Тепловой вопрос

11 октября 2007

Тепловой вопрос

А грегаты, предлагаемые сегодня на рынке, работают на различных видах топлива — твердом (дрова, уголь), жидком (дизельное горючее) , природном газе или электричестве. Расходы на отопление в каждом случае могут колебаться от символических (аппараты, работающие на дровах) до весьма значительных, если речь идет об электрокотле. Трудозатраты, связанные с поддержанием тепла в доме, тоже весьма отличаются. Если, к примеру, газовые или электрокотлы, оснащенные современной автоматикой, вполне можно оставить без присмотра, то модели «на дровах» потребуют регулярного подбрасывания горючего в топку.

Твердотопливные котлы

В них в качестве горючего используется твердое топливо (дрова, уголь). Такие котлы имеет смысл устанавливать, если вы — владелец небольшого дома вдали от «цивилизации». Газа в вашем районе нет и не предвидится в обозримом будущем, зато неподалеку имеется лесхоз, лесничество, а некоторые трудозатраты, заключающиеся в распиливании и колке дров, вам не в тягость.Современные твердотопливные котлы по уровню автоматизации, безопасности и КПЛ ушли далеко вперед от своих предков — печей. Такие системы обогревают жилище с помощью радиаторов отопления. Появление дыма в помещениях абсолютно исключено, как и опасность утечки угарного газа или аварии системы в связи с перегревом. Но по причине циклического режима теплоотдачи твердотопливного котла колебания суточной температуры воздуха в отапливаемых помещениях могут достигать 5 °С. Однако этот недостаток можно исправить за счет использования водяного теплоаккумулятора емкостью 2—5 м3, подключающегося к системе отопления. Кроме того, некоторые модели этого типа котлов являются энергонезависимыми. Основной недостаток классического твердотопливного котла — необходимость постоянного обслуживания. В самых простых моделях следует подкладывать новую порцию топлива каждые 3—5 часов, в пиролизных — до 2 раз в сутки (в зависимости от температуры окружающей среды и площади отапливаемых помещений). В пи-ролизном котле топливо подвергается температурному разложению. Образующийся при этом горючий газ сжигается, передавая тепло воде из отопительного контура в теплообменнике. Существуют твердотопливные котлы с возможностью автоматической подачи топлива. Они работают на пеллетсах — гранулированном горючем материале, допускающем автоматическую загрузку. Но в этом случае нивелируется основное достоинство твердотопливного котла — дешевизна топлива. Пеллетсы — довольно дорогое удовольствие. Кроме того, устанавливая такой агрегат, вы навсегда привязываете себя к производителям этого «расходного материала».

Жидкотопливные котлы

Котлы, работающие на жидком топливе (солярке) с выносной горелкой, хороши в том случае, если газификация частного дома не за горами, а отопление необходимо уже сейчас. Несомненным достоинством такого оборудования является высокая степень автоматизации, сравнимая со степенью автоматизации газовых котлов, причем при полной независимости от централизованного источника газа. Вдобавок простой заменой горелки (стоимость ее значительно ниже, чем нового котла) можно осуществить перевод оборудования на газовое топливо. По сути, это универсальные котлы.
Недостатки также очевидны. Прежде всего — необходимость хранения в доме или возле него значительного запаса горючего, установка бака для жидкого топлива и топливопровода, что влечет за собой дополнительные расходы. Котлы на жидком топливе нельзя назвать экологически чистыми, к тому же они требуют регулярного обслуживания. Наконец, стоимость отопления дома соляркой в несколько раз выше стоимости отопления природным газом.

Электрические котлы

Такие агрегаты прекрасно подойдут для отопления дома, дачи или даже коттеджа. Электрокотлы имеют более простую конструкцию, нежели газовые или работающие на жидком топливе, не нуждаются в постоянном обслуживании, экологически безвредны и безопасны.
Основными элементами котла являются теплообменник и блок управления. Из достоинств таких агрегатов следует отметить их невысокую цену, простоту в управлении, легкий монтаж, компактность и экологичность. К тому же для электрокотла нет надобности выделять отдельное помещение (котельную) — его можно установить где угодно. Недостатки такого вида агрегатов — энергозависимость, возможность установки только там, где имеется специальная разводка, способная выдержать большую нагрузку и, конечно же, дороговизна в эксплуатации. Этот вариант подойдет для небольших частных домов, где в отопительный период не живут постоянно.

