Газовый котел в частном доме

Газовый котел – довольно сложное устройство, требующее аккуратного монтажа, своевременного обслуживания и бережной эксплуатации. Однако применение газового котла – лучший вариант при доступном газоснабжении загородного дома. Дороговизна оборудования в конечном счете будет оправдана низкой стоимостью топлива и долговечностью всей системы отопления.

1. Устройство газового котла

Принцип работы газового котла состоит в подаче газа в замкнутую камеру, где газ воспламеняется и нагревает теплообменник – устройство, передающее тепло в систему отопления. Подавать газ необходимо непрерывно и малым потоком, так как в больших объемах газ взрывоопасен. Внутренняя камера и все системы подвода газа должны быть полностью герметичны.

При сжигании газа образуются продукты сгорания, а также конденсат – вследствие нагрева воздуха – которые нужно удалять из рабочей камеры котла. При нагревании воды происходит ее расширение, давление в системе повышается – и излишки воды тоже нужно удалять из системы отопления.

Все это предопределяет устройство газового котла. В его конструкцию и сопутствующее оборудование входят:

1. Газовая горелка с равномерной подачей топлива
2. Теплообменник, в котом заключен теплоноситель
3. Устройство для отводов продуктов сгорания
4. Расширительный бак, отводящий излишки перегретой воды
5. Автоматический блок управления всеми узлами
6. Водяные насосы при использовании принудительной циркуляции воды.

В автоматическом блоке установлены датчики давления, регуляторы температуры и система электропитания, обеспечивающая работу всех электроприборов котла.

Рассмотрим подробнее основные элементы газовых котлов.

2. Газовая горелка

Газовая горелка – это устройство, которое подает в рабочую камеру газ и кислород (в составе воздуха) для поддержания горения.

Подача газа горелки может регулироваться плавно или ступенчато. Розжиг производится электрическим разогревом или пьезорозжигом – от искры.

По принципу подачи кислорода газовые горелки подразделяются на

• Атмосферные
• Вентиляторные (надувные)
• Диффузионно-кинетические

В атмосферных горелках воздух подается естественным путем через отдельные трубчатые входы. Обычно такие горелки применяются в котлах не самой большой мощности.

Вентиляторные горелки ускоряют подачу воздуха в камеру сгорания за счет встроенных вентиляторов. Это повышает КПД газового топлива за счет лучшего смешения газа с воздухом и в целом производительность газового котла.

Диффузионно-кинетические горелки совмещают в себе оба вышеуказанных способа.

3. Теплообменник газового котла

В большинстве применяемых газовых котлах для отопления частного дома в качестве теплоносителя используется вода. Понятно, что ее нагревание происходит в замкнутой емкости, не позволяющей воде соприкасаться с пламенем. Проще говоря, вода течет по трубе, а стенки ее нагреваются в рабочей камере.

Для увеличения нагреваемого объема труба должна быть достаточно длинной, но и в то же время прогреваться на протяжении всей длины. Это решено в змеевидной конструкции теплообменника (змеевика) – изогнутой трубе, находящейся в одной плоскости. Для увеличения нагреваемой площади змеевик зачастую оребряется и в реальности представляет собой достаточно сложную конструкцию. Пламя подогревает теплообменник снизу. Чем больше длина змеевика, тем больше нагретой воды поступает в систему – и тем выше его мощность.

Со временем производительность теплообменника падает – из-за выделения из воды твердых примесей на внутреннюю стенку трубы. Обслуживание змеевика состоит в своевременной их очистке.

Теплообменники выполнены из металла – чугуна, стали или алюминия. Чугун лучше проводит тепло, меньше подвержен коррозии, чем сталь, но достаточно хрупок и требует осторожности при транспортировке и монтаже котла. Кроме того, чугунный теплообменник существенно увеличивает вес котла.

Стальные теплообменники больше, чем чугунные, боятся замерзания воды, когда котел не используется в зимнее время, нужно в таких случаях обязательно сливать воду из системы.

Алюминий имеет отличную коррозионную стойкость, но существенно дороже.

4. Отвод продуктов сгорания

Даже на современной кухне при использовании газовой плиты настоятельно рекомендуемся устанавливать вытяжку. Удаление продуктов сгорания в мощных газовых котлах требует монтажа достаточно сложной системы – дымохода. В общем виде это труба, герметично соединенная с рабочей замкнутой камерой котла.

Сам котел оснащен выхлопным патрубком, а диаметр трубы дымохода должен быть больше, чем диаметр патрубка – это обеспечивает свободный выход газа без повышения давления в рабочей камере.

Расширяясь при нагревании, отработанный воздух поднимается вверх и легко вытесняется из котла. Но уже в дымоходе он охлаждается и стремится снова опуститься вниз. Таким образом, для отвода газов необходимо создать тягу. Как правило, вследствие физики процесса непрерывный нагрев воздуха снизу не позволяет охлажденной его части опускаться вниз – пока он не достигнет верхней точки трубы дымохода. Но, выйдя наружу, охлажденный воздух опускается  уже в окружающем пространстве – если там температура воздуха будет выше.  Другими словами, выхлопные газы должны удаляться в самой верхней части дома – поэтому трубу выводят на крышу. Она должна быть герметична на всем протяжении. Открытый трубы выход должен быть закрыт от дождя, снега и других механических воздействий.

Чтобы избежать усиленного охлаждения и застоя отработанных газов в верхней части (например, в районе неотапливаемого чердака), дымоход там следует дополнительно утеплить.

Для создания уверенной тяги в мощных котлах, как правило, используют принудительную вентиляция отработанных газов. Нагнетательные насосы дополняют систему газового котла и выносятся за его пределы. Как правило, монтируется дополнительное устройство принудительной вентиляции.

