Разновидностей отопительных приборов придумали не одну и не две, но лидерские позиции по востребованности и по уровню продаж давно и прочно закрепились за газовыми котлами.
Хорошо разбираться в этих агрегатах следует как потенциальным покупателям, так и уже состоявшимся владельцам — чтобы уметь выполнить посильный ремонт и хорошо понимать суть профилактического обслуживания.
Читателю предлагается изучить устройство газового котла и ознакомиться с назначением всех его компонентов.
Принцип работы газового котла
Данное оборудование работает по предельно простой схеме. Природный газ смешивается с воздухом, превращаясь в топливно-воздушную смесь, которая поджигается. Пламя и горячие продукты горения топлива нагревают содержимое специального резервуара — теплообменника, который подключен к системе отопления (СО) с жидкостным теплоносителем.
Последний постоянно циркулирует по системе — либо только за счет конвекции (естественная циркуляция), либо еще и за счет работы специального насоса (циркуляция принудительная).
Устройство настенного двухконтурного газового котла
Дымовые газы, отдав часть имеющейся у них энергии теплоносителю, выводятся наружу через дымоход.
Наряду с обычными котлами сегодня выпускаются так называемые конденсационные. Они «умеют» отбирать у дымовых газов больше тепла, так что те остывают до температуры конденсации содержащегося в них водяного пара.
Именно конденсация выступает источником основной части дополнительного тепла (процессы изменения агрегатного состояния являются очень энергоемкими). В результате КПД установки повышается до 97% — 98%.
Зачем ставить сразу два котла?
Роль ведущего в связке «газ+электро» обычно выполняет газовый агрегат. Это логично уже хотя бы из-за меньшей стоимости используемого в подаче топлива. Но выше прозвучало слово «сэкономить», и непонятно, в чем заключается сокращение расходов.
Дело в том, что во многих регионах действует тариф на электроэнергию по системе день/ночь. В отдельных случаях, выходит хоть совсем немного, но экономичнее, чем оплата за газ. Разница сомнительна, однако как дополнительный повод в копилку аргументов за двойную связку может и послужить.
Установка электрического котла в связке с газовым может играть резервную либо дополнительную роль в общей организации теплоснабжения. При выборе мощности оборудования следует ориентироваться именно на цели его использования
Разумеется, это не является такой весомой причиной, чтобы незамедлительно проектировать отопительную систему с 2 котлами. Главные достоинства схемы — усиление мощности и бесперебойность работы. При выборе и установке теплогенератора, необходимо четко понимать, что любой прибор и подача топлива не вечны.
Отключают электроснабжение, могут перекрыть газовую магистраль из-за утечки, упадет напряжение в сети или произойдет банальная поломка самого агрегата. В этом случае вы рискуете остаться без тепла и горячей воды в холодное время года.
Чтобы обеспечить бесперебойную работу отопительного оборудования или увеличить мощность системы в целом, можно осуществить допуск в работу сразу 2 котлов, функционирующих на разном топливе
Это называется подключением дополнительного (для усиления мощности) или резервного источника питания, в зависимости от целей и возникающих ситуаций.
Классификация газовых котлов
Такие приборы подразделяются на несколько групп по следующим признакам:
По способу установки
Доступны два варианта:
- Настенные: в таком виде выпускают в основном котлы малой и средней мощности, предназначенные для отопления домов или квартир с небольшой площадью. Настенное исполнение весьма удобно, потому что весь пол остается свободным для размещения мебели или другого оборудования.
- Напольные. Такой вид имеют мощные модели, имеющие большой вес.
Схема устройства напольного газового котла
Для установки котлов второго типа в помещении придется освободить достаточно большое пространство.
По функциональности
Котлы бывают:
- Одноконтурными. Это отопители в чистом виде — в их задачу входит только нагрев теплоносителя СО.
- Двухконтурные. Имеют второй теплообменник, подключаемый к системе водоснабжения, и выполняют дополнительно функцию проточного водонагревателя.
Некоторые модели снабжаются встроенным бойлером.
Двухконтурный напольный газовый котел
По типу камеры сгорания
Здесь также имеется два варианта:
- С открытой камерой. Топка сообщается с помещением котельной, откуда в нее и поступает воздух (засасывается естественной тягой).
