Современный рынок предлагает множество отопительного оборудования: котлы стальные и чугунные, со встроенными горелками и с горелками отдельным блоком, котлы на дизельном топливе, газовые котлы, котлы на дровах и угле, электрокотлы, воздушные обогреватели, Разобраться в этом обилии предлагаемой продукции для рядового потребителя крайне непросто. Сегодня отопительный котел представляет собой технически сложное, требующее регулярного и квалифицированного обслуживания, изделие повышенной опасности. Проектирование, эксплуатацию и монтаж котельного оборудования таких систем можно доверять только организациям и людям, которые имеют соответствующее образование, опыт и необходимое оборудование. Тоже можно сказать и о самой системе отопления. Она должна быть согласована с оборудованием котельной. Только в этом случае, возможно, максимально эффективно использовать все преимущества современного котельного оборудования.
Говоря о газовых котлах, придется ввести дополнительную их классификацию, потому что газовые котлы подразделяются еще и по типу горелки и по типу её расположения. Существуют котлы с вентиляторными и с атмосферными горелками. Есть еще отдельный подкласс газовых котлов – настенные газовые котлы.
Напольные и настенные газовые котлы
Напольные котлы (устанавливаются на пол) и, как правило, подключаются к высокопроизводительному емкостному водонагревателю (бойлеру) для приготовления горячей воды.
Настенные котлы лучше подходят для отопления и горячего водоснабжения квартиры или жилого дома (до 300 кв. м). По сравнению с напольным котлом настенный котел имеет меньшие габариты и не занимает большую площадь, так как устанавливается на стену. Его легко можно установить на кухне, в ванной комнате или на чердаке.
Настенные котлы бывают одно- и двухконтурные
Одноконтурные обеспечивают только отопление помещения. Двухконтурные котлы – одновременно отапливают помещение и обеспечивают горячее водоснабжение.
Преимущество двухконтурных котлов перед одноконтурными кажется очевидным, так один котел решает сразу две проблемы. Однако возможны ситуации, когда в частном доме может иметься центральное водоснабжение и отсутствовать отопление. В этом случае, конечно, необходимы одноконтурные котлы.
В настенных котлах принцип нагревания проточный (вода нагревается в «проточном режиме»). В случае, когда потребности в горячей воде не очень велики (порядка 10 – 15 л/мин при нагреве на 30° С), то логично приобрести двухконтурный котел проточного типа.
Более комфортные условия горячего водоснабжения можно получить, установив котел со встроенным бойлером. Его основные плюсы это 45-60 литров (в зависимости от модели) горячей воды постоянно готовых к использованию. Кроме того, бойлер позволяет иметь на некоторое время запас горячей воды при отключении газа. Но обычно за комфорт приходится платить, и некоторые минусы у котлов со встроенным бойлером тоже присутствуют – это большие на первом габариты и вес, а так, же незначительное увеличение расхода газа, для поддержания воды в бойлере постоянно нагретой. Если же вы привыкли тратить много горячей воды и у вас несколько водяных точек, работающих одновременно с большим потреблением горячей воды (ванная, джакузи, душ и т.п.), то можно к одноконтурному котлу, как, впрочем, и к двухконтурному, подключить бойлер большого объема, например 200 литров. В большинстве случаев, это гарантирует удовлетворение потребностей в горячей воде даже очень взыскательного покупателя.
Настенные котлы подразделяются на котлы с открытой и закрытой камерой сгорания
В котлах с открытой камерой сгорания (с естественной тягой) воздух для горения забирается непосредственно из помещения, в котором располагается, а отработанные газы выбрасываются в дымоход, который должен быть предусмотрен в помещении.
Когда дымоход отсутствует или котел будет смонтирован в квартире (где он не предусматривается в принципе), используются котлы с закрытой камерой сгорания. В этом случае котел комплектуется специальной системой удаления дымовых газов. В этих котлах удаление отходящих газов происходит с помощью вентилятора, встроенного в котел. Такие модели идеальны для помещений без традиционного дымохода, т. к. продукты сгорания в этом случае выводятся через специальный коаксиальный дымоход, для которого достаточно сделать только отверстие в стене. Коаксиальный дымоход еще часто называют “труба в трубе”. По внутренней трубе такого дымохода продукты сгорания выводятся на улицу с помощью вентилятора, а по внешней поступает воздух. Кроме того, эти котлы не сжигают кислород в помещении, не требуют дополнительного притока холодного воздуха в здание с улицы для поддержания процесса горения, позволяют снизить капиталовложения при установке, т. к. не нужно изготавливать дорогостоящий традиционный дымоход, вместо которого с успехом используется короткий и недорогой коаксиальный.
Коаксиальный дымоход выручает в ситуациях, когда хозяин не хочет ставить на крышу дымоход по эстетическим соображениям или же из опасения, что скат крыши может покрыться сосульками и дымоход просто сломается.
