Освобождение внутренней энергии

Газовые котлы принято классифицировать прежде всего по исполнению – рынок предлагает потребителю настенные и напольные модели. Первые, несмотря на небольшие размеры, способны служить для отопления и горячего водоснабжения – по сути, это мини-котельная на стене. Но компактные габариты несколько уменьшают надежность (средний срок их эксплуатации около 15 лет). Чтобы ее повысить, необходимо в конструкцию вводить автоматику, а это перечеркнет одно из главных достоинств настенных котлов – их невысокую цену.

Напольные котлы крупнее и мощнее. Благодаря применению более долговечных материалов, например чугуна, срок их службы достигает 25 лет, и есть примеры долгожителей, проработавших в течение 60 лет. Поскольку чугун — тяжелый материал, трудно представить его в составе настенных изделий, а в напольных моделях он на своем месте.

Напольные котлы, в свою очередь, подразделяются на атмосферные и наддувные. Первые работают при естественной тяге за счет подъема горячего воздуха в дымовой трубе. У такой системы невысокая эффективность сгорания топлива. Однако у нее есть большое преимущество – отсутствие вращающихся деталей приводит к почти бесшумной работе. Атмосферные газовые котлы рекомендуются для установки в подвальном помещении коттеджа или на первом этаже.

В наддувных котлах вентиляторы, предварительно смешивающие топливо с воздухом в оптимальном соотношении, повышают эффективность процесса горения. Но из-за этого они производят много шума. Лучшее место расположения такого котла – отдельно стоящая котельная.

Если компактные атмосферные горелки всегда являются составной частью котла, то вентиляторные представляют собой отдельный агрегат (необязательно входящий в комплектацию котла), навешиваемый на дверцу топочной камеры. Он снабжен автоматикой, регулирующей количество воздуха в смеси в соответствии с режимами горения.

Котлы различаются также типом камеры сгорания, которые бывают закрытыми или открытыми. В первом варианте вентилятор принудительно удаляет продукты сгорания и тем самым создает разрежение в топке, куда но коаксиальному трубопроводу засасывается наружный воздух, необходимый для процесса горения. Такая разновидность котла применяется при отсутствии в здании традиционного дымохода. Открытая камера оснащается атмосферной горелкой, использующей кислород, содержащийся в воздухе помещения котельной.

Основные характеристики топливного агрегата – номинальная мощность и расход топлива. Определиться с мощностью помогут специалисты, которые подберут котел с учетом теплопотерь дома, его площади, особенностей объемно-пространственной структуры, сезонных пиковых нагрузок и потребностей жильцов в горячей воде.

Независимо от вида используемых горелок газовые котлы подразделяются на одноконтурные и двухконтурные. Первые предназначены только для отопления. Горячее водоснабжение при этом обеспечивается бойлерами. Вторые решают обе задачи.

Двухконтурный газовый котел мощностью 23 кВт с проточным теплообменником способен обеспечить расход 12-14 л/мин (при се нагреве на 25 ºС). Этого достаточно для двух точек водоразбора например, душа и кухонной раковины. При более высоком потреблении горячей воды можно применить другую конструкцию — двухконтурный котел со встроенным бойлером, способным держать постоянный запас горячей воды в 45-60 л.

Двухконтурные напольные котлы, объединенные с бойлером в одном корпусе, представляют собой единый агрегат, в случае поломки которого сразу прекратятся и обогрев, и горячее водоснабжение. Такого неприятного сюрприза можно избежать при разделении контуров – один теплогенератор работает только на отопление (в холодное время года), а другой используется в качестве водогреющего устройства.

Польза конденсации

Газовые котлы обладают довольно высоким КПД — выше 90%. Однако и его можно увеличить, применив конденсационную технологию, когда дымовые газы охлаждаются в специальном теплообменнике, сделанном из стойкой к агрессивным воздействиям нержавеющей стали, и при этом происходит конденсация содержащихся в них водяных паров и утилизация выделяющегося тепла.

Эта технология наиболее эффективна именно для газовых теплогенераторов – их КПД увеличивается почти на 11%. Поэтому в паспортных данных конденсационных котлов часто встречаются запредельные значения КПД – например, 106%. Такие числа вызывают недоумение — ведь КПД по определению не может быть более 100%.

В действительности никакого противоречия здесь ист, нес объясняется выбранной системой подсчета. Дело в том, что каждый вид топлива характеризуется низшей и высшей теплотой сгорания. Первый параметр определяется без учета тепла дымовых газов, а второй – с учетом тепла, выделяющегося при их конденсации. По международным методикам КПД теплового оборудования рассчитывается по низшей теплоте сгорания. С появлением конденсационных технологий давно использующиеся методы расчета КПД менять не стали, чтобы была возможность правильного сравнения традиционных и конденсационных котлов. Поэтому КПД последних, превышающий 100%, не нарушает законов термодинамики.

