Конструктивные особенности двухконтурных газовых котлов в частном доме

Двухконтурный котел отопления позволяет эффективно решить две самые важные для владельца загородного жилья проблемы: отопление и нагрев воды. Сегодня выпускается множество самых разнообразных моделей этого оборудования, отличающихся друг от друга не только параметрами и ценой, но и принципом устройства.

Этот небольшой ликбез поможет сориентироваться всем, кто задумывается о покупке такого котла, но еще не знает, как его выбрать.

Отличие двухконтурного котла от одноконтурного

Отопительные котлы с одним контуром предназначены только для подогрева теплоносителя, циркулирующего в системе отопления. Для нагрева водопроводной воды владельцу такого котла приходится покупать и устанавливать еще один агрегат — газовую колонку или бойлер. Комфорт в этом случае обходится довольно дорого: во-первых, покупка отдельно газовой колонки и котла отопления требует значительных затрат; во-вторых, две установки занимают немало места. При этом приходится сооружать два дымохода для каждого агрегата в отдельности, поскольку если их подключить на один канал дымоудаления, «выхлоп» одного из приборов может запереть вытяжку от другого, из-за чего продукты горения топлива попадут в помещение. Более сложным является и обслуживание двух отдельных приборов.

На рисунке изображена схема устройства одноконтурного котла

В двухконтурных моделях проточный водонагреватель и котел отопления собраны в один узел. Таким образом, домовладелец решает сразу две проблемы, покупая всего один прибор, компактный и сравнительно недорогой. Соответственно, упрощается обвязка, обслуживание и устройство дымохода.

Различные модели двухконтурных котлов (напольные и настенные) могут значительно отличаться друг от друга, но нагрев воды и теплоносителя в них осуществляется по одной схеме. Если расхода горячей воды нет, теплоноситель, подогреваемый газовой горелкой, циркулирует в первом контуре, подключенном к системе отопления. Как только пользователь открывает кран с горячей водой, автоматика котла переключает клапаны так, что теплоноситель перенаправляется во второй контур. Этот контур подключен к теплообменнику встроенного в котел проточного водонагревателя, через который подается водопроводная вода. Таким образом, рабочая среда — теплоноситель — используется попеременно то для отопления, то для ГВС. Отсюда вытекает один из недостатков двухконтурного котла: значительное потребление горячей воды отрицательно сказывается на эффективности системы отопления.

Двухконтурные газовые котлы могут оснащаться накопительной емкостью для горячей воды — бойлером. Такие приборы потребляют больше топлива и являются более объемными, зато могут обслуживать одновременно несколько точек водопотребления, если, конечно, горячая вода не расходуется в них постоянно. Когда запас воды в баке будет исчерпан, пользователю не придется ждать подогрева новой порции, как в случае с бытовыми электрическими бойлерами. Котел автоматически переключится в режим проточного водонагревателя.

Какими бывают двухконтурные котлы?

Преимущества модели котла от viessmann

Современные модели двухконтурных газовых котлов могут отличаться следующими особенностями.

Система дымоудаления может быть конвекционной или конденсационной. В первом случае продукты сгорания топлива, включая водяной пар, из камеры сгорания попадают непосредственно в дымоход, откуда выбрасываются в атмосферу за счет конвекции или, как еще называют, естественной тяги.

В котлах конденсационного типа между камерой сгорания и дымоходом имеется теплообменник, который подключен к отопительному контуру. Такая схема позволяет усваивать дополнительную тепловую энергию, большая часть которой образуется при конденсации водяного пара.

К преимуществам конвекционных котлов относятся: простота конструкции, низкая цена (газы отводятся в сухом виде, поэтому нет необходимости применять дорогостоящие коррозионностойкие материалы), конвективная тяга в дымоходе позволяет обойтись без вентилятора.

Недостатки: сравнительно низкий КПД: существенная часть тепловой энергии буквально вылетает в трубу.

Все недостатки конденсационных систем — высокая стоимость, сложность устройства, наличие зависимого от электричества вентилятора — с лихвой компенсируются главным достоинством: за счет конденсации пара КПД котла увеличивается почти в два раза.

