Как выбрать газовый котёл для отопления дома – подробная инструкция

Система индивидуального отопления находит все большее распространение в нашей стране: проще перейти на самостоятельный обогрев своего жилища, чем вкладывать деньги в строительство новых или модернизацию старых котельных. Способов отапливать частный дом несколько, но самым экономически рентабельным является использование котла, работающего на магистральном газе.

Имеющееся сегодня на рынке отопительное оборудование поражает воображение своим разнообразием, что приводит потенциальных покупателей в некоторое замешательство. Чтобы понять, какой же газовый котел выбрать, следует потратить немного времени на изучение вопросов устройства этого типа теплогенераторов, принципа их работы, назначения отдельных элементов и т. д.

Только так вы сможете понять, что же вам действительно подходит. Процесс выбора станет более простым и понятным, а кроме того, вы сможете сэкономить средства при покупке агрегата и последующей его эксплуатации.

Устройство газового котла отопления

Все газовые котлы, вне зависимости от уровня их «навороченности», обладают единым принципом работы и схожим устройством. Разберемся, что же скрывается под панелью корпуса любого газового котла.

Основные конструкционные элементы газового котла

Горелка

Горелку смело можно назвать сердцем газового котла. Именно здесь происходит сгорание топлива с выделением тепловой энергии. По способу регулирования интенсивности пламени горелки подразделяются на:

• одноступенчатые;
• двухступенчатые;
• модулируемые.

У первых имеется лишь один режим работы, у вторых – два (максимальный и экономичный), у последних же мощность может плавно регулироваться в довольно широком диапазоне от 10 до 100%, что дает возможность осуществлять тонкую настройку.

Модулируемые горелки значительно удобнее в эксплуатации, позволяют поддерживать заданную температуру с минимальными отклонениями и обеспечивают экономию топлива. В силу этих причин большинство выпускаемых сегодня газовых котлов оборудуются именно такими горелками.

По способу поджига газово-воздушной смеси все горелки можно разделить на устройства с ручным поджигом (пьезоподжигом) и с автоматическим. Первые можно встретить лишь в самых простых и дешевых котлах. Современные газовые котлы рассчитаны на обогрев дома в автономном режиме: их работа контролируется автоматикой, и устанавливать на них горелки с ручным поджигом нецелесообразно.

Тем, кто выбирает газовый котел, важно знать, что для магистрального (природного) газа и сжиженной пропан-бутановой смеси, поставляемой в баллонах, нужны разные горелки. В некоторых моделях котлов, но далеко не во всех, имеется возможность заменять форсунку на подходящую к другому виду газа.

Горелка газового котла с арматурой и автоматикой.

Камера сгорания

Камера сгорания, в которой размещается горелка, может быть закрытого или открытого типа. Открытая камера сгорания потребляет воздух из помещения, закрытая требует дополнительного монтажа специального воздухозаборника.

Газовая арматура

Газовая арматура предназначена для регулирования подачи газа в горелку. По сигналу, поступающему от блока управления, происходит открытие или закрытие клапана, перекрывающего движение газа по подводящим трубкам газопровода.

Трехходовой клапан

Трехходовой клапан используется в двухконтурных газовых котлах. Он осуществляет переключение системы в режим генерации горячей воды для ГВС и обратно – в режим отопления. Срабатывает клапан в момент открытия/закрывания водопроводного крана.

Дымоход

Дымоход предназначен для отвода продуктов горения. Система дымоудаления может быть как с принудительной, так и с естественной тягой.

Теплообменник

Теплообменник выполняет функцию передачи тепла, выделяющегося при сжигании газа, теплоносителю. В простейшем варианте он представляет собой змеевик, по которому движется теплоноситель системы отопления, с множеством плотно насаженных металлических пластин.

Чем длиннее труба змеевика и больше число насаженных на нее пластин, тем больше теплоотдача. Материал, из которого изготавливается теплообменник, определяется в первую очередь способом монтажа газового котла. В настенных устройствах, как правило, для этих целей используют медь или нержавеющую сталь – сравнительно легкие металлы.

