Газовое отопление для обогрева жилого дома

На этапе проектирования индивидуальной застройки ее владелец подыскивает варианты обогрева будущего жилища. Оптимальным ресурсом для большинства регионов нашей страны является газовое топливо. Проходящая неподалеку газовая магистраль снимает все вопросы по обеспечению топливом жилого сектора. Газовое отопление загородного дома с использованием природного газа лишено многих недостатков, присущим другим видам топлива. Его не загружают вручную по несколько раз в день подобно углю или дровам, при сгорании метан не распространяет неприятные запахи подобно солярке или отработке, для него нет нужды создавать хранилища. Газовое отопление имеет альтернативные варианты в тех случаях, когда метан не доступен. Не во всякой местности пока проходят магистрали с природным газом. На выручку приходит сжиженная пропан-бутановая смесь, которую можно доставлять в баллонах и хранить в газгольдерах.

Бытовая котельная для отопления дома пропан-бутаном из стандартных баллонов под сжиженный газ

Система газового отопления

Система автономного отопления индивидуальной застройки включает в себя три основных элемента:

• источник тепла для нагрева теплоносителя;
• трубопроводная сеть для циркуляции теплоносителя;
• отопительные приборы для обогрева помещений.

При использовании газового топлива в схему автономного теплоснабжения дома входят:

• газовый котел с регулирующей и контролирующей арматурой;
• трубопроводы с водяным теплоносителем;
• радиаторы отопления.

При монтаже отопительного контура газовой системы отопления (ГСО) в качестве теплоносителя используется вода как самый отработанный и доступный вариант теплоснабжения жилого дома. На рисунке ниже показана условная схема водяного теплоснабжения от котла, сжигающего газовое топливо. Стрелками указано направление движения теплоносителя в контуре.

Схема теплоснабжения в системе газового отопления

Преимущества и недостатки

Водяному контуру газового отопления частного дома присущи те же плюсы и минусы, какие отмечаются в аналогичных системах с другими способами нагрева теплоносителя. Кроме доступности и сравнительно невысокой цены воды, к достоинствам водяного теплоснабжения можно отнести:

• Сохранение первоначального объема заполнения контура при обеспечении герметичности соединений отопительных приборов, котла, арматуры и трубопроводов ГСО;
• Возможность равномерной подачи тепла каждому потребителю;
• Эффективность воды как теплоносителя, подразумевающая высокие показатели теплоемкости и теплопроводности при низкой вязкости.

Среди недостатков системы водяной циркуляции главными являются:

• Повышенные требования к качеству жидкого носителя по минимизации количества растворенных солей;
• Коррозионная агрессия по отношению к металлическим деталям отопительных приборов и трубопроводов при контакте с кислородом;
• Увеличение объема при замерзании воды в контуре, что приводит к разрывам трубопроводов или радиаторов в холодное время при выключенной подаче теплоносителя от котла.

Способы циркуляции теплоносителя

Монтаж трубопроводной сети для газового отопления состоит в создании замкнутого контура, в котором происходит циркуляция нагретого в котле теплоносителя по трубам через отопительные приборы (радиаторы) обратно к котлу. В процессе прохождения внутри радиаторов горячая вода отдает обогреваемому помещению свое тепло через внешнюю поверхность радиаторных секций и уже остывшая по так называемой «обратке» возвращается в газовый котел для повторного нагрева и начала следующего витка циркуляции.

В контуре ГСО выделяют два вида циркуляции:

Естественная

Естественная циркуляция представляет собой конвективную систему.

Упрощенная схема ГСО с естественной циркуляцией теплоносителя

Нагретый в газовом котле теплоноситель движется вертикально вверх по подающему стояку (красные линии). Для сбора излишков воды, образующихся за счет увеличения объема влаги при нагревании, в верхней части контура предусмотрен монтаж расширительного бака. Сверху вниз вода растекается по нисходящим трубопроводам к радиаторам, в которых она отдает тепло в окружающую среду и остывает. Плотность остывшей воды возрастает, за счет своего возросшего веса влага по обратке (синие  линии) стекает вниз к котлу.

Диаметр подающих стояков должен выполняться достаточно большого размера, чтобы возникала побудительная сила для поддержания циркуляции носителя тепла, и снижалось сопротивление его потоку.

Для ГСО с конвективным движением теплоносителя необходимо соблюдать уклоны в следующих направлениях:

• от подающего стояка к отопительным радиаторам;
• от радиаторов по обратке в направлении котла.

Главным достоинством газового отопления с водяной естественной циркуляцией является энергетическая независимость системы из-за отсутствия в ней циркуляционного насоса.

К недостаткам конвективных контуров относят:

1. Невозможность автоматической регулировки тепловых режимов радиаторов в помещениях, что приводит к перерасходу топлива;
2. Удорожание монтажа трубопроводных сетей из-за применения стальных труб больших диаметров в подающих стояках;
3. Невозможность использования конвективных водяных потоков в бойлерах или в теплых полах.

Принудительная

Принудительная циркуляция функционирует при воздействии циркуляционного насоса.

Движение теплоносителя по принудительной схеме обеспечивается действием циркуляционного насоса.

На рисунке ниже показана упрощенная схема ГСО с принудительным характером циркуляции. Водяной теплоноситель после нагрева в газовом котле по подающим трубопроводам (красные линии) под напором циркуляционного насоса подается к радиаторам отопления и уже остывший по обратке (синие линии) направляется на вход насоса.

