Как выбрать газовый котёл.

(Начало статьи)
В настоящее время одним из самых распространенных типов отопительного оборудования в мире являются газовые котлы. Согласно статистическим данным, на газе работает практически половина всех продаваемых котлов. Газ, несмотря на регулярные повышения его стоимости, остается самым экономичным видом топлива. Его использование позволяет существенно уменьшить счета за отопление. Главное, чтобы газопровод проходил в непосредственной близости от дома. Тогда можно без проблем установить отопительный прибор и получать тепло по доступной цене. Единственная сложность – как выбрать газовый котел. Ассортимент устройств очень широк и найти среди них то, что будет удовлетворять всем требованиям, достаточно сложно. Впрочем, можно справиться и с этой задачей. Нужно точно знать, на какие характеристики котла следует обращать особое внимание.
Выбор котла
«Семь раз отмерь — один отрежь» — народная мудрость актуальна и при выборе котельного оборудования. Тщательно продумайте все нюансы, чтобы дом и котел подошли друг другу. Первое, с чего стоит начать поиск идеального оборудования для дома — расчет мощности. Мощность — это наиважнейший параметр, на который надо обратить внимание при приобретении котла. Правильно подобранная мощность — это гарантия не только комфортной температуры, но и минимальных затрат энергоносителя. В настоящее время ассортимент газовых котлов чрезвычайно широк. В продаже имеются котлы самой разной мощности — от нескольких киловатт и до нескольких тысяч киловатт. Поэтому сейчас можно выбрать газовый котел для самых различных задач — и для отопления частного дома, и для отопления больших производственных помещений. Но лишь с помощью профессионалов можно точно выбрать мощность газового котла, необходимую для обогрева того или иного помещения, так как для этого понадобятся специальные знания, которые есть у квалифицированных инженеров-теплотехников. Хозяину будущей системы отопления необходимо помнить, что 1 кВт мощности хватает для того, чтобы обогреть 10 кв.м хорошо утепленного помещения. Но потолки при этом не должны быть выше трех метров. Поэтому, если у вас нет желания тратить средства и силы на герметизацию и утепление целого дома, то выбирая котел, вам нужно будет обратить внимание на более мощные котлы. Помимо этого следует учитывать и горячую воду, так как при ее наличии показатель мощности котла нужно будет увеличить на 20-50%.
Так как процесс приготовления горячей воды происходит не постоянно, а с некоторой периодичностью, для системы отопления приоритетным является именно горячее водоснабжение. То есть, если вдруг нужна горячая вода, то мощность котла тратится на ее нагрев, при этом фактически перестает функционировать отопительная система. Но это практически не сказывается на температуре внутри помещений. Двухконтурные котлы также могут использоваться для подогрева бассейна, поэтому при выборе котла необходимо учитывать и эту нагрузку. Следует обратить внимание на то, что в техническом паспорте, который должен идти вместе с газовым котлом, чаще всего указывается мощность котла при номинальном давлении газа. Но в реальности давление в трубопроводах может оказаться существенно ниже, что в свою очередь скажется на реальной мощности отопительного оборудования в меньшую сторону. Если переборщить с этим показателем, то увеличится расход топлива и скорость износа оборудования. Если недосчитать, агрегат будет работать на пределе возможностей, что также приведет к быстрому износу, повышенному «аппетиту» и неспособности качественно прогреть дом.
Можно сделать приблизительный расчет с помощью специальных формул. Для расчета необходимого количества мощности нужно проведение теплотехнического расчета с учетом множества параметров:
• толщина стен и материал, из которого они изготовлены;
• толщина перекрытий;
• размер и количество окон;
• наличие полов с подогревом;
• наличие камина;
• функциональное назначение отдельных помещений дома.
Формулы расчёта:
Формула «на глаз»
На 10 м³ — 1 кВт мощности. Однако подходит эта формула лишь для идеальных домов: с максимальной теплоизоляцией, небольшая площадь (до 150 м²), окна с двойным стеклопакетом, теплый чердак, высота потолков до 3 м.
Формула с учетом климата
Wкот = S х Wуд 110 (кВт), где: Wуд — удельная мощность котла на 10 м², устанавливаемая отдельно для каждого региона. Для Сибири — от 1,5 до 2,0 кВт.
Формула с учетом теплопотерь здания
Wкот — Qт х Кзап (кВт), где: Wкот — мощность котла (кВт); Qт — теплопотери здания (кВт); Кзап — коэффициент запаса, варьируется в пределах от 1,15 до 1,2.
Расчет теплопотерь здания
От = (Vx At х k) /860 (кВт), где: V — объем помещения (м³); At — разница температур на улице и в помещении (°С); к — коэффициент рассеивания (от 3,0 до 4,0 — дом без теплоизоляции, от 2,0 до 2,9 — с низкой, от 1,0 до 1,9-со средней, от 0,6 до 0,9 — с высокой); 860 — перевод в кВт/час.
Разновидности топлива
Вторым по значимости параметром отопительных котлов является топливо, на котором он работает.
