Одноконтурный газовый котел: устройство, варианты исполнения, советы монтажу

Подойдет ли одноконтурный газовый котел для приготовления горячей воды? Где его купить, как выбрать и, наконец, как подключить? Расскажу вам обо всех технических нюансах, основываясь на личном практическом опыте.

Популярные модели одноконтурных приборов от компании Baxi.

Что это такое

Одноконтурный котел — это прибор, имеющий единственный теплообменник для нагрева теплоносителя. В заводской комплектации он не может использоваться для приготовления воды для нужд ГВС (горячего водоснабжения).

Зная это определение, нетрудно догадаться, что значит двухконтурный газовый котел. Он отличается от одноконтурного дополнительным теплообменником, греющим воду для хознужд.

Двухконтурный прибор: отдельная пара выводов предназначена для подключения к системе ГВС.

Теплообменник для нагрева воды может иметь три варианта исполнения:

• Раздельный пластинчатый (то есть снабженный собственной горелкой классический теплообменник);

Раздельные теплообменники двухконтурного газового котла.

Достоинство отдельного теплообменника для ГВС — в том, что он может быть снят для прочистки или заменен без сброса теплоносителя.

• Битермический коаксиальный (в разных каналах внутри одной трубки теплообменника нагреваются и теплоноситель, и горячая вода для хознужд);

Коаксиальный теплообменник: каналы с горячей водой проходят внутри трубок с теплоносителем.

• Накопительный. Вода в теплоизолированном баке в корпусе котла нагревается помещенным в нее змеевиком с теплоносителем.

Двухконтурный прибор со встроенным бойлером.

Классификация

Одноконтурные газовые котлы можно условно разделить на группы по нескольким признакам.

Размещение

• Настенные газовые котлы обладают относительно небольшой тепловой мощностью (до 100 киловатт) и зачастую комплектуются установленными внутрь корпуса элементами обвязки, превращающими прибор в миниатюрную котельную. Такой котел может подключаться непосредственно к отопительному розливу.
  На входном и выходном патрубках монтируется лишь пара отсекающих вентилей или шаровых кранов: они позволяют остановить циркуляцию и демонтировать теплообменник для ремонта или обслуживания с минимальной потерей теплоносителя;

Эта модель предназначена для настенного монтажа. Основные элементы обвязки находятся внутри корпуса.

• Напольные приборы могут иметь мощность до 6-8 мегаватт. Обвязка не входит в заводскую комплектацию котла и монтируется отдельно.

Газовая котельная с настенным котлом. Группа безопасности, насос и расширительный бак смонтированы отдельно.

Теплообменник

• Стальной теплообменник жаротрубного напольного котла — сварной, выполненный в форме цилиндра. Стенки цилиндра образуют трубы с теплоносителем, а внутренняя часть занята факелом горелки. Такая конструкция обеспечивает максимальную тепловую мощность прибора;

Стальной теплообменник жаротрубного котла.

Промышленный жаротрубный котел. При мощности в несколько мегаватт он может отапливать крупное предприятие или небольшой микрорайон города.

• Чугунный теплообменник характерен для напольных приборов мощностью до 600-800 кВт. Коррозийно-стойкий и не прогорающий чугун исключительно долговечен, но чувствителен к резким перепадам температуры, что накладывает ограничения на температурный режим котла. Теплообменники этого типа из-за своего значительного веса нередко поставляются разобранными, в виде отдельных секций;

Замена секции чугунного секционного теплообменника.

• Медный пластинчатый теплообменник используется в большинстве настенных приборов. Высочайшая теплопроводность металла обеспечивает его компактность.

Медный пластинчатый теплообменник.

В бюджетных котлах можно встретить пластинчатые стальные теплообменники. Более низкая по сравнению с медью теплопроводность соседствует с относительно небольшим сроком службы.

Розжиг

Изображение	Тип розжига
	Пьезорозжиг работает так же, как зажигалка около вашей плиты — деформация пьезоэлемента создает высоковольтный разряд, воспламеняющий пилотную горелку. Котел управляется механическим термостатом, при охлаждении теплоносителя тот подает газ к основной горелке. Запальник (пилотная горелка) горит непрерывно.
	Электронный розжиг позволяет обойтись без постоянно горящего запальника. За воспламенение горелки отвечает электроника, отслеживающая показания термодатчиков.