- С закрытой камерой (турбированные). Топка от котельной изолирована, воздух вентилятором засасывается с улицы.
Более безопасный вариант — второй, но он работоспособен только при наличии электричества.
Достоинства и недостатки
Котлы с двумя контурами, как и любые другие технологические устройства, имеют свои достоинства и недостатки. Зная их, легче выбирать агрегат для нагрева воды и (конвектор) отопления дома.
У двухконтурных котлов много преимуществ
Достоинства двухконтурных напольных котлов приведены ниже.
- Самое главное достоинство этого агрегата – возможность не только протопить дом, но и заодно обеспечить его горячей водой, которая будет использоваться для бытовых нужд.
- Котел газовый двухконтурный настенный может по отдельности выполнять функции водонагревателя и отопительного прибора.
- Предусмотрена возможность регулировки температуры нагрева жидкости. В среднем, котел греет воду до +30-40 градусов.
- Скорость нагрева воды высока – для того чтобы помыться, можно нагреть ее (воду) всего за несколько минут.
- В таких агрегатах обычно бывает предусмотрена система удаленного управления.
- Отдельные виды котлов могут модернизироваться: имеется возможность замены горелки, а также переоборудования агрегата под другой тип топлива.
- Мощность у двухконтурных напольных установок выше, чем у настенных.
- Котлы напольные отличаются высокой надежностью по сравнению с настенными.
Нагрев воды в газовом котле
Недостатки двухконтурных котлов также следует знать.
- Вторичный теплообменник нередко приходит в негодность, из-за чего дом остается без горячей воды.
- Двухконтурный напольный агрегат занимает довольно большую площадь. Его размеры примерно 80*50*80 см, весит он около 100 кг.
- Ограниченные объемы нагретой воды – больше, чем сможет, котел воды не нагреет. Поэтому если расход горячей воды велик, то лучше ставить отдельный нагреватель.
- Сложный монтаж оборудования и необходимость обустройства дымохода, который нуждается в периодической чистке.
- Напольный котел во время работы шумит, поэтому рекомендовано устанавливать его в подвальном помещении.
Напольный газовый котел Baxi Slim 2.300
В любом случае, приобрести один двухконтурный напольный котел гораздо дешевле, чем покупать отдельно одноконтурный агрегат, а к нему – еще и бойлер для нагрева воды. Также покупка такого устройства оправдана, если дом еще находится в процессе строительства, а коммуникации не подведены. К счастью, выбор моделей и типов напольных двухконтурных котлов достаточно велик. Как выбратьтвердотопливный котел для отопления частного дома, Вы сможете прочитать в нашей статье.
Основные элементы газового котла
Независимо от принадлежности к той или иной группе, газовые котлы в основе своей устроены одинаково и имеют один и тот же набор основных компонентов:
- газовую горелку;
- теплообменник;
- циркуляционный насос (имеется не во всех моделях);
- расширительный бачок;
- систему автоматики.
Ниже можно ознакомиться с каждой из составляющих поближе.
Насос
Насос в газовом котле
Служит для предания движения теплоносителю. Это устройство заставляет циркулировать отопительную жидкость от нагретого первичного теплообменника в радиаторы, нагревать их и двигаться обратно для нагрева. Насос, как правило, имеет несколько скоростей и настраивается сервисным инженером, исходя из размеров вашей системы отопления.
Слишком высокая скорость насоса может создать дополнительный шум и снизить КПД котла. А слишком малая – приведет к неравномерному нагреву радиаторов. Поэтому для правильной настройки очень важно обращаться к квалифицированным инженерам сервисных служб.
Газовая горелка
Задача горелки — смешать поступающий в нее природный газ с воздухом, приготовив тем самым топливно-воздушную смесь. Далее она распределяется по нескольким соплам, где и сгорает.
Газовые горелки бывают:
Котлов отопления на рынке представлено великое множество. В чем преимущества газового котла Беретта перед остальными производителями, читайте на нашем сайте.
О преимуществах двухконтурных котлов отопления читайте тут.
Инструкция по изготовлению дизельной горелки представлена здесь.