Наряду с очевидным преимуществом более дорогие конденсационные котлы обладают и недостатками. Выпадающий конденсат требует сбора, нейтрализации и периодического удаления. Кроме того, конденсационный вариант функционирования котла возможен только при относительно низкой (около 55 ºС и ниже) температуре теплоносителя в обратной линии. Это значит, что вся система отопления должна быть рассчитана на работу в низкотемпературном режиме. Между тем в нашей стране из-за холодных зим повсеместно распространены высокотемпературные системы отопления.

Но как показывает практика, сильные морозы не являются непреодолимым препятствием для внедрения низкотемпературной системы отопления. Для ее успешного функционирования требуется современная эффективная теплоизоляция дома. Поэтому возможность установки подобной системы отопления следует учитывать еще на этапе строительства. В противном случае дорогостоящий конденсационный котел станет большую часть времени работать в обычном (высокотемпературном) режиме и фактически утратит свои преимущества.

Настраиваемся на лучшее

Для борьбы с шумом, издаваемым дутьевыми горелками (с принудительной подачей воздуха), используют звукопоглощающие оболочки-кожухи шумоглушитель для дымовых газов, виброизоляционный мат под котел, а также вибровставки на трубах. Но шум нереально заглушить полностью, можно только снизить его уровень, поэтому вентиляторные горелки в коттеджах специалисты рекомендуют устанавливать только при отсутствии распределительной сети природного газа.

Как правило, производителем предусмотрена возможность перенастройки котла на сжигание сжиженного газа (пропан-бутана). Такая работа должна выполняться сертифицированными специалистами. При переходе на этот вид топлива на территории, прилегающей к дому, придется выделить отдельное место под установку газгольдера для сжиженного газа.

Кроме ручной настройки режимов работы напольного газового котла существует и способ постоянного саморегулирования параметров теплогенератора – за счет интегрированных в его состав блоков умной автоматики. При правильной их настройке можно поддерживать комфортную температуру в каждом отдельном помещении независимо от других комнат. Аппаратура оптимизирует взаимодействие котла с разными контурами: отопительных приборов, теплого пола, нагрева воды в бассейне и другими.

При интегрировании газового котла в систему умный дом функции управлении могут быть разделены. За безопасную эксплуатацию агрегата отвечает, как правило, его собственная автоматика, поскольку производитель умного дома может и не знать всех особенностей конкретного теплогенератора. Умный дом при этом осуществляет стратегическое управление по принципу задействовать — не задействовать. Котлы высокого класса автоматически регулируют широкий набор параметров, вплоть до величины тяги, что повышает эффективность их работы и увеличивает продолжительность горения топлива. Вместе с тем простые, не обремененные мозгами котлы способны успешно функционировать в погодозависимой автоматической системе под управлением умного дома.

Возможности интеллектуальных блоков автоматики впечатляют. Например, они управляют модулируемой горелкой (с плавным регулированием мощности), которая настраивается под параметры котла и отопительной системы только в начале эксплуатации, а затем работает с учетом сигналов датчиков и заданных домовладельцем режимов (в том числе по недельным или суточным графикам).

В автоматике применяется принцип механически связанного регулирования расхода топлива и воздуха с помощью специальных сервоприводов, управляющих топливной и воздушной заслонками в зависимости от многих условий, в число которых может входить и низкое давление в газовой магистрали. Процессор управляет наддувом воздуха и смешиванием его с газом, а также может дистанционно оповещать домовладельца и сервисную службу о сбоях в работе котла.

Правила размещения

Если требуется обогреть дом большой площади, подключенный к централизованному газоснабжению, то мощный газовый котел напольного тина будет оптимальным выбором. Покупка напольного газового котла сопровождается приобретением обширной дополнительной комплектации к нему (насос, фитинги, фильтры, отводы, клапаны и другие устройства и детали). При относительно небольших размерах котел весит 100-150 кг, в основном за счет массивного теплообменника из чугуна или высоколегированной стали. Нее вместе с учетом специфики самого топлива определяет требования как к помещению, где устанавливается котел (отдельное, с хорошей звукоизоляцией), так и к документальному оформлению этого процесса.

Для предотвращения возгорания помещение не должно быть запыленным и загроможденным посторонними предметами. Для горения топлива нужен приток воздуха, который происходит через отверстие площадью около 150 см² (при мощности до 50 кВт: каждый киловатт, превышающий эту величину, увеличивает площадь на 2 см²). Для вентиляции в стене устраивают два отверстия – входное и выходное. Данное требование предъявляется при установке котла с открытой камерой сгорании. Для закрытой системы оно неактуально, поскольку в этом случае воздух для сжигания топлива из помещения не берется.