Что такое современный газовый котел

Как выбрать котел

С первого взгляда подбирать себе в коттедж газовый котел – это сущая морока. Надо не только рассчитать мощность, но и определиться с кучей параметров. Однако без тщательного анализа выбор подобной водогрейной техники может закончиться плачевно. Если оборудование окажется излишне мощным, то будет просто работать вхолостую либо ему при пиковой нагрузке не станет хватать рабочего давления в газовой трубе. А агрегат с недостаточной мощностью может и вовсе сломаться.

Выбирайте правильно

Для небольшого домика или в квартиру лучше всего брать настенную модель со стальным теплообменником. Выйдет недорого и с должными параметрами по производительности. Для организации обогрева в крупном коттедже придется обустраивать котельную. Оптимальный вариант в этом случае – это котел напольный с теплообменником из чугуна.

Техника с открытой камерой энергонезависима и не шумит, но постепенно сжигает кислород в комнате, где установлена. Плюс дымоход ей нужен только вертикальный и высокий. Если вентиляция в помещении на постоянную работу газовой горелки не рассчитана, то лучше выбрать закрытый аналог с принудительной тягой воздуха.

При выборе конкретной модели важно смотреть на наличие в котле элементов безопасности. Газ взрывоопасен

Если оборудование не оснащено автоматикой отключения подачи топлива и автоматического его розжига при гашении, то от такой техники лучше сразу отказаться.

Сравнение с конденсационным котлом

При эксплуатации конденсационного оборудования вода в возвратном контуре должна охлаждаться как можно больше, чтобы появился конденсат. Капли выпадают из продуктов горения, которые насыщены парами. Теплоноситель получает дополнительную энергию и повышает температуру до поступления в теплообменник котла.

В конденсационных моделях стоят дополнительные камеры обмена тепла и выпадения конденсата, которые называются экономайзерами. Отсеки выполняются из металла, трудно поддающегося коррозии, т. к. стенки контактируют с жидкостью. В конвекционных агрегатах тепло получается только за счет сгорания газа, а тепло от конденсации не используется.

Для конденсационных котлов требуется особая конструкция магистрали, чтобы происходило охлаждение энергоносителя до низкой температуры. Применяются массивные и дорогие радиаторы, а если жидкость не охладится, система с агрегатом будет работать с КПД ниже заявленного в паспорте. Оборудование не выпускается с топками открытого типа.

Устройство и принцип работы

В конвекционных агрегатах температура обратки и подающей ветки различаются незначительно. Это предупреждает появление капель воды с растворенными кислотами на деталях теплообменника, дымохода и топки. При радиаторном отоплении линия подачи нагревается до +80°С, а в возвратной магистрали – до +60°С, что исключает выпадение конденсата. Иногда ставится автоматический смеситель для подмешивания жидкости подающего контура в обратку.

Работа начинается с подачи газа и срабатывания пьезоэлектрического элемента розжига. Искра зажигает запальник, горящий все время эксплуатации, затухание прибора грозит взрывом. От запальника включается базовая горелка, которая нагревает энергоноситель до требуемой температуры. Автоматика отключает основную горелку при достижении показателя, а падение значения ведет к повторному включению пламени.

Горелка и теплообменник определяют тип котла. Первый элемент выполняется из нержавейки, а регенераторы и рекуператоры делаются из материалов:

• нержавейка;
• медь;
• углеродистая сталь.

Виды конвекционных котлов

По типу отвода дыма различают турбированные и дымоходные типы. Приборы принудительной тяги ставятся в котлах, где воздух поступает с улицы и удаляется за пределы строения. Процедура обеспечивается вмонтированными вентиляторами через воздуховоды малого диаметра. Организованный отвод дает возможность ставить котел в любом месте дома и отводить продукты посредством горизонтальных труб.

Используется дымоход:

• раздельного вида;
• коаксиальный вариант.

Естественная тяга предполагает забор кислорода из комнаты, где стоит котел, и вывод продуктов горения без применения вентиляторов.

В зависимости от количества подключаемых отопительных веток котлы бывают:

• одноконтурными;
• двухконтурными.