Стальной теплообменник газового котла.

В напольных моделях часто устанавливают тяжелые чугунные теплообменники, поскольку чугун мало подвержен коррозии (а значит, отличается большой долговечностью) и хорошо держит тепло. Помимо основного теплообменника, располагаемого над горелкой, в некоторых газовых котлах устанавливают дополнительный, предназначенный для нагрева воды для системы ГВС.

Чугунный теплообменник газового котла.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос заставляет теплоноситель непрерывно двигаться по трубам системы отопления. Благодаря насосу быстрее происходит распределение тепла по всем помещениям дома.

Расширительный бак

Расширительный бак предназначен для компенсации увеличения объема жидкости, выполняющей роль теплоносителя, при ее нагреве. Объем бака зависит в первую очередь от объема теплоносителя в отопительной системе (~10% от объема всей жидкости). Располагают бак или в корпусе самого котла, или в непосредственной близости от него.

Система обеспечения безопасности

Система обеспечения безопасности включает в себя манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик. Манометр контролирует давление в системе. Если оно «перевалит» через верхнюю границу допустимых значений (по российским нормативам – 3 бара), предохранительный клапан произведет сброс. Воздухоотводчик же нужен для удаления из системы воздуха, который в некотором количестве всегда растворен и в воде, и антифризе и который при повышении температуры начинает выходить из жидкости в виде пузырьков.

Блок управления

Блок управления несет на себе функцию контроля за состоянием различных узлов системы и управления горелкой, циркуляционным насосом, клапанами и прочими элементами. Электроника посредством всевозможных датчиков отслеживает температуру в помещениях и в контурах отопительной системы, давление теплоносителя, наличие пламени и другие параметры процесса. Простейший блок управления обеспечивает поддержание заданной пользователем температуры.

В более сложных и дорогих моделях он может быть запрограммирован на различные режимы работы котла (например, незначительное снижение температуры в ночное время, режим «хозяин на работе», когда в течение всей рабочей недели котел днем поддерживает невысокую температуру, а на полную мощность выходит лишь к вечеру, т.е. к моменту возвращения жильцов домой, режим «хозяин в отъезде», при котором температура в помещениях поддерживается на минимально допустимом уровне, препятствующем замерзание теплоносителя в трубах, и т. д.).

При установке датчиков температуры за пределами здания блок управления может заставить котел работать даже в погодозависимом режиме, что позволяет существенно экономить топливо. При возникновении аварийной ситуации автоматика сама отключит все оборудование.

Возможность подключения блока управления к пульту ДУ имеется даже у сравнительно простых котлов. Более сложные же модели могут управляться и по GSM-каналу. Разумеется, чем «умнее» газовый котел, тем он дороже, но высокая стоимость оправдывается повышенной экономичностью и комфортом при эксплуатации.

Как подобрать нужный тип газового котла

Решая вопрос, какой газовый котел для отопления частного дома лучше выбрать, не стоит ориентироваться исключительно на цену. Существуют и другие критерии выбора, причем не менее важные. И прежде чем отправляться в компанию, занимающуюся поставкой и монтажом отопительного оборудования, надо получить хотя бы общие представления о том, какими бывают газовые котлы. Это поможет вам не допустить ошибок, которые могут стоить вам довольно дорого.

Настенный или напольный газовый котел

По способу монтажа все газовые котлы делятся на настенные и напольные. Главное различие этих двух типов – габариты. Все прочие различия – мощность, ряд других технических параметров, стоимость – можно рассматривать как следствие первого.

Настенные модели компактны и легки. Как правило, для таких аппаратов даже не отводят отдельное помещение, располагая их на кухне или в ванной комнате. Настенные котлы отличаются сравнительно небольшими мощностями, что вполне предсказуемо с учетом их скромных габаритов. Как следствие, они не позволяют осуществлять обогрев дома большой площади. Главное достоинство настенных газовых котлов – более низкая стоимость.

