Краткий обзор систем для газового отопления частного дома

Нет смысла говорить о важности системы отопления для частного дома, особенно, если в холодное время года температура опускается далеко ниже нуля. С древних времен люди пытались обогреть себя и свое жилище. Сначала это были костры, затем печи и камины, которые имеют целый ряд недостатков. Но по-настоящему тепло стало в наших домах с появлением современных отопительных систем, которые представлены в широком ассортименте. Однако самым популярным в наше время является газовое отопление в частном доме, о котором есть смысл поговорить подробней.

Преимущества газового отопления перед другими системами отопления

Газовое отопление – это система, представляющая собой приспособление для сжигания природного газа для получения того количества тепловой энергии, которое необходимо для обогрева помещения и подогрева холодной воды. Система газового отопления состоит из газопровода, непосредственно газового котла со всеми регулирующими и контролирующими устройствами и система подачи теплоносителя. Как правило, в качестве теплоносителя используют воду – самый проверенный и менее затратный вариант теплоснабжения.

Виды котлов для газового отопления

В настоящее время используют различные виды котлов, которые работают, как на традиционном топливе, так и используют альтернативные источники энергии. О них идёт много споров – сколько технологий, столько и мнений, но самыми популярными были и остаются, несмотря на часто возникающие проблемы с газоснабжением, котлы, работающие на газу. Они имеют следующие преимущества, которые выгодно отличают газовые котлы от электрических, и устройств, работающих на твёрдом топливе:

• меньшие размеры – газовые котлы гораздо меньше конкурентов, и это очень ценится, особенно в условиях, когда размеры помещения ограничены;
• простота эксплуатации – в отличие от твёрдотопливных котлов, которые надо чистить не менее одного раза в неделю, газовые котлы не требуют такого тщательного ухода и регламентные работы достаточно проводить один раз в год;
• бесшумность – газовые котлы работают практически бесшумно, в отличие от тех же устройств, работающих на твёрдом топливе;
• низкая стоимость тепловой энергии – тепло, получаемое в газовых котлах, значительно дешевле чем то, которое получено в электрических котлах.

Таким образом, как видите, отличия есть и они существенные. В этой связи есть смысл остановить своё внимание на газовых котлах. Акцентируем внимание на их устройстве и принципе действия.

Газовые котлы – принцип действия и устройство

Принцип действия газовых котлов не отличается от других отопительных устройств. Он состоит в том, чтобы нагреть теплоноситель до нужной температуры посредством тепловой энергии, которая образуется при сжигании природного газа, а именно он является основным источником этой энергии. Посредством системы трубопроводов нагретый теплоноситель может попасть в самый отдалённый участок вашего дома. Газовые котлы отопления имеют следующее устройство:

• топка, где происходит непосредственно горение газа;
• газовая горелка, обеспечивающая горение газа;
• система труб, которые поднимают горючие газы;
• патрубки для подключения систем отопления и горячего водоснабжения;
• дымоход, обеспечивающий отвод продуктов горения в атмосферу воздуха.

Следующим этапом является доставка нагретого теплоносителя. Для этого отопительные системы имеют трубопровод, к которому подключены отопительные радиаторы – приборы, обладающие хорошей теплоотдачей и обеспечивающие достаточный уровень комфорта в помещении. В этой связи, следует отметить, что именно выбору радиаторов отопления стоит уделить особое внимание. А они, как видно на фото, бывают разного раз мера, и изготавливаются из различных материалов.

Трубопровод для газовых котлов

Однако и это ещё не всё: кроме самого котла и трубопровода в отопительную систему, входят устройства, необходимые для регулирования работы системы. Это расширительные баки, где скапливаются остатки воды или другого теплоносителя, которые образуются при нагревании, а также циркуляционный насос, без которого теплоноситель не будет передвигаться с достаточной интенсивностью, терморегуляторы, предохранительные клапаны, манометр и воздухоотвод.

Последовательность устройства

Система отопления является одной из самых важных инженерных систем частного дома. Учитывая этот факт, её устройство требует большого внимания на каждом этапе. Особенно, если вы решили сделать это самостоятельно.

Существует несколько основных этапов создания системы газового отопления:

• составление проектной документации, которая включает себя рабочий проект и чертежи. Очень важно на этом этапе правильно рассчитать мощность котла, насоса и радиаторов отопления;
• расчёт предварительной сметы;
• закупка необходимых инструментов и материалов;
• монтаж системы отопления;
• заполнение системы теплоносителем;
• контрольный (пробный) запуск системы;
• начало работы системы.

