Газовые котлы: какие бывают и что покупать?

На сегодняшний день газовое отопление считается самым популярным в тех местах, где отсутствует централизованное теплоснабжение. Единственное ограничение — наличие газовой трубы. Впрочем, уровень газификации в стране составляет почти 2/3, и процесс продолжается. Голубое топливо — самый дешёвый и безопасный источник теплоснабжения, он может использоваться в быту для получения энергии от электрогенераторов, подключения газовых плит, но, самое главное, для отопления и получения горячей воды.

Газовый настенный котёл Vaillant atmoTEC plus и настенный водонагреватель VIH CK 70

КРАТКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КОТЛОВ

Прежде чем говорить об особенностях подключения различных типов газовых котлов, есть смысл упомянуть про их основные разновидности. Разумеется, раз речь идёт именно о газовых котлах, топливом может являться либо природный, «из трубы», либо более дорогой сжиженный газ «от баллонов». Первый вариант удобнее, но требует одной «мелочи» — наличия рядом трубы с магистральным газом. Второй более автономен, но потребуется или часто менять баллоны, или устраивать ёмкость для хранения сжиженного газа (газгольдер), что недёшево в любом случае. Тем не менее используются оба варианта, и практически любой газовый котёл, настроенный на магистральный газ, несложно перенастроить на питание сжиженным.

Сам котёл — устройство, в котором тепловая энергия от сжигания идёт в первую очередь на отопление. Вторая возможная функция — приготовление горячей воды. Для использования котлов в быту другие функции нехарактерны. Скажем, получить с их помощью электроэнергию не удастся. Впрочем, такие решения применительно к небольшим котлам существуют (двигатель Стирлинга), устанавливаются за рубежом, но в ближайшие несколько лет рассчитывать на их появление в продаже у нас не стоит.

В одноконтурном котле имеется одна магистраль, которую подключают к системе отопления. Если требуется организация горячего водоснабжения, к одноконтурному котлу дополнительно подключают бак-водонагреватель (бойлер). У двухконтурных котлов на выходе две магистрали: одна предназначена для отопления, другая на ГВС. Теплообменник изготавливается из стали, меди (почти все настенные и многие напольные котлы) или чугуна. Наиболее «популярны» пластинчатый или битермический теплообменники. В пластинчатом подогретая вода из контура отопления передаёт тепло в контур ГВС через пакет пластин, а в битермическом теплообменник сделан по принципу «труба в трубе». В чугунных котлах теплообменник собирают из отдельных секций, подобно батарее отопления. Некоторые модели двухконтурных котлов оснащают встроенным бойлером.

Отдельно стоящий бойлер обычно используется для обеспечения максимального комфорта приготовления горячей воды или если предполагается частый расход воды с перерывами.

По типу все котлы делятся на настенные и напольные. Место их размещения понятно из названия. Мощность настенных кот лов составляет до 100 кВт, у напольных — практически не ограничена.

По типу тяги различают конструктивно простые котлы с естественной тягой (атмосферной горелкой, открытой камерой сгорания) и более сложные модели с закрытой камерой сгорания (наддувной горелкой или принудительной вытяжкой).

И наконец, по степени использования энергии все котлы делятся на конвекционные и конденсационные. В обычном котле используется так называемая низшая теплота сгорания, т. е. исключительно то тепло, которое получает теплоноситель конвективным способом при сжигании топлива. КПД подобных современных котлов превышает 90 %, скрытая же теплота, затраченная на парообразование молекул воды, образованных в ходе химической ре- акции горения газа, улетает «в трубу» вместе с горячими дымовыми газами. Температура дымовых газов на выходе из таких котлов составляет в среднем 150 °C (в старых моделях и более), в низкотемпературных конвекционных — порядка 100 °C.

Понятно, что чем холоднее выходящие газы, тем более полно будет использовано тепло, и каждый лишний процент прибавки КПД в конечном счёте за много лет эксплуатации оправдает себя. Но усложнять конструкцию теплообменника котла, пытаясь выгадать «лишний градус», тоже не всегда оправданно.

К тому же надо учесть то, что при температуре порядка 53–57 °C водяной пар, содержащийся в газе, начинает конденсироваться в жидкость, «прихватывая» в себя химически активные вещества. Ничего хорошего в этом нет, этот конденсат способен разрушить кирпичную кладку обычного дымохода буквально за год. То есть при расчёте надо учесть, что дымовые газы должны быть достаточно горячими, чтобы конденсация не происходила в дымоходе, или делать дымоход из кислотостойких материалов с учётом выпадения конденсата и необходимости его отвода.

Принцип действия конденсационных котлов несколько иной. При выпадении конденсата выделяется дополнительное и немалое количество тепла. Если его собрать и использовать, теоретически возможно получить коэффициент использования котла в 111%. Ошибки нет, если принять за 100% ожидание теплового эффекта от технологии, не учитывающей скрытую теплоту сгорания газа. Поэтому ещё 11% — это «неожиданная» в технически-нормативном смысле прибавка, получаемая от выделения тепла при конденсации воды.