Настенный газовый котел.

Вес среднестатистического напольного котла существенно превосходит 100 кг. Обычно подобные агрегаты размещают в котельной. Большинство напольных моделей имеет камеру сгорания открытого типа, а значит, в помещении должна быть смонтирована качественная принудительная вентиляция, обеспечивающая постоянный приток воздуха.

Напольные газовые котлы в среднем значительно мощнее настенных: с их помощью можно обогреть достаточно большой загородный дом. Еще одно достоинство напольных отопительных установок – долговечность эксплуатации. Это, в первую очередь, обусловлено использованием для изготовления отдельных их конструкционных элементов более надежных материалов.

Так, например, в напольных агрегатах, как правило, устанавливают чугунный, а не стальной, как в настенных моделях, теплообменник. Чугун, как известно, меньше подвержен коррозии, а значит, и прослужит вам дольше. Конечно, чугун гораздо тяжелее нержавейки, но ведь для напольных котлов, в отличие от настенных, большой вес – не проблема.

Напольный газовый котел.

Разумеется, мощный и надежный напольный агрегат обойдется вам дороже настенного. Кроме того, в комплект напольных моделей часто не входят расширительный бак и циркуляционные насосы – эти элементы системы придется докупать отдельно.

Одноконтурный или двухконтурный газовый котел

Для комфортного проживания в загородном доме требуется не только отопить помещения, но и обеспечить нагрев воды для бытовых нужд. Конечно, можно помимо отопительного газового котла приобрести газовый или электрический бойлер. Однако есть решение более простое – двухконтурный котел. В нем имеется два теплообменника, подключенных к двум магистралям: один контур отвечает за отопление, другой – за горячее водоснабжение.

Заметим, что второй теплообменник находится далеко от горелки и согревается не пламенем, а теплоносителем, согретым на первичном теплообменнике. Протекание теплоносителя по отопительному контуру в момент работы ГВС приостанавливается. Из этого следует, что несмотря на наличие двух контуров, работать одновременно в двух направлениях, т.е. обеспечивать подачу горячей воды и обогревать помещение, подобный котел не может.

А это в свою очередь означает, что пока вы принимаете душ или моете посуду, медленно остывают ваши батареи. Правда, практика показывает, что в доме небольшой площади, где горячую воду расходуют в разумных количествах, это практически незаметно.

Обеспечение жильцов дома горячей водой посредством двухконтурного газового котла может быть осуществлено двумя способами: с помощью проточного водонагревателя или же встроенного бака. Первый вариант подходит лишь для тех, кто не расходует больше 10-15 литров горячей воды за раз.

Во втором варианте вы можете рассчитывать на большие объемы. Вместимость встроенного бака обычно составляет 30-60 литров: этого вполне достаточно, чтобы принять быстрый душ, не испытывая какого-либо дискомфорта.

Котел со встроенным бойлером в разрезе.

Если же у вас большая семья и, соответственно, повышен разбор горячей воды, лучше установить одноконтурный котел и присоединить к нему 100- или даже 200-литровый бойлер косвенного нагрева. Последний представляет собой большой теплоизолированный металлический бак, по змеевику которого движется теплоноситель системы отопления.

На летний период циркуляция теплоносителя по системе отопления перекрывается, чтобы нагревалась только вода для ГВС.

Котел с бойлером косвенного нагрева.

Какой газовый котел выбрать – одноконтурный или двухконтурный, зависит от количества потребляемой жильцами горячей воды и от площади помещений, которые нужно отапливать. Двухконтурный котел – хороший вариант для скромного по размерам жилища: отпадает необходимость устанавливать отдельный отопительный прибор и отдельный водонагреватель для ГВС, а это дает вам возможность существенно сэкономить место.