Если вы решили произвести монтаж газовой системы отопления своими руками, которое мы вам предлагаем, подтвердит наше мнение о том, что в целом система не такая уж сложная, как это кажется на первый взгляд. Для того чтобы сделать всё правильно, достаточно иметь хороший инструмент и небольшие навыки владения им. Лучше, конечно, доверить это профессионалам, ведь устройство системы отопления имеет свои нюансы установки, с которыми не всегда легко справиться начинающим.

Хотя в том случае, если вы решитесь произвести монтаж системы газового отопления своего дома самостоятельно, сможете на этом серьёзно сэкономить. Ведь не секрет, что цена установки приближается обычно к стоимости самого оборудования и материалов, а это, как вы понимаете, не малые деньги. Современный строительный рынок предлагает массу технологий и различных материалов для монтажа систем отопления, которые имеют различное качество и стоимость. Работы сейчас можно производить без наличия особых навыков и специальной техники.

Единственное, что надо помнить, работая с газовыми системами – это то, что всё, что касается работ, связанных с газом, должны выполнять работники газовых служб. Это нужно в первую очередь вам.

Газовое отопление в частном доме

Газовое отопление частного дома — наиболее распространенный вид обогрева жилья в зимний период. «Голубое топливо» — самый экономичный и доступный энергоноситель, при сгорании которого отсутствуют отходы, сажа или зола, вредные выбросы в атмосферу.

КПД современных газовых котлов достигает 98%, что говорит о высокой эффективности использования этого вида топлива. Уровень газификации различных регионов России составляет 40-75% и постоянно растет. Интерес владельцев загородных усадеб и дач к газовому оборудованию для отопления усиливается.

Виды газового топлива

Газовое топливо для обогрева домов подают по магистральному трубопроводу централизованно или поставляют в сжиженном виде. Для его хранения используют специальные емкости — газгольдеры — объемом 5-10 м³, которые устанавливают рядом с домом.

Природный газ метан в 4-5 раз дешевле сжиженного. Не требуются заправка или сложное обслуживание оборудования, как при использовании газгольдеров. Но, к сожалению, жители не всех регионов имеют доступ к магистрали. Тогда экономически оправдано применение герметичных емкостей или баллонов, так как отопление дизелем или электричеством обойдется на 30-50% дороже. Для автономного обогрева предназначена смесь пропана и бутана, которую хранят в сжиженном виде при давлении 16 бар.

Преимущества газового отопления

Газовое отопление частного дома опережает другие системы обогрева по показателям:

• Стоимость. Полное сжигание топлива способствует высокой эффективности применения этого энергоносителя. В некоторых котлах используется высвобожденная энергия при конденсации отработанных газов, что повышает КПД до 109%.
• Компактность. Современные газовые котлы напоминают навесную мебель. Их можно разместить на кухне или в небольшом помещении. При этом объем комнаты не теряется, интерьер не перегружен видом оборудования. Не нужно выделять место для хранения дров, угля или дизельного топлива.

• Безопасность. Контроль за работой системы и удаление сгоревших газов выполняют автоматические устройства. При малейшем отклонении от нормы срабатывает блокировка поступления топлива в камеру сгорания.
• Экономичный расход. В связи с ростом цен на энергоносители изготовители котлов разрабатывают и постоянно усовершенствуют модели, мало потребляющие, но производящие большое количество тепловой энергии.
• Возможность регулировать температуру теплоносителя. В результате экономятся ресурсы, в каждом помещении создаются комфортные условия.

Двухконтурные газовые котлы осуществляют одновременно отопление дома и снабжают жильцов горячей водой. В условиях загородного хозяйства эта функция немаловажна.

Особенности

Газовое отопление — объект повышенной взрыво- и пожароопасности, поэтому всеми вопросами о подключении и обслуживании занимаются специальные службы.

Перед подключением дома к газовой магистрали составляют проект прокладки линии внутри помещений, схему запитки приборов. Документы согласовывают и утверждают в Гостехнадзоре.

Помещение, где установлен газовый котел, обеспечивают хорошей вентиляцией. Для некоторых моделей оборудуют дымоход, а в котельной устраивают отдельный выход.

Котельная в частном доме

Котлы с принудительным выбросом отработанных газов подключают к системе электроснабжения. Чтобы оборудование не вышло из строя при резком скачке давления в линии, устанавливают автоматику для адаптации.

Важно. При поломках или нарушениях в работе котла нужно обращаться за помощью к специалистам с лицензией на ремонт газового оборудования.

Каким может быть газовое отопление

Система отопления в частном доме включает:

• источник тепла;
• теплопроводы;
• отопительные приборы.

Теплоноситель, распределяющий энергию от источника, может циркулировать естественным образом или нагнетаться насосами. Для поддержания основных параметров заданного режима работы и отведения сгоревших газов в систему встроены датчики, клапаны, насосы и другая автоматика.