Это скрытая теплота парообразования, которая в сумме с низшей, даёт высшую теплоту сгорания. В условиях экономии ресурсов предложение более чем заманчивое. Реальный коэффициент использования такого котла составляет 109–110%, к тому же, поскольку температура газов невелика (не выше 80 °C), можно изготовить дымовые трубы из пластмассы, что упрощает монтаж. Охлаждённый конденсат сливается в канализацию. Основные недостатки, из-за которых этот вид котлов у нас ещё не полностью вытеснил традиционные на рынке отопительной техники для индивидуального строительства, — его стоимость.

Попросту говоря, до недавних пор газ был настолько дёшев, что особенного смысла в таких котлах не было. Но сейчас во многих странах — импортёрах газа старым котлам дают доработать свой срок и меняют их на конденсационные. С повышением стоимости газа в России популярность «конденсационников», несомненно, вырастёт.

СВЯЗУЮЩИЕ

В состав современного котла входит ещё несколько элементов.

Горелка котла. Теоретически она может быть одно-, двухступенчатой или модулированной (с регулируемой подачей топлива), с ручным, от кнопки, или автоматическим розжигом. На практике большинство горелок в современных газовых котлах — модулирующие, мощность регулируется в широких пределах, в прерывистый режим работы горелка переходит только в режиме малой требуемой мощности, розжиг и контроль работы происходят автоматически. Некоторые напольные котлы могут работать от жидкого топлива, для этого надо подобрать только дутьевую (вентиляторную) горелку, не затрагивая остальную систему. Впрочем, обычно происходит наоборот: приобретают «дизельный» котёл, а когда появляется такая возможность, перенастраивают его на газ. Существуют и универсальные горелки. Их при переходе на другой вид топлива просто перенастраивают. Особого распространения в быту они не получили из-за высокой стоимости.

Съёмные горелки имеют стандартные ряды присоединительных размеров, и в принципе к котлу одной марки зачастую можно подобрать другую. Но на практике лучше собрать котёл и горелку или из продукции одной компании, или выбрать горелку из числа рекомендованных производителем котла. Причина проста: котёл и горелка требуют периодического технического обслуживания, вызывать для этого двух разных специалистов нет никакого смысла.

Группа безопасности. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана. Манометром контролируют давление в системе, клапан нужен для сброса давления при его превышении. Установленный норматив максимального давления для индивидуальной системы отопления в РФ — 3 бара. Но падение давления ниже определённой величины тоже нежелательно. Как минимум необходимо долить котловую воду, а частые падения сигнализируют о том, что где-то в закрытом контуре системы отопления происходит утечка. И в воде, и в антифризе всегда содержится некоторое количество растворённого кислорода, который при повышении температуры и снижении давления выходит из жидкости в виде пузырьков. Воздухоотводчик как раз и нужен для удаления воздуха из системы, а для подпитки её жидкости используется специальный кран или клапан.

Циркуляционный насос. Предназначен для циркуляции жидкости по системе отопления. В отличие от систем с естественной циркуляцией, позволяет устанавливать котёл в любой точке системы, а не только в самой нижней. К тому же с его помощью перераспределение температуры происходит гораздо быстрее.

Расширительный бак. Предназначен для компенсации расширения жидкости в системе при её нагреве. Для закрытой (полностью герметичной) системы отопления используются закрытые баки, которые находятся или в корпусе котла, или неподалёку от него. Открытые, связанные с атмосферой баки ставят в верхней точке гидросистемы и только в системах с естественной циркуляцией.

Гидравлический модуль. Обычно включает в себя элементы группы безопасности, термометры, циркуляционный насос, трёхходовый клапан и иную арматуру, собранную вместе и готовую к быстрому подключению к котлу и контурам систем отопления и ГВС. Элемент необязательный, но удобный с точки зрения сборки системы. Поставляется в теплоизолированном корпусе, крепится на стену. Сам по себе необязателен, все элементы можно собрать и по отдельности, но его использование упрощает монтаж.

Органы управления. Блок с устройствами для регулирования температуры в последнее время практически всегда представляет собой сложную электронную схему управления котлом и горелкой, связанную с соответствующими элементами и датчиками, с ЖК-дисплеем. Даже если котёл не используется, но подключён, электроника берёт на себя все основные обязанности по поддержанию его работоспособности: обеспечивает защиту от замерзания, (подогрев системы отопления, если температура котловой воды упала ниже 5 °C), защиту циркуляционного насоса и трёхходового клапана (периодическое включение, чтобы не «закисли»), отключение при аварийных ситуациях. В простом случае блок управления поддерживает заданную температуру. При установке соответствующих датчиков и приборов он работает в погодозависимом режиме, с усложнением схемы может быть запрограммирован на различные режимы работы, каскадное подключение и управление различными элементами системы и т. д.