Газовое отопление в частном доме

Газовое отопление частного дома — наиболее распространенный вид обогрева жилья в зимний период. «Голубое топливо» — самый экономичный и доступный энергоноситель, при сгорании которого отсутствуют отходы, сажа или зола, вредные выбросы в атмосферу.

КПД современных газовых котлов достигает 98%, что говорит о высокой эффективности использования этого вида топлива. Уровень газификации различных регионов России составляет 40-75% и постоянно растет. Интерес владельцев загородных усадеб и дач к газовому оборудованию для отопления усиливается.

Виды газового топлива

Газовое топливо для обогрева домов подают по магистральному трубопроводу централизованно или поставляют в сжиженном виде. Для его хранения используют специальные емкости — газгольдеры — объемом 5-10 м³, которые устанавливают рядом с домом.

Природный газ метан в 4-5 раз дешевле сжиженного. Не требуются заправка или сложное обслуживание оборудования, как при использовании газгольдеров. Но, к сожалению, жители не всех регионов имеют доступ к магистрали. Тогда экономически оправдано применение герметичных емкостей или баллонов, так как отопление дизелем или электричеством обойдется на 30-50% дороже. Для автономного обогрева предназначена смесь пропана и бутана, которую хранят в сжиженном виде при давлении 16 бар.

Преимущества газового отопления

Газовое отопление частного дома опережает другие системы обогрева по показателям:

• Стоимость. Полное сжигание топлива способствует высокой эффективности применения этого энергоносителя. В некоторых котлах используется высвобожденная энергия при конденсации отработанных газов, что повышает КПД до 109%.
• Компактность. Современные газовые котлы напоминают навесную мебель. Их можно разместить на кухне или в небольшом помещении. При этом объем комнаты не теряется, интерьер не перегружен видом оборудования. Не нужно выделять место для хранения дров, угля или дизельного топлива.

• Безопасность. Контроль за работой системы и удаление сгоревших газов выполняют автоматические устройства. При малейшем отклонении от нормы срабатывает блокировка поступления топлива в камеру сгорания.
• Экономичный расход. В связи с ростом цен на энергоносители изготовители котлов разрабатывают и постоянно усовершенствуют модели, мало потребляющие, но производящие большое количество тепловой энергии.
• Возможность регулировать температуру теплоносителя. В результате экономятся ресурсы, в каждом помещении создаются комфортные условия.

Двухконтурные газовые котлы осуществляют одновременно отопление дома и снабжают жильцов горячей водой. В условиях загородного хозяйства эта функция немаловажна.

Особенности

Газовое отопление — объект повышенной взрыво- и пожароопасности, поэтому всеми вопросами о подключении и обслуживании занимаются специальные службы.

Перед подключением дома к газовой магистрали составляют проект прокладки линии внутри помещений, схему запитки приборов. Документы согласовывают и утверждают в Гостехнадзоре.

Помещение, где установлен газовый котел, обеспечивают хорошей вентиляцией. Для некоторых моделей оборудуют дымоход, а в котельной устраивают отдельный выход.

Котельная в частном доме

Котлы с принудительным выбросом отработанных газов подключают к системе электроснабжения. Чтобы оборудование не вышло из строя при резком скачке давления в линии, устанавливают автоматику для адаптации.

Важно. При поломках или нарушениях в работе котла нужно обращаться за помощью к специалистам с лицензией на ремонт газового оборудования.

Каким может быть газовое отопление

Система отопления в частном доме включает:

• источник тепла;
• теплопроводы;
• отопительные приборы.

Теплоноситель, распределяющий энергию от источника, может циркулировать естественным образом или нагнетаться насосами. Для поддержания основных параметров заданного режима работы и отведения сгоревших газов в систему встроены датчики, клапаны, насосы и другая автоматика.

По типу теплоносителя различают водяное и воздушное отопление.

Водяное отопление

Использовать воду как теплоноситель для отопления начали в конце 18 века. Французский инженер Боннеман создал обогреваемый инкубатор с естественной циркуляцией жидкости. В России до 1917 года такую систему могли позволить себе лишь богатые люди и доходные дома. Остальные жители для обогрева использовали дровяную или угольную печь.

Сейчас вода или химические жидкости — наиболее распространенный теплоноситель в отопительных системах как многоквартирных, так и частных домов.