Циркуляция теплоносителя в системе

Следует отметить, что установка такой модели на обычный отопительный контур будет неоправданной. Схема подключения двухконтурного котла конденсационного типа ничем не отличается от традиционной, но для того чтобы такой агрегат функционировал с максимальной эффективностью, теплоноситель, поступающий в теплообменник системы дымоудаления, должен быть холодным. При недостаточной разнице температур теплоносителя и пара последний не будет конденсироваться. А поскольку в отопительном контуре циркулирует рабочая среда с более низкой, чем в обычных системах, температурой, его приходится оснащать более крупными, следовательно, и более дорогостоящими, радиаторами.

Камеры сгорания топлива в газовых котлах могут быть открытыми или закрытыми. Конвекционные установки оснащаются камерами обоих типов, конденсационные — только закрытыми.

Что такое «открытая топка»? Это камера сгорания, использующая кислород из воздуха помещения, в котором находится котел. Закрытая — полностью изолирована от окружающей среды. В таких системах применяют дымоходы коаксиального типа или, проще говоря, трубу в трубе. Продукты сгорания топлива удаляются по внутренней трубе, а всасывание чистого воздуха осуществляется по внешней. Дым из камеры закрытого типа, независимо от того, имеется ли в системе дымоудаления теплообменник (конденсационные котлы) или нет (конвекционные котлы), выводится только принудительным путем посредством электровентилятора. Поэтому такие котлы называют турбированными.

Преимущества котлов с открытой топкой: низкая стоимость (разница в цене довольно существенная), энергонезависимость (подразумевается электрическая энергия).

Принцип работы отопительной системы с использованием двухконтурного котла

Недостатки: из-за нехватки кислорода в помещении, где установлен котел, становится трудно дышать, существует опасность попадания продуктов сгорания топлива в помещение в случае нарушения тяги, требуется только вертикальный дымоход.

Принимая во внимание недостатки котлов с открытыми камерами сгорания, их обычно устанавливают в отдельном помещении.

Преимущества и недостатки турбированных котлов

Двухконтурные турбированные котлы характеризуются строго противоположно. Их плюсы:

• можно устанавливать в любом помещении;
• абсолютно безопасны;
• дым может отводиться в любом направлении.

Минусы:

• высокая стоимость;
• не могут работать без электричества.

Модель турбированного газового котла

Газовые котлы отопления бывают напольными и настенными. Что такое настенный котел, представляет себе большинство покупателей: такие котлы часто можно видеть в городских квартирах, в которых имеется автономное отопление и ГВС. Агрегаты такого типа имеют компактные размеры и небольшой вес, но ограничены в мощности и производительности по горячей воде. Напольные котлы приходится устанавливать в более просторном или даже отдельном помещении, зато эти агрегаты обладают большой мощностью и, соответственно, производительностью по ГВС. Напольный котел обладает еще одним важным достоинством: поскольку его вес, в отличие от настенного, ничем не ограничен, производители оснащают его чугунным теплообменником, который является более качественным и надежным в сравнении со стальным.

Кроме всего перечисленного, напольные котлы могут отличаться типом горелки. Самыми дешевыми являются горелки атмосферного типа, но они не могут похвастаться высоким КПД, имеют относительно небольшую мощность и слишком шумно работают. Всех этих недостатков лишены дорогостоящие наддувные горелки.

Как выбрать двухконтурный котел?

Главными параметрами, по которым подбирается модель двухконтурного котла, являются мощность и производительность по горячей воде. Рассмотрим каждую из характеристик подробно.

Определение потребной мощности

Компоненты котла

Для точного определения мощности, достаточной для эффективной работы отопительного контура, необходимо выполнить тепловой расчет. Его методика довольно сложна, так что справиться с такой задачей может только инженер-теплотехник с определенным опытом и базой специальных знаний. Тепловой расчет учитывает множество факторов (площадь оконных проемов, теплопроницаемость стен, теплоотдача радиаторов и др.) и позволяет подобрать оптимальную модель котла без переплаты за лишние киловатты. Но на начальном этапе можно обойтись и без него. Требуемая мощность приблизительно оценивается на основании эмпирических данных: в среднем система отопления потребляет около 100 Вт энергии на 1 кв. м отапливаемой площади. Если же одна или несколько комнат граничат с неотапливаемыми помещениями, этот показатель можно увеличить до 150 Вт.