Выбор типа котла зависит от потребностей дома и уже существующего обогревательного оборудования. Если есть центральная магистраль горячего водопровода, ставится одноконтурный котел. Двухконтурный агрегат работает так, что пока греет жидкость в водопроводе, энергоноситель в системе остывает. Такой котел не справится одновременно с отоплением и нагреванием жидкости, если потребность в горячей воде большая.

Украинские производители выпускают двухконтурное оборудование, в котором дополнительный контур имеет форму змеевика и располагается вокруг теплообменника. Этот вид нагревания воды не регулируется автоматикой, и горячая жидкость получается только в отопительный сезон.

Одноконтурный

Схема отопления с одноконтурным котлом

Такой тип используется только для обогрева помещения, а если нужно получить горячую воду, подсоединяется емкостный косвенный водонагреватель.  Газовый конвекционный котел отапливает строение за счет нагревания энергоносителя в теплообменнике. Подогретая жидкость поступает в систему трубопроводов и батарей, отдает тепло и возвращается по ветке в регенератор. Повторяется нагрев и продвижение воды в отопительной магистрали.

Радиаторы ставятся последовательно, при этом экономятся трубы. Первые батареи на пути энергоносителя нагреваются сильнее, последние не получают требуемого тепла. В конечных радиаторах наращивается количество секций, чтобы увеличить обогрев. Иногда на первых отопительных приборах ставится контрольная арматура для ограничения температуры.

Двухконтурный

Схема двухконтурной системы

В этом варианте подключается отопительная ветка и контур ГВ. Нагревательная магистраль образует замкнутую систему, при работе которой горячая жидкость не поступает в водопровод. При открытии водопровода срабатывает клапан, который направляет воду в систему ГВ, но перекрывает ход теплоносителя в отопительный контур. После закрытия крана клапан переключается, вода поступает в отопительную систему.

В двухконтурном котле используется камера горения:

• открытая;
• закрытая.

В агрегате с открытой камерой воздух нагнетается естественным способом из котельной. В других помещениях оборудование не устанавливается, т. к. при недостаточном проветривании в комнате ощущается недостаток кислорода и скопление продуктов горения. Такие котлы стоят меньше и применяются там, где есть отдельные котельные.

В котлах с закрытой камерой воздух подается и выводится принудительно, поэтому нет опасности задымления помещения. С котлом лучше работает накопительный бойлер, чем проточный, если в водопроводе ослабевает или пропадает напор. Стоимость агрегата с бойлером выше аналогичного оборудования с проточным типом подогрева жидкости.

Устройство газового котла

Все газовые котлы легко можно поделить на 2 большие группы:

• напольные;
• и настенные.

Первые можно установить фактически где угодно (довольно часто под напольные котлы отводят отдельную нишу в подвале частного дома). У них серьезная мощность (больше 30 кВт) и массивный теплообменник из чугуна, выполненный секциями. Поэтому такое оборудование целесообразно использовать в помещении, площадь которого больше 50 кв м. Котел и сам занимает площадь солидную, поэтому в маленьком доме будет больше мешать, чем греть. Для небольших помещений как раз больше подойдет настенный вариант. У такого оборудования и теплообменник поменьше, и мощность.

Одним из характерных признаков любого газового котла является обустройство дымохода. Оно может быть двух типов:

1. В виде конструктивного элемента строения. Чтобы создать тягу, в нем ставят вентилятор. Этот проход получил название турбинированного, а система такого котла считается открытой. Проблема подобного обустройства заключается только в одном: котел сжигает кислород внутри помещения, поэтому необходим постоянный приток свежего воздуха.
2. Закрытым. Такой дымоход выполняют из коаксиальной трубы. В ней как раз и реализуется отвод продуктов сгорания. Чтобы обеспечить тягу, такой проход также турбинируется. А забор свежего воздуха осуществляется по внешней трубе.