Работой котла управляет автоматика, и в зависимости от степени автоматизации, будет сама поддерживать заданный температурный режим в доме. Например, Вы сами можете управлять работой котла, устанавливая желаемую температуру на заданное время (таймер) и в нужном помещении (например, ночью температура +20 °С, а днем +22 °С).
В систему отопления может входить «теплый пол», температурой которого также можно управлять при помощи котла. Газовый котел автоматически выключается при отсутствии газа и автоматически включается при включении газа, то есть имеет блок автоматического зажигания. Автоматика котла контролирует наличие пламени, тяги в дымоходе, нагрев теплоносителя.
Современные настенные котлы обладают рядом достоинств:
– во-первых, они сохраняют работоспособность (не блокируются и не отключаются) при достаточно широком диапазоне давления газа.
– во-вторых, практически у всех котлов имеется система управления мощностью горелки, позволяющая плавно изменять мощность горелки в диапазоне 30 – 100 % в зависимости от потребности и тем самым снижать вероятность образования накипи в теплообменнике, повышая комфортность использования;
– в-третьих, они оснащены всеми необходимыми степенями защиты, обеспечивающими высокий уровень безопасности этих котлов.
Конденсационные котлы
Использование конденсационных котлов – одно из наиболее разумных решений в области отопительного оборудования.
Принцип действия конденсационных котлов стал известным еще в XIX веке. Заключается он в использовании так называемой «скрытой» теплоты конденсации водяных паров в газоходах. В обычных котлах эта теплота уходит на подогрев атмосферы. Однако использовать этот принцип для производства котлов смогли относительно недавно, когда появились соответствующие материалы, способные проявлять коррозийную стойкость. Ведь образующийся водный конденсат, за счет растворения в нем CO2, вызывает коррозию стали и чугуна.
Газ в топке не горит привычным пламенем, а как бы тлеет, происходит абсолютное полное сгорание топлива. Дымовые газы, прежде чем попасть в дымовую трубу, проходят через винтовые теплообменники, которые настолько эффективно снимают тепло, что дымовую трубу допустимо изготавливать из дешевых полимерных материалов. К тому же потребитель получает дополнительную тепловую энергию, выделяющуюся при конденсации водяных паров, находящихся в дымовых газах, безвозвратно теряющуюся в котлах традиционных конструкций. Поэтому КПД котлов достигает 109 % (с учетом теплоты конденсации водяных паров из дымовых газов).
Оптимальный режим систем отопления для конденсационных котлов — температура 40/30°С. Это температура воды в напольных системах отопления или системах низкотемпературного панельного отопления. Режим конденсации в этом случае обеспечивается в течение всего периода отопления. Конденсационные котлы идеально подходят к таким системам отопления. В более распространенных радиаторных системах с температурой теплоносителя 75/60°С эффективность котлов тоже достаточно высока. Только в наиболее холодные дни отопительного периода, когда требуется максимальная температура теплоносителя, температура обратной воды становится выше температуры точки росы и образования конденсата не происходит. Следует подчеркнуть, что конденсационные котлы предназначены для работы с низкотемпературными системами отопления и только с ними в полной мере оправдывают свое применение.
Напольные газовые котлы с атмосферными и с вентиляторными горелками
Напольные газовые котлы с атмосферными горелками, как правило, дешевле за счет меньшей стоимости атмосферной горелки и обычно работают тише.
Стоит заметить, что атмосферная горелка является неотъемлемой частью котла и входит в его стоимость.
Котлы с вентиляторными горелками имеют немного больший КПД и стоят дороже. Котлы для работы с вентиляторными горелками имеют возможность установки горелок, работающих или на газе, или на жидком топливе.
Вентиляторная горелка обычно продается отдельно и, как правило, ее стоимость не входит в цену котла.
Надо сказать, что мощность напольных газовых котлов с атмосферной горелкой, в большинстве случаев, колеблется от 10 до110 кВт (однако есть фирмы, производящие и более мощные котлы этого типа, единичной мощностью до 920 кВт), в то время как модели со сменными вентиляторными горелками могут достигать мощности в несколько тысяч кВт!
При каскадном включении нескольких котлов с атмосферными горелками можно достичь мощности много сотен кВт и обогревать с их помощью объекты площадью в тысячи кв.м. Таким образом, потребитель всегда может подобрать для себя оптимальный по мощности вариант для отопления, как небольшого загородного домика, так и огромного здания.
Газовые котлы могут быть с одноступенчатой горелкой (работают только на одном уровне мощности) и двухступенчатой горелкой (2 уровня мощности), а также с модуляционной горелкой (плавное регулирование мощности)
Так как полная мощность котла требуется, по различным данным, от 15% до 30% отопительного сезона, а следовательно, от 70% до 85% времени она является излишней, то понятно, что экономичнее использовать котел с двухступенчатой горелкой или модуляционной горелкой.