Если же дом большой, в нем имеется несколько точек водоразбора, а численность семьи достаточно большая, то предпочтение следует отдать одноконтурному котлу с отдельно стоящим накопительным бойлером косвенного нагрева. Можно также подумать об установке двухконтурного газового котла и накопительного бойлера с параллельным электроподогревом: подобная система позволит вам иметь горячую воду даже при выходе из строя любого из приборов.

Конвекционный или конденсационный газовый котел

Все газовые котлы делятся на конвекционные и конденсационные. Чем они отличаются, и какому отдать предпочтение?

КПД традиционного конвекционного котла составляет ~90%. В принципе, это неплохой показатель, однако встает резонный вопрос: куда же деваются остальные 10%? Ответ, увы, прост: улетают в трубу. Продукты сгорания газа, покидающие систему через дымоход, разогреты до 150-200°C (у некоторых современных низкотемпературных моделей – до 100°C), а значит, потерянные 10% энергии расходуются на обогрев воздуха за пределами дома.

Конденсационный котел способен доостудить газообразные продукты сгорания до 50-60°C и тем самым существенно увеличить количество тепла, переданного теплоносителю. Но и это еще не все. При температуре 56-57°C происходит конденсация водяного пара, содержащегося в дыме. При этом выделяется дополнительная энергия. Конденсационный газовый котел «забирает» и передать теплоносителю и это тепло.

Устройство конденсационного газового котла

Итак, конденсационный газовый котел способен «отобрать» у сгорающего газа гораздо больше энергии, чем конвекционная модель. Иными словами, его КПД существенно выше. Означает ли это, что стоит забыть о менее экономичных конвекционных котлах и изначально настроиться на приобретение конденсационного. Прежде, чем принимать окончательное решение, имеет смысл поговорить и о недостатках столь идеального на первый взгляд агрегата.

Водяной пар, конденсируясь в жидкость, «прихватывает» с собой и газы, также содержащийся в продуктах сгорания. В первую очередь речь идет об углекислом газе, хотя это касается также присутствующих в небольших количествах оксидов серы, фосфора, азота и ряда других элементов.

При взаимодействии с водой эти газы дают соответствующие кислоты – угольную, серную, фосфорную, азотную и т. д. Из этого следует, что образующийся в процессе работы котла и скапливающийся внутри него конденсат представляет собой не чистую водичку, а довольно агрессивную жидкость.

И вот тут мы сталкиваемся сразу с двумя проблемами:

• Во-первых, чтобы химически активный конденсат не разъел элементы котла, с которыми контактирует, они должны быть изготовлены из кислотостойких материалов (например, из алюминиево-кремниевого сплава или кислотостойкой нержавеющей стали). Это касается и дымохода, ведь часть водяного пара все же улетит с дымом и сконденсируется там. Теплообменник должен быть литым, поскольку сварные швы являются одним из самых уязвимых мест. Все это еще сильнее повышает стоимость агрегата.
• Во-вторых, неизменно встает вопрос об утилизации скапливающегося конденсата. Сливать в канализацию химически активную жидкость настоятельно не рекомендуется, а значит, вам потребуется приобретать отдельную систему для нейтрализации кислот и расходники к ней.

Существует и еще одно, более существенное ограничение на использование конденсационных котлов. Эффективность работы таких теплогенераторов определяется диапазоном температур теплоносителя на входе и выходе. Дело в том, что существует единственный способ охладить дымовые газы – забрать у них тепло и передать его воде, выполняющей функцию теплоносителя.

1. Если в вашем доме используется высокотемпературная система отопления, т.е. обогрев помещений осуществляется посредством традиционных радиаторов, то соотношение температуры воды, подаваемой в систему, и воды в обратном контуре должно составлять 75-80°C к 50-60°C. Сильно сомнительно, что при таких диапазонах температур котел сможет эффективно охладить газы до температуры конденсации воды.

2. Если же помещения обогреваются с помощью теплых полов, т.е. в вашем доме смонтирована низкотемпературная система отопления, то соотношение температур подачи теплоносителя и «обратки» будет в районе 50-55°C к 30-35°C. В таких условиях дымовые газы будут охлаждаться достаточно для того, чтобы конденсация происходила в котле.