Упрощенная схема ГСО с принудительной циркуляцией теплоносителя

В число основных достоинств ГСО с принудительной циркуляцией входят следующие факторы:

1. Возможность автоматического регулирования и поддержания заданного температурного режима на радиаторах;
2. Экономичность потребления газового топлива благодаря автоматическому регулированию температуры на радиаторах;
3. Возможность использования пластиковых труб на монтаже вместо стальных.

Из недостатков отмечается энергозависимость системы (насосу необходима подача сетевого электропитания).

Принцип действия и устройство газовых котлов

Функционирование котла на газовом топливе не отличается от работы твердотопливных или жидкотопливных его собратьев. Принцип тот же:

• Нагрев теплоносителя посредством энергии тепла сгорания метана или пропан-бутана;
• Транспортировка нагретого теплоносителя по всем точкам теплопотребления системы отопления.

Для реализации этого принципа газовые котлы оснащаются следующими конструктивными устройствами:

1. Топкой (камерой сгорания), где происходит непосредственное сгорание газового топлива;
2. Газовой горелкой;
3. Дымоходом для отвода в атмосферу продуктов сгорания;
4. Теплообменником для нагрева водяного теплоносителя;
5. Нередко газовый котел оснащается встроенным циркуляционным насосом.

Газовые котлы отопления разделяют на два типа:

• Конвекционные конструкции, работающие по традиционной схеме, согласно которой газ попадает в горелку и сжигается в топке (камере сжигания). Выделяемое тепло сгорания нагревает теплообменник и инициирует нагрев теплоносителя. На рисунке ниже показан чертеж типового конвекционного котла, используемого при монтаже отопительной системы большинства частных застроек.

Схема строения газового котла конвекционного типа

Коаксиальный дымоход обеспечивает беспрепятственное проникновение воздуха в камеру сжигания и отвод угарного газа.

• В конструкции конденсационных котлов создаются условия для выпадения конденсата, что существенно повышает эффективность данных устройств за счет дополнительного нагрева теплоносителя. На территории РФ такие котлы не получили широкого распространения.

Способы установки котлов

Газовые котлы производятся для двух вариантов монтажа в помещении:

• Котлы настенного способа размещения, занимающие небольшую площадь. Выполняются либо с камерой сжигания, либо по проточной схеме нагрева теплоносителя;
• Котлы напольных модификаций, монтаж которых требуется выполнять в специальных помещениях, оснащенных вентиляцией.

Газовый котел напольного исполнения, входящий в отопительную систему с водяным теплоносителем

Производители

Рынок газовых котлов для ГСО необычайно насыщен, котлы можно выбрать на любой вкус. Всю предлагаемую продукцию условно разделяют на следующие группы:

• Изделия нескольких десятков российских производителей, из которых выделяются:

1. Лемакс, расположенный в Таганроге;
2. Конорд, размещенный в Ростове-на-Дону;
3. Жуковский завод.

• Изделия с ближнего зарубежья, среди которых лидеры – украинские предприятия в г. Харькове и Житомире.
• Китайские котлы, не уступающие по качеству европейским. Среди них выделяется Gazlux.
• Импорт из других стран. Это:

1. Немецкие Buderus, Vaillant, Viessmann, Wolf, Bosch;
2. Итальянские Вахi, Вегеttа, Fеrrоli;
3. Корейские Kiturami, Lotte, а также изделия из Турции, Франции, Чехии и еще десятка стран.

Монтаж

Рассмотрим обобщенный алгоритм монтажа ГСО с водяным теплоносителем.

В соответствии с условной схемой ГСО, систему отопления можно разделить  на два отдельных блока, выполняющих свои специфические функции:

• Первый блок формируется из газового котла, насосной группы, расширительных баков и соответствующей запорно-регулирующей арматуры для подключения котла к источнику газового топлива (магистраль природного газа или баллоны со сжиженным газом);

• Второй блок сформирован из радиаторов отопления и трубопроводов циркуляции водяного теплоносителя.

Порядок установки оборудования ГСО следующий:

1. Размещение газового котла в соответствии с инструкцией производителя. При этом выполняются следующие требования:

• газовые котлы настенного исполнения допускается размещать непосредственно в жилых помещениях;
• напольные модели газовых котлов чаще всего устанавливаются в специальных комнатах либо отдельно построенных котельных. Для массивных напольных котлов предварительно возводят бетонный подиум, допускается вместо подиума стальная рама.

2. Фиксация котла на выбранном для монтажа месте (на стене квартиры, на полу котельной).
3. Монтаж остального оборудования и коммуникаций первого блока.
4. Подключение котла к источнику газового топлива.
5. Монтаж оборудования второго блока ГСО.
6. Подключение котла к трубопроводам ГСО.
7. Проведение пуско-наладочных работ в соответствии с инструкцией производителя оборудования.

Котел Baxi MAIN Four. Видео

Про обзор газового котла Baxi MAIN Four и его монтаж в систему отопления рассказывает видео ниже.

На территории РФ газовое автономное отопление становится не только основным средством обогрева индивидуальных застроек, но и устанавливается в качестве подстраховки в квартирах многоэтажек. Рейтинг газовых систем отопления неуклонно растет на фоне ухудшения качества центрального водяного отопления.