Атмосферные
Воздух засасывается в газовую струю за счет имеющегося в ней низкого давления (согласно закона Бернулли давление в движущемся потоке понижается пропорционально его скорости).
Достоинства:
- низкая стоимость;
- простота конструкции;
- бесшумная работа.
Но при этом камеру сгорания приходится делать открытой, а мощность горелки ограничена.
Принцип работы атмосферной горелки
Наддувные
Более сложная конструкция, в которую воздух нагнетается вентилятором. С достоинствами и недостатками картина обратная: горелка стоит дорого и шумит, но зато камера сгорания является закрытой и нет ограничений по мощности.
У котлов с наддувными горелками и, соответственно, закрытыми камерами сгорания есть еще одно преимущество: поскольку дым выводится принудительно, их можно оснащать горизонтальной трубой, выходящей на улицу через стену.
Обычно используется коаксиальная труба, сечение которой разделено на две части: по внутренней отводятся продукты сгорания, по внешней — поступает воздух в топку.
Кроме того, газовые горелки делятся на следующие разновидности:
- Одноступенчатые: обладают фиксированной теплопроизводительностью и работают в режиме «старт-стоп». Дешевы, но элементы котла с такой горелкой работают в условиях значительных и резких температурных перепадов, из-за чего срок их службы сокращается.
- Двуступенчатые: могут работать в двух режимах: с максимальной мощностью и с 40-процентной. Промежуточная ступень обеспечивает плавный запуск горелки и позволяет реже ее выключать, так что в конечном итоге режим работы котла становится более щадящем.
- Модулированные: самые дорогие горелки, теплопроизводительность которых можно плавно менять в диапазоне от 10% до 100%. Вместо режима «старт-стоп» такая горелка работает постоянно с нужной мощностью, так что элементы котла не подвергаются тепловым перегрузкам, а температурные перепады полностью исключаются. Котел, соответственно, служит дольше. Кроме того, модулированная горелка оптимизирует расход топлива, так что теплогенератор становится еще и более экономичным.
Горелка оснащается устройством розжига одного из двух типов:
- Пьезорозжиг: при запуске котла пользователь однократно нажимает кнопку пьезомеханизма, от искры которого загорается запальник или фитиль (дежурная горелка). Впоследствии от запальника загорается основная горелка.
- Электронный. Устройство генерирует искру самостоятельно, без участия пользователя.
Во втором случае поджигается непосредственно газовая горелка, так что запальник не требуется (сокращается расход газа).
Конструкция дымохода
Устройство дымохода газового котла крайне важно для работы котла, так как именно благодаря ей выводятся продукты сгорания из аппарата. Правда, представляет он из себя трубку, и в нём нет каких-то особенных приспособлений. Однако они бывают разных типов:
- Металлические. Представляют собой сэндвич-панели из магистралей разного диаметра, выполненные из нержавеющей стали. Пустоты между ними обычно заполняют базальтовым термоизоляционным слоем. Они отличаются высокой надёжностью. Они многослойные и обладают высокими теплоизолирующими свойствами. Но они собираются из большого количества деталей, что не совсем удобно.
- Керамические. Более простые, но не менее прочные модели. Противостоят даже воздействию веществ химического состава. Представляют из себя керамические трубы, обёрнутые минеральной ватой. Однако для них необходимо дополнительно устанавливать конденсаторосборники.
- Коаксиальные дымохода. Прост в эксплуатации и выглядит великолепно. Не требует установки каких-то дополнительных устройств. Не скапливает конденсат, что также является его преимуществом. А представляет из себя что-то вроде конструкции трубы в трубе. Может быть использована для котлов закрытого типа (те, что берут воздух с улицы. Открытые системы берут воздух из дома). То есть по внешней трубе воздух поступает в котёл, а по внутренней – выходит, будучи отработанным.
Коаксиальный дымоход
Ранее довольно популярным был кирпичный дымоход. Но их достаточно трудно установить, да и они довольно громоздкие.
Теплообменник
Долговечность теплообменника зависит от его материала. В основном пользователям приходится выбирать из двух вариантов:
Чугун
Литой чугунный теплообменник имеет толстые стенки, потому он прочен и не прогорает.
