Содержание
В этой статье я хочу рассмотреть возможные варианты комплектации частного дома оборудованием для отопления и обеспечения горячей водой для хозяйственных нужд (ГВС – горячее водоснабжение).
Напольный или настенный
Первый выбор перед которым стоит потребитель это напольный или настенный котел выбрать? Часто определяющим при выборе котла является надежность котла и цена на сервисное обслуживание. Широко распространено мнение что напольные котлы надежнее. Почвой для формирования такого мнения является тот факт, что зачастую сравниваются абсолютно разные по функциональности котлы.
Например, в сравнении зачастую принимает участие напольный дымоходный одноконтурный котел и настенный двухконтурный, турбированный. Если сравнивать 2 котла одноконтурных дымоходных, один из которых напольный, другой настенный, то по надежности настенный котел ничем н будет уступать напольному. По совокупным же параметрам цены, функциональности, надежности, и стоимости сервиса, перевес скорее всего будет на стороне настенного.
Для того чтобы определиться нужно ответить на несколько вопросов.
Предусмотрен ли в помещении дымоход
Бытовые напольные котлы предусматривают дымоудаление через дымоход, но при необходимости к энергозависимым котлам можно подключать турбонасадку для выведения продуктов сгорания через стену. Настенные котлы есть дымоходные и турбированные. Турбированный котел имеет закрытую камеру сгорания. При помощи вентилятора затягивает воздух для горения с улицы и выбрасывает дымовые газы обратно на улицу. Если нет возможности организовать дымоудаление через дымоход можно, приобрети турбированный котел.
Какие теплопотери помещения нужно компенсировать котлу
Какую площадь отапливать? Диапазон мощностей настенных котлов ограничивается 35кВт (у некоторых производителей до 50кВт) Напольные котлы бывают до 120кВт. и более. То есть, если стоит задача отопить помещение с большими теплопотерями (свыше 35 кВт) и сделать это нужно одним теплогенератором, то приходится выбирать напольный котел. Если есть техническая возможность установить 2 теплогенератора, можно рассмотреть варианты каскадного подключения 2-х котлов меньшей мощности.
С естественной циркуляцией или с насосом
Какая система отопления предполагается — с естественной циркуляцией или с насосом. Если в месте где будет установлен котел предполагается сезонное отключение электроэнергии (дачные участки) или просто часто отключаю электричество на длительное время (5 и более часов), то имеет смысл систему отопления энергонезависимой. В таком случае выбор нужно остановить на энергонезависимом котле и системе отопления с естественной циркуляцией. Настенный котел для этой цели не подойдет, так как через трубчатый теплообменник настенного котла очень сложно организовать естественную циркуляцию теплоностителя.
Нагрев хозяйственной воды
Предполагается ли использовать котел для нагрева хозяйственной воды? Для получения горячей воды на хоз. нужды можно использовать любой котел. Здесь вопрос заключается в том насколько комфортно потребитель хочет пользоваться водой и какую сумму на это потратить. Самым бюджетным вариантом будет двухконтурный настенный котел. Если бюджет и размер помещения позволяет – можно к одноконтурному котлу подключить бойлер косвенного нагрева. Здесь нужно обратить внимание на то, что почти во всех настенных котлах есть возможность автоматического переключения заданной температуры нагрева теплоносителя в режиме работы бойлера на 80 градусов. У напольных котлов такая функция есть далеко не у всех.
С битермическим теплообменником или со вторичным
Для обычного человека слово «битермический теплообменник» звучит магически высокотехнологично. Давайте попробуем разобраться что это такое и как это работает.
В настенных котлах используются 2 способа нагрева горячей воды для хоз. нужд:
- Нагрев ГВС происходит в том же теплообменнике в котором нагревается отопительная вода (ОВ).
- Отопительная вода нагревается в первичном теплообменнике, а теплообмен между ОВ и ГВС происходит во вторичном пластинчатом теплообменнике.
Давайте рассмотрим какие есть преимущества и недостатки того или иного способа.
