Газовые котлы – один из наиболее распространенных видов теплогенерирующих устройств, используемых для создания автономных систем водяного отопления. Использование агрегатов газового типа очень выгодно с экономической точки зрения – природный газ на данный момент является самым дешевым энергоносителем, стоимость других видов топлива превосходит цены на газ в несколько раз. Кроме минимизации затрат газовые котлоагрегаты характеризуются отличным функционалом, превосходно справляются не только с задачей отопления помещений, но и с функцией производства горячей воды. Материал данной статьи дает подробный обзор существующих модификаций газовых котлов, приводит анализ их достоинств и недостатков.
Общий принцип устройства газовых котлов
В большинстве своем газовые котлы сходны по устройству и имеют в составе своей конструкции следующие обязательные элементы:
- Газовая горелка;
- Теплообменный аппарат (основной);
- Газовый клапан;
- Опорная рама;
- Защитно-декоративная обшивка (корпус);
- Система управления и безопасности;
- Дымоотводящий патрубок;
- Резьбовые патрубки для присоединения трубопроводов системы отопления (элемент теплообменного аппарата).
Принцип работы газовых теплогенераторов строится по следующему алгоритму:
- На горелочное устройство подается газ, который, смешиваясь с воздухом, горит в объеме топки (камеры сгорания);
- К камере сгорания присоединен теплообменный аппарат, по которому циркулирует нагреваемый теплоноситель – чаще всего он расположен в верхней части топки;
- Теплообменный аппарат омывается пламенем и высокотемпературными продуктами сгорания, нагретый теплоноситель покидает котел и поступает в систему отопления;
- Остывший теплоноситель возвращается в котел по замкнутому циклу и приобретает новый объем тепла;
- Работа основного элемента конструкции – горелки – контролируется системой автоматики, то есть задается интенсивность горения, а отсюда и температурный режим работы системы потребления тепла (отопление, ГВС и так далее).
Наиболее важными конструктивными блоками газовых котлов являются горелка и теплообменник – от их модификации и материалов изготовления зависит качество работы, экономичность и долговечность оборудования.
Горелочные устройства газовых котлов бывают 3-х типов:
- Одноступенчатые, работающие в режиме «вкл./выкл.»;
- Многоступенчатые, имеющие несколько ступеней мощности;
- С плавным режимом изменения производительности (модулируемые) – этот тип горелок дороже, но считается самым экономичным.
Если говорить о теплообменниках, то здесь важнейшим критерием, влияющим на срок службы, является материал изготовления.
Теплообменные аппараты выполняются из следующих металлов:
- Сталь обычных марок – бюджетный вариант, имеющий наименьшую цену и срок службы;
- Нержавеющая высоколегированная сталь – более дорогой вариант, но отличается более продолжительным сроком безаварийной работы;
- Чугун – используется только в напольных модификациях котлов, обладает низкой скоростью коррозии, имеет большую удельную массу, довольно хрупок;
- Медь – используется обычно для изготовления теплообменников в котлах премиум-класса, металл обладает превосходными качествами, но значительно повышает стоимость оборудования.
Газовые котлы оборудуются системами автоматики в различном исполнении. Это могут быть механические модификации – они энергонезависимы, но малофункциональны. Электронные системы более совершенны, могут иметь широкий набор выполняемых функций – но работа их полностью зависит от наличия электроэнергии, кроме того – они значительно дороже.
Виды газовых котлов, их достоинства и недостатки
Существует целый ряд признаков, по которым классифицируются и различаются газовые котлы, основными из них являются следующие показатели:
- Способ установки;
- Конструкция камеры сгорания;
- Принцип использования теплотворной способности топлива;
- Наличие функции ГВС;
- Наличие встроенных блоков;
- Возможность использования второго типа топлива – сжиженного газа.
Напольные и настенные газовые котлы
По способу установки газовые котлы делятся на 2 группы – настенные и напольные устройства. Настенные изделия обычно отличаются компактностью и довольно выгодны для размещения в стесненных условиях, прежде всего в квартирах с индивидуальным отоплением. Тепловая мощность устройств настенного типа варьируется в диапазоне в среднем от 10 до 40 кВт. Верхний предел тепловой мощности накладывает некоторые ограничения на повсеместное использование настенных модификаций котлов – ведь во многих случаях требуются и более крупные значения производительности.
Именно для таких случаев и предназначены напольные модификации газовых котлоагрегатов – мощность их также начинается с 10 кВт, но имеет более высокий верхний предел и может достигать сотен киловатт. Напольные устройства обычно отличаются более крупными габаритами, требуют наличия свободного пространства для размещения, в некоторых случаях – сооружения фундамента.