Плюсы и минусы обоих решений прямо вытекают из их ключевых особенностей:

1. Работа без электричества. В первом случае котел энергонезависим, что очень кстати при частых перебоях с подачей электричества;
2. Экономный режим. Во втором случае отказ от пилотной горелки обеспечивает экономию 20-25% газа, а электронное управление допускает использование внешних термостатов и программирование циклов работы отопительной системы. Например, температура в доме может снижаться в рабочее время и повышаться до комфортной к вашему приходу с работы.

Выносной программируемый термостат для котла с электронным управлением.

Тяга

Естественная тяга создается разницей в плотности горячих продуктов сгорания газа и относительно холодного воздуха в комнате. Она позволяет сделать котел энергонезависимым. Однако открытая атмосферная горелка накладывает ряд ограничений на выбор помещения для котельной и на способ отвода продуктов сгорания.

Открытая атмосферная горелка газового котла.

• Диаметр дымохода в зависимости от мощности отопительного оборудования варьируется от 125 до 200 мм;
• Высота потока не должна быть меньше 2,5 метров;

При меньшей высоте котельной продукты неполного сгорания газа, скопившиеся под потолком, могут вызвать удушье.

• Минимальный объем котельной — 15 кубометров плюс 0,2 м3 на каждый киловатт мощности котла;
• Вытяжная вентиляция должна обеспечивать трехкратное обновление всего объема воздуха в помещении в течение часа;
• Приточная вентиляция должна компенсировать расход воздуха вытяжкой и горелкой.

Принудительная тяга снимает все ограничения.

Так называемый турбированный прибор с принудительной тягой.

Воздух для горелки отбирается с улицы через внешний канал коаксиального (труба в трубе) воздуховода. Внутренний канал используется для отвода продуктов сгорания.

Внешняя оболочка коаксиального воздуховода практически не нагревается при работе котла, что позволяет выводить его через деревянные стены без какой-либо термической защиты.

Коаксиальный воздуховод котла с принудительной тягой в стене деревянного дома.

Полнота использования энергии

Традиционные одноконтурные котлы используют так называемую низшую теплоту сгорания: они утилизируют до 90-95% тепла, которое газ выделяет в процессе горения.

Позвольте, но разве из процесса сгорания природного газа можно извлечь еще что-то?

Да. Ключевые слова — теплота конденсации.

Вспомните: продуктами сгорания летучих углеводородов являются преимущественно водяной пар и углекислый газ. Чтобы превратить воду в пар, нужно затратить значительное количество энергии. Логично предположить, что при конденсации водяного пара эта энергия выделится и может быть утилизирована.

При конденсации водяной пар вернет все тепло, потраченное на испарение воды.

В традиционных котлах конденсация продуктов сгорания не просто не практикуется: ее избегают всеми силами. Помимо Н2О и СО2, они содержат небольшое количество агрессивных кислот, резко уменьшающих ресурс теплообменника.

Чтобы избежать конденсации водяного пара в котле, достаточно поддерживать минимальную разницу температур между подачей и обраткой (скажем, 80/60°С) при достаточно горячем обратном трубопроводе. Конденсация начинается при температуре теплообменника около 55 градусов.

В системе отопления с конденсационным котлом температура обратного трубопровода снижается до 30-40 градусов. Пар конденсируется на дополнительном теплообменнике с химически стойким покрытием — экономайзере. Конденсат отводится по дренажной трубке в канализацию.

Принципиальная схема конденсационного котла.

Теплоноситель с температурой 30-40°С используется водяным теплым полом. Чтобы получить приемлемую температуру на входе в контур теплого пола, нужна схема отопления с рециркуляцией отработанного теплоносителя. Как вариант, в качестве подачи теплого пола может использоваться обратка радиаторного отопления.

Схема системы отопления с конденсационным котлом и водяным теплым полом.

