Котлы

В настоящее время на российском рынке представлено множество моделей котлов отопления отечественных и зарубежных производителей. Основные параметры, характеризующие отопительные котлы – это мощность котла и тип топлива, на котором он работает.

МОЩНОСТЬ КОТЛА

Мощность - это важнейший параметр любого отопительного котла. Правильный выбор мощности - залог комфортной температуры в помещении при оптимальных затратах энергоносителя.

Ориентировочная мощность котла определяется следующим образом - для хорошо утепленного здания при высоте потолков до 3 м, для обогрева 10 м2 отапливаемой площади потребуется 1 кВт мощности. Но это только предварительные цифры.

Для определения мощности котла требуется произвести теплотехнический расчет с учетом массы факторов (материал и толщина стен, перекрытий, количество и размеры окон, функциональное назначение отдельных помещений дома, наличие в доме камина, планируется теплый пол и т.д.). Следует отметить, что грамотный тепловой расчет, могут выполнить только профессиональные инженеры и проектировщики.

Особое внимание необходимо обратить при выборе мощности именно на газовые котлы. Дело в том, что номинальное давление газа (при котором котел имеет 100% мощность) для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а реальное давление в российских газовых сетях может быть 10 мбар, а иногда и ниже (по ГОСТУ положено не ниже 13 мбар). Таким образом, газовый котел зачастую может работать только на 2/3 своих возможностей и это необходимо обязательно учитывать. 

Расчет мощности отопительного котла

Классификация отопительных котлов

ТИП ТОПЛИВА

Тип топлива, на котором работает котел - это второй ключевой параметр. Выбирать придется из следующих вариантов: газ (природный магистральный или сжиженный); жидкое топливо (дизельное или отработанное масло); электричество; твердое топливо (уголь, дерево, кокс, пеллеты и др.) или их комбинации.

Очевидно, что самым дешевым топливом в России, на сегодняшний момент, является природный газ. И если к объекту подведен магистральный газ, то, в подавляющем большинстве случаев, оптимальным является именно газовый котел. Если подводка газа планируется в ближайшее время, то одним из вариантов может быть установка двухтопливного или комбинированного котла, конструкция которого (горелка в частности) позволяет перейти с одного типа топлива на другое (например с дизельного топлива на газ или с твердого топлива на газ или дизель).

Другие критерии классификации отопительных котлов:

по количеству контуров - одноконтурные котлы (обеспечивающие отопление, но в комбинации с бойлером косвенного нагрева двухконтурные, которые "отвечают" как за отопление, так и за горячее водоснабжение (в свою очередь, двухконтурные котлы подразделяются на два типа: со встроенным бойлером и со встроенным змеевиком (для приготовления горячей воды в проточном режиме); 

по материалу топки, из которого они изготовлены - сталь, чугун; 

по способу установки – напольные котлы (в свою очередь напольные газовые котлы можно разделить на две основные группы: с атмосферными горелками и с надувными (иногда их называют сменными, вентиляторными, навесными) горелками) и настенные котлы (принцип нагревания проточный, настенные котлы могут быть с открытой камерой сгорания (с естественной тягой, когда воздух для горения забирается непосредственно из помещения и закрытой камерой сгорания); 

энергонезависимые (такая система зачастую оказывается малоэффективной и экономически невыгодной) и энергозависимые (без использования электричества невозможно построить систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя); 

- по способу удаления отработанных газов - с естественной тягой (отвод газа происходит за счет тяги в дымоходе) или принудительной тягой (турбо) (с помощью вентилятора, встроенного в котел).

ГАЗОВЫЕ КОТЛЫ

Напольные газовые котлы (устанавливаются на пол) и, как правило, подключаются к высокопроизводительному емкостному водонагревателю (бойлеру) для приготовления горячей воды.

Настенные газовые котлы лучше подходят для отопления и горячего водоснабжения квартиры или жилого дома (до 200 кв. м ). По сравнению с напольным котлом настенный котел имеет меньшие габариты и не занимает большую площадь, так как устанавливается на стену. Его легко можно установить на кухне, в ванной комнате или на чердаке.

