В отсутствие централизованного тепла и горячего водоснабжения (ГВС) обогрев частного дома и обеспечение его горячей водой достигаются с помощью котлов отопления, работающих на видах топлива, доступных в районе проживания.
ГВС можно обеспечить с помощью отдельного (автономного) нагревательного прибора, работающего на газе, но при наличии централизованного газоснабжения подходящим источником, обеспечивающим и отопление, и ГВС, являются газовые котлы. Именно к этим приборам и применяют такое определения, как двухконтурный или одноконтурный, рейтинг популярности которых ежегодно растет.
Классификация газовых котлов
В основном классифицируют газовые котлы следующим образом:
- напольные или настенные;
- традиционные и конденсационные;
- одноконтурные и двухконтурные;
- с камерой сгорания открытого или закрытого типа.
Напольный котел двухконтурный или одноконтурный можно подобрать любой мощности. То есть в этом отношении их рейтинг очень высок. Они более долговечны (20-30 лет), чем настенные (10-12 лет), так как в них применены самые прочные и массивные материалы, в том числе и чугун. Отсутствие ограничений по мощности позволяет использовать их для косвенного нагрева бойлеров ГВС большого объема. Долговечность — еще одно из преимуществ этого вида аппаратов, повышающее их рейтинг.
Есть и недостаток: в доме необходимо предусмотреть отдельное помещение для их установки, так как установить на кухне не получится.
Настенный котел, двухконтурный или одноконтурный, в отличие от напольного можно установить на кухне или в другом помещении.
Его легко установить и на чердаке, что весьма удобно. Настенные котлы компактны, существенно дешевле, и их легко монтировать. Хотя это положительное качество интересно для мастера. Для того чтобы не пришлось все переделывать, самостоятельно выполнять монтаж газового оборудования не стоит.
Эти приборы весьма разнообразны по внешнему виду, что позволяет подобрать их в соответствии с дизайном помещения. Именно эти качества позволяют расти их рейтингу.
Мощность, которую может иметь настенный двухконтурный или одноконтурный котел, не превышает 50 кВт, что является существенным недостатком, так как для обогрева помещения площадью, превышающей 300 м², одного котла будет недостаточно.
Традиционный котел одноконтурный или двухконтурный имеет существенно меньший КПД, чем конденсационный. Увеличение КПД в конденсационном котле достигается за счет использования тепла, содержащегося в водяном паре в составе продуктов сгорания. Следует отметить, что конденсационный стоит больше обычного, но эти затраты окупаются в течение 2-4 лет, и тем быстрее, чем больше мощность котла, то есть чем больше газа необходимо для обогрева помещения. В России рейтинг этих котлов не очень высок.
Функциональные возможности котлов определяются количеством контуров. Так, чтобы одноконтурный котел использовать для ГВС, необходимо приобрести отдельную емкость — бойлер косвенного нагрева.
Двухконтурные котлы самостоятельно обеспечивают и обогрев, и ГВС.
О камерах сгорания тепловых аппаратов
Камеры сгорания бывают открытого и закрытого типа.
В камеру открытого типа воздух (точнее, кислород), необходимый для поддержания горения, поступает из помещения, а продукты сгорания удаляются из нее через дымоход. Этот процесс происходит естественным образом за счет тяги в дымоходе.
Следовательно, в помещении, где установлен котел, необходимо обеспечить естественную вентиляцию, обеспечивающую непрерывное поступление достаточного для горения объема воздуха. Несоблюдение этого требования может привести к нехватке кислорода в помещении и даже отравлению людей угарным газом.
Поэтому для обеспечения безопасной эксплуатации целесообразно такой котел устанавливать в отдельном оборудованном в соответствии с требованиями безопасности помещении (котельной).
Основные требования к вентиляции и дымоходу.
- Для дымохода в стене должно быть предусмотрено два отверстия: одно (верхнее) для отводящей трубы, и второе, не менее чем на 25 см ниже, для его чистки.
- Помещение должно быть оборудовано вентиляционной решеткой, вмонтированной в стену или во входную дверь. Решетка в наружной стене должна иметь площадь из расчета 8 см2 на 1 кВт мощности котла, а если приток воздуха обеспечивается из внутренних помещений, то из расчета 30 см2/кВт.
- Помещение должно обязательно иметь сообщение с общей вентиляционной системой здания.
- Дымоход должен быть полностью изолирован от котельной.
- Площадь поперечного сечения дымохода ни в коем случае не должна быть меньше, чем его выход из котла.
- Дымоход должен возвышаться над коньком крыши.
Камера закрытого типа соединена с дымоходом особой конструкции, состоящим из двух вставленных одна в другую труб (коаксиальный тип). По внутренней трубе продукты сгорания удаляются наружу, а по внешней трубе свежий воздух поступает в камеру сгорания. На изображении 1 показано устройство такого дымохода. Такая конструкция работает только при наличии вентилятора, обеспечивающего искусственный воздухообмен, то есть система получается зависимой от электроэнергии. Это существенный ее недостаток. Но имеется и достоинство: в результате нагрева воздуха теплом продуктов сгорания КПД котла увеличивается, а температура удаляемых газов уменьшается. Поскольку увеличение КПД возможно только за счет более эффективного сгорания топлива, то такой котел меньше загрязняет окружающую среду.
