Как выбрать газовый котел отопления: знакомимся с рынком отопительного оборудования

Содержание

• 1 Тепловая мощность
• 2 Способ установки
• 3 Материал теплообменника
  • 3.1 Напольные котлы
  • 3.2 Настенные котлы
• 4 Функциональность
• 5 Тяга
  • 5.1 Естественная
  • 5.2 Принудительная
• 6 Розжиг
  • 6.1 Пьезорозжиг
  • 6.2 Электронный
• 7 Конвекционные и конденсационные
• 8 Заключение

Эта статья — о том, как выбрать газовый отопительный котел. Мы выясним, каким образом рассчитывается тепловая мощность изделия, и познакомимся с классификацией современного газового отопительного оборудования. Наш материал не содержит окончательных рекомендаций: цель его написания — помочь читателю сориентироваться в многообразии рыночных предложений.

Наша задача — выбрать оптимальное для себя устройство.

Тепловая мощность

Главный параметр любого отопительного оборудования — его тепловая мощность. Как рассчитать потребность в ней для дома с известными параметрами?

Наиболее универсальна формула, учитывающая коэффициент утепления здания. Она позволяет оценить потребность в тепле строений, обладающих ненормированным тепловым сопротивлением ограждающих конструкций (проще говоря — утепленных очень хорошо или очень плохо).

Она имеет вид Q=V*Dt*K/860.

Что скрывается за обозначениями переменных?

• Q — тепловая мощность. Формула позволяет получить расчетное значение в киловаттах.
• V — полный объем помещения в кубических метрах.
• Dt — расчетная максимальная разница температур между помещением и улицей.
• K — коэффициент утепления.

Два параметра нуждаются в комментариях.

Dt в общем случае вычисляется как разница между рекомендованной СНиП температурой жилого помещения (+18-22 С) и средней температурой самой холодной пятидневки за последние несколько лет.

Чем выше температура в доме, тем больше расходы на отопление.

Коэффициент утепления берется из расположенной ниже таблицы.

Коэффициент Утепление 3 — 4 Кладка стен в полкирпича без внешней отделки, однослойное остекление 2 — 2,9 Кладка стен в кирпич, двойное остекление в деревянных рамах 1 — 1,9 Кладка стен в полтора кирпича,однокамерные стеклопакеты 0,6 — 0,9 Пенопластовая или минерально-ватная шуба, тройное остекление с энергосберегающим покрытием стекол

Давайте в качестве примера вычислим потребность в тепле дома размером 10*10*3 метра, расположенного в городе Шимановске Амурской области при условии, что в нем будет поддерживаться температура +25 С.

Стены дома толщиной в полтора кирпича утеплены 150 миллиметрами пенопласта; окна — с двухкамерными стеклопакетами.

Для Амурской области характерны довольно суровые зимы.

Объем здания равен 10*10*3=300 м3.

Данные о типичных зимних температурах для любого города несложно найти в известной интернет — энциклопедии. Средний минимум наиболее холодного месяца составляет -32,5 С.Стало быть, Dt= 25 — -32,5 = 57,5 градусов.

Качество утепления дома близко к максимально возможному, поэтому коэффициент утепления можно смело принять равным 0,7.

Расчет, таким образом, будет иметь вид 300*57,5*0,7/860=14 КВт.

Как выглядит выбор газового котла отопления по мощности — мы выяснили. На какие еще параметры стоит обратить внимание?

Способ установки

В напольном исполнении чаще можно встретить устройства значительной (от 50 КВт до 2 — 5 МВт) мощности. Впрочем, есть и исключения: в ассортименте многих производителей третьего эшелона есть предельно удешевленные напольные модели, отдающие всего 7-10 киловатт тепла.

Наиболее характерная особенность напольного бытового котла отопления — в том, что он представляет собой только горелку, теплообменник и систему автоматической регулировки температуры теплоносителя; группа безопасности, расширительный бак и циркуляционный насос монтируются отдельно.

Котел напольной установки.

Для настенных изделий, напротив, характерна умеренная (не более 100 КВт) мощность и предустановка производителем как минимум группы безопасности и циркуляционного насоса, а зачастую и расширительного бачка прямо в корпус котла. Фактически, перед нами миниатюрная котельная: для начала работы достаточно лишь подключить устройство непосредственно к контуру, без каких-либо дополнительных элементов обвязки.

Устройство настенного котла. Основные элементы обвязки находятся в корпусе.