Газовые котлы

Пожалуй, на сегодняшний день это оптимальный вариант. Котлы, использующие газ, компактны, безопасны, недороги, имеют высокую степень автоматизации и требуют минимального обслуживания. Наконец, расходы на отопление дома невелики, нет проблемы с доставкой горючего материала (как в случае агрегатов, работающих на твердом или жидком топливе).
Определенной проблемой (особенно в случае использования аппаратов иностранного производства, не адаптированных к украинским реалиям) может стать падение давления газа в магистрали в зимний период. Также многие типы газовых котлов (например, с закрытой камерой сгорания) требуют для своей работы электроснабжения. Правда, если в сети вдруг пропадет электричество, ничего страшного не произойдет — автоматика просто перекроет подачу газа и котел самостоятельно выключится. Впрочем,эта особенность характерна для всех автономных систем отопления с принудительной циркуляцией безотносительно к виду топлива.

Выбор мощности

Ориентировочная мощность котла для хорошо утепленного здания при высоте потолков до 3 м определяется следующим соотношением: 1—1,5 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Эта цифра приведена без учета вспомогательных способов обогрева. Например, если в доме с индивидуальной системой отопления на газе планируется устройство полов с электрическим подогревом, то можно уменьшить расчетную мощность котла. Но поскольку цена агрегатов отличается незначительно, то стоит подстраховаться, имея небольшой запас по тепловой мощности. В то же время котел со значительным резервом по мощности устанавливать ни к чему. Дело в том, что КПД современных котлов наивысший, когда мощность близка к максимальной.
Определившись с двумя основными характеристиками — топливом и мощностью, можно переходить непосредственно к анализу предложений на рынке.Наиболее доступными по эксплуатационным затратам в Украине являются котлы, работающие на природном газе. Их чаще всего выбирают частные застройщики. Учитывая большое количество видов котельного оборудования, работающего на этом виде топлива, необходимо присмотреться к каждому, чтобы разобраться в том, какой из них для вас более выгоден и удобен.

Конвекционный или конденсационный?

Конвекционный — классический тип газового котла, использующий только энергию сгорания газообразного топлива. Усилия конструкторов ныне направлены на усовершенствование данного вида оборудования: на увеличение его теплоотдачи, повышение надежности, долговечности, безопасности и придание компактности. Конструкция таких котлов проста, и они имеют невысокую стоимость.
Конденсационный котел, без преувеличения — чудо теплотехнической мысли. Благодаря оригинальному конструктивному решению на выходе из агрегата удается получить тепла больше, чем теоретически может выделиться при сгорании газа. Так называемый условный КПД (иначе именуемый коэффициентом использования топлива) в конденсационных котлах достигает 110%. Никакого противоречия с законами термодинамики здесь нет — конденсационные котлы используют теплоту водяных паров в дымовых газах, образующихся при сгорании и отдающих дополнительную энергию теплоносителю при переходе из газообразного в жидкое состояние. Чтобы достичь такого эффекта, в котел должен поступать возвратный теплоноситель с температурой не более 57°С. Если же температура входящего теплоносителя выше, то прирост КПД теряется и котел работает как обычный конвекционный агрегат (КПД — 90.. .96 %).
Низкая температура теплоносителя обусловливает определенные требования к организации системы теплоснабжения. Так, площадь радиаторов для эффективного обогрева помещений должна быть в 1,5—2 раза больи тяга в них не зависит от электроснабжения. При выборе такого агрегата следует обязательно позаботиться о хорошей вентиляции помещения, в котором он будет находиться, и предусмотреть в проекте дома соответствующий дымоход.
В котлах с закрытой камерой сгорания подача воздуха для горения и удаление продуктов сгорания осуществляется принудительно — с помощью вентилятора, через коаксиальный дымоход (труба в трубе). Такое устройство позволяет подавать воздух как из помещения, так и с улицы. По одной трубе осуществляется забор воздуха, по другой — выброс продуктов сгорания, что дает возможность более компактно монтировать оборудование. Кроме того, такой котел можно устанавливать в помещениях, не оснащенных стационарным дымоходом. Ведь бывает, что хозяин не хочет выводить трубу на крышу коттеджа. В таких случаях тоже выручает коаксиальный дымоход.Недостатками такого котла являются его большая стоимость и энергозависимость.

