Автономное газовое отопление частного дома: варианты устройства и обзор лучших решений

Цены на газ постоянно растут, но пока еще отопление этим видом топлива остается одним из самых недорогих. Но речь идет о ежемесячных расходах — современные котлы имеют высокий КПД — 95-98%, что сокращает расходы. Также популярности добавляет высокая степень автоматизации — можно оставлять дом на довольно продолжительные периоды без особого риска (если электричество не отключат). Именно поэтому многие рассматривают именно газовое отопление частного дома в первую очередь.

Газовое отопление частного дома, пока, все еще наиболее экономичное

Каким может быть газовое отопление

Для отопления можно использовать два вида газа — магистральный и сжиженный. Магистральный газ под определенным давлением подается по трубам к потребителям. Это единая централизованная система. Сжиженный газ может поставляться в баллонах разной емкости, но обычно в 50 литровых. Также его заливают в газгольдеры — специальные герметичные емкости для хранения этого вида топлива.

Примерная картина по стоимости отопления разными видами топлива

Более дешевое отопление — с использованием магистрального газа (не считая подключения), применение сжиженного газа лишь чуть дешевле чем использование жидких видов топлива. Это общая статистика, но конкретно надо считать по каждому региону — цены отличаются значительно.

Водяное отопление

Традиционно в частных домах делают водяную систему отопления. Она состоит из:

• источника тепла — в данном случае — газового котла;
• радиаторов отопления;
• труб — соединяющих котел и радиаторы;
• теплоносителя — воды или незамерзающей жидкости, которая движется по системе перенося тепло от котла.
  Схема водяного газового отопления для частного дома.

Это самое общее описание системы водяного газового отопления частного дома, ведь есть еще немало дополнительных элементов, обеспечивающих работоспособность и безопасность. Но схематично — это основные компоненты. В данных системах котлы отопления могут быть на природном или сжиженном газе. Некоторые модели напольных котлов могут работать с двумя этими видами топлива, причем есть такие, которые даже не требуют замены горелки.

Воздушный (конвекторный) обогрев

Кроме того сжиженный газ также может использоваться как топливо для специальных конвекторов. В этом случае помещения отапливают нагретым воздухом, соответственно отопление — воздушное. Не так давно на рынке появились конвектора которые могут работать от сжиженного газа. Они требуют перенастройки, но могут работать и на этом виде топлива.

Газовые конвекторы хороши, если надо быстро поднять температуру в помещении. Они начинают прогрев помещения сразу после включения, но также быстро он перестают греть — как только выключаются. Еще один недостаток — они сушат воздух и выжигают кислород. Потому в помещении требуется хорошая вентиляция, зато нет необходимости ставить радиаторы и сооружать трубопровод. Так что и в этом варианте есть свои плюсы.

Виды газовых котлов

По типу монтажа различают два типа газовых котлов: напольные и настенные. Настенные работать могут только с природным газом, напольные — с двумя типами голубого топлива. Плюс настенных газовых котлов в том, что их можно устанавливать в кухнях — они автоматизированы и безопасны. Некоторые напольные тоже могут устанавливаться на кухне (мощностью до 60 кВт), но это помещение должно отвечать определенным требованиям.

Настенный вариант более компактный, но менее мощный

Виды настенных котлов для отопления дома

В первую очередь стоит разделить газовое отопительное оборудование по функционалу: будет оно использоваться только для отопления или еще для подготовки горячей воды для технических нужд. Если предполагается подогрева воды, нужен двухконтурный котел, только на отопление работает одноконтурный.

Настенные газовые котлы — небольшой шкафчик, который модно установить на кухне

Далее следует определиться с типом отвода дыма. Есть газовые котлы с атмосферными дымоходами и открытыми камерами сгорания, есть с турбированными (камера сгорания у них закрытая). Атмосферные требуют наличия хорошего дымохода и тяги в нем, кислород для горения поступает из помещения в котором установлен агрегат, потому должен быть канал притока воздуха и исправный дымоход (при пуске системы все это проверяют).

Виды камер сгорания

Котлы с принудительной тягой (турбированные) можно ставить без дымохода. Дымовой выход котла через коаксиальную трубу (называют еще труба в трубе) может выводиться прямо в стену. При этом по одной трубе выходит дым (качается турбиной), по второй поступает воздух для горения прямо в камеру сгорания.

Этот тип оборудования всем хорош, кроме того, что зимой коаксиал зарастает инеем, что ухудшает тягу. При плохой тяге автоматика гасит котел — чтобы в помещение не поступали продукты сгорания. Включение возможно только при восстановлении тяги, то есть придется оббивать или каким-то другим способом удалять снежные наросты.

Также есть отдельный тип котлов — конденсационные. Они отличаются очень высокой эффективностью за счет того, что отбирается тепло у дымовых газов (конденсируют пары). Но высокая эффективность достигается только при работе в низкотемпературном режиме — в обратном трубопроводе теплоноситель не должен иметь температуру выше +40°C. Если температура будет еще ниже — еще лучше.

Конденсационные котлы наиболее эффективные

Такие условия подходят для отопления водяными теплыми полами. Так что если вы задумали такое газовое отопление частного дома — с теплыми полами, то конденсационный котел — это то что требуется. Минусов у него немного — высокая цена (по сравнению с обычными) и едкий конденсат, который предъявляет особые требования к качеству дымохода (из хорошей нержавейки).

Напольные газовые котлы

Если вам необходима большая мощность, настенный вариант не подойдет — у них максимальная производительность 40-50 кВт. В этом случае ставят напольный котел. Вот они есть больших мощностей, а еще есть модели, которые могут работать в каскаде. Так вообще можно отапливать большие площади.

