Разновидности котлов
Несмотря на общий принцип работы, газовые котлы могут сильно различаться конструктивно. Вот несколько примеров.
Розжиг горелки может быть ручным (с помощью пьезоэлемента) или электронным. Достоинство первого решения — энергонезависимость, полученная ценой заметного уменьшения КПД: при отключении термостатом основной горелки горение поддерживается пилотной (запальником), потребляющей до четверти от общего количества газа.
Электронный розжиг, с другой стороны, позволяет использовать для регулировки мощности котла отопления выносные термостаты, поддерживающие стабильную температуру воздуха, а не теплоносителя;
Электронный розжиг позволяет прибору работать с внешними термостатами и другими периферийными устройствами.
Горелки бывают атмосферными (с естественной тягой) и турбированными (с наддувом воздуха). Первые требуют подключения котла к дымоходу или вентканалу достаточного диаметра, чувствительны к сильным ветрам (вплоть до срыва пламени с горелки при порывах ветра) и расходуют воздух из объема котельной. Вторые могут монтироваться на любой внешней стене дома: продукты сгорания принудительно отводятся через внутренний канал коаксиального дымохода, а внешний канал служит отбору уличного воздуха для работы котла;
На фото — коаксиальные дымоходы котлов с турбированными горелками в одной из новостроек Ялты.
Прерыватель тяги компенсирует ее увеличение при порывах ветра.
Приборы производятся в настенном и напольном исполнении. Для настенного газового котла типична интегрированная в корпус обвязка (циркуляционный насос, группа безопасности и расширительный бак), что превращает его в полноценную котельную.
Зато напольные котлы имеют большую мощность и часто комплектуются более долговечными чугунными теплообменниками;
Циркуляционный насос в корпусе настенного котла.
Элемент группы безопасности — предохранительный клапан.
Встроенный проточный или накопительный водонагреватель (опция). Одноконтурные и двухконтурные котлы различаются тем, что первые в штатной конфигурации предназначены только для обеспечения теплом системы отопления, а вторые могут обеспечить квартиру или дом горячей водой для хознужд.
Системы отопления с котлом АОГВ
Основное преимущество котлов АОГВ состоит в возможности использования их с самотечными системами отопления, в которых разводка теплоносителя производится сверху, через горизонтальный коллектор, обвязка радиаторов двухтрубная, а для движения обратной воды к котлу трубы прокладываются с небольшим 2-3 градуса, уклоном.
Схема подключения котла АГВ
В таких системах отопления устанавливаются открытые расширительные баки, а в циркуляционных насосах просто нет необходимости. В самотечных системах отопления рекомендуется использовать радиаторы большой емкости, например, чугунные приборы отопления, регистры или стальные радиаторы с секциями в виде вертикальных труб.
Дело в том, что в самотечных системах скорость движения теплоносителя ниже, чем в отопительных системах с циркуляционным насосом и в радиаторах с малой емкостью теплоноситель остынет намного быстрее, чем покинет его. В этом случае батареи будут просто холодными на ощупь.
Модели и технические характеристики котлов АОГВ
Котлы АОГВ предназначены только для отопления жилых помещений. Нагрев воды с их помощью может быть произведен только в бойлерах косвенного нагрева.
На базе котла АОГВ выпускаются агрегаты АКГВ со встроенным теплообменником для горячего водоснабжения, представляющим собой змеевик, расположенный вокруг основного теплообменника котла, в который снизу подается холодная вода, а через верхний патрубок осуществляется забор нагретой воды.
Горелка котла АОГВ рассчитана на сжигание природного магистрального газа. Для перевода котла на сжиженный газ необходимо заменить горелку на форсунку для сжиженного газа.
Котлы АОГВ выпускаются различной мощности от 11 до 23 кВт, что позволяет подбирать агрегаты для обогрева помещений общей площадью от 45 до 230 м2.
В преобладающем большинстве случаев в конструкции котла используется стальной теплообменник, но ряд моделей выпускается с медными теплообменниками, более эффективными и долговечными.
Правила безопасности
Для котла АОГВ необходим дымоход, диаметр которого зависит от мощности котла. Устанавливают агрегаты отопления в топочных с обязательным приточным отверстием и форточкой для бесперебойной подачи воздуха в зону горения. При установке котла придется выполнить все требования безопасности для монтажа и подключения бытового газового оборудования.