Материал теплообменника

Напольные котлы

Для напольных котлов характерно использование стальных и чугунных теплообменников.

• Первые используются, в частности, в промышленных установках и за счет высоких рабочих температур позволяют достигать огромных значений тепловой мощности.
• Отличительная черта вторых — значительная масса, компенсирующая умеренную механическую прочность чугуна, и ограниченная рабочая температура. Чугунные теплообменники котлов значительной мощности часто поставляются производителями в виде отдельных секций и собираются на месте — именно из-за огромного веса.

Чугунный теплообменник.

Настенные котлы

Здесь тоже возможны два варианта.

• Стальные теплообменники используются и в этом случае. Собственно, ими оснащается большая часть изделий нижнего и среднего ценового диапазонов.
• Наряду со сталью применяется медь. Она накладывает на температуру пламени даже более жесткие ограничения, чем чугун; зато высочайшая теплопроводность металла позволяет при той же тепловой мощности сделать теплообменник более компактным, что дает возможность сократить габариты котла в целом.

Медь позволяет сделать теплообменник более компактным.

Функциональность

Так называемый одноконтурный котел имеет единственный теплообменник и предназначен только и исключительно для нагрева теплоносителя.

Двухконтурные изделия, кроме того, способны обеспечить дом горячим водоснабжением.

Нагрев воды в них может осуществляться тремя способами:

В отдельном пластинчатом теплообменнике. Он привлекателен тем, что позволяет осуществить ремонт контура ГВС, не затрагивая функций отопления.

В коаксиальном (труба в трубе) битермическом теплообменнике, где ГВС нагревается от теплоносителя.

Во встроенном накопительном нагревателе косвенного нагрева, подогреваемом опять-таки протоком теплоносителя.

К слову, внешний бойлер косвенного нагрева может быть подключен и к одноконтурному котлу. При определенной конфигурации обвязки он будет прекрасно обеспечивать дом горячей водой и вне отопительного сезона; теплоноситель в этом случае циркулирует по малому кругу — между котлом и бойлером.

Схема подключения бойлера к одноконтурному котлу.

Как выбрать отопительный газовый котел по функциональности? Какая схема более предпочтительна?

Этот тот редкий случай, когда автор позволит себе дать вполне однозначный совет. Наш выбор — изделие с накопительным водонагревателем (бойлером) косвенного нагрева.

На какой схеме лучше остановиться: на одноконтурном котле с внешним бойлером или двухконтурном с встроенным — зависит исключительно от габаритов помещения. Раздельные устройства займут больше места.

С чем связана столь своеобразная инструкция? Ведь проточный нагреватель куда компактнее накопительного, не так ли?

Так-то оно так, но зато бойлер обеспечивает стабильную температуру горячей воды, в отличие от конкурирующего решения. В случае проточного нагревателя с автоматической регулировкой пламени горелки попытка принять душ сводится к непрерывной борьбе с кранами смесителя. Поверьте, это очень неудобно.

Наш выбор — накопительный нагреватель ГВС.

Тяга

Она может быть естественной и принудительной.

Естественная

Так называемые атмосферные (открытые) горелки с естественной тягой отбирают воздух непосредственно из помещения, где установлено отопительное оборудование, и отводят продукты сгорания в дымоход или вентиляционный канал. Единственное серьезное достоинство схемы — энергонезависимость: она способна работать там, где нет электричества.

Недостатков куда больше.

• В многоквартирном доме с поквартирным отоплением работа такого оборудования обычно невозможна в принципе. Вентканал просто не пропустит поток продуктов сгорания от пяти — десяти котлов.
• При работе в летнюю жару обеспечивающий дом горячей водой котел будет дополнительно подогревать помещение за счет нагрева дымохода.
• Наконец, применение оборудования с атмосферными горелками предъявляет жесткие требования к вентиляции и размеру помещения. В частности, его объем должен быть не менее 15 кубометров; каждый киловатт мощности котла добавляет к этому числу еще 0,2 м3. Обязательна форточка и просвет под дверью для притока воздуха из других помещений.

Принудительная

Закрытая горелка (соответствующие котлы часто называют турбированными, или наддувными) отбирает воздух с улицы и туда же отводит продукты сгорания. Для этой цели могут использоваться два раздельных воздуховода или, что бывает куда чаще, один коаксиальный. В последнем случае проходящий через внешнюю оболочку приточный воздух охлаждает продукты сгорания и предотвращает нагрев капитальных конструкций дома.

