцип работы однотрубного отопления

Принцип одноконтурного (однотрубного) отопления заключается в последовательном (линейном) соединении радиаторов, теплоноситель (вода) движется по одной трубе. Вход трубы радиатора одноконтурного отопления находится в верхней части, выход в нижней. Труба, проходящая под радиатором, имеет уменьшенный диаметр, чем магистральная, называется байпасом.

Перечислим все элементы, из которых состоит однотрубная или одноконтурная, система отопления:

• котел;
• радиаторы;
• трубы;
• расширительный бак (основное назначение этого элемента – компенсация расширения воды при нагревании);
• байпасы;
• отсекающие краны;

Именно благодаря наличию байпасов, наличие второй магистральной трубы, по которой в обратном направлении идет вода уже другой температуры, необязательно. Наличие байпасов облегчает ремонт установки. Но здесь важно учитывать при использовании двухтрубной системы теплоноситель подходит к каждому радиатору с одинаковой температурой, нижний выход от каждого радиатора соединяется с нижней трубой теплоносителя, идущей к котлу.

При выборе одноконтурной системы отопления к каждому последующему радиатору вода подходит с потерями температурного режима. Об этом следует помнить, прокладывать магистраль таким образом, чтобы сначала присоединялись радиаторы помещений, где воздух должен максимально прогреваться, а самый последний радиатор был расположен в той комнате, где меньше всего требуется тепло.

Этот недостаток можно компенсировать за счет определенных манипуляций, например:

• увеличить теплоемкость последних радиаторов;
• повысить температуру на самом котле.

Недостаток последнего варианта в том, что в ближнем помещении установится слишком высокая температура. Компенсация обойдется владельцам загородного коттеджа достаточно дорого, энергопотери повысятся.

Виды одноконтурного отопления

Существует несколько классификаций одноконтурных систем отопления в зависимости от различных параметров. Первоначально следует обозначить основные типы систем:

Поскольку вода имеет достаточно высокий коэффициент расширения при нагревании (0,3% вследствие увеличения температуры каждые 10 градусов), необходимо компенсировать увеличивающийся объем теплоносителя, чтобы не повредились трубы, избежать аварии. Компенсацию осуществляют, как правило, за счет расширительного бака внутрь которого вставлена мембрана из полимеров. Эта мембрана эластична, под действием увеличивающейся в объеме воды заполняет бак полностью.

Использование таких мембранных баков характерно для закрытых, полностью автоматизированных систем. Котлы для таких систем работают на газе, пеллетах, мазуте. Они отличаются безопасностью, поскольку при увеличении давления, система автоматически выключается.

Ранее использовались преимущественно одноконтурные системы открытого типа, которые еще именуются системами отопления с естественной циркуляцией. В таких устройствах устанавливается патрубок, через который выводилось избыточное давление, пары в атмосферу, если интенсивная работа котла становится причиной существенного расширения теплоносителя.

Установки для отопления частного коттеджа также делятся на системы с:

• естественной циркуляцией;
• принудительной циркуляцией.

В установках естественной циркуляции используется закон Архимеда, согласно которому под влиянием конвекции нагретый теплоноситель перемещается наверх. Чтобы реализовать использование этого принципа магистрали располагают с небольшим уклоном.

Принудительная циркуляция осуществляется за счет включения в систему специальных насосов, других инженерных устройств перекачки воды. Такой вариант считается более современным, не требует использования труб, арматуры большего диаметра, соответственно дополнительных трудозатрат, в большей степени подходит для многоэтажных коттеджей, где необходимо подавать теплоноситель на верхние этажи. Использование насосов затруднено, если есть проблемы с постоянным, мощным энергоснабжением.

Система Паук

Так называемая система «Паук» относится к одноконутрным установкам естественной циркуляции. На сегодняшний день этот принцип построения соединения котла и магистралей, идущих к радиатору, считается устаревшей, используется в основном в отдаленных от областных центров населенных пунктах, где могут возникнуть проблемы с энергоснабжением. По внешнему виду система действительно напоминает паука (котел устанавливается на чердаке, от него отходят магистрали), поэтому она получила такое название в простонародье. Установку реализуют своими руками.

Система «Ленинградка»

К наиболее надежным системам, которая также является вариантом естественной циркуляции, относится «Ленинградка». «Ленинградка» — оптимальное соотношение цены и качества, учитывая простоту реализации проекта, эффективность. Классическая «Ленинградка» представляет собой комплекс из последовательно соединенных радиаторов по периметру помещений с единым трубопроводом, источником нагрева является котел. Такой вариант нередко устанавливают в небольших двухэтажных коттеджах с использованием циркуляционного насоса.

Типы подключения радиаторов

Различают три основных типа подключения одноконтурной системы отопления:

Стандартные радиаторы могут состоять из верхнего и нижнего горизонтальных коллекторов. Боковое подключение означает: в верхний горизонтальный коллектор поступает теплоноситель, затем теплоноситель спускается по вертикальным каналам радиатора, через нижний горизонтальный коллектор уходит в ту сторону (например, влево), откуда пришел. В данном случае лучше прогреваются левые секции, расположенные ближе к магистрали, чем больше секций радиатора, тем хуже будут прогревать последние секции, это отражается на общей теплоотдаче.

В случае нижнего подключения, теплоноситель по секциям сначала достаточно равномерно поднимается вверх, затем вниз, равномерно распределяя тепло внутри батареи. Такой вариант в плане теплопотерь считается более экономичным, но полностью избежать потери не удается, примерно 10-20% энергии тратится впустую.

При диагональном типе подключения, теплоноситель поступает по верхнему коллектору, спускается вниз по вертикальным каналам, уходит через нижний горизонтальный коллектор, который расположен диагонально относительно входящей магистрали. Такой вариант считается наиболее эффективным, поскольку теплоноситель распределяется более равномерно.

Одноконтурное или двухконтурное: какое отопление лучше?

Как уже отмечалось выше, преимуществом одноконтурной установки отопления являются простота монтажа, снижение затрат на комплектующие системы, особенно если рассматривать вариант с естественной циркуляцией, который к тому же позволяет экономить электроэнергию. Такой вариант доступен для установки системы в загородных коттеджах в самых отдаленных населенных пунктах страны, где возможны перебои с подачей электроэнергии.

К числу недостатков одноконтурного отопления можно отнести неравномерное распределение тепла по помещениям, в том, который находится ближе всего к котлу, температура всегда будет выше, поскольку, проходя по магистрали, теплоноситель теряет свои температурные показатели.

В случае с двухконтурным отоплением теплоноситель распространяется по всем радиаторам равномерно. При этом система включает не одну, а две магистрали. По одной трубе теплоноситель идет на вход в радиаторы, по другой уже остывший теплоноситель – на выход. Затраты на установку значительно выше, чем в случае одноконтурного отопления, монтаж производить сложнее.

В обоих случаях используется котел, который может работать на жидком или на твердом топливе. Вид топлива выбирают с учетом себестоимости (например, газ относится к наиболее экономичным вариантам), безопасности, доступности в любое время года.

Вне зависимости от выбора системы, специалисты рекомендуют установить циркуляционный насос, что позволит обеспечить наиболее равномерное распределение тепла в помещениях. Чаще всего предпочтение в современных автономных установках отдают системам с мембранными баками. Такие варианты считаются наиболее эффективными, безопасными.