Несколько слов о внешнем виде котлов АОГВ
Дизайн современных котлов АОГВ значительно отличается от внешнего вида их предшественников котлов АГВ. Корпус котла в зависимости от модели, может быть круглым или прямоугольным. Кожух обычно окрашен в белый фирменный цвет.
Способ окраски порошковый, с последующим обжигом поверхности. Внешний вид котла привлекательный, гармонирующий с интерьером помещений.
Еще одно, пожалуй, самое главное, преимущество котлов АОГВ состоит в их низкой стоимости. Дешевле найти надежный и эффективный котел отопления вряд ли удастся,
Как все начиналось
В свое время для отопления частного дома использовались газовые котлы марки АГВ-80 или АГВ-120. Это оборудование имело низкую производительность, но при низкой стоимости газа этот факт никого не волновал.
АГВ газовые котлы для частного дома оснащались примитивной автоматикой, которая выходила из строя в первый год эксплуатации. Однако оборудование нормально функционировало без нее.
Монтаж труб для разводки выполняется снаружи по периметру дома. Однако этот вопрос не был актуальным в то время, а тепло в дом подавалось в полном объеме. Трубы использовались диаметром в 2 дюйма, так как меньший диаметр мог стать причиной образования воздушных пробок, которые затрудняли естественную циркуляцию теплоносителя.
После небольшой модернизации на рынке появились газовые котлы для отопления АОГВ и АОКГВ, но и это оборудование характеризовалось теми же недостатками (низкая производительность и ненадежная автоматика).
Несмотря на это котлы подобного типа держались на рынке достаточно уверенно благодаря серьезному преимуществу: отопительная печь АГВ работает без подключения к электропитанию.
Среди других преимущественных моментов системы отопления с использованием АГВ можно выделить следующее:
- Если сравнивать оборудование импортного производства и АГВ, то отмечается доступная стоимость последнего варианта.
- В отличие АОГВ от газового котла отечественных производителей можно отметить экономичность АГВ.
Перечисленные характеристики помогают при решении вопроса, что лучше АОГВ или котел.
Как устроен котел АОГВ
Главным изменением в конструкции котлов АОГВ стало наличие современной системы автоматического контроля, по-прежнему работающей без подключения к электрической сети.
Устройство котла АГВ
Котлы АОГВ, так же, как и их предшественники, представляют собой бак, заполненный водой, нагрев которой производится горелкой, установленной в нижней части резервуара. Нижний нагрев создает мощные конвективные восходящие потоки, отвод которых из котла нагрева осуществляется через трубу в его верхней части.
Нагретые дымовые газы поступают в жаротрубный теплообменник, проходящий через центральную часть котла и подключенный к дымовой трубе. Нагрев теплоносителя также осуществляется через стенки теплообменника, с которыми контактирует вода в котле.
Такое устройство обеспечивает КПД котла до 89%. Интересная особенность: при оптимальном соотношении тяги и давления в газопроводе КПД котла может быть значительно выше заявленного производителями.
Как работает котел?
Холодная вода из системы отопления поступает в котел самотеком, поэтому при монтаже котел АОГВ располагают в самой нижней части отопительной системы, иногда искусственно занижая его местоположение.
Розжиг горелки осуществляется от запальника. Непременным условием горения является наличие тяги, для контроля над которой котел снабжен датчиком тяги. При отсутствии тяги происходит автоматическое отключение подачи газа. Что характерно, при недостаточном разрежении в дымоходе или при задувании его ветром, подача газа в зону горения блокируется полностью. Горение запальника также прекращается.
АГВ схема
Для контроля над уровнем нагрева теплоносителя используется термопара. При нагреве теплоносителя выше заданного значения подача газа отключается. При снижении температуры теплоносителя происходит возобновление горения газа.
Столь простая система автоматического контроля котла не обеспечивает постоянный уровень температуры в помещении и не позволяет менять режимы обогрева дома, но работает в любых условиях, что позволяет использовать котлы АОГВ в районах с перебоями электроэнергии или вовсе без подключения к ней.
