Одноконтурні газові котли опалення: пристрій і варіанти реалізації

У статті ми розберемося, що представляють собою газові одноконтурні котли опалення та якими вони бувають.

Заодно ми ще раз зважимо, наскільки опалення будинку газом економічно виправдано.

Котел призначений тільки для нагрівання води в замкнутому контурі. Однак це обмеження легко обійти

Загальна інформація

Що являє собою газовий котел – думається, представляє кожен. Це прилад, що перетворює теплову енергію згорає газу в тепло у вашому домі.

Само по собі опалення газом практикується вже друге століття; газовий котел вигідно відрізняється від раритетних ацетиленових ріжків наступним:

Всі продукти згоряння виводяться за межі житлового приміщення;
Тепло рівномірно розподіляється по дому зі як завгодно складною структурою приміщень за допомогою теплоносія і опалювальних приладів.
При цьому розводка потенційно вибухонебезпечного газу по всьому будинку не потрібна;
Будь-який сучасний газовий котел обладнаний термостатом і здатний автоматично регулювати витрату газу, підлаштовуючись під задану користувачем температуру.

Крім того, якщо раніше більшість тепла вимушено неслася продуктами згоряння в вентиляцію, то ККД нинішніх котлів в окремих випадках здатний, як запевняють маркетологи виробників, перевищувати 100 відсотків.

Однак: чи варто сліпо довіряти маркетологам, чия мета – забезпечити продажу. Фактично близько двох відсотків тепла від згоряння газу все одно втрачається разом з покидающими котел продуктами згоряння.
Неймовірні 110% термічної ефективності відбуваються лише з своєрідного методу підрахунку. Втім, не будемо забігати вперед.

Пов'язану з маркетингом хитрість, що приводить до неймовірного ККД, ми розберемо пізніше

Всі сучасні газові котли можна умовно розділити на дві великі групи:

Газові двоконтурні котли опалення, які поряд з нагріванням постійного обсягу теплоносія здатні забезпечити будинок гарячою водою.
Для цього використовується накопичувальний або проточний водонагрівач; технічна реалізація і, відповідно, складність і вартість конструкції може досить сильно відрізнятися.
Простіші конструктивно одноконтурні газові опалювальні котли, про які ми, власне, і збираємося зібрати інформацію.
Їх основна функція – нагрівання теплоносія в системі опалення; виробництво гарячої води не є для них профільної завданням. Але при невеликій доробці вони на це здатні.

Вартість газового опалення

На даний момент орієнтовна вартість кіловат-години теплової енергії, отриманої з різних джерел, така:

Магістральний газ – 20-30 копійок. Точне значення залежить від регіону.
Дрова – 60 – 90 копійок. За умови, що ви їх купуєте, а не заготовлює самостійно.
Вугілля – 1 – 1,5 рубля.
Соляру – 2 – 3 рубля. І тут ціни різняться по країні.
Зріджений газ – ті ж 2-3 рубля.
Електрика – 3-4 рубля.

Висновки очевидні: магістральний газ – оптимальне джерело тепла. На даний момент.

Як і в будь-якій бочці меду, ложка дьогтю тут є. Європейські ціни на газ для кінцевого споживача вище російських в 10-15 разів. А ми широкими кроками рухаємося до інтеграції з неминучим нівелюванням цін.

Газ дешевий. Але чи довго він залишиться дешевим?

Очевидні альтернативи – надолужуваних джерела енергії. Геліосистеми (сонячне опалення приватного будинку), вітряки і геотермальні теплові насоси відвойовують місце під сонцем.

Біда лише в тому, що початкові вкладення величезні, а термін окупності в 15-25 років при нестабільності внутрішньої економічної політики держав на пострадянському просторі відлякає навіть тих, у кого є можливість вкласти в незалежне енергопостачання таку суму.

Ось саме тому поточна ціна кубометра газу укупі зі скромною вартістю газового котла робить, на жаль, газове опалення безальтернативним. Звичайно, там, де є магістральний газ.