Кроме того, он мало подвержен коррозии.
Соответственно, данный вариант является наиболее долговечным — он служит порядка 25-ти лет.
Недостатков два:
- хрупкость, причем лопнуть может не только при сильном ударе, но и при резком изменении температуры;
- большой вес.
Последнее обстоятельство не позволяет применять чугунные теплообменники в настенных котлах.
Сталь
Стальной теплообменник сравнительно быстро прогорает (имеет тонкие стенки) и сильно подвержен коррозии. Кроме того, он имеет слабые места в виде сварных швов. Как результат — срок службы составляет всего 15 лет. Но зато дешев, пластичен и весит немного.
Более долговечными являются теплообменники из нержавеющей термоустойчивой стали, которые устанавливаются в моделях премиум-класса.
Тем же покупателям, кому такой котел пока не по карману, можно порекомендовать обратить внимание на стальные теплообменники с антикоррозионной защитой в виде медного покрытия внутри и особой термоустойчивой краски снаружи.
Монтаж двухконтурного напольного котла
Установка напольного котла производится следующим образом.
Шаг 1. Выбирается место монтажа устройства. Именно там пол и стены (особенно – в деревянном доме) обшиваются листовым железом и асбестом, чтобы защитить строение от возгорания.
Выбор подходящего места
Шаг 2. Монтируется подвод холодной воды к котлу.
Монтаж подвода холодной воды
Шаг 3. Далее (с использованием лазерного уровня) производится установка котла и крепление его к полу при помощи анкерных болтов. При этом между стенами и котлом остается некоторое расстояние для монтажа системы водопровода и газопровода.
Установка котла
Шаг 4. К котлу с задней части монтируются кран безопасности и кран подачи газа.
Кран безопасности и кран подачи газа
Шаг 5. В нижней части установки закрепляется кран обратного трубопровода.
Кран обратного трубопровода
Шаг 6. На кран безопасности устанавливаются манометр, предохранительный клапан, воздушник автоматический – все вместе это будет системой безопасности.
Система безопасности
Шаг 7. На стену рядом с установкой монтируется расширительный бачок.
Расширительный бак
Шаг 8. При помощи уровня на стену возле нижней части агрегата устанавливается циркуляционный насос.
Циркуляционный насос
Шаг 9. Перед насосом устанавливаются кран и фильтр, насос подсоединяется трубами к установке в нижней части (кран обратного трубопровода).
Насосный узел в сборе
Подсоединение насосного узла
Шаг 10. Производится монтаж подачи воды. Устанавливается отсекающий кран на расширитель и связывается с подачей воды.
Монтаж подачи воды
Отсекающий кран
Шаг 11. Труба подачи подводится ближе к стене, монтируется трубопровод в комнаты.
Подведение трубы подачи
Подача и обратка
Шаг 12. Ведется монтаж обратного трубопровода. На рисунке видно, как выглядит система подключения котла.
Монтаж трубопровода
Обвязка котла
Шаг 13. Производится монтаж труб до раковины.
Монтаж ГВС до мойки
Монтаж труб до мойки
Шаг 14. Подключается батарея при помощи углового крана.
Монтаж углового шарового крана
Циркуляционный насос и гидравлическая группа
Сравнительно небольшая СО в масштабах частного дома может функционировать и без циркуляционного насоса, но его применение обеспечивает целый ряд преимуществ:
- можно сократить диаметр труб;
- за время движения по контуру теплоноситель не успевает сильно остыть, поэтому котел работает в щадящем режиме;
- появляется возможность эксплуатировать систему отопления в низкотемпературном режиме.
Характеристики насоса увязаны с мощностью котла, так что покупателю остается сосредоточить свое внимание только на производителе данного компонента. Желательно, чтобы это была известная компания с достойной репутацией — Grundfos, Wilo, Vortex и т.п.
Важное значение имеет то, из чего сделаны имеющиеся внутри котла трубы для теплоносителя и водопроводной воды (если котел двухконтурный). Наиболее предпочтительный вариант — медь или пластик хорошего качества.