Система автоматического контроля котла АОГВ выполняет следующие функции:
- Блокирует котел при отсутствии тяги
- отключает горелку при перегреве теплоносителя и возобновляет горение при снижении температуры котловой воды
- блокирует подачу газа при снижении давления в подающем газопроводе или при его пульсации
- Блокирует подачу газа при неисправностях термопары
Потребляемая мощность настенного газового котла
Мощность настенного газового котла отопления в Ваттах
Полезная мощность — главный технический параметр котла, который должен перекрывать полные теплопотери вашего дома.
Строго говоря, расчет тепловых потерь дело сложное и его должен делать специалист с теплотехническим образованием.
Но у нас в стране таких спецов мало, поэтому их услуги стоят дорого и к ним прибегают только владельцы больших коттеджей.
А для случая обычного сельского дома используют приближенное соотношение — для обогрева 1 квадратного метра площади требуется от 100 до 150 Вт мощности котла.
Последняя цифра берется если у вас плохая теплоизоляция конструкций или суровая и долгая зима.
Если вам хочется иметь более точные данные о тепловых потерях своего жилища, то я рекомендую вам воспользоваться специальным калькулятором, который делает расчет методом «укрупненных данных»
Теплообменник для настенных газовых котлов
Теплообменники для настенных газовых котлов
У настенного газового котла может быть не более двух теплообменников. Один из них — основной нужен для нагрева теплоносителя.
Чаще всего его делают из меди, но у бюджетных корейских котлов фирмы Navien они сделаны из нержавеющей стали.
Скажу свое личное мнение — медь лучший выбор, но если бюджет не позволяет, то сойдет и нержавейка.
Второй теплообменник предназначен для нагревания воды. Он представляет собой несколько спаянных между собой емкостей из нержавеющей стали.
По одним из них протекает холодная вода из водопровода, а по другим протекает горячий теплоноситель.
Устройство и принцип работы
Сравнение АГВ с самоваром, которое встречается в некоторых описаниях, хоть и несколько утрировано, но не лишено оснований.
Устройство представляет собой большой стальной цилиндр с водой, в который вмонтирована труба. В этой трубе горит газ, нагревая воду. Котел оборудован автоматическими системами управления.
Главное преимущество АГВ в том, что оно не требует электропитания.
Модернизированные варианты
В модернизированные газовые котлы устанавливаются полые вертикальные секции (обычно не более трёх), соединяющиеся на выходе в один дымоход. К нему монтируется дымоходная труба диаметром не менее 135 мм, выводящая дым на улицу. Примером такого водогрейного устройства является АОГВ-23,2-1.
Два в одном
Совсем новые модели способны нагревать и проточную воду для хозяйственных нужд. Например, АКГВ—23,2-1. По окончании отопительного сезона система отключается от котла при помощи запорной арматуры, и он работает только на нагрев воды. Последние модели таких устройств имеют две независимые камеры сгорания.
В итоге АГВ используются и для отопления дома, и для горячего водоснабжения, как и новейшие двухконтурные котлы. Такое разнообразие позволит пользователю выбрать наиболее подходящую модель.
Дымоход котла АГВ.
Как функционируют конденсационные устройства?
В обычных приборах продукты сгорания минуют теплообменные поверхности и отдают часть энергии рабочей среде отопительной системы. Отработанные газы отводятся через обычный дымоход. В данном случае теряется определенная часть тепла в виде водяного пара, появившегося при сжигании топлива.
Принцип работы конденсационных газовых котлов несколько отличается. Устройства способны использовать скрытую энергию водяного пара. Они оснащены нагнетающим вентилятором, который имеет изменяемое количество оборотов. В связи с этим камера сгорания является закрытой. Выброс отработанных газов производится при помощи коаксиального дымохода.
Изменяемое число оборотов вентилятора позволяет регулировать соотношение газа и подаваемого воздуха. Конденсационный котел не во всех случаях функционирует с максимальной отдачей. Чтобы прибор работал в экономичном режиме, необходимо поддерживать температуру теплоносителя на обратном трубопроводе менее 57 градусов.
Коэффициент полезного действия конденсационного устройства повышается с уменьшением рабочей температуры отопительной системы. В других ситуациях эффективность несколько снижается. Поэтому такой прибор уместен при использовании с теплыми полами, где рабочий диапазон температур колеблется в пределах 40-45 градусов.