На рисунке схематически изображен битермический теплообменник. 1. Выход ГВС 2. Вход ГВС 3. Подача в контур отопления 4. Обратка из контура отопления
Из рисунка мы видим, что хозяйственная вода протекает по внутренним трубкам, а отопительная в полостях между внутренней трубкой и наружной. Причем хозяйственная вода протекает последовательно по всем 6-ти трубкам, а отопительная течет по 3-м параллельно в одном направлении и по трем параллельно в обратном.
Принцип работы: когда нет протока ГВС работает насос, ОВ циркулирует по системе нагреваясь в теплообменнике. Когда появляется проток ГВС, насос отключается, циркуляции по системе нет, в теплообменнике нагревается ГВС.
На левом рисунке представлен первичный теплообменник, который выпускается компанией Мора Топ. На правом рисунке изображен вторичный теплообменник. Ниже приведена функциональная схема работы котла со вторичным теплообмеником в режиме нагрева ГВС.
Принцип работы: когда нет протока ГВС работает насос, ОВ циркулирует по системе нагреваясь в теплообменнике.
Когда появляется проток ГВС насос продолжает работать, трехходовый кран переводит поток ОВ с системы отопления на вторичный теплообменник в котором происходит теплообмен между отопительной и хозяйственной водой.
Итак, с принципом работы разобрались. Теперь давайте приведем преимущества и недостатки того и другого способа нагрева ГВС.
Битермический теплообменник
Преимущества
более дешевое производство (битермический теплообменник дешевле чем два отдельных теплообменника и трехходвый вентиль)
Занимает меньше места внутри котла в сравнении с первичным, вторичным теплообменником и трехходовым вентилем с подводящими трубками.
Недостатки
Во время работы котла в режиме отопления в контуре ГВС теплообменника хоз. вода нагревается до той же температуры что и ОВ. Если в системе отопления задана температура выше 60 градусов, то при открытии крана пойдет вода той же температуры что может привести к ожогу. Из-за этого на котлах с битермическим теплообменником температуру ОВ програмно ограничивают 75-77 градусами.
В момент использования ГВС в контуре отопления теплоноситель неподвижен, а в момент работы котла на отопление в контуре ГВС вода неподвижна. Соответственно в первом случае теплоноситель, а во втором вода нагреваются до высоких температур без циркуляции что приводит к избыточному образованию водного камня на поверхностях теплообмена.
Из рисунка видно, что теплоноситель циркулирует в одной трубке по 4-м полостям параллельно. Так же параллельно он циркулирует параллельно по 3-м трубкам теплообменника. Соответственно если засоряется накипью хотя бы одна из 12-ти полостей до такой степени, что проток через нее прекращается, то в этой полости происходит закипание теплоносителя. Это выражается в сильных шумах при работе котла. Такой теплообменник не всегда удается промыть даже при помощи специального оборудования. Стоимость замены теплообменника часто превышает 50% стоимости котла. Для того чтобы избежать неустранимых засоров теплообменника битермический теплообменник нужно промывать намного чаще.
У битермического теплообменника процесс изготовления сложнее чем у монотермического. Он имеет больше стыков, а следственно вероятность появления протечек больше. Бывают так же случаи, когда появляется утечка между контурами внутри теплообменника.
Битермический теплообменник в отличие от монотермического, практически не ремонтопригоден в случае утечки.
Первичный, вторичный теплообменник и трехходовой вентиль
Преимущества
Наличие вторичного исключает перегрев ГВС свыше 60 градусов, так как теплообмен происходит во вторичном теплообменнике между ОВ (максимальная температура 80 градусов) и ГВС. Это исключает риск получения ожога.
В виду того, что ГВС не нагревается выше 60 градусов (в битермическом теплообменнике до 80) и нагрев идет только в тот момент, когда есть проток через второй контур (в битермическом греется всегда) – образование накипи во вторичном теплообменнике идет в разы медленнее чем в битермическом при прочих равных условиях.
Так как в первичном теплообменнике нет второго контура, проходное сечение трубок теплообменника больше и соединить все трубки можно последовательно. Это сводит к минимуму шансы на полный засор теплообменника. И даже сильно забитый накипью теплообменник всегда можно промыть.