Коаксиальный воздуховод.

Тяга обеспечивается вентилятором. Соответственно, для работы закрытой горелки необходимо внешнее электропитание. Кроме того, турбированная горелка подразумевает монтаж котла только и исключительно на внешнюю стену.

Розжиг

Пьезорозжиг

Большая часть производящихся в России и Украине устройств относится к энергонезависимому типу и оснащается пьезорозжигом.

Украинский Атон с пьезорозжигом.

Как он работает?

• Нажатие кнопки передается пьезоэлементу и вызывает пробой воздуха между контактами при возникновении на них значительной разницы потенциалов.
• Искра поджигает запальник (пилотную горелку), которая горит все время работы котла.
• В зависимости от температуры теплоносителя термостат периодически открывает подачу газа к основной трубчатой горелке, которая воспламеняется от запальника и греет воду или антифриз в контуре.
• Несложные биметаллические защитные механизмы перекрывают подачу газа при перегреве теплоносителя и при погасшем пламени пилотной горелки.

Эта схема безальтернативна там, где нет постоянного энергоснабжения. Однако она подразумевает невысокую степень автоматизации; кроме того, постоянно горящий запальник расходует до 20% от общего количества газа, потребляемого котлом.

Электронный

Энергозависимый вариант исполнения розжига позволяет:

Отказаться от пилотной горелки. Основную горелку поджигает высоковольтный разряд.

Использовать дополнительные средства автоматизации: управление по GSM, контроль погодных условий, выносные термодатчики и т.д.

На фото — выносной термостат.

Электрическая часть оборудования — вентиляторы и управляющая электроника — потребляют до 120 ватт постоянной мощности.

Как выбрать газовые отопительные котлы по типу розжига? Ответ очевиден: электронный розжиг предпочтительнее там, где нет длительных перебоев с электричеством. Кратковременные отключения проблемой не станут: чтобы не сидеть в холода без отопления, достаточно своими руками подключить котел через ИБП с достаточно емким аккумулятором.

Конвекционные и конденсационные

Казалось бы, принципиальная схема работы газового отопительного оборудования проста и понятна: пламя отдает тепло теплообменнику, через который течет вода; та нагревается и передает тепловую энергию радиаторам. В идеальных условиях КПД такой системы может достигать 95%; оставшиеся 5% уносятся горячими продуктами сгорания.

Однако в продаже можно встретить газовые котлы, для которых заявлен КПД в 107 — 109%. Да, их цена едва ли понравится экономному покупателю; но они существуют. Неужели промышленники изобрели вечный двигатель?

Похоже, закон сохранения энергии отменили.

Увы, производители немного лукавят.Основные продукты сгорания летучих углеводородов — углекислый газ и вода. Соответственно, котел покидает теплый воздух, насыщенный водяным паром.

В случае традиционного котла — так называемого конвекционного — производители искусственно ограничивают температуру теплоносителя на обратке минимальным значением в 55 С, чтобы избежать конденсации влаги на теплообменнике. Помимо пара и СО2, в конденсате содержатся следы органических кислот, сильно снижающих ресурс металлов с низкой коррозионной стойкостью.

А вот производители конденсационных котлов идут другим путем:

Дополнительный теплообменник охлаждается до 30-40С и делается коррозионно-стойким.

О него организуется сток конденсата в канализацию.

Принципиальная схема конденсационного котла.

Зачем все это нужно? Затем, чтобы происходящий с выделением энергии фазовый переход между водяным паром и водой отдал экономайзеру (низкотемпературному теплообменнику) дополнительные 10-12% тепла. В результате КПД прибора действительно может превысить 100%, если за них принять полную теплоту сгорания газа.

Как выбрать газовые котлы отопления по используемой схеме работы? Честно говоря, экономичность конденсационного котла не играет решающей роли: он намного дороже конвекционного, и для небольшого дома период окупаемости составит не менее 7-10 лет.

А вот возможность задействовать его с низкотемпературным отоплением без сложных схем согласования температур — несомненный плюс. Обычно заветные 30-40 градусов, необходимые для работы водяного теплого пола, получаются путем монтажа дополнительного контура с собственным насосом и дозирующим подачу термостатическим клапаном.

Подключение теплого пола к конвекционному котлу требует сложной схемы согласования температур.

Заключение

Надеемся, что предоставленная в распоряжение читателя информация поможет ему сделать удачный выбор. Как обычно, прикрепленное видео предложит дополнительные тематические материалы. Успехов!