Что в результате?

• Сокращается количество вредных выбросов: большая часть потенциально опасных веществ не попадает из камеры сгорания в атмосферу, а конденсируется на экономайзере и оказывается в канализации;
• Экономится 11-13% газа. Экономия позволяет производителям заявить для конденсационных котлов невероятный КПД (коэффициент полезного действия) в 107-109%.

Структура коэффициента полезного действия и содержание вредных веществ в продуктах сгорания у газовых котлов разных типов.

Один или два

Так какие котлы практичнее — двухконтурные или одноконтурные?

Горячая вода нужна. Факт. Использовать для ее нагрева дорогое электричество при наличии дешевого газа неразумно. Тоже не поспоришь.

Справка: цена киловатт-часа тепла, полученного при сгорании газа и при прямом нагреве электроэнергией, различается примерно в 10 раз — 0,5 рубля против 5.

Электрический бойлер многократно увеличит расходы на нагрев воды по сравнению с газом.

Газовая колонка займет лишнее место. Вычеркиваем.

Вроде бы инструкция по выбору оборудования очевидна: компактный двухконтурный котел одним махом решит проблемы с отоплением и ГВС. Так ведь?

Не спешите. У меня есть два веских контраргумента:

• Бойлер косвенного нагрева, подключенный к одноконтурному котлу, тоже может служить источником горячей воды. Тепло для нагрева ГВС отбирается у проходящего через теплообменник бойлера теплоносителя. Летом отопление отключается, и циркуляционный насос гоняет воду или антифриз по малому контуру — между котлом и бойлером;

Устройство бойлера косвенного нагрева.

• Накопительный нагреватель удобнее проточного. Температура воды на его выходе куда более стабильна. При наличии газовой колонки или недорогого двухконтурного котла попытка принять душ выливается в непрерывное сражение с кранами: горелка то гаснет, обдавая вас ледяной водой, то разгорается, подавая к смесителю крутой кипяток.

Не смею навязывать свое мнение, но в выборе между двухконтурным и одноконтурным котлами я бы выбрал одноконтурный с бойлером косвенного нагрева.

Слева — напольный одноконтурный котел, справа — бойлер косвенного нагрева.

Монтаж

Одноконтурные настенные газовые котлы с принудительной тягой и электронным розжигом представляют собой полноценные котельные и не требуют монтажа обвязки. Соответственно, тонкостей у монтажа этих приборов немного.

Трубы: для подключения можно использовать любую разновидность полимерных или металлополимерных труб с рабочей температурой не ниже 90°С.

Чаще всего в системах автономного отопления применяется армированный алюминием полипропилен. Армирование уменьшает удлинение труб при нагреве.

Подключение котла на фото выполнено армированными полипропиленовыми трубами.

Краны: на входе и выходе из теплообменника котла ставится пара шаровых кранов. От винтовых вентилей их выгодно отличает отказоустойчивость, нетребовательность к обслуживанию (набивке сальника, замене прокладок и т.д.) и огромный ресурс.

Два шаровых крана отсекают котел от розлива отопления.

Бойлер: подключается в разрыв розлива подачи или между розливами подачи и обратки наряду с отопительными приборами.

Если система ГВС имеет большую протяженность, ее закольцовывают и снабжают собственным циркуляционным насосом. Непрерывная циркуляция обеспечит работу подключенных к горячей воде полотенцесушителей и мгновенный нагрев воды при ее подаче через смеситель.

Схема горячего водоснабжения с бойлером косвенного нагрева и рециркуляцией воды.

Газ: подключение котла к газу своими руками категорически запрещено. Его должен выполнять представитель Горгаза или любой лицензированной организации.

Подключать любое газовое оборудование должен сертифицированный специалист. Обычно для подключения приглашают представителя Горгаза или авторизованного сервиса компании-производителя котла.

Заключение

Искренне надеюсь, что мои рекомендации помогут вам в выборе и установке надежного и экономичного отопительного оборудования. Узнать больше о газовых котлах вам поможет видео в этой статье. Жду ваших дополнений к ней. Успехов, камрады!