По отдельности каждый из узлов стоит дешевле чем битермический теплообменник, а следственно и ремонт в случае поломки будет менее затратный.
Недостатки
Это решение дороже, что отражается на конечной стоимости котла.
В трехходовом вентиле есть механически сопряженные элементы, которые увеличивают риск поломки.
Из всего выше сказанного следует, что если главным критерием выбора котла не является низкая цена, то выбор лучше сделать в пользу котла с монотермическим и вторичным теплообменником.
Турбированный или дымоходный
По типу дымоудаления котлы делятся на турбированные и дымоходные. Есть так же разделение по типу камеры сгорания – закрытая и открытая камера сгорания. Давайте попробуем в этом разобраться.
Турбированный означает, что дымовые газы удаляются из камеры сгорания при помощи вентилятора.
Дымоходный означает, что дымовые газы выводятся в дымовой канал в котором образуется естественная тяга (горячие дымовые газы легче воздуха и поднимаются вверх).
Открытая камера сгорания означает, что воздух для обеспечения сгорания газа берется из помещения в котором установлен теплогенератор, а дымовые газы выводятся в дымоход.
Закрытая камера сгорания означает, что и воздух для обеспечения сгорания газа берется с улицы, и дымовые газы выводятся на улицу. Забор воздуха и выведение дымовых газов может осуществляться по коаксиальной трубе или по двум раздельным трубам. Диаметр коаксиальной трубы обычно 100мм, внутри соосно расположена труба диаметром 60 мм. По внутренней трубе выводятся дымовые газы, а забор воздуха осуществляется через пространство между наружной и внутренней трубой. Для раздельного дымоудаления обычно используются трубы диаметром 80мм. Одна для подачи воздуха, другая для выведения продуктов сгорания.
Большинство котлов с открытой камерой сгорания дымоходные, а с закрытой камерой сгорания – турбированные, но это не всегда так.
Например, если в помещении установлен напольный энергозависимый котел, а дымоходный канал пришел в негодность или при проектировании нет возможности смонтировать дымовой канал, то к котлу можно подключить турбонасадку и отвод дымовых газов сделать через стену трубой диаметром 80 мм. Получается котел с открытой камерой сгорания, а дымоудаление при помощи вентилятора, т.е. турбированное.
Так же существуют котлы и конвекторы с закрытой камерой сгорания и дымоудалением без вентилятора. В таких теплогенераторах забор воздуха и отведение продуктов сгорания осуществляется по коаксиальной трубе при помощи естественной тяги. Из-за этого длина трубы сильно ограничена, а ее диаметр по сравнению с турбированным дымоудалением значительно больше.
Турбированный котел с закрытой камерой сгорания
Преимущества
Турбированный котел незначительно дороже дымоходного, но разница в цене несравнима со стоимостью изготовления дымового канала, а следовательно, если нет готового дымохода — намного дешевле приобрести турбированный котел, чем смонтировать дымовой канал и установить дымоходный котел.
В некоторых помещениях по нормам нельзя устанавливать котлы с открытой камерой сгорания. В таких случаях котел с закрытой камерой сгорания остается единственным решением вопроса.
Для работы котла с закрытой камерой сгорания не требуется притока воздуха из помещения.
Недостатки
Электрическая мощность вентилятора 25-60Вт. Соответственно при работе котел потребляет чуть больше электроэнергии.
Вентилятор — это дополнительный механически нагруженный элемент, который имеет свой рабочий ресурс, а следовательно, увеличивается риск аварийной остановки котла.
Вентилятор создает дополнительный шум при работе.
Для контроля разряжения камеры сгорания используется пневмореле в котором мембрана производит переключение микровыключателя. Это еще один элемент, от работы которого зависит риск аварийной остановки.
На блоке за включение вентилятора обычно отвечают реле, контакты которых так же имеют свой ресурс.