Кроме типа установки можно отметить существование разделения по месту установки – не так давно появились газовые котлы наружного размещения (уличные), эти изделия обычно выполняются в напольной конфигурации.
Вторым важным конструктивным признаком котлов газовой серии является тип устройства камеры сгорания. По этому критерию изделия подразделяются на 2 группы:
- Атмосферные – с открытой камерой сгорания;
- Турбированные – с закрытой камерой сгорания.
Первый тип оборудования использует для процесса горения газа воздух непосредственно из помещения, в котором установлен агрегат – воздух поступает в топку посредством естественной тяги. Для ее создания сооружается отдельная дымовая труба расчетных параметров, чаще всего для обеспечения необходимым количеством воздуха помещения необходимо оборудовать системой приточной вентиляции.
Второй тип котлов – турбированные – имеет в составе своей конструкции специальный вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха в топку, одновременно выполняется удаление продуктов сгорания. Оба процесса осуществляются через коаксиальные («труба в трубе») или раздельные дымоходы, выведенные за пределы помещения. Агрегаты с принудительной подачей воздуха отличаются повышенной эффективностью и имеют более высокий КПД по сравнению с атмосферными аналогами.
Вместе с этим теплогенераторы атмосферного типа имеют свое преимущество – некоторые модели полностью энергонезависимы и могут работать без электрической энергии.
Следующий критерий разделения на типы у газовых котлов – алгоритм использования теплотворной способности топлива. По этому показателю изделия делятся на устройства конвекционного (прямого) горения и конденсационные котлы. Основным отличием конденсационных котлоагрегатов от традиционных моделей является более качественный отбор тепла – для этого в конструкции котла имеется специальная секция теплообменника, предназначенная для предварительного подогрева обратного теплоносителя за счет теплоты уходящих дымовых газов.
Конденсационные версии отличаются высоким КПД, но имеют и свои недостатки:
- Высокая стоимость;
- Низкотемпературный режим работы – температура теплоносителя не превышает 50 – 550С;
- Необходимость сбора и утилизации слабокислотного водяного раствора – конденсата.
Производство горячей воды – одно из важнейших достоинств газовых котлоагрегатов.
Функция ГВС реализуется следующими способами:
- С помощью второго контура, входящего в конструкцию изделия – двухконтурными котлами;
- Подключением бойлеров косвенного нагрева (БКН) к одноконтурным котлам.
Двухконтурные газовые котлы бывают 2-х модификаций – с битермическим и с отдельным теплообменником ГВС. Первый тип изделия дешевле, но с технической точки зрения более совершенными считаются котлы с отдельными теплообменными аппаратами нагрева воды. Битермические аппараты склонны к образованию накипи и намного быстрее выходят из строя, причем при выходе из строя теплообменника прекращается и работа отопления. Отремонтировать сдвоенные аппараты практически невозможно – поэтому в большинстве случаев их приходится заменять. Вторичные же аппараты более надежны и имеют длительный срок службы.
Следует отметить, что автоматика двухконтурных котлов имеет заводские настройки с приоритетом на производство горячей воды – контур отопления при расходе воды в сети ГВС отключается. Также нужно отметить, что производительность по ГВС у двухконтурных котлов имеет средние значения и не всегда может обеспечить все потребности.
При большом потреблении горячей воды оптимальным вариантом является подключение БКН к одноконтурному котлу. При этом создается определенный запас нагретой воды – это обеспечивает повышенный комфорт при использовании ресурса. Присоединение бойлеров к газовым котлам производится по нескольким схемам, основными из них являются подключение через трехходовой клапан или собственный циркуляционный насос.
Существует и среднее звено между описанными вариантами
Котлы с встроенными бойлерами КН.
Газовые котлы выпускаются с различной степенью наполненности дополнительным оборудованием – модели могут не иметь его вообще, могут иметь часть элементов или комплектуются дополнительными блоками полностью. Основными дополнительными компонентами являются циркуляционный насос, расширительный бак закрытого типа и группа безопасности котла.
Наличие встроенного оборудования значительно упрощает процесс обвязки котла – необходимо только присоединение трубопроводов системы отопления.
Но здесь имеются и свои особенности:
- Мощность насоса и объем расширительного бака не всегда соответствуют параметрам системы отопления;
- Встроенные элементы заменить намного сложнее, чем смонтированные отдельно в обвязку.
Последний признак разделения котлов – возможность работы на сжиженном газе. Такие модификации оборудования выпускаются многими производителями, для перевода на второй тип топлива обычно требуется замена горелки и ее настройка.