Работа в условиях межсезонья

При температуре около нуля энергопотребление понижается до 5-6 кВт. Традиционный 24-х киловаттный котел имеет минимальный порог выходной мощности в 9 кВт, ниже он начинает работать в прерывистом режиме тактования — кратковременного включения и выключения подачи газа до 15 циклов в час. Эти действия сопровождаются повышенными износом системы и перерасходом топлива. Конденсационный газовый котел с радиаторами обладает порогом в 3 киловатта, что позволяет ему функционировать ровно, без перегрузок и перерасходов режима «пуск-стоп», и его показатели существенно не меняются. Следовательно, в период межсезонья показатель эффективности конвекционного котла падает до 87 процентов и применять его в это время будет дороже.

Что такое конденсационный котел

Принципиальное отличие конденсационного котла от обычного (конвекционного) – способность извлекать дополнительную тепловую энергию из дымовых газов, которые неизбежно образуются при сгорании топлива. В обычном котле горячие газы, содержащие большое количество водяного пара, просто удаляются через дымоход. В конденсационном они охлаждаются до температуры, когда содержащаяся в них вода снова переходит в жидкое состояние, т. е. конденсируется. Выделенная при этом энергия расходуется на подогрев воды. Именно поэтому в технических характеристиках подобных котлов указываются цифры КПД, кажущиеся невозможными – более 100%. Здесь действительно нет никакой ошибки: КПД теплогеренирующего оборудования обычно рассчитывают по низшей теплоте сгорания топлива без учета энергии парообразования. Конденсационный котел не только извлекает очень высокий КПД из сгорания топлива (97-98%), но и добавляет еще 11-12% за счет конденсации водяного пара. Следует заметить, что такой КПД котел выдает только в режиме 50°С/30°С; при более высокой температуре (более 57°С) конденсация прекращается и котел работает как обычный конвекционный.

Конденсационный котел

Как устроен такой котёл

Внешне он выглядит как параллелепипед с несколькими патрубками. К ним подключена отопительная система, куда поступает нагретый теплоноситель. После того, как отдаст своё тепло, он остывает и попадает обратно в котёл. Затем его вновь прогревают и используют для дальнейшего обогрева. В котёл поступает природный газ, а наружу проложен дымоход, через который выходят продукты горения.

Для котла используется дымоход из сталиИсточник boilervdom.ru

Внутри находится место, в котором горит газ. Здесь имеется устройство розжига, предназначенное для автоматического воспламенения топлива. Над ним расположена ёмкость с водой, которую нагревают. Существуют двухконтурные конструкции, в которых производится не только подготовка теплоносителя для отопления, но и обеспечивается поступление горячей воды жильцам.

В зависимости от комплектации присутствуют дополнительные узлы. Иногда есть возможность поставить расширительный бак. Может быть установлена группа безопасности — устройства, которые снизят риск возникновения аварии. Они включают в себя манометр, клапан для сброса пара и воздухоотвода. Таким образом снижается вероятность ситуации, когда при нагреве возникнет такое давление, которое может повредить оборудование.

Наличие циркуляционного насоса позволяет обеспечить равномерное прохождение воды по трубам отопительной системы. Существуют такие разновидности, где движение воды происходит естественным образом. В этом случае насос не потребуется.

В некоторых моделях применяется закрытая камера сгорания. Её особенность состоит в том, что она для работы не забирает воздух из помещения, где находится. Здесь используется дымоход особой конструкции, в котором внутри одной трубы расположена другая. При этом через более узкую воздух выходит из котла, а по пространству между ними поступает в камеру сгорания.

Газовый конвектор занимает мало местаИсточник boilervdom.ru

Такой тип дымохода является коаксиальным. В большинстве моделей применяется открытая камера сгорания. Конвекторный котёл может работать не только с централизованным газоснабжением, но и от баллонов.

Конденсационные котлы могут работать не только на газе, но и на жидком топливе. Однако в последнем случае продукты горения содержат больше серы, создавая химически агрессивные соединения. Газовые приборы выгодно отличаются от них дешевизной топлива.

Компактная модель конвекционного газового котлаИсточник teplogidromash.ru

Важной частью прибора является электронное управление. Оно регулирует текущую работу котла

В критических условиях, например, при сильны перепадах напряжения. Таким образом может быть прекращена работа котла.