Для отвода продуктов сгорания используются коаксиальные или раздельные трубы. При использовании коаксиальных – во внутренней трубе при работе котла образуется конденсат, который вытекает на улицу. При низких температурах он замерзает и образует наледь на трубе. Проходимость трубы снижается и разряжение в камере сгорания может стать недостаточным. Если используется раздельное дымоудаление, то заборная труба внутри помещения в мороз охлаждается и появляется конденсат и иней. Выхлопная труба наоборот нагревается.
Дымоходный котел с открытой камерой сгорания
Преимущества
За счет отсутствия вентилятора котел издает меньше шума при работе.
Надежность дымоходного котла выше т.к. в нем отсутствуют вентилятор и пневмореле.
При правильно смонтированном дымоходе не возникает проблем с конденсатом.
Электропотребление дымоходного котла меньше.
Дымоходный котел немного дешевле турбированного.
Недостатки
Воздух для сгорания газа забирается из помещения, а следственно нужен постоянный приток воздуха в помещение с улицы. Это приводит к дополнительным теплопотерям помещения и сквознякам.
В некоторых помещениях по нормам нельзя устанавливать котлы с открытой камерой сгорания.
Из всего выше сказанного следует, что дымоходный котел надежнее чем турбированный, но не всегда есть возможность его установить.
Двухконтурный, одноконтурный с бойлером или одноконтурный с газовой колонкой
Прежде чем углубится в рассмотрение преимуществ и недостатков, давайте остановимся на типах водонагревательных приборов. Их всего два: проточный, и накопительный (емкостной).
Водонагревательный прибор проточного типа нагревает протекающую через него воду в реальном времени, подбирая (модулируя) мощность нагрева, для обеспечения заданной температуры воды на выходе. Основные потребительские характеристики: минимальный и максимальный проток воды, температуру которого прибор может поддерживать на заданном уровне при нагреве на определенную температуру. Максимальный проток воды обусловлен максимальной мощностью водонагревательного прибора. Минимальный проток воды обусловлен двумя параметрами: минимальный проток воды который распознает автоматика и минимальная мощность, которую может поддерживать прибор. Рассмотрим подробнее.
На графике показано при каком максимальном протоке воды какую температуру на выходе мы можем получить. Например, при мощности прибора 18кВт, задав температуру 50 градусов, мы сможем получить максимально 6л/мин. Если проток будет больше, (например 8л/мин) то температура будет ниже (примерно 40градусов).
Теперь давайте разбираться с минимальным протоком воды, при котором котел будет работать корректно. Путем несложных вычислений можно определить, что для нагрева 1 литра воды в минуту на 1 градус нужна мощность 70Вт. Например, в летнее время температура холодной воды может быть 20 градусов. Нам нужно нагреть воду до 45 градусов (дельта будет 25). Проток возьмем 4л/мин. Мощность которая требуется для нагрева получается 70х25х4=7кВт. Если минимальная мощность котла больше, то он будет включаться и выключаться, а температура воды будет колебаться. Если минимальная мощность меньше, то котел подберет необходимую мощность, модулируя пламя на горелке и температура воды на выходе будет постоянна. Даже если в тех. характеристиках указан минимальный проток воды 2,5л/мин это не означает, что котел будет корректно работать при таком протоке, т.к. для этого может потребоваться мощность меньшая, чем минимальная мощность котла. Минимальная мощность большинства котлов составляет от 7 до 12 кВт.
Водонагревательный прибор емкостного типа имеет внутри себя определенный объем воды, температура которого всегда поддерживается на заданном уровне . Ниже на рисунке изображен бойлер косвенного нагрева. Он подключается к одноконтурному котлу. По змеевику протекает теплоноситель и нагревает хозяйственную воду в баке.
Основные характеристики: объем воды и мощность теплообменника, из которых вытекает время нагрева. Бывают комбинированные водонагреватели, в которых наряду с теплообменником установлен электрический тэн. Мощность тэна обычно от 3 до 9кВт. Объем водонагревателя от 80 до 300 литров и более, зависит это от потребностей и задач, которые нужно решить. Мощность в большинстве случаев — от 24 до 48 кВт, но бывает и больше.