Вода обладает максимальной теплоемкостью среди всех известных веществ — 4,18 Дж/гК. Медленно нагреваясь, она так же медленно отдает энергию окружающему пространству. Это самый эффективный тепловой аккумулятор, который сглаживает перепады температуры в масштабах планеты.

Вода или антифризы, нагретые газовым котлом, движутся по трубам к приборам отопления, где передают тепло окружающему пространству посредством излучения. В процесс включается перенос энергии конвекцией между нагретыми слоями воздуха.

Системы отопления с жидким теплоносителем отличают:

• длительный срок эксплуатации;
• возможность использования различных видов топлива в универсальных котлах;
• долгое сохранение тепла в помещении при остывании воды в радиаторах;
• равномерный прогрев батарей;
• простое обслуживание.

Недостатки водяных систем:

• монтаж трубопровода и радиаторов достаточно трудоемок;
• при перерывах в работе зимой трубопровод может повреждаться;
• в открытых системах, где вода испаряется в расширительных баках, требуется регулярная подпитка;
• длительное присутствие воды вызывает коррозия металлических деталей, выпадение нерастворимого осадка;
• при перепадах давления образуются воздушные пробки.

Некоторые недостатки устраняют применением дистиллированной воды или антифриза. Это приводит к удорожанию эксплуатации, но предохраняет от поломок и образования течей.

Воздушный (конвекторный) обогрев

В воздушных системах отопления тепло передается конвекцией. Воздух в помещении нагревается специальными приборами — конвекторами. Природный или сжиженный газ при сгорании преобразуется в энергию без участия теплоносителя.

Конвекторы с помощью датчиков поддерживают в комнате заданный температурный режим. Приборы оснащены камерой сгорания закрытого типа. Отработанные газы выходят на улицу по коаксиальной трубе, вмонтированной в стену. В помещении отсутствуют запах, уровень кислорода не снижается, чего напрасно боятся жители частных домов.

Воздушное отопление по сравнению с традиционным водяным намного экономичнее. Не требуется прокладка труб, закачка теплоносителя. Энергия тратится на обогрев помещения, а не теряется при прохождении по трубопроводу и для нагрева радиаторов. Расход газа — 0,13-0,51 м³/час при мощности 2-10 кВт.

Виды газовых котлов

Котел — основной элемент системы газового отопления частного дома. Он должен быть достаточно мощным, чтобы обеспечить прогрев всех помещений, безопасным и экономичным. Читайте также статью про котельную для частного дома, мы расскажем про основные требования и важные детали.

Изготовители производят газовое оборудование двух типов:

• Настенное. Компактные котлы размещают в специальной раме или на стене. Предназначены для отопления площади до 1200 м². Максимальная мощность — 100 кВт. Горелка изготовлена из стали или меди. Возможна настройка на потребление как природного, так и сжиженного газа.

• Напольное. Тяжелые мощные котлы для отопления больших площадей устанавливают на платформу. Теплообменники чугунные или стальные. Универсальные модели могут работать на жидком или твердом топливе.

Котел газовый напольный

Котлы выпускают с одним или двумя контурами. Первые предназначены только для отопления, вторые дополнительно обеспечивают жильцов горячей водой, которая нагревается в проточном теплообменнике или накопителе. Для розжига предусмотрены пьезо- или электронные устройства.

Газовое оборудование оснащают тягой двух типов:

• Естественной, при которой топливо сгорает в открытой камере, забор воздуха и выброс отработанных газов осуществляется в окружающую атмосферу. Котлы с такой тягой размещают в отдельном помещении, оборудованном дымоходами.
• Принудительной, где камера сгорания закрытая, а каналы для забора и отвода воздуха или газов сообщаются только с улицей. Их движение управляется автоматическими турбинами. Не требуются громоздкие дымоходы, продукты горения выбрасываются наружу через коаксиальную трубу, вмонтированную в стену.

Для нагрева теплоносителя используется низшая или высшая теплота сгорания топлива. В первом случае это традиционные котлы, где вода или антифриз охлаждаются в системе и поступают сразу в теплообменник.

В конденсационных котлах два теплообменника. В одном топливо сгорает, нагревая воду, в другой теплоноситель поступает из обратки. Там он предварительно подогревается энергией, полученной при конденсации паров из камеры сгорания.

Настенные котлы для отопления

Настенный котел — это котельная в миниатюре. В него уже встроены обвязка, расширительный бак и циркуляционный насос.