Для мощного котла требуется отдельное помещениеИсточник teplogidromash.ru

Безопасность и системы автоматики

Любой газовый котел — это оборудование повышенной опасности. Ведь там, где речь идет о горячей воде, газе и больших температурах, по определению не может быть полной защиты. Предотвратить возможные неприятности способны три вещи:

• правильная эксплуатация котла;
• выполнение технического регламента, описанного в его инструкции;
• и своевременное сервисное обслуживание.

У «разумных» газовых котлов (семейства smart) в обязательном порядке предусмотрена комплексная защитная система. Она предохраняет изделие и окружающих от:

• превышения норм температуры на входе;
• падения газового давления;
• угасания пламени;
• утечек воды или газа.

Все современное котельное оборудование оснащено также дополнительными контролирующими и предупреждающими системами (контроля тяги, износа горелки и пр). Подобные устройства предупреждают о грядущих неисправностях во время диагностических мероприятий в процессе планового СО.

Плюсы оборудования

Список преимуществ конденсационных котлов очень обширный, что объясняет высокую популярность такой разновидности обогревательных систем. К ключевым плюсам можно отнести:

1. Экономичность. Если сравнивать конденсационные котлы с обычными конвекционными моделями, то они потребляют на 35% меньше топлива, что позволяет существенно снизить расходы на обогрев помещения.
2. Экологичность. Процент сокращения вредных выбросов достигает 70% в сравнении с традиционными газовыми установками.
3. Возможность установки дымоходов из пластика из-за низкой температуры отходящих газов. Пластиковые модели существенно дешевле классических стальных.
4. Тихая работа, которая повышает уровень комфорта проживания в помещении.

Что касается расхода топлива, то он определяется и мощностью оборудования, и нагрузкой, которая возлагается на котел. Чтобы полностью обогреть жилище площадью 250 квадратных метров, вполне подойдет 28-киловатный котел с расходом топлива 2,85 м3/ч. Для сравнения, классические газовые агрегаты будут требовать не меньше 3,25 м3/ч. В результате за шестимесячный период эксплуатации получится экономия средств около 3 тысяч рублей.

Еще один важный плюсом системы — минимальный объем вредных выбросов. Во время сгорания органической топливной смеси происходит образование углекислого газа, который вырабатывает углекислоту. К тому же, в любых топливах присутствуют химические соединения серы, азоты, фосфора и многих других элементов, которые при контакте с водой тоже дают кислоты.

Обычные газовые котлы выбрасывают пары воды с различными примесями в воздух, загрязняя его. У конденсационных установок этот минус отсутствует, т.к. все кислоты не покидают конденсат.

https://youtube.com/watch?v=yTX_HqKvMkY

Виды

Конструкция конденсационных котлов создавалась на базе обычные моделей.

Существуют разные виды, которые обладают типичными признаками:

• одноконтурные. Выполняют только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
• двухконтурные. Способны совместно с подготовкой ОВ нагревать воду для бытовых потребностей.

По типу установки:

• напольные. Устанавливаются на пол или специальную негорючую подставку. Не имеют ограничений по весу и мощности;
• настенные. Для монтажа используются прочные несущие стены. Это накладывает ограничения по весу и мощности котла. Пределом обычно бывает 45-50 кВт.

Все конденсационные котлы имеют горелку закрытого типа, так как работа требует четкого регулирования на всех этапах и не допускает использования естественных процессов.

Они нестабильны и не могут быть основой для тонких настроек.

Что такое конвекционный котел

Эта первоначальная схема, появилась как логическое развитие печного отопления. Применяемая конструкция предусматривает нагрев жидкости, транспортирующей тепло, открытым огнем в результате сгорания топлива, которое может быть жидким, твердым и газообразным. От его выбора зависит конструкция топки. Пламя нагревает циркулирующий по трубам отопления переносчик энергии (обычно это вода). Он отдает тепло радиаторам, которые осуществляют обогрев помещений, находящихся на удалении от месторасположения котла. Далее охлажденный теплоноситель возвращается по обратной ветке трубопровода в регенератор, где подогревается вновь и цикл повторяется. Жидкость может циркулировать естественным образом, либо нагнетаться встроенными в систему электронасосами.