Проточные водонагреватели
К проточным водонагревателям относятся газовые колонки и двухконтурные котлы. К накопительным водонагревателям – бойлеры косвенного нагрева и комбинированные.
Преимущества проточных водонагревателей
1) Компактность.
2) Проточный водонагреватель почти всегда дешевле емкостного. Исключением может быть установка газовой колонки, которую нужно включить в проект по газификации и для работы которой нужно смонтировать дымоход.
Преимущества накопительных водонагревателей
1) Комфорт. Пользуясь накопительным водонагревателем вы будете получать воду одинаковой температуры при любом протоке в пределах мощности теплообменника. При кратковременном расходе воды, превышающем возможности теплообменника пиковая нагрузка будет компенсироваться за счет запаса нагретой воды. Здесь нет минимального протока для нормальной работы. Даже если вам нужен проток 0,1л/мин, вода будет течь заданной температуры. Если закольцевать контур ГВС и установить в него циркуляционный насос малой мощности (в бойлерах обычно есть дополнительный патрубок для циркуляции), то при открытии крана не придется сливать несколько литров холодной воды, дожидаясь пока пойдет горячая. Особенно это актуально, если точка водоразбора находится на определенном удалении от водонагревательного прибора.
2) Надежность и долговечность. В конструкции емкостного водонагревателя нет необходимости использовать датчик протока, с которым во время эксплуатации могут происходить сбои.
3) Способность работать при использовании воды низкого качества. Если вода низкого качества, при нагреве внутри оборудования образуется накипь и другие отложения. Быстрее всего это отражается на работе двухконтурного котла. Засоренность газовой колонки отразится на ее работе через более длительный промежуток времени при аналогичной интенсивности эксплуатации. При эксплуатации бойлера, отложения накипи слабо отражаются на его использовании.
Распространенные варианты комплектов оборудования
Теперь разберем сильные и слабые стороны, распространенных вариантов, используемых для нагрева воды и отопления.
Двухконтурный настенный котел
Самым популярным на данный момент является установка двухконтурного настенного котла. Выбор в пользу этого варианта делается по причине дешевизны, компактности и распространенности. Часто люди даже не знают, что можно установить бойлер и для чего это нужно. Про недостатки данного решения мало кто задумывается, а между тем они есть, но выявляются они уже при эксплуатации. Корректный нагрев воды будет только в определенном интервале протоков воды. Так, например, при слабом давлении котел может не включаться или температура воды будет «скакать». По мере загрязнения теплообменника уменьшается количество, воды которое может нагреть котел. Представьте ситуацию, когда вы принимаете душ, на кухне кто-нибудь открывает кран горячей воды и на вас начинает течь холодная вода – приятного мало.
Одноконтурный котел и газовая колонка
Еще один вариант – это одноконтурный котел на отопление и газовая колонка для нагрева воды. Главное преимущество этого способа получения горячей воды в том, что водой можно пользоваться при отсутствии электроэнергии. К преимуществам так же можно отнести простое устройство, и как следствие, надежность при эксплуатации. К недостаткам можно отнести колебания температуры воды при изменении протока и отсутствие возможности осуществить циркуляцию ГВС. При установке необходимо смонтировать дымоход и согласовать проект с газовой службой, что приводит к дополнительным затратам.
Одноконтурный котел и газовая колонка
Можно установить одноконтурный котел и подключить к нему бойлер косвенного нагрева. Преимущества при использовании бойлера подробно описаны выше. К слабым сторонам можно отнести большие габариты и высокую цену. Особенно это актуально в сравнении с двухконтурным котлом. Если сравнивать с котлом и газовой колонкой, то разница будет не такая существенная, особенно если выбор делается на стадии проекта. Дело в том, что газовая колонка — это дополнительная точка газопотребления и с этим будут связаны определенные расходы. Для газовой колонки нужен отдельный дымоход, а это тоже требует затрат. Даже если в топочной есть два дымохода, один для газовой колонки, другой для котла – при реконструкции можно рассмотреть вариант установки вместо колонки резервного котла, а для нагрева хозяйственной воды использовать бойлер косвенного нагрева.