В отличие от обычного котла, конденсационный аналог обладает теплообменником большей площади. В нем отработанные газы охлаждаются до температуры ниже 40 градусов. Процесс конденсации происходит непосредственно в теплообменнике, поэтому он изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии.
Типы устройств и их строение
Газовый котел любой модификации имеет три обязательных элемента:
- арматура, посредством которой осуществляется подача топлива (газа);
- газовая горелка;
- теплообменник.
Следует отметить, что наиболее распространённым материалом для создания теплообменника является медь. Однако довольно часто встречаются модели газовых котлов, в которых данный элемент сделан из чугуна или стали.
Принципиальная схема газового котла
Каждый современный настенный газовый котел дополнен циркуляционным насосом, предназначенным для перемещения теплоносителя, специальным предохранительным клапаном, расширительным баком, электронной системой управления. Помимо этого, устройство газовых котлов отопления оснащено также системами контроля и самодиагностики. Такое обилие специального и вспомогательного оборудования делает газовые котлы достаточно близкими к мини-котельным. А расчет мощности газового котла отопления, производимый перед установкой системы – показывает, что некоторые из этих дополнений способны увеличить эффективность.
Далее автоматикой запускается газовая арматура – топливо подается в систему. Одновременно зажигается искра в камере сгорания, и от нее загорается топливо. В теплообменнике происходит нагрев теплоносителя до нужного уровня. При помощи циркуляционного насоса нагретая вода перемещается по системе к радиаторам – где и отдает свое тепло. Так кратко можно описать принцип работы газового котла отопления с одним контуром.
Принцип работы газового котла
Однако в некоторых случаях котел может служить не только для отопления, но и для подачи горячей воды. Для того чтобы наладить в доме работу сразу двух систем, необходим двухконтурный газовый котел. Его основным отличием является наличие второго контура, который вполне может удовлетворять необходимости в горячей воде.
Следует отметить, что контуры котла данного типа не могут работать одновременно. То есть, если вам понадобилось прогреть помещение, то в этот момент нагрев воды для ГВС будет приостановлен или будет производиться более слабо. Однако, по словам владельцев двухконтурных котлов, такие условия работы оборудования и схема не доставляют каких-либо неудобств.
Схема системы отопления и горячего водоснабжения от газового двухконтурного котла
Как управлять настенным газовым котлом?
Управление настенным газовым котлом
Теперь перейдем к системе управления. Она, чаще всего, состоит из пульта (имеет функционал комнатного термостата), на котором потребитель выбирает программу работы, платы, установленной внутри корпуса, а также внешних датчиков для погодозависимой автоматики (есть не на всех моделях).
Последняя подстраивает работу котла под внешние погодные условия, помогая экономить газ когда тепло.
Современные настенные газовые котлы могут управляться дистанционно — через специальные GSM-модули или интернет.
В последнем случае внутри отопительного аппарата имеется Wi-Fi или другой интерфейс для подключения к всемирной паутине.
Принцип работы газового котла отопления: схема нагрева
Основная функция отопительного оборудования заключается в подогреве теплоносителя путем прямой передачи тепловой энергии, которая образуется в ходе горения газообразного вещества. Для наглядности ниже рассматривается процесс работы одноконтурного устройства, неспособного обеспечивать нагрев воды для потребительских нужд.
Газ, подающийся под определенным давлением из магистральной сети, попадает в специальную камеру, где и происходит его возгорание
Важно, чтобы данный процесс был полностью безопасным. Мощность горения контролируется при помощи различных датчиков и системы автоматики
При появлении пламени происходит выделение значительного объема тепла. Оно передается отопительной системе непосредственно через теплообменник, внутри которого циркулирует рабочая жидкость. Нагрев осуществляется снаружи. На теплообменник воздействует струя горящего газа. В качестве материала для этого элемента используется чугун, сталь или медь.
Функционирование системы автоматики
Используемые принципы работы автоматики газовых котлов призваны обеспечить безопасную эксплуатацию и добиться поддержания определенной температуры теплоносителя на протяжении какого-то времени. Приборы оснащаются всевозможными датчиками и терморегуляторами.
Автоматические системы защиты позволяют отключать подачу газа при его временном отключении. Система просто перестанет работать. Ее будет необходимо перезапустить вручную сразу после возобновления транспортировки газа по сетевой магистрали. Это можно сделать за несколько минут.