Одноконтурный газовый котел: режимы использования
Одноконтурный вариант источника тепла предназначен для обогрева помещения, но в нем предусмотрена возможность присоединения бойлера, имеющего собственный теплообменник. Периодически пропуская теплоноситель через теплообменник бойлера, сантехническую воду нагревают до заданной температуры. Этот вариант использования представлен на изображении 2.
Если котел предназначен только для обогрева помещения, то вместо запорных вентилей (2) на этих выходах установлены заглушки. Циркуляционный насос (5) непрерывно работает. Трехходовой клапан (4) находится в положении, при котором через него циркулирует возвратная вода, поступающая из системы обогрева. Работой котла (зажиганием горелки) управляет внешний датчик температуры, расположенный в помещении: при снижении температуры в помещении до заданного уровня подается управляющий сигнал на зажигание горелки.
На изображении 3 показан режим, при котором к котлу через вентили (2) подсоединен теплообменник (1) бойлера. В этом режиме управление его работой передается датчику температуры, расположенному внутри бойлера. Одновременно этот датчик подает команду на переключение клапана (4) в положение, при котором через него поступает обратная вода из теплообменника бойлера, а циркуляция теплоносителя в системе обогрева прекращается.
Двухконтурный газовый котел: режимы работы
Этот тип изначально предназначен для обогрева помещения и нагрева сантехнической воды. Конструктивно они отличаются количеством теплообменников.
В одном из вариантов котел имеет один теплообменник, по которому могут прокачивать либо теплоноситель системы обогрева, либо сантехническую воду. Работа по отоплению помещения представлена на изображении 4, а в режиме ГВС на изображении 5. На этих схемах обозначены подающая и обратная линии отопления (А и D соответственно), вход холодной и выход горячей воды ГВС (С и В соответственно).
Теплообменник в этой схеме называют биотермическим. По внутренней его трубе циркулирует сантехническая вода, а по внешней теплоноситель системы отопления. Насос постоянно прокачивает теплоноситель, но во время отбора сантехнической воды любым потребителем основной контур отключается от системы отопления, и теплоноситель циркулирует только внутри котла, нагревая сантехническую воду.
В другом варианте аппарат имеет два теплообменника, первичный и вторичный. Этот вариант показан на изображении 6. Первичный теплообменник (5) может быть подсоединен через трехходовой кран (3) к системе отопления (вход D, выход А) или к вторичному теплообменнику (4), внутри которого проходит контур ГВС (вход С выход В).
В чем преимущество двух теплообменников?
Если в первом варианте в основном контуре изначально циркулировала жесткая вода, то во всей системе, в том числе и во внешних трубах биметаллического теплообменника, образуется накипь, но со временем она не будет увеличиваться.
Жесткая сантехническая вода, протекая по внутренним трубам теплообменника, со временем обязательно выведет ГВС из рабочего состояния. Чтобы заменить теплообменник, придется либо отключить систему отопления, либо отказаться от пользования горячей водой до окончания отопительного сезона, когда можно будет отключить газ и заняться ремонтом.
При наличии двух теплообменников заменить теплообменник ГВС можно, не прерывая обогрев помещения, то есть иметь две ночки передачи тепла лучше, чем одну.
Проанализировав конструктивные особенности напольных и настенных двухконтурных и одноконтурных котлов, можно определиться, какой котел выбрать для обустройства собственного дома.
О преимуществах конденсационных котлов
Прежде чем делать выбор среди традиционных котлов, целесообразно познакомиться с преимуществами котла конденсационного. Основным недостатком этого котла является образование конденсата, который необходимо удалять, то есть потребуется создавать канализацию. Но если в доме уже имеется канализация и система водоочистки, то никакой проблемы с удалением конденсата быть не должно. Такие конструкции имеют довольно высокий рейтинг.
На изображении 7 очень доступно объяснено, за счет чего получается увеличение КПД этого типа котлов. В левой части показаны все виды потерь в обычном аппарате и отдельно выделено 10% (это примерно) тепла, уходящего с водяным паром (скрытая теплота). Без учета потерь с уходящим водяным паром полезно используется 92% тепла, получаемого от сгорания газа.
Для того чтобы сохранить скрытую теплоту внутри котла, необходимо, чтобы какая-то поверхность, с которой соприкасаются уходящие в атмосферу продукты сгорания, имела температуру ниже 55°С. И чем температура ниже, тем эффективнее работа котла. Именно на этот момент следует обратить внимание.
Поверхность внутри камеры сгорания, которая может иметь указанную температуру, может образоваться от теплоносителя, поступающего после обогрева помещения. Если теплоноситель будет иметь температуры более 55°С, то эффекта от такого дорогого приобретения не будет.
Если, приобретая такой аппарат, продавец скажет, что его КПД больше 100%, не отказывайтесь от покупки, решив, что вас просто обманывают. вы точно знаете, что КПД более 100% не бывает? Как КПД получается более 100%, видно из правого рисунка на изображении 7. В действительности же он равен 98%.
Прежде чем приобретать конденсационный котел, убедитесь, что в отопительной системе температура может быть ниже 55°С.
/youtu.be/fYAw_fKoX9Q
При выборе того или иного варианта обогрева помещения и обеспечения горячего водоснабжения нельзя выбирать только между одноконтурным или двухконтурным вариантами. Необходимо учитывать преимущества и недостатки вариантов применяемых камер сгорания, дымоходов, требования к помещению и другие факторы. Особое внимание необходимо обратить на возможность установки конденсационного аппарата. Будьте уверены, в процессе эксплуатации он обязательно окупится.