Настенные котлы бывают одно- и двухконтурные. Одноконтурные обеспечивают только отопление помещения. Двухконтурные котлы – одновременно отапливают помещение и обеспечивают горячее водоснабжение.

Преимущество двухконтурных котлов перед одноконтурными кажется очевидным, так один котел решает сразу две проблемы. Однако возможны ситуации, когда в частном доме может иметься центральное водоснабжение и отсутствовать отопление. В этом случае, конечно, необходимы одноконтурные котлы.

В настенных котлах принцип нагревания проточный (вода нагревается в «проточном режиме»). В случае, когда потребности в горячей воде не очень велики (порядка 10 - 15 л/мин при нагреве на 30° С), то логично приобрести двухконтурный котел проточного типа.

Более комфортные условия горячего водоснабжения можно получить, установив котел со встроенным бойлером. Его основные плюсы это 45- 60 литров (в зависимости от модели) горячей воды постоянно готовых к использованию. Кроме того, бойлер позволяет иметь на некоторое время запас горячей воды при отключении газа. Но обычно за комфорт приходится платить, и некоторые минусы у котлов со встроенным бойлером тоже присутствуют - это большие (ударение на первом слоге) габариты и вес, а так же незначительное увеличение расхода газа, для поддержания воды в бойлере постоянно нагретой. Если же вы привыкли тратить много горячей воды и у вас несколько точек водоразбора, работающих одновременно с большим потреблением горячей воды (ванная, джакузи, душ и т.п.), то можно к одноконтурному котлу, как, впрочем, и к двухконтурному, подключить бойлер большого объема, например 200 литров. В большинстве случаев, это гарантирует удовлетворение потребностей в горячей воде даже очень взыскательного покупателя.

Настенные котлы подразделяются на котлы с открытой и закрытой камерой сгорания. В котлах с открытой камерой сгорания (с естественной тягой) воздух для горения забирается непосредственно из помещения, в котором располагается, а отработанные газы выбрасываются в дымоход, который должен быть предусмотрен в помещении.

Когда дымоход отсутствует или котел будет смонтирован в квартире (где он не предусматривается в принципе), используются котлы с закрытой камерой сгорания. В этом случае котел комплектуется специальной системой дымоудаления (коаксиальный дымоход). В конструкцию котла включается турбина, которая принудительно удаляет продукты сгорания из топки, вследствие этого отпадает необходимость в дымоходе с естественной тягой.

Преимущества котлов с закрытой камерой сгорания: 

- не сжигают кислород в помещении; 

- не требуют дополнительного притока воздуха для поддержания процесса; 

- не требует установки традиционного дымохода, вместо которого ставится недорогой коаксиальный дымоход;

Настенный газовый котел с закрытой камерой сгорания с коаксиальным дымоходом чаще всего применяется при организации поквартирного отопления. Удобство данной схемы состоит в том, что сам хозяин может регулировать интенсивность работы отопления и водоснабжения. Также нет необходимости платить за соседей, если в доме организована общая котельная, и плата взимается без тепловых счетчиков, поквартирно.

Коаксиальный дымоход выручает в ситуациях, когда хозяин не хочет ставить на крышу дымоход по эстетическим соображениям или же из опасения, что скат крыши может покрыться сосульками и дымоход просто сломается.

Работой котла управляет автоматика, и в зависимости от степени автоматизации, будет сама поддерживать заданный температурный режим в доме. Например, Вы сами можете управлять работой котла, устанавливая желаемую температуру на заданное время (таймер) и в нужном помещении (например, ночью температура 20 °С, а днем 22 °С).

В систему отопления может входить «теплый пол», температурой которого также можно управлять при помощи котла. Газовый котел автоматически выключается при отсутствии газа и автоматически включается при включении газа, то есть имеет блок автоматического зажигания. Автоматика котла контролирует наличие пламени, тяги в дымоходе, нагрев теплоносителя.