Якими вони бувають

Власне, деякі конструктивні рішення будуть загальними і для двоконтурних, і для одноконтурних котлів. Однак оскільки читачеві тільки належить навчитися орієнтуватися в пропозиціях ринку – не будемо відсилати його до інших матеріалів і розповімо про різні види котлів докладно.

Розташування

Одноконтурні настінні газові котли опалення – це, як правило, пристрої побутового призначення, які мають порівняно невеликий тепловою потужністю (до 35 КВт).

Їх установка можлива тільки і виключно на капітальні стіни – все ж пристрою досить масивні; стіни з горючого матеріалу рекомендується захищати оцинкованим сталевим листом з підкладкою з азбесту.

Головне достоїнство настінного котла – то, що він займає мінімум місця в приміщенні. На фото одна з молодших моделей Valliant з електронним підпалом

Одноконтурні підлогові газові котли опалення можуть мати теплову потужність, що обчислюється мегаватами. Зрозуміло, в житлових будинках такі монстри не встановлюються. Майданчик під побутової котел теж повинна бути негорючою; дерев'яна стіна поруч з ним так само додатково захищається.

Тип використовуваного газу

Газові котли опалення для приватного будинку всіх виробників в базовій комплектації оснащуються пальниками, призначеними для використання в якості палива магістрального (природного) газу. Втім, велика частина апаратів легко і безболісно переходить на скраплений газ, що поставляється в балонах.

Нюанс: котли великої теплової потужності (як правило, від 30 КВт) на скраплений газ не переводяться.
Причина очевидна: це просто непрактично, оскільки доведеться тримати поруч з котлом батарею постійно замінних балонів.
Крім суто технічних незручностей, вартість опалення в цьому випадку зросте до небес.

матеріал теплообмінника

Теплообмінник – це радіатор, за допомогою якого теплоносій (найчастіше звичайна вода) контактує з полум'ям пальника.

Які можливі варіанти?

сталеві теплообмінники порівняно недовговічні (термін їх служби не більше десяти років); проте вони можуть використовуватися в котлах великої теплової потужності.
Одноконтурні газові підлогові котли опалення з тепловіддачею в мегавати забезпечуються жаротрубними теплообмінниками циліндричної форми, звареними з сталевих труб, призначених для циркуляції теплоносія. У пальник в таких котлах нагнітається не чистий газ, а газоповітряна суміш.
чавунні теплообмінники зазвичай мають велику масу і чутливі до високих температур і, головне, до різких стрибків температурного режиму.
Однак ці витрати покриваються їх достоїнствами – більш високою в порівнянні зі сталлю теплопровідністю (різниця в 6-10% в залежності від сортів металів) і великим терміном служби.
мідний теплообмінник залишає далеко позаду по теплопровідності і сталь, і чавун: різниця майже в 8 разів. Зворотний бік – низька стійкість міді до високих температур.
Вона плавиться при температурі тисяча вісімдесят п'ять градусів – на 70-80 градусів менше, ніж у чавуну і на 300-350 менше, ніж у сталі.
Звідси волею-неволею доводиться застосовувати мідь лише в порівняно малопотужних пристроях (як правило, мідними теплообмінниками забезпечуються настінні газові одноконтурні опалювальні котли).

Мідь цінується за високу теплопровідність

Відведення продуктів згоряння

Котли з атмосферним пальником (вони ще називаються котлами з відкритою камерою згоряння) забирають повітря безпосередньо з житлового приміщення. Відпрацьовані гази відводяться в димар.

З одного боку, така схема дозволяє розташувати котел на великій відстані від загальних з вулицею стін; з іншого – накладає багато обмежень:

Котел з атмосферним пальником повинен встановлюватися тільки в окремому приміщенні площею не менше 4 м2 (точна площа залежить від теплової потужності пристрою).
Двері шириною не менше 80 см і окреме вікно в котельні обов'язкові.
Димохід повинен мати внутрішній діаметр, як мінімум, не поступається внутрішньому діаметру вихідного патрубка котла, і не більше трьох поворотів або вигинів. Перетин димоходу – тільки кругле, матеріал – сталь (бажано нержавіюча).