Основными плюсами котла с двухступенчатой горелкой являются:
– увеличение срока эксплуатации котла за счет снижения частоты включений/выключений горелки примерно на 70%;- работа на 1-ой ступени с пониженной мощностью и снижение количества включений/выключений горелки позволяет экономить газ, а следовательно, и деньги;
– меньшее количество дымовых газов и меньшее количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу;
– двухступенчатый котел расширяет возможности по использованию совместно с ним бойлеров различной емкости;
Еще больший эффект достигается при использовании котла с модуляционной горелкой.
Теплообменники напольных газовых котлов
Теплообменник напольного газового котла обычно изготавливают из чугуна или стали.
Однозначного мнения о том, какой материал лучше не существует. С одной стороны, чугун меньше подвержен коррозии, к тому же, чугунный теплообменник изготавливают обычно более толстым, что может положительно сказаться на сроке его службы. В то же время у чугунного теплообменника есть и недостатки: он более хрупкий, а следовательно, есть риск образования микротрещин при транспортировке и погрузке/выгрузке. Кроме того, в процессе эксплуатации чугунных котлов при использовании жесткой воды, вследствие конструктивных особенностей чугунных теплообменников и свойств самого чугуна, со временем происходит их разрушение в результате локальных перегревов, которые возможны из-за неправильной эксплуатации.
С другой стороны стальные котлы легче, не очень боятся ударов при транспортировке. Но при неправильной эксплуатации стальной теплообменник может подвергаться коррозии. Создать нормальные условия эксплуатации стального котла не очень сложно. Важно, чтобы температура в котле не падала ниже температуры “точки росы” для отходящих газов. Иначе на стенках котла выпадает конденсат, представляющий собой слабый раствор угольной кислоты (газовые котлы) либо раствор сернистой кислоты (дизельный котел). Чтобы избежать этого, поддерживается постоянная высокая температура в котле, отсюда больший расход топлива.
Хороший проектировщик всегда сможет создать систему, при которой срок службы котла будет максимален.
Напольные газовые и жидко-топливные котлы производятся одноконтурными (только для отопления)
Стоит заметить, что к любому одноконтурному котлу для приготовления горячей воды можно подключить бойлер косвенного нагрева. Наиболее популярны в загородных домах бойлеры от 100 до 300 литров, но встречаются и модели объемом до 1000 литров.
Бойлерами косвенного нагрева называются те, в которых вода нагревается от теплоносителя котла.
Мощность котла системы отопления
Что касается мощности, то ориентировочно можно пользоваться следующим соотношением — 1 кВт мощности котла требуется для обогрева примерно 10 м2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м.
Газовые воздухонагреватели
Газ по газопроводу поступает в горелку, полностью сгорает в потоке нагреваемого воздуха и, смешиваясь с ним, отдает тепло горения практически на 100%. Тепло сгоревшего газа нагревает теплообменник, который принудительно обдувается потоком воздуха от вентилятора.
Газовые воздухонагреватели оснащаются температурными регуляторами. По заданной температуре работает генератор теплого воздуха, который установлен прямо по месту потребления тепла. Децентрализация и легкость регулирования по заданной температуре – это те самые характеристики, которые обозначают такую систему, как энергосберегающую.
Для использования в большинстве промышленных объектов, торговых центров, административных зданий, складов и т.д.;
Инфракрасные обогреватели
Подобно Солнцу работают все современные инфракрасные обогреватели. Имея высокую поверхностную температуру, нагреватели, используя физические свойства электромагнитных волн, отдают тепловую энергию всем находящимся в области работы прибора предметам. Нагретые тела, в свою очередь, излучают накопленное тепло в окружающее пространство, нагревая его конвекционным методом. Экономия энергии достигается за счет исключения из процесса обогрева промежуточного теплоносителя – воздуха. Электромагнитные волны напрямую передают тепло всем окружающим предметам.
Вторым положительным моментом применения данного типа оборудования является аккумулирование тепла внутри предметов, находящихся в зоне действия излучателя.
Таким образом, создается своего рода “тепловой резервуар”, способный поддерживать комфортные условия в течение некоторого времени, даже после отключения обогревателя. Это свойство лучистого обогрева можно использовать для дополнительной экономии энергии в нерабочее (обеденное или ночное) время, когда система переводится в экономичный режим, поддерживая минимальную положительную температуру, препятствующую охлаждению помещения.
Лучше всего они подходят для обогрева: мастерских по ремонту автомобилей, сельскохозяйственных сооружений, закрытых теннисных кортов, производственных предприятий, мест отдыха и развлечения, демонстрационных залов, магазинов, складских помещений и для многих других помещений.