Если котел устанавливается в отдельный дом, то желательно приобрести котел с открытой камерой сгорания. Если же котел предполагается в квартире или в доме (без дымохода), следует выбрать котел с закрытой камерой сгорания.

Современные настенные котлы обладают рядом достоинств: - во-первых, они сохраняют работоспособность (не блокируются и не отключаются) при достаточно широком диапазоне давления газа. Это свойство жизненно необходимо при использовании котлов в России, так как в нашей стране существует проблема постоянного перепада давления магистрального газа. Настенные котлы некоторых производителей разжигаются и работают даже при давлении газа 5 мБар. Конечно, мощность при таком давлении снижается почти в 6 раз, но работает устойчиво. При этом они сохраняют не менее 90% мощности при давлении газа 13 мБар; - во-вторых, практически у всех котлов имеется система управления мощностью горелки, позволяющая плавно изменять мощность горелки в диапазоне 30 – 100 % в зависимости от потребности и тем самым снижать вероятность образования накипи в теплообменнике, повышая комфортность использования; - в-третьих, они оснащены всеми необходимыми степенями защиты, обеспечивающими высокий уровень безопасности этих котлов.

Настенные котлы некоторых производителей обладают двумя степенями защиты от образования накипи. С одной стороны, это система контроля температуры в первичном контуре, которая позволяет практически мгновенно реагировать на критическое повышение температуры в теплообменнике, что существенно снижает вероятность образования накипи. С другой стороны, в нем также присутствует магнитная система снижения накипеобразования, основанная на том, что под действием магнитного поля соли разделяются и выстраиваются таким образом, что они не осаждаются при нагреве. Если этого не происходит, и накипь оседает на теплообменнике, он прогорает, что приводит к поломке.

Напольные газовые котлы с атмосферными и с наддувными (иногда их называют сменными, вентиляторными, навесными) горелками Напольные газовые котлы с атмосферными горелками, как правило, дешевле за счет меньшей стоимости атмосферной горелки и обычно работают тише (в случае применения наддувных горелок существуют различные способы снижения шума, в частности, звукоизолирующий кожух на горелку, шумоглушители отходящих газов).

Основная опасность для котлов с атмосферными горелками - опускание пламени на колосник и достаточно быстрое его прогорание. Стоит заметить, что атмосферная горелка является неотъемлемой частью котла и входит в его стоимость

Котлы с наддувными горелками имеют немного больший КПД и стоят дороже. Котлы для работы с наддувными горелками имеют возможность установки горелок, работающих или на газе, или на жидком топливе. Наддувная горелка обычно продается отдельно и, как правило, ее стоимость не входит в цену котла.

Надо сказать, что мощность напольных газовых котлов с атмосферной горелкой, в большинстве случаев, колеблется от 10 до110 кВт (однако есть фирмы, производящие и более мощные котлы этого типа, единичной мощностью до 920 кВт), в то время как модели со сменными наддувными горелками могут достигать мощности в несколько тысяч кВт!

При каскадном включении нескольких котлов с атмосферными горелками можно достичь мощности много сотен кВт и обогревать с их помощью объекты площадью в тысячи кв.м. Таким образом, потребитель всегда может подобрать для себя оптимальный по мощности вариант для отопления как небольшого загородного домика, так и огромного здания.

Газовые котлы могут быть с одноступенчатой горелкой (работают только на одном уровне мощности) и двухступенчатой горелкой (2 уровня мощности), а также с модуляционной горелкой (плавное регулирование мощности) Так как полная мощность котла требуется, по различным данным, от 15% до 30% отопительного сезона, а следовательно, от 70% до 85% времени она является излишней, то понятно, что экономичнее использовать котел с двухступенчатой горелкой или модуляционной горелкой.

Основными плюсами котла с двухступенчатой горелкой являются: - увеличение срока эксплуатации котла за счет снижения частоты включений/выключений горелки примерно на 70%;- работа на 1-ой ступени с пониженной мощностью и снижение количества включений/выключений горелки позволяет экономить газ, а, следовательно, и деньги; - меньшее количество дымовых газов и меньшее количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу; -двухступенчатый котел расширяет возможности по использованию совместно с ним бойлеров различной емкости;

Еще больший эффект достигается при использовании котла с модуляционной горелкой.