Обмеження пов'язані з опором труб природній тязі: при недостатній швидкості руху продуктів горіння можливо неповне згоряння газу зі створенням вибухонебезпечної газоповітряної суміші в камері.

Одноконтурний газовий опалювальний котел з примусовою циркуляцією (турбований) може бути розташований в будь-якій точці будинку поблизу від стіни, спільної з вулицею. Для створення тяги в ньому, як легко зрозуміти з назви, використовується вентилятор.

Типова схема – коли котел з вулицею з'єднує коаксіальний воздуховод, по оболонці якого забирається повітря, а по сердечнику відводяться продукти згоряння. Така схема змушує гарячі гази віддати частину тепла по дорозі за межі будинку; крім того, вона захищає матеріал стін від надмірного нагрівання.

Обмежень мінімум. Апарат може бути змонтований в будь-якій точці зовнішньої стіни. Нюанс: для роботи вентилятора потрібно електрику

Увага: в дерев'яній стіні інструкція з пожежної безпеки все одно наказує ізолювати трубу азбестом або відрізком асбоцементной труби.
Крім того, якщо монтаж котла своїми руками можливий, то підключення до газової магістралі і запуск виконується тільки представниками газової служби.

Газовий одноконтурний опалювальний котел з електронним підпалом – пристрій повністю автономне і технічно, здавалося б, більш просунуте.

Електронний термостат при падінні температури навколишнього середовища до порогового значення запалює пальник, теплоносій підігрівається, температура повітря зростає слідом за ним, досягає верхнього порогу – і термостат гасить пальник, перекривши подачу газу.

В ідеалі така схема прекрасно працює.

На практиці втручається сувора реальність:

Припинення подачі електрики означає, що ви залишаєтеся без опалення. Сибірської взимку це означає розмороження радіаторів протягом шести-восьми годин.

Увага: для вирішення цієї проблеми використовуються звичайні джерела безперебійного живлення, від яких живиться розрядник і циркуляційний насос.
Зрозуміло, це тимчасове рішення, яке допоможе лише на пару-трійку годин.

У дачних кооперативах часто просто немає комунікацій в принципі. Для опалення використовується балонний газ. Електроживлення відсутня.

Електророзжіг зручний, економічний, але вимагає стабільного електропостачання

Енергонезалежні котли з пьезорозжігом вирішують цю проблему ціною втрати економічності: факельнік (маленька пальник для розпалювання) горить постійно.

Використання тепла згоряння

традиційне рішення – так звані конвекційні газові котли одноконтурні опалення. Вони за рахунок високої температури обратки (і, відповідно, теплообмінника) уникають конденсації на теплообміннику вологи з продуктів згоряння.
Причина – утримання в конденсаті агресивних речовин. В результаті частина теплової енергії випаровується разом з гарячими газами.
Конденсаційний одноконтурний газовий котел опалення має окремий низькотемпературний теплообмінник, на якому конденсується волога з продуктів згоряння.
За рахунок цієї маленької хитрості, власне, маркетологи і мають можливість писати в рекламі конденсаційного котла, що його ККД дорівнює 109 – 111% – за сто відсотків береться повна теплота згоряння газу. При конденсації поглинається додаткове тепло, причому в помітній кількості.

Одноконтурний котел і нагрів води

Навіть найдешевші газові настінні двоконтурні опалювальні котли здатні гріти воду для господарських потреб шляхом підключення бойлера непрямого нагріву. Для розуміння принципу роботи досить привести схему, яка демонструє його наочно.

У бойлері через теплообмінник теплоносій із замкнутого контуру віддає тепло, нагріваючи воду. Термодатчик регулює ступінь нагрівання і в потрібний момент зупиняє циркуляцію

висновок

Додаткову інформацію про одноконтурних газових котлах ви знайдете в відео в кінці статті. Теплих зим!