По типу теплоносителя различают водяное и воздушное отопление.

Водяное отопление

Использовать воду как теплоноситель для отопления начали в конце 18 века. Французский инженер Боннеман создал обогреваемый инкубатор с естественной циркуляцией жидкости. В России до 1917 года такую систему могли позволить себе лишь богатые люди и доходные дома. Остальные жители для обогрева использовали дровяную или угольную печь.

Сейчас вода или химические жидкости — наиболее распространенный теплоноситель в отопительных системах как многоквартирных, так и частных домов.

Вода обладает максимальной теплоемкостью среди всех известных веществ — 4,18 Дж/гК. Медленно нагреваясь, она так же медленно отдает энергию окружающему пространству. Это самый эффективный тепловой аккумулятор, который сглаживает перепады температуры в масштабах планеты.

Вода или антифризы, нагретые газовым котлом, движутся по трубам к приборам отопления, где передают тепло окружающему пространству посредством излучения. В процесс включается перенос энергии конвекцией между нагретыми слоями воздуха.

Системы отопления с жидким теплоносителем отличают:

• длительный срок эксплуатации;
• возможность использования различных видов топлива в универсальных котлах;
• долгое сохранение тепла в помещении при остывании воды в радиаторах;
• равномерный прогрев батарей;
• простое обслуживание.

Недостатки водяных систем:

• монтаж трубопровода и радиаторов достаточно трудоемок;
• при перерывах в работе зимой трубопровод может повреждаться;
• в открытых системах, где вода испаряется в расширительных баках, требуется регулярная подпитка;
• длительное присутствие воды вызывает коррозия металлических деталей, выпадение нерастворимого осадка;
• при перепадах давления образуются воздушные пробки.

Некоторые недостатки устраняют применением дистиллированной воды или антифриза. Это приводит к удорожанию эксплуатации, но предохраняет от поломок и образования течей.

Воздушный (конвекторный) обогрев

В воздушных системах отопления тепло передается конвекцией. Воздух в помещении нагревается специальными приборами — конвекторами. Природный или сжиженный газ при сгорании преобразуется в энергию без участия теплоносителя.

Конвекторы с помощью датчиков поддерживают в комнате заданный температурный режим. Приборы оснащены камерой сгорания закрытого типа. Отработанные газы выходят на улицу по коаксиальной трубе, вмонтированной в стену. В помещении отсутствуют запах, уровень кислорода не снижается, чего напрасно боятся жители частных домов.

Воздушное отопление по сравнению с традиционным водяным намного экономичнее. Не требуется прокладка труб, закачка теплоносителя. Энергия тратится на обогрев помещения, а не теряется при прохождении по трубопроводу и для нагрева радиаторов. Расход газа — 0,13-0,51 м³/час при мощности 2-10 кВт.

Виды газовых котлов

Котел — основной элемент системы газового отопления частного дома. Он должен быть достаточно мощным, чтобы обеспечить прогрев всех помещений, безопасным и экономичным. Читайте также статью про котельную для частного дома, мы расскажем про основные требования и важные детали.

Изготовители производят газовое оборудование двух типов:

• Настенное. Компактные котлы размещают в специальной раме или на стене. Предназначены для отопления площади до 1200 м². Максимальная мощность — 100 кВт. Горелка изготовлена из стали или меди. Возможна настройка на потребление как природного, так и сжиженного газа.

• Напольное. Тяжелые мощные котлы для отопления больших площадей устанавливают на платформу. Теплообменники чугунные или стальные. Универсальные модели могут работать на жидком или твердом топливе.

Котел газовый напольный

Котлы выпускают с одним или двумя контурами. Первые предназначены только для отопления, вторые дополнительно обеспечивают жильцов горячей водой, которая нагревается в проточном теплообменнике или накопителе. Для розжига предусмотрены пьезо- или электронные устройства.

Газовое оборудование оснащают тягой двух типов:

• Естественной, при которой топливо сгорает в открытой камере, забор воздуха и выброс отработанных газов осуществляется в окружающую атмосферу. Котлы с такой тягой размещают в отдельном помещении, оборудованном дымоходами.
• Принудительной, где камера сгорания закрытая, а каналы для забора и отвода воздуха или газов сообщаются только с улицей. Их движение управляется автоматическими турбинами. Не требуются громоздкие дымоходы, продукты горения выбрасываются наружу через коаксиальную трубу, вмонтированную в стену.

Для нагрева теплоносителя используется низшая или высшая теплота сгорания топлива. В первом случае это традиционные котлы, где вода или антифриз охлаждаются в системе и поступают сразу в теплообменник.