Материал теплообменника. Что нужно знать

В теплоизолированном корпусе котла находятся теплообменник, горелка и управляющая работой системы автоматика. Теплообменник является одной из важнейших составляющих любого котла. Он представляет собой металлическую емкость, в которой нагревается теплоноситель. Горячие газы (продукты сгорания топлива) поднимаются в топке котла вверх, обволакивают теплообменник,через его стенки отдают тепло теплоносителю и, охлажденные, выходят в дымоход. В разных котлах теплообменники могут отличаться материалами изготовления. В недорогих моделях навесных газовых котлов распространены стальные теплообменники, основным достоинством которых является хорошая пластичность материала. Она имеет немаловажное значение, так как периодическое прямое воздействие пламени горелки может вызвать тепловые напряжения, способствующие образованию трещин в корпусе теплообменника. Со стальными этого не происходит. К тому же они в 2—2,5 раза легче чугунных. Недостаток стальных теплообменников заключается в их подверженности коррозии и, соответственно, меньшем сроке службы. Особую опасность для них представляет так называемая низкотемпературная коррозия — выпадение продуктов сгорания, имеющих кислую реакцию, на наружной поверхности теплообменника. Этот «кислотный» конденсат постепенно разъедает стенки. Причина его появления — поступление в котел (из обратной трубы системы отопления) теплоносителя, имеющего температуру ниже той, на которую котел рассчитан.
Чугунные теплообменники массивны, тяжелы и достаточно дорогостоящи. Они чувствительны к резкому перепаду температур (термическим ударам), но зато почти не коррозируют — срок их службы составляет более 50 лет. Этот материал предъявляет высокие требования к соблюдению правил проектирования и эксплуатации котла.Слабые места чугунных теплообменников — неравномерный нагрев (ввиду появления отложений в надгорелочной части при использовании неподготовленной воды) и «низкотемпературная коррозия» (растрескивание по причине различия температур в зоне нагрева и месте входа в него теплоносителя). Вместе с тем к недостаткам относятся высокая стоимость, хрупкость, инерционность как следствие большого веса и объема, а также громоздкость. Но при условии высоких эксплуатационных расходов чугунный теплообменник будет служить долго и надежно.
Медные теплообменники (применяются для компактных настенных котлов) легки и кор-розиеустойчивы. Большинство конструкций легко вынуть из котла и в случае необходимости прочистить. Но такие теплообменники считаются наиболее дорогими. Они требуют особого внимания к эксплуатации, потому что при утечке воды прогорают быстрее прочих.
Кроме вышеупомянутых, в последние годы используются также силуминовые теплообменники. Их преимущества — коррозионная стойкость, малый вес, хорошая теплопроводность. А к недостаткам относятся высокая цена, чувствительность к утечкам воды и колебаниям температуры теплоносителя.

Настенный или напольный?

Размещение котла в доме тесно связано с такими его характеристиками, как масса (зависит от материала теплообменника), мощность и прочими. Мощность как тех, так и других начинается от 18 кВт. Напольные котлы могут иметь мощность до 100 кВт и выше, а настенные, как правило, ограничены 32 кВт. Настенный котел значительно легче, компактнее и дешевле напольного, однако не может комплектоваться чугунным теплообменником или выносной (наддувной) горелкой. Именно поэтому котлы, которые могут работать на двух видах топлива (солярка/природный газ), выпускаются только в напольном исполнении. Наличие в системе отопления нескольких контуров с разными температурными режимами — также весомый аргумент в пользу напольного котла. Чаще всего напольные варианты предназначены для отопления многоквартирных домов или коттеджей площадью от 400 м2. Так что если вы влалелец частного дома площадью от 100 до 300 м2, то остановите свой выбор на настенном котле.

Одноконтурный или двухконтурный?

Одноконтурный котел проще и дешевле. Однако он предназначен только лля отопления, и горячую воду для бытовых целей вы с его помощью не получите.
Авухконтурный агрегат имеет два теплообменника, которые используются для отопления и подогрева воды. Таким образом, есть возможность решить сразу две проблемы. Следует учесть, что большинство двухконтурных котлов устроено по принципу приоритета полачи горячей воды. Это означает, что в момент, когда включен расход горячей воды, теплоноситель не нагревается. Поэтому для того чтобы сгладить колебания температур теплоносителя, рекомендуется устанавливать теплоаккумулятор.
Если у вас уже имеется электрический бойлер для нагрева воды, вам нет нужды устанавливать двухкон-турный котел, достаточно будет одноконтурного. Конечно, с помощью природного газа нагрев воды обходится дешевле, однако следует учесть, что установка двухконтурного аппарата потребует переделки существующей обвязки трубопроводов.

С принудительной или естественной циркуляцией?

В котлах с естественной циркуляцией горячий теплоноситель пол действием разности плотностей самотеком поступает в радиаторы отопления. Агрегаты с принудительной циркуляцией (теплоноситель подается электрическим насосом) потребляют на 10—15 % меньше газа, лучше выдерживают тепловой режим. Некоторые типы котлов (например, конденсационный и навесной) имеют только принудительную циркуляцию. Аля отопления домов площадью более 100 м2, а также если нет частых перебоев с электричеством, следует предпочесть именно этот тип оборудования.Обезопасить себя от перебоев с электричеством можно, установив солнечные коллекторы.
Если вы выбрали котел, не зависящий от электричества, и, как следствие, гидростатическую систему отопления, то вариант навесного котла заведомо неприемлем. Установка агрегата с естественной циркуляцией более дорогостояща и, кроме того, требует применения труб большого диаметра, которые могут не вписаться в интерьер вашего дома.