Для лучшей тяги труба дымохода должна быть максимально прямой – это надо учитывать при проектировании дома – чтобы котел располагался под точкой выхода дымовой трубы.

5. Расширительный бак

При нагреве вода увеличивает свой объем. В закрытой системе отопления это приводит к повышению давления, и, следовательно, к вероятным протечкам, а то и разрыву в трубопроводе отопления. Понижение давления воды производится за счет расширительного бака. Выпуск водяных паров производится срабатыванием соответствующих клапанов и требует дополнительной вентиляции в помещении.

6. Автоматизация котла

Современный газовый котел снабжен многочисленными устройствами, оптимизирующими его работу. Практически каждый его узел управляется такими устройствами.

Главным параметром функционирования котла является степень нагрева теплоносителя. Она контролируется терморегуляторами. Принцип их действия его таков: если температура воды, поступающей в его камеру ниже определенного значения, котел включается и начинается процесс разогрева. Он же отключает нагрев при достижении предельных значений температуры воды в теплообменнике.

Так, в котле, используемом для водяного отопления, вода нагревается до температуры порядка 60-65С. Сильнее разогревать воду не нужно – в радиаторах она охлаждается до уровня, обеспечивающего нормальный прогрев помещения до комнатной температуры. В системах водяного «теплого пола» уже на выходе из котла вода имеет температуру не выше 45С.

Терморегулятор (термостат) может быть

• Механическим
• Электрическим
• Программируемым

Механические терморегуляторы действуют по принципу пружинного таймера, время выставляется вручную по шкале. В электрических используется разрыв сети при достижении определенной температуры. Программируемые термостаты наиболее сложны, с их помощью можно не просто включать-выключать всю систему, но и контролировать температуру по заданной программе.

Центральный теплорегулятор отключает всю систему отопления. Обычно он выполнен в виде отдельного выносного прибора, который крепится возле котла.

7. Монтаж котла

Мы рассмотрели, таки образом, основные узлы газового котла. Выбор газовых котлов сегодня достаточно широк и зависит в основном от его мощности и соответствия системе отопления, а также горячего водоснабжения (при использовании двухконтурной системы)

Различные виды газовых котлов требуют своих условий монтажа.

Маломощные котлы для отопления небольших домов выполняются в настенном варианте. Их обычно устанавливают на кухне.

Массивные напольные котлы обычно необходимы для функционирования двухконтурной системы отопления и горячего водоснабжения. Для них необходимо выделение отдельного помещения – так требуют газовые службы, вследствие высокой пожароопасности газовых сетей. Впрочем, современное газовое оборудование имеет высокую степень надежности с этой точки зрения.

Основные требования к газовой котельной:

1. Интенсивная вентиляция
2. Наличие форточки в окнах
3. Высота потолка не меньше 2,5 метров, площадь помещения – не меньше 15м2.
4. Теплоизляция стен непосредственно рядом с котлом
5. Отдельный выход на улицу из котельных, размещенных в подвале или цоколе
6. Пристроенное помещение должно размещается у глухой стены

Начинают монтаж котла с подготовки помещения. Стены, рядом с которыми будет установлен котел, покрывают слоем теплоизоляционного материала. Перед установкой следует продуть котел и пропустить воду под напором. Это очистит теплообменник от мелкого сора, возникающего в условиях сборки на заводе.

Перед входным отверстием теплообменника устанавливается фильтр для очистки воды, а также запорную арматуру – краны, вентили. Затем монтируется дымоход и все устройства, обеспечивающие нормальную тягу – электронасосы принудительной вентиляции, кожухи и т.д.

Подключение котла к газовой магистрали осуществляется специалистами газовой службы, после чего котел подключается к электросети. В цепи переменного тока котел должен быть защищен от короткого замыкания отдельным автоматом.

Напольные котлы имеют обычно существенный вес. Это должно учитываться уже при проектировании здания и закладке фундамента. В отдельном пристрое для котла заливают дополнительную стяжку. В котельной при доме обычно достаточно прочного финишного покрытия, на которое нужно уложить оцинкованный лист. При установке котла нужно строго следить за горизонтальностью плоскости горелки – используя уровень. Обычно котлы снабжены устройствами, регулирующими ножки котла по высоте.

8. Эксплуатация газовых котлов

Газовые котлы относят к устройствам с повышенной пожарной опасности. Поэтому требования к их эксплуатации повышены – в первую очередь к помещению котельной и к надежности электрической части. Приведем некоторые основные правила пользования газовых котлов:

• Влажность помещения должна быть пониженной
• Электроавтоматы, ответственные за работу котла, должны соответствовать его мощности
• Помещение должно иметь хорошую вентиляцию
• Нужно регулярно проводить техническое обслуживание.

Обслуживание котла в основном заключается в проверке всех автоматических систем, очистке от грязи и пыли. Проводить его рекомендуется перед началом или после окончания отопительного сезона. При ТО котла проверяется состояние дымохода, вентиляции, чистка и промывка фильтров, промывка всей системы специальными моющими средствами, замена изношенных деталей котла, чистка горелки.

9. Заключение

Основной выбор газового оборудования состоит, конечно, в его стоимости. Сегодня на рынке имеется масса импортных и отечественных моделей. При всех равных условиях, если вы определились с ценой, не лишним будет учесть:

Минимизацию электроподключения, т.е зависимость от электричества

Качество материала и внешний вид котла

Электропотребление

Соответствие выбранного котла системе отопления в вашем доме.

Специалисты фирмы «К-Дом» готовы оказать вам помощь как в выборе типа газового котла, так и в его монтаже – отдельно и в рамках строительства нового дома.