Виды топлива:
• природный магистральный газ;
• сжиженный баллонный газ;
• твердое топливо;
• дизельное топливо;
• электричество.
Самый бюджетный тип топлива в России — природный газ. В том случае, если к дому проведен газ, то больше подойдет именно газовый котел. Если магистрали еще нет, но ее планируют провести в будущем, лучше всего подобрать комбинированный или двухтопливный, эти типы котлов позволяют перейти с одного топлива на другой. Таким образом, система отопления дома будет всегда работать независимо от обстоятельств.
Помимо типа топлива и мощности существуют и другие критерии, на которые стоит обратить внимание при покупке отопительного котла, а именно:
• количество контуров. Одноконтурные отвечают только за отопление, а двухконтурные — за отопление и подачу горячей воды. Двухконтурные делятся на два вида — со встроенным змеевиком или бойлером;
• материал. Для изготовления используют либо чугун, либо сталь;
• способ установки. Их существует всего два: напольный или настенный. Газовые напольные котлы разделяются на надувные и с атмосферными стрелками;
• способ удаления отработанных газов. Способов всего два: с принудительной или естественной тягой.
Это основные критерии, которые важны в отопительных котлах, но существуют и другие, менее значимые.
Характеристика газовых котлов, предназначенных для отопления коттеджа, загородного дома или квартиры
Напольные газовые котлы чаще всего подключены к бойлеру для выработки горячей воды.
Настенные больше подходят для квартиры или дома общей площадью до 200 м² для получения горячей воды и отопления. Разница между этими видами заключается в том, что настенный котел меньше размером и занимает меньше места, потому что устанавливается на стену.
Если в доме центральное водоснабжение, но нет отопления, необходимо использование одноконтурного котла, во всех других случаях выгоднее пользоваться двухконтурным.
Настенные газовые котлы
Преимущества настенных котлов:
• даже при большом диапазоне давления газа система отопления не прекращает свою работу;
• существует возможность регулировать мощность горелки, что позволяет плавно менять мощность в диапазоне от 30% до 100%, учитывая потребности;
• высокая степень безопасности;
• некоторые марки включают в себя две степени защиты от образования накипи.
В настенных котлах нагрев воды происходит в проточном режиме. Если горячую воду используют в небольшом количестве, то разумно купить двухконтурный котел проточного типа. Если потребность в горячей воде большая, то лучше приобрести котел с бойлером. Преимущество заключаются в том, что объем воды, готовой к использованию, составляет от 45 до 60 литров (зависит от марки), горячая вода всегда есть в запасе на случай отключения газа. Минусы в таком котле есть — это вес, размер, также увеличивается использование газа. Если 45-60 литров воды недостаточно, можно к любому виду котла подключить бойлер с большей вместимостью.
По методу отвода газов котлы можно разделить на группы:
• с естественной тягой;
• турбо (с принудительной тягой).
Продукты сгорания котлов, имеющих естественный дымоотвод, направляются в вертикальный дымоход, а затем удаляются с помощью естественной тяги. В этом случае горелка должна получать такое количество воздуха, которое поможет обеспечить поддержание горения. Поэтому помещение должно быть оборудовано приточной вентиляцией или воздухозаборным отверстием. Такой тип горелок называют горелками, имеющими открытую камеру сгорания.
Существуют также горелки, имеющие закрытую камеру сгорания, им не нужна приточная вентиляция и вертикальный дымоход. Приток воздуха и удаление продуктов сгорания производится через коаксильный(труба в трубе) или раздельный горизонтальный (две отдельные трубы) дымоход, который выходит через стену на улицу. С помощью специального вентилятора осуществляется подача воздуха к горелке и вытяжка дымовых газов.
Котлы с закрытой камерой сгорания стоит выбрать, если в доме нет дымохода или установка котла не предусматривалась вовсе. В таких случаях котел комплектуется системой дымоудаления (устанавливается турбина, которая устраняет продукты сгорания из топки).
Преимущества закрытой камеры сгорания:
• кислород в помещении не сжигается;
• нет необходимости в дополнительном притоке воздуха для функционирования котла;
• используется коаксиальный дымоход. Удобство заключается в том, что отопление осуществляется индивидуально в каждой отдельной квартире, поэтому не придется платить что-то сверх своих расходов, каждый хозяин может сам регулировать мощность отопления и подачу горячей воды.
Работа происходит на автоматическом режиме и способна поддерживать заданную температуру в доме. Существует возможность устанавливать желаемую температуру в зависимости от времени суток, например, ночью +21°С, днем +23°С.
Если газовый котел предполагается устанавливать для отопления частного дома, то лучше выбрать открытую камеру сгорания, если в многонаселенный дом или квартиру, то закрытую.