Современные модели имеют энергосберегающие функции, а также способ защиты от замерзания. Температурный режим теплоносителя регулируется посредством специальных датчиков. Если столбик термометра снизится до 5 градусов, то включение котла произойдет автоматически для прогрева.
Новые модели начали оснащаться системами самодиагностики. В процессе эксплуатации анализируется состояние основных узлов, после чего информация передается на дисплей посредством кодов ошибок. Такой технологичный способ позволяет выявить около 90 процентов вероятных неисправностей.
Основные узлы
Теперь давайте ближе познакомимся с узлами, необходимыми для работы газового котла.
Горелка
| Изображение | Описание |
| Атмосферная. Достоинство — возможность энергонезависимой работы. Недостатки: расход воздуха из помещения, чувствительность к порывам ветра, монтаж котла только вблизи дымохода. Атмосферной горелкой комплектуется большая часть напольных котлов. | |
| Турбированная. Достоинства: гибкая регулировка тепловой мощности, независимость от ветра, возможность монтажа котла на любой внешней стене дома. Недостаток — энергозависимость. Используется в настенных котлах с электронным розжигом. |
Теплообменник
Теплообменники одноконтурных котлов различаются, прежде всего, материалом, из которого изготовлены.
| Изображение | Описание |
| Стальной. Достоинства: дешевизна, стойкость к высоким температурам. Недостатки: недолговечность, низкая теплопроводность. | |
| Медный. Достоинства: высочайшая теплопроводность (медь по этому параметру превосходит сталь в 7 раз), стойкость к коррозии. Недостатки: высокая стоимость; сравнительно низкая термостойкость, ограничивающая максимальную температуру пламени горелки. | |
| Чугунный. Достоинства: долговечность (чугун стоек к коррозии), большая тепловая мощность (до сотен киловатт). Недостаток: большой вес. Чугунный теплообменник типичен для напольных котлов высокой мощности и часто делается разборным, состоящим из нескольких секций. |
Теплообменник двухконтурного газового котла может быть, кроме того, раздельным и коаксиальным битермическим.
| Изображение | Описание |
| Раздельный. Достоинства: возможность независимой замены (при этом второй теплообменник во время ремонта может функционировать), более простая чистка от накипи. Недостаток: более сложное устройство двухконтурного котла и, как следствие, его более высокая стоимость. | |
| Коаксиальный битермический: горячая вода и теплоноситель системы отопления циркулируют через разные каналы в одной трубе. Достоинства: компактность, дешевизна. Недостаток: невозможность раздельной замены теплообменников ГВС и отопления, сложная чистка своими руками от неизбежной в контуре ГВС накипи. |
Система розжига
| Изображение | Описание |
| Пьезорозжиг: деформация пьезоэлемента при нажатии кнопки розжига приводит к высоковольтному разряду, поджигающему пилотную горелку. Достоинство: энергонезависимость. Недостатки: невозможность автоматического включения, высокий расход газа постоянно горящим запальником. | |
| Электронный: источником высоковольтного разряда становится управляемый автоматикой трансформатор. Достоинства: возможность программирования и подключение внешних устройств (термостатов, модулей GSM). Недостаток — энергозависимость. |
Монтаж системы
Все работы по монтажу начинаются после составления и утверждения проекта в соответствующих организациях. Техническое задание на проектирование выдаёт газовое хозяйство. Главные требования в нём предъявляются к помещению, в котором будет находиться котёл.
Особое внимание в ТЗ уделяется общей вентиляции, устройству дымоходов, наличию газоанализаторов. Регламентируются также отступы от стен при установке оборудования. Подключение котла в систему отопления
Подключение котла в систему отопления.
Нужно не только изучить, как работает система до ее покупки, но и проконсультироваться у специалистов, возможна ли установка агрегата в предполагаемом месте.
Где возможна установка
Несмотря на то, что устанавливать АГВ рекомендуется на полу в отдельном помещении, это не исключает возможность монтажа такого котла и в кухне жилого дома, квартиры при условии соблюдения соответствующих требований.
Настенные газовые котлы такого типа применяются очень редко, да и то после значительных переделок, вследствие которых причисление их к традиционным АГВ весьма условно. Выбрать оптимальное место и тип котла вам поможет консультация специалиста.