Какую обвязку выбрать
Лучшим вариантом для реализации по праву можно считать простую схему обвязки газового котла отопления. Лишние приборы не потребуются, а конструкция получается максимально надежной. Особенно практичным такой вид монтажа будет в маленьких постройках, но если речь идет о больших домах, то без циркуляционного насоса не обойтись.
Многим известен тот факт, что чем проще конструкция, тем она надежней и долговечней, именно поэтому большинство экспертов и потребителей пользуются упрощенным алгоритмом действий для реализации процесса подключения системы отопления.
Расширительный бачок
Чтобы теплоноситель не издавал журчания, система отопления должна быть полностью заполнена.
Но при этом должна быть предусмотрена возможность свободного расширения рабочей среды при нагреве. Для этого и устанавливается расширительный бачок.
Котлы оснащаются бачками мембранного типа, которые не имеют сообщения с атмосферой (закрытые). Такой бачок разделен эластичной мембраной на две части, одна из которых подсоединена к системе отопления, а другая содержит воздух при некотором давлении.
Объем первой части должен составлять примерно 10% от объема всего теплоносителя в СО. Во второй части нужно поддерживать давление на 0,2 атм меньше того, которое наблюдается в СО при работающем циркуляционном насосе.
Котлы, зависимые и независимые от электричества
Напольные котлы могут быть как зависимые от электросети, так и работающие автономно от нее. К первому типу относятся почти все современные установки, особенно те, что имеют камеры сгорания закрытого типа. Запуск горелки происходит в результате воздействия электричества. Котлы, работа которых не зависит от наличия электричества, запускаются вручную и имеют пьезорозжиговую систему.
Второй вариант экономически выгоднее, да и в местностях, где наблюдаются перебои с электропитанием, лучше устанавливать энергонезависимый котел.
Напольные котлы желательно устанавливать на небольшой постамент
Системы автоматики
Современные газовые котлы оснащаются автоматикой двух видов:
Рабочая
Управляет работой котла (регулирует мощность либо осуществляет включение/выключение) с целью поддержания на заданном пользователем уровне температуру теплоносителя или воздуха в помещении (зависит от того, где установлен температурный датчик).
Самой «продвинутой» является погодозависимая автоматика, которая учитывает наружную температуру и потому корректирует режим работы котла более своевременно.
При этом контроллер системы постоянно «учится», запоминая, как меняется температура в помещении при тех или иных теплопроизводительности котла и наружной температуре.
Знаете ли вы, что такое гребенка распределительная для отопления и для чего она используется? Подробно об этом читайте в статье.
Рекомендации по изготовлению горелки для биокамина своими руками вы найдете в этом материале.
Автоматика безопасности
Состоит из электромагнитного клапана на вводе газа в горелку и подключенных к нему датчиков:
- тяги;
- перегрева теплоносителя;
- пламени на горелке.
Если котел имеет запальник, то к клапану подключается еще и термопара, которая блокирует его при затухании запальника.
Прочие датчики блокируют подачу газа в случае аварийных ситуаций — ухудшения тяги, перегрева теплоносителя или затухания пламени на основной горелке.
Лучшие трубы для работы
Использование полипропиленовых труб довольно распространено, если их правильно сварить, то магистраль будет монолитной. Но при повышении температуры теплоносителя от 80 градусов такие трубы становятся хрупкими и уязвимыми к механическим повреждениям. Подобные составляющие подойдут разве что для систем с низкотемпературными показателями, основой должен быть автоматизированный агрегат.
Металлопластиковые экземпляры, в отличие от подключенных к котлу отопления полипропиленовых труб намного эффективнее выдерживают высокие температуры, показатель достигает 95 градусов. Для большинства систем таких цифр хватает, но не будет лишним установить защиту от чрезмерного нагрева теплоносителя.
Единственным недостатком будет сужение в месте спайки фитингов, чья конструкция не позволяет сохранить первостепенную проходимость после сборки. Соединения необходимо постоянно проверять, были случаи, когда байпас и стыки со временем давали течь. Подобный вариант исполнения максимально подходит для отопления, в котором теплоносителем будет вода.
Двухтопливные отопительные котлы
Схема, при которой применяются газ и дрова для нагрева теплоносителя, считается наиболее популярной и удобной, так как работает при открытой отопительной системе. Если вы стремитесь установить закрытую систему, то в бак универсального котла рекомендуется поставить дополнительный контур для системы обогрева.