Теплообменники напольных газовых котлов

Теплообменник напольного газового котла обычно изготавливают из чугуна или стали. Однозначного мнения о том какой материал лучше не существует. С одной стороны, чугун меньше подвержен коррозии, к тому же, чугунный теплообменник изготавливают обычно более толстым, что может положительно сказаться на сроке его службы. В то же время у чугунного теплообменника есть и недостатки: он более хрупкий, а следовательно, есть риск образования микротрещин при транспортировке и погрузке/выгрузке. Кроме того, в процессе эксплуатации чугунных котлов при использовании жесткой воды, вследствие конструктивных особенностей чугунных теплообменников и свойств самого чугуна, со временем происходит их разрушение в результате локальных перегревов, которые возможны из-за неправильной эксплуатации).

С другой стороны стальные котлы легче, не очень боятся ударов при транспортировке. Но при неправильной эксплуатации стальной теплообменник может подвергаться коррозии. Создать нормальные условия эксплуатации стального котла не очень сложно. Важно, чтобы температура в котле не падала ниже температуры "точки росы" для отходящих газов. Иначе на стенках котла выпадает конденсат, представляющий собой слабый раствор угольной кислоты (газовые котлы) либо раствор сернистой кислоты (дизельный котел). Чтобы избежать этого, поддерживается постоянная высокая температура в котле, отсюда больший расход топлива. Хороший проектировщик всегда сможет создать систему, при которой срок службы котла будет максимален.

Зависимость автоматики газового котла от электроэнергии В российских условиях очень важен еще один параметр газового котла - зависимость его автоматики от электроэнергии. Ведь у нас нередки случаи возникновения проблем с электричеством: где-то оно подается с перебоями, а в отдельных местах отсутствует совсем. Большинство российских газовых котлов с атмосферными горелками работают независимо от наличия электропитания.

Что касается импортных котлов, то понятно, что подобные проблемы в западных странах отсутствуют, и часто возникает вопрос: а существуют ли хорошие импортные газовые котлы, работающие автономно от электроэнергии? Да, существуют.

Такая автономность может быть достигнута двумя способами: - первый способ - максимально упростить систему управления котлом и за счет практически полного отсутствия автоматики добиться независимости от электричества (это относится и к отечественным котлам). В таком случае котел может поддерживать только заданную температуру теплоносителя и не будет ориентироваться на температуру воздуха в помещении - второй способ - более прогрессивный - использование теплогенератора, который из тепла вырабатывает электричество, необходимое для работы автоматики котла. Эти котлы можно использовать с выносными комнатными термостатами, которые будут управлять котлом и поддерживать заданную Вами температуру в помещении.

Напольные газовые и жидкотопливные котлы производятся одноконтурными (только для отопления, но в комбинации с бойлером косвенного нагрева и отопление) двухконтурными (они обеспечивают еще и подготовку горячей воды) и двухконтурными ТУРБО (также осуществляют принудительное удаление газов). Стоит заметить, что к любому одноконтурному котлу для приготовления горячей воды можно подключить бойлер косвенного нагрева. Наиболее популярны в загородных домах бойлеры от 100 до 300 литров , но встречаются и модели объемом до 1000 литров .

Бойлерами косвенного нагрева называются те, в которых вода нагревается от теплоносителя выходящего из котла. Существуют бойлеры, в которых вода может нагреваться и от котла и от встроенного в них электрического ТЭНа.

В свою очередь, двухконтурные котлы подразделяются на два типа: со встроенным бойлером и со встроенным змеевиком (для приготовления горячей воды в проточном режиме).