Некоторые из напольных котлов могут работать не только от магистрального газа, но и от сжиженного. Некоторые могут еще работать и с жидким топливом. Так что это довольно удобные агрегаты. Корпус у них из стали, а теплообменник может быть стальным или чугунным. Чугунные весят и стоят больше, но имеют более длительный срок эксплуатации — на 10-15 лет. Внутри корпуса находится горелка, автоматика и теплообменник.

Строение напольного газового котла

При выборе необходимо обращать внимание на функциональные возможности автоматики. Кроме стандартного набора — контроля наличия газа, пламени и тяги есть еще немало полезных функций:

• поддержание заданной температуры,
• возможность программирования режимов по дням или часам,
• совместимость с комнатными термостатами;
• подстраивание работы котла под погоду,
• летний режим — работа на нагрев воды без отопления;
• возможность работы параллельно с солнечными батареями или другими альтернативными источниками тепла и т.д.

Чем более широкий функционал у автоматики, тем дороже котел и его техническое обслуживание. Но также многие программы позволяют экономить топливо, что не мене важно. В общем, выбирать вам.

Схемы газового отопления дома

Речь пойдет о водяном отоплении с использованием газа. Сразу стоит определиться с типом циркуляции теплоносителя. Она бывает естественной (такие системы еще называют гравитационными) или принудительной (с обязательным насосом).

Гравитационные системы требуют установки руб большого диаметра, то есть теплоносителя в системе получается много. Второй момент — за счет того что движется теплоноситель по трубам с небольшой скоростью, эффективность отопления не очень высокая. Дальние радиаторы в длинных ветках могут быть холодными. Это о недостатках. Их немало, но есть один большой плюс — системы с естественной циркуляцией не зависят от электричества. Это важно в тех регионах, в которых свет отключают часто.

Схема ситемы с естественной циркуляцией

Теперь немного о системах с принудительной циркуляцией. Они более эффективны — теплоноситель движется с заданной скоростью, доставляя тепло во все уголки системы. Наличие насоса позволяет использовать трубы небольших диаметров. Это значит, что теплоносителя в системе не много и он быстро прогревается. В общем, они обеспечивают больший уровень комфорта, но имеют серьезный минус — для работы необходимо электричество, то есть требуется резервное питание. Если свет отключают редко, достаточно установить блок бесперебойного питания с несколькими аккумуляторами. Они могут обеспечить работу котла на десятки часов. Если же отключают свет часто и надолго, придется встраивать в систему еще и генератор. В любом случае, это дополнительные затраты и немалые.

Есть еще системы комбинированные — они спроектированы как гравитационные, но имеют встроенный циркуляционный насос. Такое решение можно назвать идеальным с точки зрения практичности: пока свет есть, отопление работает как принудительное, как только электропитание пропало, все работает как гравитационная система. В общем, неплохой вариант, за исключением того, что трубы будут проведены большие и слишком уж на виду.

Способ разводки

Есть три типа систем — однотрубные, двухтрубные и лучевые. В однотрубных радиаторы подключены последовательно к одной трубе. Этот способ разводки экономичен — требуется меньше труб, но его трудно компенсировать — сложно добиться одинаковой теплоотдачи от радиаторов. Все дело в том, что теплоноситель поступает на первый радиатор в ветке горячим — сразу от котла. Он проходит через него, немного остывает, попадает на следующий, еще немного остывает. Так на всем протяжении ветки.

Схема однотрубной системы газового отопления частного дома

Получается, что к последнему радиатору приходит теплоноситель намного холоднее, чем к первому. Единственный выход — учитывать это явление при проектировании системы и увеличивать количество секций в радиаторе по мере удаления от котла. Но последние радиаторы все равно останутся наиболее холодными.

Более-менее легко можно сбалансировать систему, представленную на фото выше. В ней на каждом радиаторе присутствуют термостаты — устройства, позволяющие менять количество проходящего через радиатор теплоносителя. Чтобы при этом не «задавить» циркуляцию во всей системе, под каждым радиатором ставится байпас — перемычка, по которой идет теплоноситель, который не пошел через радиатор.

В двухтрубной системе радиаторы подключены параллельно — к подающему и обратному трубопроводу. В этой системе расход труб намного больше, так как тянется одновременно две нитки. Но в данном случае на каждый отопительный прибор подается теплоноситель с одинаковой температурой, благодаря чему теплоотдача радиаторов будет одинаковой (если поставить одинаковые батареи).

Пример двухтрубной схемы

В данной схеме также можно ставить термостаты, но для этого не требуются байпасы — регулируется только поток на один радиатор. Так что несмотря на больший расход труб, двухтрубные системы более популярны.

Лучевой способ разводки самый затратный по количеству туб. В них к каждому радиатору идет отдельно подающая и обратная труба. Она подключается к коллектору — устройству с одним входом и несколькими выходами. В данном случае регулировка возможна как на коллекторе, так и на радиаторе при помощи термостата.

Лучевая схема разводки отопления

Газовое отопление частного дома сделанное по этой схеме будет наиболее надежным: если повредиться один из трубопроводов, все остальные будут работать. Потому такой способ часто выбирают если трубы прячут в стяжку.

Анатолий Рыцев / Мастер — универсал, автор сайта

Мастер — универсал. Занимается внутренними и фасадными отделочными работами всех видов: малярка, штукатурка, оклейка обоев, все виды плиточных работ, а также строительством загородных домов и растениеводством.

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.