Производителями отопительных котлов выпускается несколько видов двухтопливных комбинированных котлов:
- газ с жидким топливом;
- газ с твердым топливом;
- твердое топливо с электричеством.
Твердотопливный котел и электричество
Комбинированный котел работает только на одном из видов твердого топлива. Вода, находящаяся в контуре, начинает нагреваться при горении загруженного сырья. Как только топливо прогорело, срабатывает термостат и отключаются электронагреватели, вода начинает остывать. В результате снижения температуры автоматически включается ТЭН для нагрева воды. Процесс нагрева и остывания цикличен, поэтому в доме постоянно поддерживается комфортная температура.
отопительных системах
Подводя итоги, можно отметить, что для снижения расходов на обогрев частного дома, обеспечения бесперебойной и стабильной работы отопительной системы, установка двухтопливного котла — оптимальный и проверенный вариант.
Правила эксплуатации
Во время эксплуатации газового котлоагрегата открытого типа нужно гарантировать достаточную подачу воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания газа.
В противном случае КПД агрегата будет низким, а объем несгоревшего газа большим, с возможным выбросом в помещение. В топках закрытого типа, также важно следить за достаточностью воздуха и работоспособностью дутьевого вентилятора.
Основные правила по безопасной эксплуатации отопительного котла, работающего на газовом топливе при возникновении запаха газа:
- немедленно перекрывают газовый кран на горелочное устройство;
- открывают окна для проветривания;
- в котлах закрытого типа включают принудительную вентиляцию в системе дымохода газового котла;
- не пользуются электровыключателями и спичками;
- немедленно перекрывают открытое пламя;
- сообщают об аварийной ситуации в газовую службу.
Автономное отопление набирает популярность, для многих домовладельцев оно стало такой же необходимостью в холодный период года, как система кондиционирования летом – доступный уровень комфорта в жилых помещениях, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность.
Главную функцию в этом выполняют современные котельные установки – технологичные, инновационные агрегаты способные решать многоуровневые тепловые задачи.
Виды твердотопливных котлов
Данные устройства различаются разновидностями используемого топлива, количеством топок и камер горения, способом подачи топлива, материалом, из которого они изготовлены. Существуют несколько видов твердотопливных котлов.
Нагреватели постоянного горения
Они изготовляются из чугуна или стали, содержат одну или две топки, работают только на угле и дровах, цикл работы составляет 4–6 часов, топливо подается вручную. Схема управления таким оборудованием в основном механическая, температура котла 60–70 градусов, разница между подачей и обраткой 20 градусов.
Потребляемая мощность от 7 до 50 кВт, а КПД – 80–90%.
Устройства длительного горения
Стальные однотопочные агрегаты – топка расположена сверху, что обеспечивает более длительное горение одной закладки (дрова более 24 часов, уголь – до 144 часов) и равномерный прогрев теплоносителя.
Работает на дровах и их производных (брикеты, опилки, стружка и прочее), а также на угле. Температура котла 70–80 градусов, мощность до 50 кВт, КПД – 90–95%. Подача топлива происходит вручную.
Пиролизные твердотопливные
Они производятся из стали, имеют две камеры, соединенные форсункой. Технология заключается в том, что основное топливо (сухие дрова с влажностью не более 25%), сгорая в первой камере, выделяют горючий древесный газ, который воспламеняется во второй камере.
Цикл работы в случае подключения буферной емкости возможен от 6 часов до суток, рабочая температура котла от 70 до 95 градусов, потребляемая мощность до 120 кВт, КПД 90–95%.
Пеллетные
Стальные агрегаты работают на гранулах (пеллетах), изготовляемых из отходов древесины – опилок, стружек и прочее. При наличии съемных колосников есть возможность использовать уголь и дрова.
Достигаемая температура – 70–80 градусов, мощность до 400 кВт, рабочий цикл от 24 до 144 часов.
Схема подачи топлива в таких котлах может быть автоматизирована, управление электронное. Этот вид оборудования используется для отопления помещений с большой площадью.