В конденсационных котлах два теплообменника. В одном топливо сгорает, нагревая воду, в другой теплоноситель поступает из обратки. Там он предварительно подогревается энергией, полученной при конденсации паров из камеры сгорания.

Настенные котлы для отопления

Настенный котел — это котельная в миниатюре. В него уже встроены обвязка, расширительный бак и циркуляционный насос.

Топливо от сети подается в закрытую камеру сгорания. Теплоноситель нагревается в теплообменнике до заданной температуры и поступает в отопительную систему. Продукты горения через коаксиальную трубу выводятся наружу с помощью принудительной тяги, создаваемой вентилятором.

В двухконтурных котлах теплоноситель для отопления нагревается в первичном теплообменнике, вода для бытового потребления — во вторичном. В некоторых комбинированных моделях обе функции выполнят один теплообменник.

Устройство двухконтурного настенного котла

Автоматика управления и устройства безопасности обеспечивают работу котла в нужном режиме. Оборудование может изменять выработку тепла в зависимости от потребностей системы отопления на текущий момент. Модулируемая горелка позволяет регулировать подачу газа и интенсивность пламени. При этом температура воды остается постоянной независимо от расхода.

Модели для непостоянного использования оснащены защитой от замерзания. В таких системах оборудование работает в энергосберегающем режиме, поддерживая температуру теплоносителя в пределах +5°С…+6°С.

В некоторые котлах осуществляется самодиагностика. При обнаружении неисправности код ошибки выдается на табло. Сотрудник сервисной службы, получив эту информацию, сможет исправить неполадки очень быстро.

Напольные газовые котлы

Устройство и принцип работы напольных котлов во многом схожи с настенными аналогами. Топливо подается в камеру сгорания, где теплоноситель подогревается до нужной температуры и поступает в трубопровод для отопления или нужд хозяйственного назначения.

Основное отличие — более тяжелый и емкий теплообменник, обеспечивающий высокую мощность и долговечность котла. Чугун, из которого изготавливают важнейшую часть, отличается химической и температурной стойкостью, не прогорает, не корродирует в отличие от меди или стали.

По сравнению с настенными моделями, срок службы которых ограничен 10-15 годами, такой котел возможно эксплуатировать до 50 лет. Но чугун достаточно хрупок и чувствителен к перепаду температур. Особенно опасно воздействие холодной воды на разогретый металл.

Важно. При эксплуатации нужно избегать засорения каналов теплообменника, подпитки работающего котла холодной водой, неправильной настройки горелки. В результате может возникнуть «тепловой шок» чугуна, последствия которого — деформации элементов или их растрескивание.

Схемы газового отопления дома

Схему газового отопления частного дома разрабатывают, чтобы правильно организовать обогрев всех помещений, минимизировать затраты и оптимально использовать мощность отопительного котла.

Горячая вода циркулирует по трубам, подчиняясь естественным законам физики. Сначала в нагретом виде она поднимается по стояку, затем после охлаждения в радиаторах поступает обратно в коллектор и направляется к котлу. Движение жидкости обуславливает перепад гидростатического давления между столбами горячей и холодной воды. Такая система называется гравитационной, применяется там, где отопительные приборы расположены на этажах по вертикали.

В частных домах с нижней подачей воды или горизонтальной разводкой по этажам применяют принудительную циркуляцию теплоносителя с нагнетанием насосами. При этом выравнивается температура в радиаторах, затрачивается меньшая мощность котла, используются трубы более тонкого диаметра.

Способ разводки

Для отопления частных домов применяют системы:

• однотрубную, где подачу и забор теплоносителя ко всем радиаторам выполняет одна магистраль;
• двухтрубную, когда для подачи служит одна труба, для отведения — другая;
• лучевую, в которых каждый радиатор запитывается отдельной линией.

Однотрубную схему рекомендуется использовать в домах площадью до 100 м². Вода, последовательно проходящая через радиаторы, охлаждается. Первая от котла батарея всегда горячее последней. На больших площадях эта разница слишком велика, поэтому там применяют раздельное подведение и отвод теплоносителя.

Пример разводки в двухэтажном частном доме

Разводка труб может быть горизонтальной или вертикальной. Это условное разграничение, определяющее положение подающего горячую воду стояка.

Горизонтальная разводка чаще применяется при принудительном движении теплоносителя. В вертикальной системе с верхней подачей воды возникает достаточная разница гидростатического давления между холодным и горячим сегментами отопительного контура. Поэтому более оправданно использование естественной циркуляции.

Все вопросы по проектированию газового отопления желательно решать с профессионалами. Ошибки при организации обогрева жилья обходятся дорого и заканчиваются полным или частичным переоборудованием, ремонтом отделки.