Простой и надежный способ пережить зиму в тепле – использовать в качестве источника тепла одноконтурный напольный газовый котел для отопления частного дома. В нем устанавливается только один теплообменник для контура отопления и соответственно минимальный набор дополнительной обвязки для управления, что уже является залогом долговечности и стабильной работы. При необходимости устанавливается бойлер с косвенным нагревом для обеспечения хозяйства горячей водой. При этом мощность котла подбирается больше, чем нужно для обогрева дома.
Устройство и принцип работы
Тепло, необходимое для нагрева теплоносителя, выделяется при сжигании природного газа в камере сгорания. Передача тепла происходит с помощью теплообменника. Собственно это два основных узла у любого газового котла. Вся конструкция представлена следующими компонентами:
- газовая горелка;
- камера сгорания и система отвода продуктов горения (дымоход);
- теплообменник;
- блок управления;
- корпус.
Через дозирующий клапан газ поступает в горелку, где предварительно смешивается с воздухом, после чего он поступает через форсунки в камеру сгорания. С помощью запальника, пьезоэлемента или разрядника он поджигается. Горение контролируется блоком управления, определяя тепловую мощность котла.
Продукты горения вместе с основной частью тепла поднимаются вверх к теплообменнику, где часть тепла переходит к его стенкам и далее теплоносителю. Необходимо поддерживать постоянную циркуляцию воды в теплообменнике, не допуская ее закипание, и подавать в радиаторы, расположенные по всему дому.
Конструкция горелки отличается у различных производителей. Однако в принципе это коллекторная трубка с многочисленными соплами, задача которых сформировать отдельный язычек пламени и распределить горение на всю камеру сгорания. Чем больше форсунок, тем равномернее горение и больше теплоотдача. В современных котлах управление мощностью происходит не только за счет изменения напора газа, а включением или отключением отдельных горелок, что снижает риск самопроизвольного затухания или наоборот слишком активного горения.
Камеры сгорания могут быть:
- закрытого типа (турбированные);
- открытого типа (атмосферные).
Теплообменник по материалу:
- чугун;
- сталь;
- медь.
Приоритетом для напольных газовых котлов является чугун. Он стойкий к коррозии, не вступает в реакции с жидкостями, которые используются в качестве теплоносителей. Высокая теплоемкость и массивность обеспечивают равномерное распределение тепла и плавность настройки мощности котла. Из недостатков только хрупкость. Чугун трескается от ударов и от резких перепадов температуры, так если в разогретый котел подать холодную воду, то неизбежно появятся микротрещины, а это уже приговор теплообменнику.
Медь актуальна для проточных теплообменников и привлекает высокой теплопроводностью, однако следует учитывать ее способность образовывать гальванические пары с некоторыми металлами через теплоноситель, обладающий проводимостью.
Сталь – самый простой и востребованный материал. Стальные теплообменники при достаточно высоких характеристиках обойдутся дешевле. Из недостатков – возможность прогорания от воздействия пламени, самая низкая долговечность, хотя и при этом стального теплообменника хватает на 5-7 лет эксплуатации.
Теплообменник по конструкции:
- Проточного типа;
- Накопительный;
- Проточно-накопительный.
Теплообменник проточного типа добавляет незначительный объем всего контура отопления, рассчитан на принудительную циркуляцию, потому котлы либо снабжаются по умолчанию циркуляционным насосом, либо предполагают работу с внешним. Недостатком является низкая инертность, в противовес быстрому старту и прогреву дома.
Накопительные баки в газовых котлах нужны при использовании естественной циркуляции и при необходимости повысить инертность отопления простым повышением объема теплоносителя и подготовленного утепленного аккумулятора тепла.
Проточно-накопительные теплообменники попросту обладают большим объемом, чем проточные, но меньше чем накопительные. Они все равно требуют наличия циркуляционного насоса, но повышают тепловую инертность отопления.
Циркуляция в системе отопления:
- Принудительная, с вмонтированным циркуляционным насосом;
- Принудительная с внешним насосом;
- Естественная циркуляция.
В случае с принудительной циркуляцией теплоносителя котел может опционально оборудоваться расширительным баком объемом от 5-6 до 17-20 литров, в зависимости от производительности котла. Следует учитывать, что зарубежные производители делают расчет на использование современных радиаторов с малым внутренним объемом и только под использование чистой воды в качестве теплоносителя, так что при использовании антифриза или радиаторов с большим внутренним объемом встроенного расширительного бака не хватит.
Работа котла всецело зависит от блока управления, который может быть как энергонезависимым, построенным на гидротермическом оборудовании, так и электронным с контроллером, способным обеспечить оптимальный режим потребления газа и выдерживать нужную температуру теплоносителя.
Энергонезависимый
Важная характеристика в тех случаях, когда на качество электроснабжения нельзя положиться, а тратиться на блок бесперебойного питания не хочется. Полностью независимы от электричества только напольные газовые котлы с накопительным баком и естественной циркуляцией теплоносителя. Для управления используется гидротерморегулятор.