ТРЕБОВАНИЯ к помещениям с газовыми водогрейными котлами:

При размещении тепловых агрегатов суммарной мощностью до 150 кВт в отдельном помещении, расположенном на любом этаже жилого здания, помещение должно отвечать следующим требованиям: - высота не менее 2,5 метра ; - объём и площадь помещения из условий удобного обслуживания, но не менее 15м?; - помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 час, а предел распространения огня по конструкции равен нулю; - естественное освещение из расчёта остекления 0,03 кв.м на 1 куб.м помещения; - в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчёта: вытяжка в объёме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объёме вытяжки плюс количество воздуха на горение; (Минимальная площадь отверстия для подачи воздуха из расчёта 5 кв.см на каждые 1,16 кВт мощности оборудования, но не менее 150 кв.см, площадь отверстия верхней вентиляции, вытяжной, выбирается из расчёта 1кв. дм на 17кВт установленной мощности); - при размещении в отдельном помещении на первом , в цокольном или в подвальном этаже оно должно иметь выход непосредственно наружу. Допускается предусматривать второй выход в помещение подсобного назначения, дверь при этом должна быть противопожарной 3-го типа. Здания, имеющие автономные системы водоснабжения и теплоснабжения, должны иметь контуры заземления. Ввод в здание подземного газопровода должен проходить через изолирующий фланец. Котельная должна быть оборудована канализацией или дренажным приямком с откачивающим насосом.

ЖИДКОТОПЛИВНЫЕ (ДИЗЕЛЬНЫЕ) КОТЛЫ

Жидкотопливные котлы очень близки (по производительности) к газовым. Разница только в том, что жидкотопливный котел работает не на газе, а на солярке (которая бывает «летней» и «зимней»). Жидкотопливные котлы имеет смысл ставить в том случаеа, когда дом большой, а газопровода рядом с домом нет.

Преимущества котлов на жидком топливе: 

• - мощность жидкотопливных котлов позволяет отапливать большие коттеджи; 
• - для их установки не нужно специальных разрешительных документов (как для установки газовых); 
• - солярка намного дешевле электричества; 
• - высокий КПД;

Недостатки: 

• - необходимо помещение с вытяжкой; 
• - коптит и требует дополнительного ухода; 
• - необходимость иметь рядом с домом резервуара (емкостью до нескольких тонн) для хранения запасов дизельного топлива; 
• - необходимость предусмотреть варианты подъезда автоцистерны для слива дизельного топлива в резервуар;

Как рассчитать расход жидкого топлива: 

Ориентировочно этот расход (при работе жидкотопливного котла на полную мощность) можно рассчитать по очень простой формуле: 

Расход топлива (л/час) = мощность горелки (кВт) х 0,1. 

МНОГОТОПЛИВНЫЕ КОТЛЫ

Это котлы, которые работают на нескольких видах топлива или их комбинациях - твердом топливе, и со сменными горелками, на газе, дизельном топливе или отработанном масле, электричестве. В основном это котлы с камерой для сжигания твердого топлива и имеющие возможность установки навесных горелок на газ или жидкое топливо. Это удобно в случаях, когда необходимо дожидаться появления газа и до этого момента можно использовать твердое или жидкое топливо. Кроме того, и при наличии газа, но имеющихся проблемах с его подачей, неплохо иметь резервный источник обеспечения тепла.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОТЛЫ

Распространение этого типа отопительных котлов ограничивается тремя основными причинами: 

- далеко не на всех участках есть возможность выделить несколько десятков киловатт электроэнергии (напомним, что 1 кВт энергии требуется для отопления примерно 10 кв.м. хорошо утепленного здания с высотой потолков до 3 м ); 

- относительно высокая стоимость электроэнергии; 

- перебои с электроснабжением; Преимущества электрических котлов:

- невысокая цена; 

- не требуют отдельного помещения (котельной); 

- простота монтажа; 

- легкие и компактные, можно вешать на стену, как следствие 

- экономия места; 

- безопасность (нет открытого пламени); 

- простота в эксплуатации; 

- не требуют монтажа дымохода; 

- не требуют особого ухода; 

- бесшумны; 

- экологичны, нет вредных выбросов и посторонних запахов;

Недостатки электрических котлов:

- мощности не хватает для отопления большого коттеджа; 

- большой расход электроэнергии при низком КПД;

Устройство и комплектация электрических котлов

Электрический котел - достаточно простое устройство. Основными его элементами являются теплообменник, состоящий из бака с укрепленными в нем электронагревателями (ТЭНами), и блока управления и регулирования. Электрические котлы некоторых фирм поставляются уже укомплектованными циркуляционным насосом, расширительным баком, предохранительным клапаном и фильтром.