В зависимости от целей котел может быть одноконтурным и служить только для отопления или двухконтурным, когда предусмотрен нагрев воды для бытового пользования.

Отвод продуктов горения топлива осуществляется естественным путем через дымоходы. При этом предполагается забор воздуха из помещения, где котел размещен.  При необходимости в топке размещают закрытую камеру сгорания топлива, газообмен в которой проводят принудительно при помощи электровентиляторов. Эта схема называется турбированной и позволяет размещать котел в произвольном месте. Приток кислорода и отвод продуктов горения происходит по воздуховодам и заборникам снаружи помещения.

Преимущества этого типа котлов:

• широкий выбор возможностей по функционалу и ценам;
• простота конструкции, монтажа и эксплуатации;
• наличие энергонезависимых моделей.

Эти конструкции доминируют в частном домостроительстве.

Как определить КПД конденсационного котла

На сегодняшний день существуют низкотемпературные и традиционные системы отопления. К низкотемпературным можно отнести системы, скажем, тёплый пол. Конденсационные устройства очень хорошо интегрируются в данные системы отопления и показывают высокие результаты эффективности в подобных системах. Всё это потому, что в этих системах отопления создаются очень хорошее условия, которые способствуют наилучшей конденсации. Если правильно смонтировать тандем из конденсационного котла плюс тёплый пол, то в данном случае можно вообще не использовать радиаторы. «Тёплый пол» вполне справится с задачей отопления помещения, не хуже системы, которая использует радиаторы. Всё это благодаря высокому коэффициенту полезного действия конденсационного котла.

Если же со всей объективностью подойти к вопросу оценки КПД конденсационного газового котла, то мы получим где-то около 95% КПД. Этот показатель во многом зависит от условий применения данного оборудования. Также эффективность можно повысить при помощи использования «погодозависимой» автоматики. С помощью этого оборудования можно добиться дифференцированного управления котлом, опираясь на среднесуточную температуру.

Конвекционные виды

Действие конвекционных видов основывается на нагреве теплового носителя благодаря сгоранию газа. Нагрев воды получается стремительно. Но при рабочем процессе некоторый процент тепловой энергии оказывается в дымоходе, то есть тратится впустую. Поэтому КПД таких моделей при полном поглощении топлива составляет 80-90%. У этих модификаций есть и свои достоинства:

• их конструкция проста,
• они легко монтируются и демонтируются,
• их ремонт не сложен,
• компактность,
• доступная стоимость.

Монтируя такой котёл, важно устроить технологию отопления так, чтобы результаты сгорания имели на выходе минимальную температуру +57. Если на этой стадии допустить ошибку, то стенки отделения сгорания, дымохода и теплового обменника начнут покрываться конденсатом

Он крайне негативно отразится сроке службы эти составляющих.

Выбор оборудования

Мощность котла определяется из расчета 100 Вт на 1 м2 помещения. Показатель может вырасти до 150 Вт в зависимости от обогрева соседних комнат, высоты потолков и площади оконных проемов. Цифра умножается на площадь помещения и получается расчетная мощность.

Имеет значение вид розжига агрегата. Пьезорозжиг работает от нажатия клавиши и не зависит от электричества. Недостаток в дополнительном расходе топлива на горящий запальник и зависимости от поступления газа из магистрали. Электрический запальник экономичнее, есть модели, включающиеся автоматически после перебоев с энергией.

Какой же котел выбрать в итоге?

К выбору газового котла надо подходить обязательно индивидуально. И остановиться в результате на том варианте, что будет работать долго в конкретных условиях, а главное без поломок. Поэтому следует прислушаться к советам профессионалов:

• не нужно, чтобы котел превышал по показателям расчетную мощность;
• необходимо выбирать оборудование с горелками из нержавейки;
• у системы безопасности котла должен быть хотя бы минимальный комплект защит (от утечек воды, газа, угасания пламени, перегрева воды на выходе, пропажи тяги и пр);
• котловые трубопроводы надо выбирать из нержавеющей стали или из бронзы;
• для жилищ, имеющих отопительные проблемы, вариант котла следует выбирать только из линейки двухконтурного оборудования.