Прежде чем сделать выбор, нужно рассмотреть все варианты, определить приоритеты, взвесить все «за» и «против», и только после этого принимать решение.
9 КОММЕНТАРИЕВ
ИЛНАР
14.07.2015 В 21:36
Помогите пожалуйста, скоро отопительный сезон, а теплообменник забит конкретно, вода в кране вообще не течет. Я его снял, заливал и уксус и кислоту уксусную, как было так и есть, говорят из-за плохой воды образовался камень. Вода и впрямь плохая, накипь очевидна из-за своей не грамотности фильтра не поставил вот и попал!!! Проживаю в Татарстане г. Набережные Челны…Какие варианты могут быть по прочистки или все же замена. ?.
teplo4life
21.07.2015 В 09:17
Для того чтобы понять, есть ли смысл мучиться с промывкой нужно определить как проходит вода или теплоноситель по трубкам теплообменника. В статье наглядно показано на рисунках, что прохождение может быть одновременно по нескольким трубкам, а может быть последовательным по всем трубкам. В первом случае теплообменник имеет смысл промывать если он на начальной стадии засорения и проход для промывающей жидкости есть во всех трубках. Во втором случае можно промыть даже очень сильно забитый теплообменник. Сначала его нужно продуть компрессором для того чтобы освободить место под промывающую жидкость. Затем залить раствором кислоты. Если реакция идет слишком сильно и кислота не проходит в теплообменник, нужно снизить концентрацию кислоты при первой заливке. Можно пользоваться специальными аппаратами для промывки. Кислоту можно применять практически любую. Самая доступная и безопасная это лимонная и сульфоминовая. Первую можно приобрести в продуктовом магазине, вторую в специализированных организациях торгующих бытовой химией.
Fjodor
25.07.2015 В 01:31
Преимущества данного теплообменника в том, что благодаря большому объему теплоносителя в теплообменнике во время изменения температуры и скорости потока воды ГВС сглаживаются пульсации температуры воды на выходе котла.
Геннадий
06.01.2016 В 20:31
Котел Леопард 24 БТВ работал без нареканий 5 лет. А нынче при большом отборе ГВС падает давление в системе отопления иногда до нуля. После подпитки свежей водой давление растет до 3 атм и приходится стравливать до нормы и дальше без отбора горячей воды держится стабильно. В чем дело? В теплообменнике или в расширителе? Качество воды нормальное (соли около 0,2 г/л).
teplo4life
16.05.2016 В 10:09
В описанной ситуации первое что нужно проверить наличие воздуха в расширительном баке. Скорее всего расширительный бак не работает не работает так как должен.
Vikabik
07.02.2016 В 21:56
К недостаткам можно также отнести ограниченную работу в режиме ГВС и приготовление меньшего количества горячей воды, чем в котлах с двумя теплообменниками.
teplo4life
16.05.2016 В 10:14
Количество подготавливаемой горячей воды не зависит от исполнения котла. Эта величина напрямую связана только с мощностью котла.
FreeBSD VPS
16.05.2016 В 00:04
Битермический теплообменник. Конструктивно такой вид теплообменника можно охарактеризовать термином «труба в трубе». В одной части циркулирует теплоноситель, а в другой горячая вода. Основное преимущество таих котлов – это цена. В таких котлах дополнительно не надо устанавливать трехходовой клапан и вторичный теплообменник, соответственно и затраты на его изготовление ниже. Меньшее количество деталей способствует и повышению его надежности.
teplo4life
16.05.2016 В 10:22
Всё правильно, но всегда есть «но» 🙂 Главный недостаток — малый ресурс теплообменника при использовании котла на некачественной воде и теплоносителе. Часто не подлежит промывке, а цена теплообменника — примерно 3/4 от стоимости нового котла. При высокой заданной температуре теплоносителя в зимний период, при открытии крана горячей воды, из крана сначала пойдёт кипяток, что небезопасно. Особенно, если в доме есть дети.