Из всего вышесказанного можно сделать простой вывод: конденсационный котел эффективен лишь в комбинации с низкотемпературной системой отопления. В противном случае его КПД будет мало отличаться от КПД традиционного конвекционного котла, а значит, деньги, потраченные на приобретение дорогостоящего оборудования, окажутся потрачены зря.

Газовые котлы с открытой или закрытой камерой сгорания

Мы уже упоминали, что камера сгорания газового котла может быть открытой или закрытой. В первом случае воздух, необходимый для поддержания процесса горения газа, поступает в горелку непосредственно из помещения, где размещен котел, во втором – принудительно нагнетается вентилятором через трубу воздухозаборника или через коаксиальную трубу дымохода.

Конденсационные котлы, о которых мы говорили чуть выше, всегда имеют закрытую камеру сгорания.

Котлы с закрытыми камерами эффективнее, их КПД выше. Кроме того, они менее чувствительны к перепадам давления газа в магистрали и продолжают эффективно работать даже при сниженных показателях давления в газопроводе.

Но зато стоят такие котлы дороже, чем модели с атмосферной горелкой, а для работы вентилятора им требуется электричество. Однако главным недостатком газовых котлов с закрытой камерой сгорания является, пожалуй, шумность их работы.

Следует упомянуть еще об одной разновидности газовых котлов – парапетных. У них закрытая камера сгорания, воздух подается по коаксиальной трубе, но без применения нагнетающего вентилятора. Мощность таких агрегатов меньше, но при этом они энергонезависимы и бесшумны.

Тем, кто собирается устанавливать в своем доме отопительный газовый котел, следует понимать, что для обеспечения его нормальной работы необходимо обеспечить не только отведение продуктов сгорания топлива, но и приток воздуха, причем вне зависимости от типа используемой в нем камеры сгорания. Основным продуктом сгорания газа в котле, которому не хватает воздуха, будет не относительно безобидный углекислый газ, а смертельно опасный угарный.

Если речь идет о модели с открытой камерой, достаточно будет монтажа одного дымохода, однако в помещении должна иметься качественная принудительная вентиляция. Последняя, кстати, является причиной существенных теплопотерь в зимнее время, и это следует учесть при расчете необходимой мощности котла.

Для котлов с закрытой камерой сгорания подвод воздуха снаружи осуществляется по отдельной от дымохода трубе. В принципе, это может быть и одна труба, но коаксиальная, представляющая собой конструкцию типа «труба в трубе»: отводящиеся дымовые газы движутся по внутренней полости трубы, а подводящийся воздух – по внешней.

Коаксиальный дымоход.

Раз уж речь зашла о трубах, не лишним будет сказать несколько слов о правилах монтажа дымохода:

• Не пытайтесь сэкономить на трубах. Для металлических труб, используемых для монтажа дымохода, важна стойкость к воздействию конденсата и к прогоранию, пластиковые должны обладать достаточной термостойкостью и надежными уплотнениями в стыках. Дешевые трубы, не предназначенные для газовых котлов, вряд ли будут соответствовать этим требованиям, а значит, через пару лет вам предстоят масштабные работы по замене дымохода.
• Угол наклона горизонтальных участков дымохода зависит от типа газового котла. Для конвекционных котлов уклон должен быть сделан в сторону улицы, для конденсационных – в сторону самого котла.
• Максимальная допустимая длина дымохода из коаксиальной трубы – 5 метров, причем каждый изгиб сокращает эту величину. Именно поэтому коаксиальную трубу, как правило, просто выводят через стену. Для «одиночных» труб таких ограничений нет.
• Дымоходная труба в системе с естественной тягой должна быть не менее 4 метров в высоту.