Первоначальное включение и регулировка мощности производится в ручном режиме. Обычно имеется несколько предустановленных режимов по мощности. Для поджога газа используется либо запал, маленькая форсунка, в которой постоянно горит незначительный объем газа, либо пьезоэлемент. Дальше в дело включается гидротерморегулятор. Он реагирует на температуру воды в баке и, если она превысит допустимый предел, перекрывает подачу газа на основную грелку.
У такого подхода основное преимущество – это энергонезависимость и надежность, в остальном он уступает электронному управлению, так как не может в полной мере оптимизировать работу котла и среагировать на часть проблемных и даже аварийных ситуаций. Имеется защита от затухания.
Электронное управление
Почти все зарубежные, европейские котлы снабжаются контроллером управления. Он получает данные с целого ряда датчиков, которые следят за:
- температурой исходящих газов,
- температурой воды в контуре отопления (на входе и на выходе)
- уровнем тяги.
Управляют:
- Подачей воды с помощью циркуляционного насоса, расходом воды.
- Мощностью котла, расходом газа.
- Качеством сгорания топлива.
Кроме этого реагирует на все возможные ситуации, способные сказаться на работе и безопасности котла.
Электронное управление способно выстроить работу котла даже в зависимости от перепада температур на улице и внутри помещения, ориентируясь на показание выносных термометров и устанавливать оптимальный режим с расписанием на день и неделю. В конечном счете, это сильно повышает комфорт и экономию газа.
С открытой камерой сгорания
Классический вариант с атмосферной камерой сгорания значит, что воздух для горения газа будет поступать непосредственно из помещения. Отвод отработанных газов должен осуществляется под действием естественной тяги через дымоход. Естественно, в доме должен быть дымоход с подходящим сечением канала и высотой для обеспечения нормальной тяги. Требования к ней указываются в технических характеристиках к котлу. Отступление от рекомендаций будет чревато неправильной работой и возникновением аварийных ситуаций, когда угарный газ будет поступать в дом.
Преимуществом открытой камеры сгорания является простота и низкая стоимость. Однако необходимо внимание пользователя для контроля за тягой, чистотой дымохода. Недостатком становится как раз необходимость в самом дымоходе. В многоквартирных домах редко предусматривается отдельный вентиляционный канал для газового оборудования, даже в домах не всегда есть возможность установить трубу.
С закрытой камерой сгорания
Решить проблемы, связанные с необходимостью дымохода позволяет закрытая камера сгорания. Отвод отработанных газов все так же производится на улицу, только уже не под действием естественной тяги, а принудительно, нагнетанием турбиной. Также с улицы подается и воздух в камеру сгорания. Используется коаксиальный дымоход, состоящий из двух труб одна внутри другой. Между трубами проходит свежий воздух с улицы в камеру, а по внутренней трубе сбрасываются отработанные газы.
Такой подход делает котел однозначно зависимым от электричества, так как нужна турбина, однако позволяет устанавливать котлы в квартирах и домах без лишних затрат на установку обычного дымохода.
Как выбрать
Ключевыми факторами для выбора являются:
- Мощность котла.
- Тип камеры сгорания.
- Тип управления.
- Конструкция теплообменника (для принудительной или естественной циркуляции).
Уже после того как получилось определиться с данными параметрами, получится отобрать ограниченный ряд подходящих моделей от различных производителей.
Мощности должно хватать для покрытия всех теплопотерь дома или квартиры в самый лютый мороз. Обязательно учитывается надбавка при использовании внешнего бойлера с косвенным нагревом, ориентируясь на оптимальную мощность последнего. Напольные одноконтурные котлы выдают колоссальную мощность до 250 кВт и выше. Однако для частного дома актуальнее модели с мощностью в пределах от 10 кВт до 45 кВт, способные обогреть помещения общей площадью до 350 м.
Тип камеры сгорания выбирается исходя из наличия или отсутствия нормального дымохода. Если его нет, то остается только вариант с закрытой камерой сгорания.
Тип управления влияет больше на стоимость котла и комфорт эксплуатации. Если хочется настроить оборудование раз, и забыть про него надолго, при этом знать, что температура в доме всегда будет адекватной, то выбор однозначно в сторону электронного управления. Если хочется сэкономить, и не так страшна ручная настройка, то энергонезависимые котлы с гидротермическим управлением как раз подойдут.
Естественно и по типу теплообменника все зависит от планируемой конфигурации отопления. Для естественной циркуляции подбираются только котлы с накопительной емкостью и объемным теплообменником.
Как установить
Доверить установку лучше профессионалам. Напольный газовый котел устанавливается на подготовленную площадку, фундамент, связанный с общим фундаментом дома, особенно это касается тяжелых моделей с чугунным теплообменником. Все коммуникации подводятся к нему с учетом требований производителя. Газовую магистраль подводят только работники газовой службы от начала и до конца, как и учувствуют в первоначальном запуске котла.