Важно отметить, что электрокотлы небольшой мощности бывают в двух разных исполнениях - однофазные (220 В) и трехфазные (380 В). Котлы мощностью более 12 кВт обычно производятся только трехфазными.

Подавляющее большинство электрических котлов мощностью более 6 кВт выпускается многоступенчатыми, что позволяет рационально использовать электроэнергию и не включать котел на полную мощность в переходные периоды - весной и осенью. При выборе электрического котла необходимо правильно подобрать сечение кабеля для электроподключения котла и значения токов предохранительных автоматов в зависимости от мощности котла. Выбрать электрический котел

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ КОТЛЫ

Такие котлы приемлемы для небольших домов, предназначенных в основном для сезонного (летнего) проживания. Также их использование оправдано в районах, где есть проблемы с подачей магистрального газа и электричества. Топливом для твердотопливных котлов могут быть дрова (дерево), бурый или каменный уголь, черный уголь "орех1", кокс, торфяные и древесные брикеты (пеллеты).

Существуют как "всеядные" модели, которые могут работать на всех вышеуказанных видах топлива, так и работающие на некоторых из них, но имеющие при этом больший КПД.

Условно все котлы, использующие твердое топливо, можно разделить на следущие основные группы: 

- традиционные твердотопливные котлы классического горения; 

- твердотопливные котлы с пиролизным сжиганием древесины;

- твердотоплевные котлы длительного горения;

- пеллетные котлы;

Говоря о традиционных твердотопливных котлах, стоит иметь в виду, что существуют варианты, сочетающие в себе основное достоинство моделей существующих уже много лет - независимость от электроэнергии и способные при этом автоматически поддерживать заданную температуру теплоносителя на выходе из котла. Автоматическое поддержание температуры осуществляется следующим образом. На котле установлен датчик, отслеживающий температуру теплоносителя. Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае, если температура теплоносителя становится выше заданной, то заслонка автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается. Данное устройство не требует подключения к электрической сети.

Рассказывая о твердотопливных котлах, нельзя не упомянуть о пиролизных (газогенераторных) котлах, об устройствах с пиролизным сжиганием древесины. Главные достоинства этих котлов - значительно более высокий КПД (до 85 %) и простота регулирования мощности. Основным отличием котлов с пиролизным сжиганием является то, что в них горят не только сами дрова, но и древесный газ выделяющийся из них под воздействием высокой температуры. Во время такого сжигания не образуется сажа и появляется минимальное количество золы. В котлах с пиролизным сжиганием древесный газ, возникающий благодаря высокой температуре в бункере топлива, проходит через специальную форсунку и горит очень чистым пламенем желтого или даже почти белого цвета. К недостаткам пиролизных котлов можно отнести необходимость электропитания и более высокую, по сравнению с традиционными твердотопливными котлами, цену.

Пеллетные котлы работают на пеллетах, спресованных в небольшие цилиндрики отходах древесины. Пеллетные котлы имеют в своем составе кроме пеллетного котла, специальную автоматическую пеллетную горелку, специальный шнек для автоматической подачи пеллет и бункер, в который засыпаются пеллеты и откуда эти пеллеты подаются посредством шнека в пеллетную горелку. Пеллетные котлы практически полностью автоматизированы, но требуют грамотного монтажа и пеллет высокого качества.

Преимущества твердотопливных котлов: 

- если вам по силам самостоятельно нарубить запас дров (и не малый), то вам не придется тратить деньги на топливо; 

- экологически чистые по сравнению с жидкотопливными;