Напольные газовые котлы
Напольные газовые котлы могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся котлы с атмосферными горелками, а ко второй — с наддувными (навесными, вентиляторными, сменными) горелками. По конструкции атмосферные горелки гораздо проще, да к тому же они работают тише и стоят дешевле. А у котлов с наддувными горелками очень большой КПД, но при этом стоят они намного дороже. На котлы, имеющие наддувную горелку, можно установить горелку которая сможет работать и на жидком топливе, и на газе. Чаще всего атмосферными газовыми горелками оборудуются конвекционные навесные котлы. Им для работы не нужен дополнительный наддув, так как они предназначены для работы с нормальным давлением воздуха.
Помимо этого, горелки можно разделить еще на горелки с плавной модуляцией пламени, двухступенчатые и одноступенчатые:
• Одноступенчатые горелки имеют всего лишь один режим горения, при этом пламя может лишь выключаться и включаться автоматически.
• Пламя в двухступенчатых горелках может переключаться автоматически с нормального уровня горения на более низкий. Это необходимо тогда, когда в котле невелик расход теплоты и для ее пополнения достаточно небольшой энергии. Благодаря этому можно увеличить продолжительность цикла от включения и до выключения горелки, а это в свою очередь уменьшим расход топлива и снизит ее износ.
• Более гибко на изменение температуры реагируют горелки с плавной модуляцией, что позволяет им делать процесс нагрева теплоносителя более экономным.
Теплообменники газовых котлов
Одним из главных признаков, отличающих котлы различных моделей, является материал теплообменника. Изготовить теплообменник можно из меди, нержавеющей стали, стали и чугуна. В первую очередь от материала теплообменника зависит срок службы котла.
Самым надежным и долговечным материалом является чугун. Такие котлы крайне редко прогорают и к тому же абсолютно не подвержены коррозии. В более дорогих моделях может использоваться серый чугун специальных марок, который практически всегда относится к ноу-хау производителя. У такого чугуна более высокая сопротивляемость коррозии, более однородная структура и повышенная пластичность, что увеличивает срок его работы еще больше. Теплообменники, изготовленные из чугуна, способны прослужить более 50 лет. Но при этом чугун является довольно хрупким материалом и при сильном ударе могут образоваться трещины. Помимо этого трещины могут появиться и в том случае, если холодная вода попадет в еще неостывший теплообменник. Если часто менять воду с высокой жесткостью, то внутри котла образуется накипь, наличие которой может привести к появлению локального перегрева некоторых участков теплообменника, что в свою очередь ведет к образованию микротрещин. Также котлы с чугунными теплообменниками имеют довольно высокую тепловую инерционность. Если вдруг на улице резко потеплеет, то автоматика отреагирует на это и изменит режим работы горелки, но при этом теплообменник еще долгое время останется горячим из-за своей массы и продолжит греть помещения. Если в системе отопления используются чугунные радиаторы, то это еще больше повысит тепловую инерцию. Для того, чтобы температура в доме вернулась к норме, может потребоваться до трех часов.
Не так критичны к деформациям и ударам стальные теплообменники, к тому же они легче чугунных в 2-2,5 раза. Но при этом стальные теплообменники прогорают быстрее и сильно подвержены коррозии, которая возникает из-за конденсата, возникающего в тех случаях, когда температура внутри котла понижается немного ниже точки росы. Стальные теплообменники способны прослужить около 5-15 лет, но их срок службы зависит от условий эксплуатации, толщины стали и ее качества. Для производства дорогих моделей довольно часто используются нержавеющие и легированные стали, способные увеличить эксплуатационный ресурс, а также применяются специальные технологии, благодаря которым предотвращается образование конденсата. Котлы, выполненные из такой стали, могут успешно конкурировать даже с чугунными.
Если в качестве материала для производства теплообменника использовать медь, то срок его службы будет значительно увеличен.
Как подобрать котел для дома, учитывая зависимость работы газового котла от электроэнергии
Многие современные котлы являются энергозависимыми, то есть при отключении электроэнергии, мгновенно блокируется подача газа, гаснет пламя и котел останавливается. Когда подача электричества возобновляется, котлы, которые имеют функцию самозапуска, начинают работать снова, а тем котлам, у которых нет такой функции, требуется ручной перезапуск. Но существуют и энергонезависимые котлы, их автоматика способна работать от термоэлектричества, вырабатываемое термопарой, которая нагревается от пламени горелки.
Самым известным способом аварийного электроснабжения котла является мини-электростанция, имеющая автоматический запуск, но это достаточно дорогой способ.
Помимо этого можно использовать источники резервного питания, в основе которых лежат автомобильные аккумуляторы с преобразователем частоты. Стоят они не так много и имеют ограниченный несколькими часами ресурс работы.
Большая часть газовых котлов с атмосферными горелками, произведенных в России, работает вне зависимости от наличия электропитания.
В западных же странах таких проблем с электричеством нет, поэтому возникает вопрос, бывают ли импортные котлы, работающие автономно от электроэнергии. Да, бывают.
Достигнуть автономного режима работы газового котла можно двумя способами:
1. Для котлов от отечественных производителей можно прийти к независимости от электричества за счет упрощения системы управления из-за небольшого присутствия автоматики.
2. Наиболее действенный способ — это использование теплогенератора, который тепло превращает в электричество, требующееся для автоматики котла.