Разводка трубопроводов
Отопительная система такого типа является открытой, и её монтаж производится с верхней разводкой трубопроводов. При этом она может быть однотрубной или двухтрубной. Какую из них выбрать – решается в каждом конкретном случае индивидуально.
Установка двухтрубной системы позволяет с помощью запорной арматуры отключать тепловые приборы, но тогда резко возрастает сопротивление циркуляции теплоносителя. Без применения насоса это может создавать проблемы при работе системы отопления квартиры или дома.
Нюансы монтажа трубопроводов
Во время монтажа трубопроводов на максимально возможной высоте устанавливается расширительный бак, который примет избыточный объём воды при её нагревании. В него вваривается переливной патрубок.
Диаметр труб для подачи воды и обратного слива должен быть не менее 50 мм. Такое значительное увеличение размера необходимо для снижения сопротивления теплоносителю. Монтаж их производится с уклоном во избежание воздушных пробок.
Параметры уклона
Оптимальная величина уклона –1:100. Направление уклона верхнего (подающего) коллектора – вниз от расширительного бака до первого радиатора. Нижний (обратный) трубопровод должен иметь уклон от последнего радиатора к АГВ. Краны Маевского устанавливаются в верхние пробки отопительных радиаторов, а подпиточный кран – в обратную магистраль.
План-схема системы.
Виды дымоходов у настенных газовых котлов
Раздельный дымоход
Во-первых, дымоходы делятся на два вида:
- Раздельные — забор воздуха для горения и отвод его продуктов происходят по разным трубам, которые разнесены в пространстве.
- Коаксиальные — здесь дым и воздух тоже подаются по разным трубам, но эти трубы вставлены одна в другую. Такая схема часто называется европейской.
Коаксиальный дымоход
Второй вид более популярен у потребителей из-за простоты его монтажа.
А раздельные дымоходы применяют там, где нужно отвести трубы на большое расстояние от самого котла.
Я написал подробную статью на эту тему и рекомендую вам с ней ознакомиться.
Виды настенных газовых котлов отопления
Все модели «настенников» делятся по количеству контуров на вида:
- Одноконтурный настенный газовый котел — единственной их функцией является нагрев теплоносителя в системе отопления. Чаще всего, их мощность составляет более 24 кВт и предназначены они для обогрева домов среднего размера.
- Двухконтурный настенный газовый котел — кроме контура отопления такие котлы имеют контур горячего водоснабжения. Внутри у них имеется дополнительный пластинчатый теплообменник, работающий как проточный водонагреватель. Большинство моделей двухконтурных котлов способно выдать не более 10-12 литров горячей воды в минуту. Этого количества воды будет с натяжкой хватать для приема душа, или для одновременного мытья посуды на кухне и мытья рук в ванной комнате. Давайте подробнее рассмотрим внутреннее строение:
Двухконтурный настенный газовый котел: устройство
Распишу картинку по пунктам:
- Вентилятор — принудительно удаляет продукты горения из камеры сгорания. Наличие вентилятора позволяет отказаться дымохода с естественной тягой.
- Теплообменник — внутри него происходит нагревание теплоносителя. Чаще всего это вода, но есть модели где можно использовать антифриз.
- Камера сгорания — в ней собственно и происходит горение газа. Внизу камеры расположена горелка, а сверху находится теплообменник. Камера может быть открытой (забор воздуха происходит из помещения) или закрытой (воздух для поддержания горения берется снаружи).
- Гидроблок — его еще называют гидравлической группой. В нем расположен предохранительный клапан и воздухоотводчик. По сути своей это группа безопасности. Кроме того, на гидроблоке еще может располагаться клапан подпитки отопительного контура.
- Газовый клапан — открывает и перекрывает газ. Соединен клапан со специальным датчиком внутри горелки, который следит за обрывом пламени.
- Электроблок — это «мозг» котла. Там расположена плата управления, координирующая его работу.
- Выход продуктов сгорания — место, куда присоединяется дымоход.
- Датчик давления — отслеживает штатную работу дымохода.
- Горелка — устройство сжигающее газ.
- Пластинчатый теплообменник — нужен для приготовления санитарной горячей воды.
- Насос — поддерживает циркуляцию теплоносителя в системе.
Такое устройство характерно для большинства двухконтурных котлов, исключая конденсационные.
Эти отопительные аппараты имеют другой принцип работы.