Определение требуемого расхода горячей воды

Напоминаем: если планируется интенсивный расход горячей воды, устанавливать двухконтурный котел не имеет смысла, поскольку отопление в этом случае будет чисто символическим. Обеспечить же снабжение горячей водой в рамках обычных бытовых нужд одновременно с отоплением двухконтурному котлу вполне по силам.

Для определения потребного расхода горячей воды необходимо просто суммировать водопотребление на всех подключенных к котлу точках. В среднем из обычного водопроводного крана при давлении в системе в 2 — 3 атм за одну минуту вытекает от 4 до 6 литров воды. Во время приема душа — 10 — 12 литров. Если схема предусматривает подключение к водопроводу больше трех точек, можно брать суммарный расход не всех, а только нескольких из них.

Схема сборки составляющих отопительной системы

Обратите внимание: в паспорте на котел производительность по горячей воде привязывается к разнице температур до и после нагрева воды. Поэтому для выбора оптимальной модели следует знать не только расход горячей воды в вашем доме, но и температуру холодной воды на вводе в котел. Допустим, у нас имеется два крана с расходом по 5 л/мин горячей воды, при этом температура воды в водопроводе до нагрева составляет 7 градусов. Следовательно, нам нужен котел, который обеспечивает производительность по горячей воде 5 + 5 = 10 л/мин при разнице температур 40 — 7 = 33 градуса (40ºС — комфортная температура воды для мытья посуды, приема душа и т. д.).

Приблизительный расчет позволит определить, стоит ли тратить время на изучение настенных котлов или лучше сразу смотреть напольные. Максимальный предел по отапливаемой площади для настенных моделей составляет 200 кв. м, по горячей воде — 14 л/мин. Если полученные вами значения превышают эти показатели, вам подойдут только напольные котлы. В целом такие агрегаты более популярны, чем их настенные конкуренты. Покупатели даже для небольших расходов воды и отапливаемой площади предпочитают именно напольные котлы, поскольку такие модели оснащаются более надежными и долговечными чугунными теплообменниками. К тому же они менее привередливы к качеству электроснабжения.

Факторы, влияющие на долговечность котлов

Настенные котлы, являясь более современными и сложными, часто выходят из строя при малейших скачках напряжения. При этом, как правило, перегорает главная плата, замена которой обходится очень дорого. Еще один важный момент: напольные котлы более приспособлены к работе с водой низкого качества. Теплообменники настенных котлов, которые производители стремятся сделать как можно более легкими и компактными, представляют собой набор трубок малого диаметра, которые очень легко забиваются.

Если водопроводная вода содержит слишком большое количество солей жесткости, обратите внимание на напольные котлы с бойлером. Такие агрегаты не боятся отложения солей и обеспечивают снабжение горячей водой даже в пиковые часы, когда напор в водопроводе существенно падает или вовсе пропадает.

Покупателям, часто сталкивающимся с аварийным отключением электроэнергии, следует выбирать энергонезависимые двухконтурные котлы. Таковыми, как правило, являются напольные модели с открытой камерой сгорания. Важное значение при этом имеет механизм розжига горелки. Более удобный и экономичный электророзжиг в данном случае будет неуместен, поскольку он тоже не способен функционировать без электроснабжения. Оптимальной будет модель с ручным или пьезорозжигом. Горелка в котлах такого типа загорается от постоянно горящего газового фитиля. Недостатками таких систем являются увеличенный расход газа и неспособность котла автоматически возобновить работу после временного падения давления в системе газоснабжения.

Двухконтурный котел — весьма сложное оборудование, и многие особенности конкретной модели могут проявиться только в процессе эксплуатации. Поэтому перед покупкой этого устройства мы рекомендуем тщательно изучить отзывы пользователей, опубликованные в интернете.