Как рассчитать мощность котла отопления

Стоимость газового котла прямо пропорциональна его мощности. И вот тут-то мы сталкиваемся с дилеммой. С одной стороны, хочется иметь оборудование с запасом мощности, чтобы в особо холодные зимние дни не мерзнуть в собственном доме, с другой стороны, очень уж не хочется переплачивать. Как не ошибиться при выборе газового котла по данному параметру?

Конечно, лучше всего с этим вопросом справятся специалисты. Однако предварительную оценку необходимой вам мощности климатического оборудования вы можете сделать и сами. Для этого достаточно будет воспользоваться правилом «Десять к одному».

Согласно этому правилу, выведенному эмпирическим путем, на обогрев 10 кв.м помещения требуется 1 кВт тепловой энергии. Например, для дома площадью 100 кв.м понадобится котел мощностью 10 кВт. При этом предполагается, что дом хорошо утеплен, высота потолков в нем не превышает 3 метров, а температура на улице держится в пределах –25…–30°С.

Соответственно, если вы проживаете в регионе, для которого характерны более суровые зимы или качество утепления дома оставляет желать лучшего, рассчитанной по этой формуле мощности котла будет недостаточно. Опытный инженер учтет все эти нюансы при разработке проекта. Если вы хотите сделать расчет самостоятельно, просто заложите запас мощности в 10-20 процентов.

Следует принять во внимание, что эти расчеты пригодны только для одноконтурных котлов, обеспечивающих отопление дома. Если вы предполагаете установить двухконтурный котел, который будет не только согревать ваш дом, но и готовить воду для ГВС, то мощность этого агрегата должна быть существенно выше.

Чтобы котел был способен в минуту выдавать 10 л воды с температурой 35°С, что достаточно для комфортного принятия душа, его мощность должна быть не меньше 24 кВт. Если в доме две точки водоразбора, нижняя граница требуемой мощности поднимется до 28-30 кВт. Если же в вашем доме две кухни, три ванные и множество домочадцев, имеет смысл подумать об установке двух газовых котлов.

Некоторые дополнительные нюансы

Перед тем как сделать окончательный выбор, потенциальным владельцам газовых котлов следует принять во внимание ряд важных моментов, напрямую касающихся покупки, монтажа и эксплуатации данного отопительного оборудования.

1. Газ – самое дешевое на сегодня топливо. Однако следует учесть, что подведение газовой трубы к дому обходится довольно дорого. Затраты на подключение к магистрали исчисляются сотнями тысяч рублей. 

2. В некоторых случаях подвести газовую трубу по техническим причинам бывает попросту невозможно. Из этой ситуации есть выход: можно на прилегающем к дому участке вкопать газгольдер – емкость для хранения сжиженного газа.

Примите, однако, во внимание, что сжиженный газ дороже магистрального, а газохранилище раз в 10-20 лет нужно освидетельствовать (что дорого и трудоемко) или же вовсе заменять.

3. Стоимость газового котла в среднем варьируется от пары десятков до пары сотен тысяч рублей в зависимости от типа, мощности и прочих параметров. Однако, имея в кармане такую сумму, не торопитесь за покупкой.

Помимо самого котла понадобятся трубы и фитинги для контуров отопления, трубы для дымохода, устройства автоматики и контроля и т.д. и т.п. Существенно потратиться придется и на монтаж всей системы.

4. Поскольку возможные колебания стоимости котла на фоне прочих затрат на разворот системы отопления можно считать несущественными, не имеет смысла гнаться за дешевыми моделями. Котлы «no name», как правило, и функционируют соответственно, да и при необходимости их ремонта обычно возникают проблемы.

5. Большим плюсом при выборе той или иной марки газового котла будет присутствие сервисной службы данного бренда в вашем регионе.

6. Настройку и первый запуск газового котла должны проводить специалисты. Монтаж оборудования тоже должны осуществлять сертифицированные мастера.

Даже если с этой задачей вы можете справиться своими силами, квалифицированный сотрудник должен будет все проверить и выдать разрешение на эксплуатацию. При несоблюдении этого условия производитель будет вправе отказать вам в последующем гарантийном обслуживании.