Заключение

Эксплуатация конденсационных газовых котлов требует особых условий. Иначе добиться ожидаемого результата не получится. Специфика состоит в необходимости работы с низкотемпературными системами.

Степень нагрева обратного потока не должна превышать температуру конденсации дыма, что невозможно для обычного радиаторного контура в условиях суровой российской зимы. Поэтому надо либо использовать теплый пол, либо решать вопрос с помощью низкотемпературного отопительного контура.

В целом, конденсационные котлы подходят только для южных регионов с мягкими и непродолжительными зимами.

Заключение по теме

Тот, кто считает себя человеком экономным и держит расходы семейного бюджета в жестких рукавицах, должен приобретать именно конденсационный газовый котел для отопления и ГВС собственного дома. С помощью такого агрегата можно отлично сэкономить на потреблении топлива, не снижая такой показатель, как эффективность. Тем более что цены на газ каждый год растут.

Сегодня газогорелочное оборудование представлено большим количеством агрегатов. Выделяют несколько видов отопительных котлов, каждый из которых обладает своим преимуществами и недостатками.

Электрические котлы – это простые в монтаже конструкции, для функционирования которых нет необходимости проводить газ в дом. При этом стоимость эксплуатации такой техники выше, нежели моделей, работающих на газе.

Жидкотопливные котлы – отличная альтернатива электрическим моделям. Они идеально подходят для отопления помещений без газоснабжения. При этом большинство моделей данного типа комплектуются двумя горелками для жидкого топлива и для природного газа, что делает их универсальным оборудованием.

Сегодня все большие обороты популярности набирают конденсационные котлы, принцип работы которых отличается новаторством и технической продвинутостью. Появились они на рынке относительно недавно, но успели завоевать свою нишу, в которой их объем продаж стабильно растет. Рассмотрим подробнее, в чем же заключается особенность конденсационных котлов.

Принцип работы традиционного отопительного оборудования достаточно прост. Теплообменные поверхности пропускают горячий дым, и тем самым отдается часть энергии теплоносителю. Через узел отвода дыма продукты горения выводятся на улицу. КПД таких систем недостаточно высок, так как водяной пар, который образуется при сгорании топлива, выводится вместе с газами. Стандартный котел не в состоянии отдать эту энергию теплоносителю, в то время как конденсационная техника способна это делать. Выброс дыма осуществляется через специальный коаксиальный дымоход.

Такие агрегаты оснащаются вентилятором, который нагнетает воздух, с изменяемой частотой оборотов. Это позволяет автоматике подбирать нужные условия для создания наиболее эффективной смеси воздуха и газа. Конденсационные индивидуальные котлы в большинстве своем способны функционировать от сжиженного газа, что очень актуально для регионов с неразвитой инфраструктурой.

Далеко не всегда конденсационная техника работают с предельной эффективностью. Для минимизации потерь тепла в котле происходит конденсация пара. КПД подобного агрегата повышается с понижением температурного режима отопительной системы. Именно поэтому конденсационные котлы являются лучшим выбором для отопления полов. В данном случае температура теплоносителя будет составлять около сорока пяти градусов.

Стандартный газовый агрегат функционирует следующим образом: в специальной камере происходит сгорание топлива, газы проходят по специальному теплообменнику, отдавая при этом энергию воде, играющей роль теплоносителя. Затем газы через отводящий контур уходят на улицу. Происходит потеря энергии вместе с водяным паром, который всегда образуется при сгорании газа.

Главное различие между обычным и конденсационным котлом заключается в том, что второй оснащается специальным теплообменником большой площади. За счет этого дым охлаждается эффективней, и его температура может опускаться до сорока градусов. Разумеется, в традиционном котле это невозможно. Пар, который содержится в дыму, становится жидким теплоносителем. Часть энергии, которая теряется в стандартном котле, остается в системе, повышая ее КПД.

Сегодня существует множество конструктивных вариаций конденсационных котлов. В частности, выделяют модели, которые монтируются на пол или фиксируются на стене. Также выделяют одно- и двухконтурные агрегаты. Такое разнообразие позволяет покупателю подобрать идеальное техническое решения для удовлетворения своих конкретных потребностей.