Топливо от сети подается в закрытую камеру сгорания. Теплоноситель нагревается в теплообменнике до заданной температуры и поступает в отопительную систему. Продукты горения через коаксиальную трубу выводятся наружу с помощью принудительной тяги, создаваемой вентилятором.

В двухконтурных котлах теплоноситель для отопления нагревается в первичном теплообменнике, вода для бытового потребления — во вторичном. В некоторых комбинированных моделях обе функции выполнят один теплообменник.

Устройство двухконтурного настенного котла

Автоматика управления и устройства безопасности обеспечивают работу котла в нужном режиме. Оборудование может изменять выработку тепла в зависимости от потребностей системы отопления на текущий момент. Модулируемая горелка позволяет регулировать подачу газа и интенсивность пламени. При этом температура воды остается постоянной независимо от расхода.

Модели для непостоянного использования оснащены защитой от замерзания. В таких системах оборудование работает в энергосберегающем режиме, поддерживая температуру теплоносителя в пределах +5°С…+6°С.

В некоторые котлах осуществляется самодиагностика. При обнаружении неисправности код ошибки выдается на табло. Сотрудник сервисной службы, получив эту информацию, сможет исправить неполадки очень быстро.

Напольные газовые котлы

Устройство и принцип работы напольных котлов во многом схожи с настенными аналогами. Топливо подается в камеру сгорания, где теплоноситель подогревается до нужной температуры и поступает в трубопровод для отопления или нужд хозяйственного назначения.

Основное отличие — более тяжелый и емкий теплообменник, обеспечивающий высокую мощность и долговечность котла. Чугун, из которого изготавливают важнейшую часть, отличается химической и температурной стойкостью, не прогорает, не корродирует в отличие от меди или стали.

По сравнению с настенными моделями, срок службы которых ограничен 10-15 годами, такой котел возможно эксплуатировать до 50 лет. Но чугун достаточно хрупок и чувствителен к перепаду температур. Особенно опасно воздействие холодной воды на разогретый металл.

Важно. При эксплуатации нужно избегать засорения каналов теплообменника, подпитки работающего котла холодной водой, неправильной настройки горелки. В результате может возникнуть «тепловой шок» чугуна, последствия которого — деформации элементов или их растрескивание.

Схемы газового отопления дома

Схему газового отопления частного дома разрабатывают, чтобы правильно организовать обогрев всех помещений, минимизировать затраты и оптимально использовать мощность отопительного котла.

Горячая вода циркулирует по трубам, подчиняясь естественным законам физики. Сначала в нагретом виде она поднимается по стояку, затем после охлаждения в радиаторах поступает обратно в коллектор и направляется к котлу. Движение жидкости обуславливает перепад гидростатического давления между столбами горячей и холодной воды. Такая система называется гравитационной, применяется там, где отопительные приборы расположены на этажах по вертикали.

В частных домах с нижней подачей воды или горизонтальной разводкой по этажам применяют принудительную циркуляцию теплоносителя с нагнетанием насосами. При этом выравнивается температура в радиаторах, затрачивается меньшая мощность котла, используются трубы более тонкого диаметра.

Способ разводки

Для отопления частных домов применяют системы:

• однотрубную, где подачу и забор теплоносителя ко всем радиаторам выполняет одна магистраль;
• двухтрубную, когда для подачи служит одна труба, для отведения — другая;
• лучевую, в которых каждый радиатор запитывается отдельной линией.

Однотрубную схему рекомендуется использовать в домах площадью до 100 м². Вода, последовательно проходящая через радиаторы, охлаждается. Первая от котла батарея всегда горячее последней. На больших площадях эта разница слишком велика, поэтому там применяют раздельное подведение и отвод теплоносителя.

Пример разводки в двухэтажном частном доме

Разводка труб может быть горизонтальной или вертикальной. Это условное разграничение, определяющее положение подающего горячую воду стояка.

Горизонтальная разводка чаще применяется при принудительном движении теплоносителя. В вертикальной системе с верхней подачей воды возникает достаточная разница гидростатического давления между холодным и горячим сегментами отопительного контура. Поэтому более оправданно использование естественной циркуляции.

Все вопросы по проектированию газового отопления желательно решать с профессионалами. Ошибки при организации обогрева жилья обходятся дорого и заканчиваются полным или частичным переоборудованием, ремонтом отделки.